探究环境因素对光合作用强度的影响实验设计,巧用一个装置完成光合作用和呼

涉及到环境因素对光合作用强度影响实验测定和用一个装置测定呼吸作用的方式、强度以及呼吸作用和光合作用的大小关系等内容,同时加以习题巩固。

光合作用与呼吸作用的相关实验设计

一、小叶片浮起数量法探究“影响光合速率的因素”

1、 实验装置

思考：表格中自变量的控制还可以怎样操作？

二、巧用一个实验装置完成对光合作用和呼吸作用相关问题的测定或探究

现有甲装置如图1所示，利用该装置进行对光合作用和呼吸作用等相关问题的测定或探究。

1、利用装置(甲)测定光合作用相关问题

涉及到环境因素对光合作用强度影响实验测定和用一个装置测定呼吸作用的方式、强度以及呼吸作用和光合作用的大小关系等内容,同时加以习题巩固。

1.1 测定真(总)光合速率

该装置置于一定的光照强度下，默认其光合速率大于呼吸速率 ，所以在单位时间内，该装置液滴向右移动的距离(m)表示该植物的净光合速率,即单位时间内植物向外界释放的02量。该装置置于黑暗条件下，单位时间内液滴向左移动的距离(n)表示该植物的呼吸速率。综上所述，该植物真(总)光合速率等于上述两个测定的液滴移动距离值之和：m+n。 1.2验证光合作用需要C02

须另设对照装置(乙)(图2 )，与甲装置构成对照。装置乙设置：将甲装置中“20％NaHCO3

溶液”更换成等浓度等量的NaOH溶液即可。

预期结果及结论：甲装置中液滴右移，乙装置中液滴左移，最终移动至最左侧。 1.3探究CO2浓度对光合速率的影响

须另设一个或多个装置，与甲装置构成相互对照，如图3装置丙、丁所示。

预期结果及结论：装置中液滴右移距离大小关系为： ① 若丁>丙>甲，则说明光合速率与CO2浓度呈正相关；

② 若丁=丙>甲，则说明在一定范围内，光合速率随 CO2 浓度增大而增大，当超过一定浓度后光合速率保持不变。．

③ 若丙>甲=丁，则说明在一定范围内，光合速率随CO2：浓度增大而增大，当超过一定浓度后光合速率反而下降。

④ 若甲>丙>丁，则说明光合速率与CO2 浓度呈负相关 ；

⑤ 若甲>丙=丁，则说明在一定范围内，光合速率随CO2：浓度增大而下降，当超过一定浓度后光合速率保持不变。

⑥ 若丙<甲=丁，则说明在一定范围内，光合速率随CO2浓度增大而下降，当超过一定浓度后光合速率再次提高。

思考：若想利用上述装置探究“光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系”，应做哪些修改？并预测实验结果及结论？

涉及到环境因素对光合作用强度影响实验测定和用一个装置测定呼吸作用的方式、强度以及呼吸作用和光合作用的大小关系等内容,同时加以习题巩固。

2、利用装置(甲)测定呼吸作用相关问题 前提：为便于实验分析必须避免光合作用过程的发生，所以必须将甲装置置于黑暗条件下。 2.1 测定有氧呼吸作用强度

不需要对装置甲设置对照装置，只需将装置甲置于黑暗条件下测定即可。观察指标为“液滴向左移动的距离”。需重复多次测定，比较呼吸强度的大小。 2.2探究该植物发生的呼吸作用类型

须另设对照装置戊如图4所示，与黑暗条件下的乙装置构成对照。装置戊设置：将乙装置中“20％NaOH溶液”更换成等量的H20即可。

预期结果及结论 ：

①若甲装置液滴左移，戊装置液滴不移动，则只进行有氧呼吸作用； ②若甲装置液滴不移动，戊装置液滴右移，则只进行无氧呼吸；

③若甲装置液滴左移，戊装置液滴右移，则有氧、无氧呼吸同时进行； ④若两装置液滴均左移，则表明呼吸底物可能还有脂肪等有机物。

2.3为排除由温度等物理因素引起的液滴移动的干扰，使实验结论更准确，须另设校对装置（对照组）己(如图5)。设置：将实验组装置中的生物更换成同种等量的死亡生物即可。

【能力提升】

1、下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是( )

涉及到环境因素对光合作用强度影响实验测定和用一个装置测定呼吸作用的方式、强度以及呼吸作用和光合作用的大小关系等内容,同时加以习题巩固。

2、某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作 物光合强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置。

请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。 实验步骤：

(1)测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：

①甲、乙装置D中放入 ，装置 作为对照组； ②将装置甲、乙的广口瓶 处理，放在温度等相同的环境中； ③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度。 (2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤：

①甲、乙装置D中放入 ，乙装置作为对照组； ②将装置甲、乙放在光照强度、温度等相同的环境中；

③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和刻度。 3、见《精炼案》P242第12题