光合作用、呼吸作用实验

光合作用和呼吸作用实验探究综合例1．某研究性活动小组为了探究光合作用产物的转运路径，设计如下实验；将图甲（a表示叶片，b表示茎，c表示果实，X表示某种气体）放入光合作用最适合的温度和光强度下培养，并随时记录a、b、c三处放射性含量的数值如图乙。

下列分析不正确的是（）A．t1时刻是光合作用的结束点B．根据实验要求，气体X应选择14CO2C．叶绿体中可发生CO2→三碳化合物→糖类D．若适当提高温度，则图乙中的S1和S2的值都将变小【解析】t1表示叶片中标记的光合产物全部运输到茎或果实内，此时光合作用并没有停止，A 错误；据题意可知，气体X参与光合作用，是14C标记的二氧化碳，B正确；叶绿体中在碳反应阶段，可发生CO2→三碳化合物→糖类，C正确；因为曲线是在最适宜温度条件下测定的，适当提高温度，光合作用减弱，则图乙中的S1和S2的值都将变小，D正确。

故选A。

【答案】A例2．取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一个白瓶记为C瓶，其中B、C瓶中放入长势良好的同种植物。

从待测的水体深度取水，保留A瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。

将B、C瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。

错误的一项是（）A．有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量B．有初始值的情况下，白瓶中氧气的增加量为净光合作用量C．没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之和即总光合作用量。

D．没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。

【解析】黑瓶B中的植物只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，因此在有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量，A正确；白瓶C中的植物就可以进行光合作用，也可以进行呼吸作用，因此在有初始值的情况下，白瓶中氧气的增加量为净光合作用量，B正确；黑瓶中的氧气变化量为有氧呼吸的消耗量，白瓶中的氧气变化量是光合作用与有氧呼吸的差值，因此在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差为总光合作用量，C错误、D正确。

光合作用和呼吸作用一、课标要求1、掌握绿色植物的光合作用原理、过程、生理作用和意义2、识记光合作用的原料、产物、条件和场所3、绿色植物对有机物的利用4、绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡5、呼吸作用与温度、水分的关系6、光合作用和呼吸作用的关系二、知识疏理（一）教材解读1．绿叶在光下制造淀粉的实验（是个重点，经常考）①将天竺葵放到黑暗处一昼夜的目的：让叶片内的有机物运走消耗干净；②用黑纸片将叶的一部分遮住后再移到阳光下的目的：进行对照；③叶片在酒精中隔水加热的原因：让叶绿素溶解到酒精中，最后叶片变成黄白色；④叶片的见光部分遇碘变蓝。

说明产生了有机物——淀粉。

结论：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

2．光合作用的概念及反应式绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧的过程，就叫光合作用。

光二氧化碳＋水－－－→有机物＋氧气叶绿体3．光合作用的原料、条件、产物、场所①原料：二氧化碳+水②条件：光能③产物：有机物+氧④场所：叶绿体中4．光合作用的意义①制造的有机物为自身提供营养物质，也是动物和人的食物来源。

②有机物中储存的能量，是地球上一切生命所必需的最终能量来源。

③产生氧气，吸收二氧化碳，维持生物圈中氧气和二氧化碳的平衡（碳——氧平衡）。

5．光合作用在农业生产上的应用在农业生产上，要保证作物有效地进行光合作用的各种条件，尤其是光。

种植农作物时，应该合理密植。

6．绿色植物对有机物的利用①有机物用来构建植物体②有机物为植物的生命活动提供能量。

7、呼吸作用的概念、反应式及场所呼吸作用——植物体吸收空气中的氧，将体内的有机物转化成二氧化碳和水，同时将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要的过程。

场所：主要在线粒体内进行。

有机物＋氧气－－－→二氧化碳＋水8、呼吸作用意义呼吸作用释放出来的能量，一部分是供给植物各种生命活动需要，一部分转变成热量散发出去。

9、绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡；绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身对氧的需要，其余的氧都以气体的形式排到了大气中；绿色植物还通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，这样就维持了生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡，简称碳—氧平衡。

光合作用呼吸作用实验训练专题(2008年长沙市) 34. 为了探究环境因素对植物光合作用强度的影响，某学习小组做了相关实验，结果如下：（以氧气释放量来表示光合作用强度，氧气释放量越多，光合作用强度越大）⑴该学习小组探究的问题是⑵请在右边坐标系中画出氧气释放量与温度关系的曲线图．．．：⑶从表中的实验结果得出的结论是。

⑷影响光合作用的因素还有很多，请你选择其中一种因素进行探究，写出简单的实验设计思路。

(2008年恩施市)17.生物小组在“探究影响叶绿素形成的环境因素”活动中，作出了如下设计方案。

[提出问题] 光照会影响叶绿素的形成吗？[作出假设] 光照能够影响叶绿素的形成。

[实施方案]⑴请你在表格中完善实验方案中乙组的环境条件和实验材料。

⑵预期实验结果：。

⑶归纳结论：。

(2008年宜昌市)４．农艺师利用光合作用的原理提高农作物产量的措施是( ) A．施农家肥B．适时播种C．合理密植D．及时松土(2008年临沂市) 11．某研究性学习小组设计了实验来探究光合作用的原料和产物。

步骤如下：①在广口瓶中加入蒸馏水至上图所示位置（蒸馏水加热后迅速冷，却基本没有空气也没有二氧化碳），取新鲜的、生长旺盛的沉水植物若干枝放在广口瓶中，并安装好实验装置（装置气密性良好）。

②把上述装置放在阳光下照射一段时间后，观察有无气泡产生。

③打开开关K1、K2，由导管A向瓶内用力吹起2～3分钟后，关闭K2，把装置放在阳光下照射。

约5分钟后，就会看到有气泡冒出。

容器的水则受气体的挤压由导管A的管口处排出（根据水的排出量，可推知产生的气体量）④当广口瓶中产生的气体达一定量时打开K2，取一根带有火星的卫生香迅速放在导管B的管口处，观察现象。

阅读后请回答：⑴向装置吹入气体前，阳光照射下有无气泡产生？，此步骤是否可以省略并说明理由。

⑵步骤④中观察到卫生香的现象是。

⑶请推测此探究实验的结论：①；②。

(2008年滨州市)42、绿色植物的光合作用是自然界其他生物最基本的物质和能量来源。

植物的三大作用一、光合作用公式：二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气光合作用影响因素：①光照②温度③二氧化碳光合作用意义:①制造有机物，贮存能量②维持碳氧平衡二、呼吸作用公式：有机物+氧 二氧化碳+水+能量呼吸作用影响因素：①温度②水分③氧气 ④二氧化碳呼吸作用意义：生态系统中的生产者、消费者、分解者都能进行呼吸作用，获得生命活动所需的能量，释放二氧化碳三、蒸腾作用概念：水分从植物体以气体状态从体内散失到体外的过程。

蒸腾作用意义：①降低植物体的温度②促进水分的吸收和运输光合作用与呼吸作用的联系是______________________________________一、选取生长正常的牵牛花进行如图6所示的光合作用实验：①将此装置经黑暗处理一昼夜后,移至光下数小时，再将这三片叶取下，分别放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶绿素溶解到酒精中。

②用清水漂洗后放入培养皿中，分别向这三片叶上滴加碘液，观察三片叶是否变蓝。

（1）将此装置放入黑暗处一昼夜的目的是 。

（2）在光下放置数小时后，发现两玻璃瓶的内壁上有小水珠，产生这一现象的原因是 。

（3）通过本实验可以得出一些有关绿色植物进行光合作用的重要结论。

如，比较叶片甲不同部位的颜色变化，可以说明 ；比较叶片乙和丙，可以说明 。

（4）根据以上实验结论对温室里的农作物采取 等措施提高产量。

（5）绿色植物被称为“空气净化器”， 对于维持生物圈中的 起重要作用。

二、表示把银边天竺葵（叶片边缘部分细胞中无叶绿体）放在黑暗处一昼夜后，用黑圆纸片将C 处两面遮盖，移入光下几小时，再经酒精脱色后滴加碘液。

请分析回答问题：（1）经酒精脱色后，叶片B 处变成了什么颜色？ 。

（2）滴加碘液后只有B处变蓝，证明光合作用的产物是。

叶片A处不变蓝的原因是。

（3）B、C构成一组对照实验，变量是，得出的结论是。

三、图Ａ为某叶片的横切面结构，图Ｂ和图Ｃ为探究“光合作用吸收二氧化碳”的演示装置，Ｂ装置的培养皿中的液体为氢氧化钠溶液，Ｃ装置的培养皿中的液体为清水，先将B、C装置放在黑暗中一昼夜，再移置光下几小时。

，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。

，乙液滴，则只进行有氧呼吸。

，乙液滴，则只进行无氧呼吸。

，乙液滴，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。

对照装置与装置甲相比，不同“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。

实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，。

单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。

装置乙为对照。

①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活，其他条件均不变。

光合速率与呼吸速率的测定①变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。

③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“表观(净)光合作用强度值”。

④除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。

保持容器中CO2体积不变（释放或吸收CO2）——NaHCO3溶液。

巩固练习1、下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖)，装置一、二中分别放入等量的发芽种子，装置三中为等量的煮熟种子。

若装置一左移10 cm，装置二右移12 cm，装置三右移2 cm，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为( )A．6∶5 B．5∶6 C．2∶5 D．5∶2解题过程：2、呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。

甲装置乙装置A2B1有色液滴左移有色液滴左移5个单位有色液滴左移5个单位、乙(B1，B2)装置各两套进行实验，在氧气充足的情况下，分别测量等量蓖麻、玉米种子萌发过程中的气体变化情况，所测数据如表所示，则属于测量蓖麻种子的装置是，请解释出现这种结果的原因：______________________________________________和________。

2022年高考生物总复习：陆生植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。

(2)测定原理①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。

②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。

③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。

②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。

③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。

(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。

【典例2】细胞呼吸是生物非常重要的生命活动。

请回答：(1)如图表示人体细胞内有氧呼吸的过程，其中a～c表示相关过程，甲、乙表示相应物质。

①图中物质甲表示________，物质乙表示________。

②图中a、b、c所代表的过程中，产生能量最多的是________，该反应进行的场所是________。

③图中O2的作用是_________________________________________________。

(2)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。

①据图填写上表内容。

②若仍然通过观察液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？______________________________________________________________________________________________________________________。

必考实验探究题 28 植物光合作用（呼吸作用）条件与影响因素题型分析：本考题主要考察绿色植物的光合作用和呼吸作用，绿色植物的光合作用只发生在白天有光时候，而呼吸作用发生在任何时候，定量计算时需注意净光合作用与光合作用的区别；同时要牢记呼吸作用和光合作用的条件、原料、产物、影响因素等。

杭州中考常见于第27题题，全省各地市也高频考查。

一、实验探究题1.（2020·衢州）科学家探索光合作用过程和本质经历了漫长的历程。

我们知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物，并释放氧气。

H 2O 和CO 2均含有O ，那么O 2中的O 是来源于什么物质呢？ 资料一：19世纪末，科学家普遍认为：CO 2在光的作用下被分解为CO 和（O 2。

资料二：范?尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式，与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后，建立了猜想。

紫硫细菌：CO 2+2H 2S →光（CH 2O ）（糖类）+2S+H 2O高等植物：CO 2+2H 2O →光 （CH 2O ）（糖类）+O 2+H 2O资料三：英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和高铁盐（作氧化剂，不产生氧气），并除去装置内的CO 2 ， 在光照下发现密闭装置中产生了O 2。

资料四：美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O 的水和碳酸氢盐（释放二氧化碳，其他条件均相同），光照相同时间后，分别检测小球藻释放氧气中18O 的比例，实验结果如表所示。

（18O 是表示中子数为10的氧原子，可作为示踪原子）（1）通过资料二中的比较分析，可以作出的猜想是________。

（2）希尔实验能否证明光合作用产生的O 2全部来源于H 2O ？请作出判断并说明理由（3）分析鲁宾、卡门的实验结果，可得出的结论及相应的依据分别是________。

【答案】 （1）光合作用产生的O 2来自于H 2O（2）不能，该实验只能证明O 2有来自于H 2O ，但没有证明O 2是否有来源于CO 2。

必考实验探究题 28 植物光合作用（呼吸作用）条件与影响因素题型分析：本考题主要考察绿色植物的光合作用和呼吸作用，绿色植物的光合作用只发生在白天有光时候，而呼吸作用发生在任何时候，定量计算时需注意净光合作用与光合作用的区别；同时要牢记呼吸作用和光合作用的条件、原料、产物、影响因素等。

杭州中考常见于第27题题，全省各地市也高频考查。

一、实验探究题1.（2020·衢州）科学家探索光合作用过程和本质经历了漫长的历程。

我们知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物，并释放氧气。

H 2O 和CO 2均含有O ，那么O 2中的O 是来源于什么物质呢？ 资料一：19世纪末，科学家普遍认为：CO 2在光的作用下被分解为CO 和（O 2。

资料二：范?尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式，与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后，建立了猜想。

紫硫细菌：CO 2+2H 2S →光（CH 2O ）（糖类）+2S+H 2O高等植物：CO 2+2H 2O →光 （CH 2O ）（糖类）+O 2+H 2O资料三：英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和高铁盐（作氧化剂，不产生氧气），并除去装置内的CO 2 ， 在光照下发现密闭装置中产生了O 2。

资料四：美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O 的水和碳酸氢盐（释放二氧化碳，其他条件均相同），光照相同时间后，分别检测小球藻释放氧气中18O 的比例，实验结果如表所示。

（18O 是表示中子数为10的氧原子，可作为示踪原子）（1）通过资料二中的比较分析，可以作出的猜想是________。

（2）希尔实验能否证明光合作用产生的O 2全部来源于H 2O ？请作出判断并说明理由（3）分析鲁宾、卡门的实验结果，可得出的结论及相应的依据分别是________。

2.（2020·湖州）科学兴趣小组为研究金鱼藻的光合作用，做了如下实验：步骤1：将溴麝香草酚蓝”和呈弱碱性的NaHCO 3溶液配成蓝色液体， 并向试管中通入一定量的CO 2 ， 使液体呈浅绿色。

光合作用和呼吸作用的相关实验探究题例析杭州市第二中学分校 陈满娜一、与细胞呼吸的方式、场所、产物等有关的实验探究题例1、图甲是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。

锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。

实验开始时U形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化，实验结果见图乙。

回答下列问题：（1）为什么种子要在稀释的消毒剂中清洗 。

（2）此实验的实验目的是 。

（3）分析0～3.5小时内气体体积变化原因 。

分析3.5～4小时内标尺读数没增加最可能的原因 。

（4）本实验的实验数据能否反映真实情况？如不能，请提出相应的改进方案。

解析：本题是在已给学生实验过程和结果的前提下，反过来要求学生对实验目的、过程、结果进行分析。

首先要明确种子在不同条件下细胞呼吸作用的方式不同，即有氧条件下有氧呼吸，氧气耗尽则进行无氧呼吸。

根据有氧与无氧呼吸过程产物和反应物的不同，该题中主要通过气体总体积变化来确定氧气的消耗量，从而确定细胞呼吸方式。

对于该题中实验对象是种子呼吸引起的体积变化(该题中有氧呼吸会引起气体体积变化，无氧呼吸则不会)，所以种子是否呼吸应是唯一的自变量，气体体积变化则是因变量，其他则全是控制变量，因此要避免出现除种子之外的其他生物（微生物）的呼吸作用以及由于外界温度、压强的改变导致的气体体积的改变。

答案：（1）杀死种子表面的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果 （2）测定种子萌发时吸收氧气的速率 （3）种子进行有氧呼吸时吸收O 2，放出的CO 2被KOH 溶液吸收，锥形瓶中气体体积缩小 种子进行无氧呼吸，不消耗O 2 （4）用等量消毒剂杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组。

二、与影响光合作用效率相关条件的实验探究题例2、为检测光质（不同波长的光）对水生黑藻光合作用强度的影响，现提供如下材料：红、绿、白三种颜色的40瓦灯泡数个，试管数只，黑藻数枝，pH试纸，石蜡油、NaHCO3溶液。