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【转载】碳酸氢钠与光合作用【质疑--有关光合与呼吸的一道题】  

2013-07-27 20:53:57|  分类: 1呼吸与光合 |  标签: |举报 |字号 订阅

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http://edu.591up.com/PaperInfo/b997dd6d-3ab7-4e36-b65d-e1c78c3bd414.html

6. 将一个小绿色植物放入一个三角瓶中,如下图所示。在瓶中安放一个测定瓶中CO2 浓度的传感器,将瓶口用橡胶塞塞上。传感器的另一端与计算机连接,以监测一段时间内瓶中CO2 浓度的变化。如果用此装置进行植物光合作用速率的测定,请写出实验步骤及注意事项:

(1)图2中,0—60 min表示该装置置于黑暗条件下,进行的生理活动是:________;该生理作用的场所是________。
(2)图2中,60—120 min表示再将该装置置于_________下,此时间段测得的数值是_________差值,是____(净、总)光合量。
(3)根据图中数据,该植物60—120 min的光合作用速率为________ppmCO2 /min。
(4)如果将图1中的试管及植物移去,在其中的烧杯中加入含叶绿体的NaHCO3 溶液,且叶绿体的光合速率和刚才的植物一致。请在图2中画出0—120 min时间内的曲线。此时,60—120 min内的变化量是________(净、总)光合量。
答案:
(1)细胞呼吸      细胞质基质和线粒体
(2)光照条件      光合作用吸收的CO2 与细胞呼吸产生的CO2 差值       净
(3)30
(4)(0—120 min时间内的曲线见图)(注意:曲线的末尾下移了36格。0横坐标以下用虚线表示)       总

考查点:
光合作用和呼吸作用的比较,影响光合作用速率的环境因素
解析:
如图该装置测出的是CO2的含量,在光照下可测出净光合速率,在黑暗中可测出呼吸速率。根据图2 数据可以计算出光合速率;如

果把植物移去换成叶绿体,该装置测出的是实际光合速率;


质疑第四问:
(4)如果将图1中的试管及植物移去,在其中的烧杯中加入含叶绿体的NaHCO3 溶液,且叶绿体的光合速率和刚才的植物一致。请在图2中画出0—120 min时间内的曲线。此时,60—120 min内的变化量是________(净、总)光合量。

1、含叶绿体的NaHCO3 溶液    该溶液的作用是什么?
提供CO2是必须的。但是有些题目中“玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。”
若“保证了容器内CO2浓度的恒定,”        显然是不行的!不同题目中NaHCO3溶液作用不同?还是有无“饱和NaHCO3”的区别?
2、关于曲线的绘制,曲线的末尾下移了36格,这个不难计算,但是生物学意义是什么?密闭环境中CO2浓度减少至负数?


http://jsl66yx8.blog.163.com/blog/static/264857512013625061625/

蒋世禄老师解答

1 问题一:NaHCO3 溶液的作用是什么?
简短地说就是为光合作用提供碳源。此问题的根源来自2002年上海高考生物第34题,当时是以小球藻放在一只玻璃容器内为例考查光合作用后来,在2006年全国理综I卷的第30题和2008年宁夏高考题第2题中也分别以烟草叶片和水绵在NaHCO3稀溶液内的情境为题干考查光合作用。正是由于这些高考题,使大家形成共识:“NaHC03溶液可以为水中植物提供碳源”。正式在形成NaHC03溶液可以为水中植物提供碳源的共识之后,又出现另一种改编:用NaHCO3溶液为空气中的植物提供气态的CO2 ,这种错误的观点。实际上,NaHCO3溶液可以为水中的植物提供碳源,但不能为空气中的植物提供气态的CO2。NaHC03溶液不可能释放出较多的CO2,也就无法起到维持CO2浓度稳定的作用。在进行光合作用的实验时,通常会使用CO2浓度控制器(CPPM)来控制CO2浓度,而并不是用碳酸氢钠溶液调控。所以有些题目所说的“NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定”的说法不正确。但此题的第(4)问说的是将叶绿体置入NaHCO3 溶液中,所以是可以的。
2. 问题二:曲线的末尾下移了36格的生物学意义是什么?难道密闭环境中CO2浓度减少至负数?
2.1 问法和作图显然是不对应的,是命题者的失误或是考虑不周
从题干“以监测一段时间内瓶中CO2 浓度的变化”可知,图2测的是内瓶中CO2 浓度,所以无论如何也不会出现负值。所以此题的第(4)问的问法和作图显然是不对应的,是命题者的失误或是考虑不周
2.2 生物学意义是什么?
由于溶液是NaHCO3 溶液,它可以为水中植物提供碳源(CO2),所以曲线可以表示这段时间内叶绿体吸收或固定的二氧化碳量。
参考文献:碳酸氢钠与光合作用的疑问解析.中学生物教学2012.7蒋沂蒙


碳酸氢钠溶液能为光合作用提供碳源吗?

http://www.hajzxx.cn/classArticle.aspx?articleid=syzx420123008jssw2012113083232875&columnid=jssw&siteid=syzx420123008

作者:时玉华 阅读: 0 时间: 2012-11-30 8:36:46

①从盐的水解特点分析:NaHCO3溶液的HCO3-水解产生H2CO3,虽然有动态平衡的特点,但同时也有“微弱”的特点。因为在盐的水解过程中,存在水的电离平衡,即H+和OH-的摩尔浓度乘积等于一个常数——1×10-14。H+和OH-本身的浓度就很低,那么HCO3- 和H+ 结合形成的H2CO3 也很少,很难向空气中释放CO2。而且,如果释放一些CO2,溶液中OH-的摩尔浓度会增加,水的电离平衡的特点会使H+的摩尔浓度减少,从而抑制了H2CO3的继续产生。

②从光合作用的角度分析:当CO2的浓度低到一定程度的时候,植物的光合作用就不再进行了,所以植物对CO2的吸收并不彻底,空气中依然会有少量的CO2,所以,光合作用引起的空气中CO2含量的减少对水中H2CO3 ≒HCO3 -≒CO32-的平衡影响很小。

基于以上两点,笔者认为NaHCO3溶液不可能释放出较多的CO2,也就无法起到维持CO2浓度稳定的作用。就这个问题笔者也曾请教过许多化学老师,他们承认碳酸氢钠溶液中H2CO3≒HCO3-≒CO32-平衡的存在,但均认为此平衡对空气中CO2 影响很小,不能持续为光合作用提供CO2。实际上,在进行光合作用的实验时,通常会使用CO2浓度控制器(CPPM)来控制CO2浓度而并不是用碳酸氢钠溶液调控。



【考查:碳酸氢钠与光合作用

NaHCO3溶液可以为水中的植物提供碳源,但不能为空气中的植物提供气态的CO2NaHC03溶液不可能释放出较多的CO2,也就无法起到维持CO2浓度稳定的作用。


2002年上海T34.(7分)一学生做了这样一个实验:将小球藻放在一只玻璃容器内,使之处于气密封状态。实验在保持适宜温度的暗室中进行,并从第5分钟起给予光照。实验中仪器记录了该容器内氧气量的变化,结果如右图。请据图分析回答:

质疑--有关光合与呼吸的一道题 - 玻璃屋 - 那些花,又一些花,开满我生命的角角落落…

 
 





 


1)在05分钟之间氧气量减少的原因是                               

2)给予光照后氧气量马上增加的原因是                                

3)在520分钟之间,氧气量增加的速率逐渐减小,这是因为            

4)加入少量的NaHCO3溶液后,氧气产生量呈直线上升,这是因为         

5)加入NaHCO3溶液后,平均每分钟产生       摩尔的氧气。

 

34.(1)呼吸作用消耗了容器中的氧气

2)光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量

3)光合作用使密闭容器内的CO2浓度逐渐减少,光合作用速率逐渐下降

4NaHCO3产生CO2使容器中的CO2浓度增加

 

 

30.(06全国卷I)为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你的预测结果进行分析。

实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中O2CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)

实验步骤和预测实验结果:

1)剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时,叶片均浮在液面上。

2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部。

3

 

 

分析预测的结果:

 

30.实验步骤和预测实验结果:

3)将这两支试管放在日光灯下,照光一段时间。结果:NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

4)再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果:NaHCO3稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

分析预测的结果:

1)光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2,叶肉细胞间隙中的O2增加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2O2,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。

2)黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用,消耗了叶肉细胞间隙中的O2,放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部。

 

 

 

08年宁夏卷生物部分T2、为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是

A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

 

B

 

 

 

 

【考查水对光合作用的影响】

2002年上海T40.(共6分)小麦籽粒成熟过程中积累的糖类,主要是依靠穗下第一张叶片(旗叶)的光合作用供给的。有人做了这样一个实验(图甲),将旗叶包在一透明的袋中,袋中始终保持25℃及充足的CO2,在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时,套环温度调节到20℃,测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失最。然后将基部套环温度调节到5℃时,发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,继续测定30 分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量,测得的结果如图乙所示。请据图回答:

质疑--有关光合与呼吸的一道题 - 玻璃屋 - 那些花,又一些花,开满我生命的角角落落…
1)叶片基都温度变化对袋内叶片蒸腾作用有无影响?                   

2)叶片基部处于低温(5℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关?        。理由是                              
                                      
CO2的吸收速率下降的主要原因是   
                                                                    

40.(1)无

2)无关    气孔关闭与叶片水分散失有关,在前后30分钟内的水分散失量不变,说明气孔开闭状况也不变    葡萄糖向穗的输送被抑制,叶片中葡萄糖量增加,使光合作用过程受到抑制,所以CO2吸收量下降

 


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