光合呼吸實驗測定

1、特定裝置測定特定裝置測定光合作用和呼吸作用強度光合作用和呼吸作用強度1、植物組織呼吸速率的測定和、植物組織呼吸速率的測定和探究探究呼吸速率的測定呼吸速率的測定( (如圖如圖) ) ：常用常用co2釋放量或釋放量或o2吸收量來表示吸收量來表示NaOHNaOH溶液溶液的作用：的作用： 吸收植物吸收植物呼吸作用釋放的呼吸作用釋放的COCO2 2。植物呼吸作用的指標：植物呼吸作用的指標：植物呼吸作用植物呼吸作用吸收氧氣，釋放吸收氧氣，釋放COCO2 2，COCO2 2被被NaOHNaOH溶液吸收，使容溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，毛細管內(nèi)的水滴左移。單位時間內(nèi)液滴左器內(nèi)氣體壓強減小，毛細管內(nèi)的水滴左

2、移。單位時間內(nèi)液滴左移的體積即是呼吸速率。移的體積即是呼吸速率。條件：整個裝置必須條件：整個裝置必須遮光遮光處理，否則植物的光合作用會干擾處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。（不遮光的話綠色植物要換成萌發(fā)的種子）呼吸速率的測定。（不遮光的話綠色植物要換成萌發(fā)的種子）NaOH如何排除外界氣壓變化引起水滴移動的造成的實驗如何排除外界氣壓變化引起水滴移動的造成的實驗誤差？誤差？對照試驗：將所測的生物滅活，對照試驗：將所測的生物滅活，其他條件均不變其他條件均不變測定呼吸速率的實驗裝置測定呼吸速率的實驗裝置由于氣壓的變化也可能是溫度等物理因素引起的，由于氣壓的變化也可能是溫度等物理因素引起的，

3、為使測定結(jié)果更趨準確，應設置對照試驗，以校正為使測定結(jié)果更趨準確，應設置對照試驗，以校正物理膨脹等因素對實驗結(jié)果造成的誤差。此時，對物理膨脹等因素對實驗結(jié)果造成的誤差。此時，對照實驗與呼吸裝置對比，應將所測生物滅活，如將照實驗與呼吸裝置對比，應將所測生物滅活，如將種子煮熟，其他各項處理應與實驗組一致（包括所種子煮熟，其他各項處理應與實驗組一致（包括所用種子數(shù)量、裝置瓶及玻璃管的規(guī)格等）用種子數(shù)量、裝置瓶及玻璃管的規(guī)格等）判斷呼吸作用類型判斷呼吸作用類型 1.1.裝置裝置1 1液滴向左，裝置液滴向左，裝置2 2液滴不動液滴不動有氧呼吸有氧呼吸 2.2.裝置裝置1 1液滴向左，裝置液滴向左，裝置2

4、 2液滴向右液滴向右有氧和無氧呼吸有氧和無氧呼吸 3.3.裝置裝置1 1液滴不動，裝置液滴不動，裝置2 2液滴向右液滴向右無氧呼吸無氧呼吸（2 2）計算呼吸作用速率）計算呼吸作用速率 注意：測定植物呼吸速率時，如果不是萌發(fā)的種子，注意：測定植物呼吸速率時，如果不是萌發(fā)的種子，是綠色是綠色植物，一定要在黑暗條件下植物，一定要在黑暗條件下不同種類的種子中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)的種類不同不同種類的種子中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)的種類不同. 在科學研究中常用在科學研究中常用RQ(RQ釋放的二氧化碳體積釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積消耗的氧氣體積)來表示生物的有氧來表示生物的有氧呼吸利用的能源物質(zhì)的不同呼吸利用的能源

5、物質(zhì)的不同. 下面是測定發(fā)芽種子呼吸商的兩個裝下面是測定發(fā)芽種子呼吸商的兩個裝置圖置圖: (1)裝置一中的小瓶中加入裝置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是溶液的目的是_.(2)若發(fā)芽的種子已長出幼苗若發(fā)芽的種子已長出幼苗, 進行該實驗時進行該實驗時, 則應將裝置放置在何則應將裝置放置在何種條件下進行？種條件下進行？ _; 原因是原因是_. (3)小琪同學來做這個實驗小琪同學來做這個實驗, 她將同一種正在發(fā)芽的種子等量分裝入她將同一種正在發(fā)芽的種子等量分裝入兩個裝置兩個裝置. 假定其他操作步驟無誤假定其他操作步驟無誤, 她發(fā)現(xiàn)裝置一中的著色液向左移她發(fā)現(xiàn)裝置一中的著色液向左移動動, 而裝置二中

6、的著色液位置卻不發(fā)生改變而裝置二中的著色液位置卻不發(fā)生改變, 則可推定該種子發(fā)芽過則可推定該種子發(fā)芽過程所消耗的能源物質(zhì)主要是程所消耗的能源物質(zhì)主要是_, 發(fā)生的反應方程式為發(fā)生的反應方程式為: _. (4)若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動若發(fā)現(xiàn)裝置一與裝置二中的著色液均向左移動, 則該種子發(fā)芽過則該種子發(fā)芽過程中所消耗的能源物質(zhì)主要是程中所消耗的能源物質(zhì)主要是_, 理由是理由是_. （1）吸收發(fā)芽種子細胞呼吸產(chǎn)生的）吸收發(fā)芽種子細胞呼吸產(chǎn)生的CO2（2）黑暗條件）黑暗條件 避免幼苗進行光合作用，干擾細胞呼吸的避免幼苗進行光合作用，干擾細胞呼吸的氣體量變化氣體量變化（3）葡萄糖（糖類）

7、葡萄糖（糖類） 以葡萄糖（糖類）為能源物質(zhì)進行以葡萄糖（糖類）為能源物質(zhì)進行有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的有氧呼吸時，吸收的氧氣等于釋放出的CO2 （4）脂肪（或脂質(zhì)）脂肪（或脂質(zhì)） 脂肪的碳氧百分比含量較高，吸收脂肪的碳氧百分比含量較高，吸收的的O2大于釋放的大于釋放的CO22 2、光合作用速率的測定、光合作用速率的測定 （1 1）裝置中溶液的作用：）裝置中溶液的作用： 在測在測細胞呼吸速率時細胞呼吸速率時NaOHNaOH溶液溶液 可吸收容器中細胞呼吸產(chǎn)生的可吸收容器中細胞呼吸產(chǎn)生的COCO2 2； 在測在測凈光合速率時凈光合速率時NaHCONaHCO3 3溶液溶液可可 提供提供COCO

8、2 2，保證了容器內(nèi)，保證了容器內(nèi)COCO2 2濃度濃度 的恒定。的恒定。 (2)(2)測定原理：測定原理： 甲裝置在黑暗條件下甲裝置在黑暗條件下植物進行植物進行細胞呼吸細胞呼吸，由于，由于NaOHNaOH溶液吸收了細胞呼吸產(chǎn)溶液吸收了細胞呼吸產(chǎn)生的生的COCO2 2，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的體積為細胞呼吸，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的體積為細胞呼吸O O2 2的吸收速率，的吸收速率，可代表呼吸速率；可代表呼吸速率； 乙裝置在光照條件下乙裝置在光照條件下植物進行植物進行作用和細胞呼吸作用和細胞呼吸，由于，由于NaHCO3NaHCO3溶液保證了容溶液保證了容器內(nèi)器內(nèi)CO2CO2濃度的恒定，所

9、濃度的恒定，所光合光合以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的體積為植物氧氣以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的體積為植物氧氣的釋放速率，可用的釋放速率，可用代表凈光合速率代表凈光合速率； 真正光合速率凈光合速率呼吸速率。真正光合速率凈光合速率呼吸速率。(3)(3)測定方法測定方法將植物將植物( (甲裝置甲裝置) )置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。移動的距離，計算呼吸速率。將同一植物將同一植物( (乙裝置乙裝置) )置于光下一定時間，記錄紅色液置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。滴移動的距離，計算凈光合速率。根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算

10、得到真正光合速率。根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。(4)(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等因素所引起的物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等因素所引起的誤差，誤差，應設置對照實驗，即使用死亡的綠色植物分別進應設置對照實驗，即使用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正行校正 下圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖。該裝置放在下圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖。該裝置放在2020環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL0.2mL，毛細管內(nèi)的水滴在位，毛

11、細管內(nèi)的水滴在位置置X X。3030分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在維持在X X的位置。據(jù)此回答下列問題：的位置。據(jù)此回答下列問題：(1)(1)若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是速率是_mL/h_mL/h。(2)(2)與植物的實際光合速率相比，用上述裝置所測得的光合作用速與植物的實際光合速率相比，用上述裝置所測得的光合作用速率數(shù)值率數(shù)值_(_(偏高偏高/ /偏低偏低/ /相同相同) )，原因是，原因是_。(3)(3)假若在該植物的

12、葉片上涂上一層凡士林，光合作用的速率會大假若在該植物的葉片上涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降，這一做法主要限制了光合作用的幅度下降，這一做法主要限制了光合作用的_反應階段。反應階段。(1)0.8 (2)偏低偏低 植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣(3)暗反應暗反應(4)在這兩個實驗中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而在這兩個實驗中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而溫度才是限制光合作用速率的主要因素溫度才是限制光合作用速率的主要因素(或答：在光照充足的條件或答：在光照充足的條件下，提高溫度可提高光合作用速率下，提高溫度可提高光合作用速率)(5)

13、葉綠素葉綠素a、葉綠素、葉綠素b、葉黃素、胡蘿卜素、葉黃素、胡蘿卜素 光反應光反應 (4)如果在原實驗中只增加光照強度，則如果在原實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍維持在針筒的容量仍維持在0.6mL讀數(shù)處。在讀數(shù)處。在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至至30，針筒容量需要調(diào)至，針筒容量需要調(diào)至0.8mL讀數(shù)，讀數(shù)，才能使水滴維持在才能使水滴維持在X的位置上。比較兩的位置上。比較兩個實驗可以得出什么結(jié)論？個實驗可以得出什么結(jié)論？(5)丙酮可以由石油裂解產(chǎn)品丙烯來制備，丙酮可以由石油裂解產(chǎn)品丙烯來制備，利用丙酮提取該植物葉片中色素，經(jīng)過利用丙酮提取該植物葉片中

14、色素，經(jīng)過層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍綠色、層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍綠色、黃色、橙黃色的色素帶，這些色素依次黃色、橙黃色的色素帶，這些色素依次是是_，它們參與光合作用中的，它們參與光合作用中的_階段。階段。某實驗小組想利用下列裝置測定某植物的光合作用強度和呼吸某實驗小組想利用下列裝置測定某植物的光合作用強度和呼吸作用強度作用強度(用紅墨水的移動距離表示用紅墨水的移動距離表示)。在兩個裝置中放入的試劑。在兩個裝置中放入的試劑和材料等操作，正確的是和材料等操作，正確的是() 測定光合作用強度測定光合作用強度測定呼吸作用強度測定呼吸作用強度甲裝置甲裝置乙裝置乙裝置甲裝置甲裝置乙裝置乙裝置A光

15、照，活的光照，活的植物、植物、NaOH溶液溶液光照，活的光照，活的植物、植物、NaOH溶液溶液光照，活的光照，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液B光照，活的光照，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaOH溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaOH溶液溶液C光照，活的光照，活的植物、植物、NaOH溶液溶液光照，死亡光照，死亡的植物、的植物、NaOH溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，死亡遮光，死亡的植物、的植物、NaHCO

16、3溶液溶液D光照，活的光照，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaHCO3溶液溶液遮光，活的遮光，活的植物、植物、NaOH溶液溶液遮光，死亡遮光，死亡的植物、的植物、NaOH溶液溶液D將一新鮮葉片放在特殊的裝置內(nèi)，給予不同強度的光照（其它將一新鮮葉片放在特殊的裝置內(nèi)，給予不同強度的光照（其它條件保持不變），測得氧氣釋放速率如下表所示：下列對該數(shù)條件保持不變），測得氧氣釋放速率如下表所示：下列對該數(shù)據(jù)的分析，錯誤的是據(jù)的分析，錯誤的是光照強度（klx）02468101214O2（L/cm2葉面min）-0.200.20.40.81.2 1.21.2A該葉片呼吸作

17、用吸收該葉片呼吸作用吸收O2的速率是的速率是0.2L/cm2葉面葉面minB當光照強度為當光照強度為2klx時，光合作用釋放時，光合作用釋放O2與呼吸作用吸收與呼吸作用吸收O2的速的速率基本相等率基本相等C當光照強度為當光照強度為8klx時，光合作用產(chǎn)生時，光合作用產(chǎn)生O2的速率為的速率為0.8L/cm2葉葉面面min D當光照強度超過當光照強度超過10klx，光合作用速率不再提高，光合作用速率不再提高右圖所示的是檢測氣壓變化的密閉裝置。反應瓶和中心小杯中右圖所示的是檢測氣壓變化的密閉裝置。反應瓶和中心小杯中放置有關(guān)實驗材料和試劑，關(guān)閉活栓后，放置有關(guān)實驗材料和試劑，關(guān)閉活栓后，U形管右管液面

18、高度變形管右管液面高度變化反映瓶中氣體體積變化。實驗開始時將右管液面高度調(diào)至參化反映瓶中氣體體積變化。實驗開始時將右管液面高度調(diào)至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化(忽略忽略其他原因引起的容積變化其他原因引起的容積變化)。課題小組同學利用該裝置探究微生。課題小組同學利用該裝置探究微生物的細胞呼吸方式。物的細胞呼吸方式。 (1)以甲、乙兩套該密閉裝置設計實驗。請補充下表有關(guān)內(nèi)容：以甲、乙兩套該密閉裝置設計實驗。請補充下表有關(guān)內(nèi)容：裝置裝置反應瓶內(nèi)反應瓶內(nèi)加入的材料加入的材料小杯內(nèi)加小杯內(nèi)加入的材料入的材料液面高度液面高度變化的含義變化的含義甲甲一定濃度葡一定濃度葡萄糖溶液，萄糖溶液，微生物懸浮微生物懸浮液各液各1 mL適量的適量的NaOH溶液溶液乙乙細胞呼吸時細胞呼吸時CO2的釋放的釋放量與量與O2消消耗量的差值耗量的差值（2）將甲、乙裝置均置于）將甲、乙裝置均置于28恒溫條件下進行實驗恒溫條件下進行實驗(實驗過程中實驗過程中微生物保持活性微生物保持活性)