光合作用過(guò)程問(wèn)題分析

曹璟涵(湖北武漢市關(guān)山中學(xué) 湖北 武漢 430000)

1 分析裝置

實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1，本文將實(shí)驗(yàn)裝置分為3個(gè)部分進(jìn)行演示。

1．1 反應(yīng)裝置(主要部分)。要想深入了解所要研究問(wèn)題及其原理和注意事項(xiàng)，這就要求明確了解整體裝置的反應(yīng)主體部件。裝置的原理構(gòu)造熟悉了即能掌握實(shí)驗(yàn)的核心。圖1中植物體幼苗是主要反應(yīng)裝置，能進(jìn)行光合作用和呼吸作用。所以這個(gè)時(shí)候，要立馬反映出關(guān)于光合作用和呼吸作用的因素，比如原料、條件等。

1．2 控制裝置。控制裝置主要作用是對(duì)自變量和無(wú)關(guān)變量進(jìn)行控制。通過(guò)該裝置能通過(guò)控制自變量。

此裝置可以作為準(zhǔn)確衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的指標(biāo)。顏色檢測(cè)、氣壓變化檢測(cè)、放射性檢測(cè)均可作為檢測(cè)光合作用結(jié)果的指標(biāo)。

2 舉例解析

例1:根據(jù)以下裝置圖2，回答有關(guān)光合作用的知識(shí)

平衡或者消除無(wú)關(guān)變量。比如:探索光合作用受光強(qiáng)度影響大小，其中光源是自變量，改變光源的強(qiáng)度和遠(yuǎn)近即可達(dá)到控制目的。又如:將燒杯中的液體成分看作無(wú)關(guān)變量，研究光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，那么燒杯中放些二氧化碳緩沖液就能保持瓶?jī)?nèi)二氧化碳穩(wěn)定，就能防止對(duì)光合作用造成不良影響。

結(jié)果檢測(cè)裝置

(1)假如此裝置用來(lái)研究光照強(qiáng)度與光合速率之間關(guān)系，通過(guò)測(cè)定O2指標(biāo)的變化，需要再次基礎(chǔ)上對(duì)裝置做出修改，比如________

(2)如果要達(dá)到 O2量更精確，可以設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)裝置有_______

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響因素有_______

(3)植物幼苗光合作用和呼吸作用與測(cè)定的CO2吸收量、釋放量，做測(cè)定發(fā)現(xiàn)如下:

____________________項(xiàng)目5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃ 35℃__光條件下CO2吸收量___1 1．8 2．5 3．2 3．7 3．5 3___暗條件下CO2釋放量__0．5 0．75 0．82 1 2．3 3 3．5__

①光照條件下，有機(jī)物總量在25～30℃時(shí)________

②如果細(xì)胞呼吸速率一直不變，那么在25℃下，植物體一天連續(xù)光照15小時(shí)，那么植物體內(nèi)積累的有機(jī)物總量為_(kāi)______mg(用CO2量表示)。

解析:圖1為常見(jiàn)研究光合作用裝置。CO2和O2與植物光合作用和呼吸作用息息相關(guān)的氣體，用O2含量變化作為衡量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要排除CO2的影響，即保證容器內(nèi)CO2含量穩(wěn)定。可以使用NaHCO3或CO2緩沖溶液。此類裝置內(nèi)部氣壓受收到某些物理因素的影響，比如溫度升高引發(fā)的體積膨脹或者收縮。發(fā)生這類情況需要設(shè)定對(duì)照實(shí)驗(yàn)，一般用死亡植株當(dāng)材料設(shè)置平衡物理因素。光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、水質(zhì)等均可對(duì)光合作用產(chǎn)生影響。有機(jī)物積累一晝夜的量為光合作用產(chǎn)生量扣除呼吸作用消耗量，15x(3．7+2．3) －24x2．3=34．8。

答案:

(1)將蒸餾水替換成NaHCO3或CO2緩沖溶液(等量);等量死亡植株和等量NaHCO3或CO2緩沖溶液。

(2)溫度、光照強(qiáng)度

(3)增加;34．8

延展分析:此類裝置研究光合作用和呼吸作用比較具有代表性，解答題目時(shí)也要注意以下幾點(diǎn):

(1)控制主要影響因素。光照強(qiáng)度，光反應(yīng)階段主要影響因素，影響光合作用整個(gè)過(guò)程。控制方式主要有改變光照強(qiáng)度或距離達(dá)到控制光強(qiáng)度的目的。CO2濃度，參與并影響光合作用暗反應(yīng)過(guò)程，也會(huì)影響光合作用全過(guò)程，控制方法加NaHCO3緩沖溶液來(lái)控制CO2濃度。光合作用和呼吸作用影響因素之一是酶的活性，酶的活性主要是溫度影響的。

(2)燒杯中蒸餾水通常不會(huì)引起變化，常作對(duì)照組，光合作用和呼吸作用變化的差值常用液滴的移動(dòng)來(lái)表示。裝置內(nèi)去除CO2通常用NaOH水溶液，其中O2含量變化也用液滴的移動(dòng)表示。

(3)呼吸作用和光合作用的關(guān)系:綠葉植物細(xì)胞能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行呼吸作用。發(fā)生條件如下:黑暗條件下裝置所測(cè)數(shù)據(jù)為植物體呼吸作用，光照條件下裝置所測(cè)數(shù)據(jù)為光合作用和呼吸作用的差值，用凈光合作用表示。有如下關(guān)系式表示:

總光合作用強(qiáng)度=光照下凈光合作用+黑暗下呼吸作用

有機(jī)物總量=積累量+呼吸作用消耗量

CO2固定量=吸收量+呼吸產(chǎn)生量

O2產(chǎn)生量=釋放量+呼吸消耗量

3 提升練習(xí)

圖3甲是測(cè)定光合速率的裝置，在密閉容器中放置一葉新鮮葉片和CO2制成緩沖液，毛細(xì)玻璃管內(nèi)裝有會(huì)移動(dòng)紅色液體，用以測(cè)定裝置內(nèi)氣體變化。光照強(qiáng)度不同時(shí)，氣體體積如圖乙所示。

(1)記錄毛細(xì)管液滴初始位置，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，光強(qiáng)度由0至2．5klx變化時(shí)，液滴初始位置應(yīng)該標(biāo)記于_______位置，裝置內(nèi)會(huì)有氣體體積變化，氣體為_(kāi)_______

(2)當(dāng)光強(qiáng)度至15klx時(shí)，1小時(shí)內(nèi)產(chǎn)生________mL氣體，植物葉自身呼吸商達(dá)到0．8時(shí)，除自身呼吸作用產(chǎn)生的CO2外，植物體還需從外界吸收_______mL CO2。

(3)假如裝置內(nèi)緩沖液換做水溶液，實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是________

(4)將裝置內(nèi)葉片換成水稻種子，毛細(xì)管內(nèi)紅色液滴會(huì)_______移動(dòng)，因?yàn)開(kāi)______隨后液滴停止移動(dòng)，因?yàn)開(kāi)______

答:

(1)左;O2

(2)200;160

(3)氧氣吸收量和CO2釋放量的差

(4)向左;O2被有氧呼吸消耗，產(chǎn)生CO2被吸收;體系內(nèi)O2被消耗殆盡，無(wú)氧呼吸生成的CO2又被吸收。

結(jié)束語(yǔ):

作為高中生，學(xué)習(xí)光合作用這一內(nèi)容的時(shí)候，常碰見(jiàn)很多的問(wèn)題。究其根本原因，就是因?yàn)閷?duì)于光合作用的基本概念，光合作用的基本特征，光合作用的運(yùn)用等方面不熟悉，導(dǎo)致在解答問(wèn)題的時(shí)候，常常摸不著頭腦，從而變成了高中生物學(xué)習(xí)的難點(diǎn)與重點(diǎn)內(nèi)容［1］。因而，需要在學(xué)習(xí)的過(guò)程中對(duì)以上問(wèn)題有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)與理解，才能學(xué)好這一章節(jié)生物內(nèi)容，進(jìn)而在高考過(guò)程中順利解題。