光合作用过程问题分析

曹璟涵(湖北武汉市关山中学 湖北 武汉 430000)

1 分析装置

实验装置见图1，本文将实验装置分为3个部分进行演示。

1．1 反应装置(主要部分)。要想深入了解所要研究问题及其原理和注意事项，这就要求明确了解整体装置的反应主体部件。装置的原理构造熟悉了即能掌握实验的核心。图1中植物体幼苗是主要反应装置，能进行光合作用和呼吸作用。所以这个时候，要立马反映出关于光合作用和呼吸作用的因素，比如原料、条件等。

1．2 控制装置。控制装置主要作用是对自变量和无关变量进行控制。通过该装置能通过控制自变量。

此装置可以作为准确衡量实验结果的指标。颜色检测、气压变化检测、放射性检测均可作为检测光合作用结果的指标。

2 举例解析

例1:根据以下装置图2，回答有关光合作用的知识

平衡或者消除无关变量。比如:探索光合作用受光强度影响大小，其中光源是自变量，改变光源的强度和远近即可达到控制目的。又如:将烧杯中的液体成分看作无关变量，研究光强度对光合作用的影响，那么烧杯中放些二氧化碳缓冲液就能保持瓶内二氧化碳稳定，就能防止对光合作用造成不良影响。

结果检测装置

(1)假如此装置用来研究光照强度与光合速率之间关系，通过测定O2指标的变化，需要再次基础上对装置做出修改，比如________

(2)如果要达到 O2量更精确，可以设置对照实验，相应装置有_______

(2)实验结果影响因素有_______

(3)植物幼苗光合作用和呼吸作用与测定的CO2吸收量、释放量，做测定发现如下:

____________________项目5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃ 35℃__光条件下CO2吸收量___1 1．8 2．5 3．2 3．7 3．5 3___暗条件下CO2释放量__0．5 0．75 0．82 1 2．3 3 3．5__

①光照条件下，有机物总量在25～30℃时________

②如果细胞呼吸速率一直不变，那么在25℃下，植物体一天连续光照15小时，那么植物体内积累的有机物总量为_______mg(用CO2量表示)。

解析:图1为常见研究光合作用装置。CO2和O2与植物光合作用和呼吸作用息息相关的气体，用O2含量变化作为衡量标准时，需要排除CO2的影响，即保证容器内CO2含量稳定。可以使用NaHCO3或CO2缓冲溶液。此类装置内部气压受收到某些物理因素的影响，比如温度升高引发的体积膨胀或者收缩。发生这类情况需要设定对照实验，一般用死亡植株当材料设置平衡物理因素。光照强度、CO2浓度、温度、水质等均可对光合作用产生影响。有机物积累一昼夜的量为光合作用产生量扣除呼吸作用消耗量，15x(3．7+2．3) －24x2．3=34．8。

答案:

(1)将蒸馏水替换成NaHCO3或CO2缓冲溶液(等量);等量死亡植株和等量NaHCO3或CO2缓冲溶液。

(2)温度、光照强度

(3)增加;34．8

延展分析:此类装置研究光合作用和呼吸作用比较具有代表性，解答题目时也要注意以下几点:

(1)控制主要影响因素。光照强度，光反应阶段主要影响因素，影响光合作用整个过程。控制方式主要有改变光照强度或距离达到控制光强度的目的。CO2浓度，参与并影响光合作用暗反应过程，也会影响光合作用全过程，控制方法加NaHCO3缓冲溶液来控制CO2浓度。光合作用和呼吸作用影响因素之一是酶的活性，酶的活性主要是温度影响的。

(2)烧杯中蒸馏水通常不会引起变化，常作对照组，光合作用和呼吸作用变化的差值常用液滴的移动来表示。装置内去除CO2通常用NaOH水溶液，其中O2含量变化也用液滴的移动表示。

(3)呼吸作用和光合作用的关系:绿叶植物细胞能进行光合作用也能进行呼吸作用。发生条件如下:黑暗条件下装置所测数据为植物体呼吸作用，光照条件下装置所测数据为光合作用和呼吸作用的差值，用净光合作用表示。有如下关系式表示:

总光合作用强度=光照下净光合作用+黑暗下呼吸作用

有机物总量=积累量+呼吸作用消耗量

CO2固定量=吸收量+呼吸产生量

O2产生量=释放量+呼吸消耗量

3 提升练习

图3甲是测定光合速率的装置，在密闭容器中放置一叶新鲜叶片和CO2制成缓冲液，毛细玻璃管内装有会移动红色液体，用以测定装置内气体变化。光照强度不同时，气体体积如图乙所示。

(1)记录毛细管液滴初始位置，实验开始时，光强度由0至2．5klx变化时，液滴初始位置应该标记于_______位置，装置内会有气体体积变化，气体为________

(2)当光强度至15klx时，1小时内产生________mL气体，植物叶自身呼吸商达到0．8时，除自身呼吸作用产生的CO2外，植物体还需从外界吸收_______mL CO2。

(3)假如装置内缓冲液换做水溶液，实验得到的数据是________

(4)将装置内叶片换成水稻种子，毛细管内红色液滴会_______移动，因为_______随后液滴停止移动，因为_______

答:

(1)左;O2

(2)200;160

(3)氧气吸收量和CO2释放量的差

(4)向左;O2被有氧呼吸消耗，产生CO2被吸收;体系内O2被消耗殆尽，无氧呼吸生成的CO2又被吸收。

结束语:

作为高中生，学习光合作用这一内容的时候，常碰见很多的问题。究其根本原因，就是因为对于光合作用的基本概念，光合作用的基本特征，光合作用的运用等方面不熟悉，导致在解答问题的时候，常常摸不着头脑，从而变成了高中生物学习的难点与重点内容［1］。因而，需要在学习的过程中对以上问题有一个充分的认识与理解，才能学好这一章节生物内容，进而在高考过程中顺利解题。