Question

13．某研究性学习小组的同学欲利用下列装置探究绿色植物呼吸过程中是否有CO₂气体，设计的探究过程如下，请回答其中的有关问题：

（1）假设：绿色植物在呼吸过程中有CO₂气体产生．
（2）设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体．
（3）查阅资料：①绿色植物光合作用过程：二氧化碳+$→_{叶绿体}^{光能}$有机物（储存能量）+氧气；②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量．（表达式）
（4）实验

操 作 步 骤	简         答
①将装置连接好并装入试剂，C中放入植物	①A装置的作用是 除尽空气中的二氧化碳气体；②B装置的作用是 验证进入C装置的气体已经不含有二氧化碳； ③D装置的作用是 证明植物进行呼吸作用产生了二氧化碳；④C处玻璃罩不能透光的原因是： 保证绿色植物只发生呼吸作用或避免绿色植物发生光合作用．
②往A的导管口连续鼓入空气	⑤A装置中应观察到的现象是 出现浑浊，⑥D装置中应观察到的现象是 变浑浊．

（5）结论与讨论：
①能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是B中不出现浑浊和D中出现浑浊．
②如果该研究性学习小组探究的结论不正确，原因是多方面的．请你从实验条件控制上找出可能的两个原因．鼓入空气时间不够或D中石灰水浓度太小或C中绿色植物量太小或C装置的玻璃罩漏光．

Answer 1

分析 依据光合作用和呼吸作用的原理和条件，结合物质提纯、检验原理和步骤，可知A、B装置的作用是保证通入C装置的气体不含二氧化碳；D装置的作用是检验呼吸作用产生的；C处玻璃罩不能透光是保证绿色植物只发生呼吸作用．探究实验结论不正确的原因可从通入空气的时间、石灰水的浓度、绿色植物的量等多角度、多方面进行分析探究，找出多种可能的原因．C中要发生呼吸作用，在通空气的时候需要除去二氧化碳，所以A是除二氧化碳的装置，B是检验是否除尽，从而保证进入C的气体含有氧气，而没有二氧化碳，这样C中呼吸作用顺利进行，再利用二氧化碳与石灰水反应变浑浊检验呼吸产物．

解答 解：（3）①绿色植物的光合作用和呼吸作用是互为相反的两个生理过程．呼吸作用的产物是光合作用的原料，光合作用的产物是呼吸作用的原料．光合作用表达式为：二氧化碳+$→_{叶绿体}^{光能}$有机物（储存能量）+氧气；②呼吸作用的表达式为：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量．
（4）实验如下：

操 作 步 骤	简         答
①将装置连接好并装入试剂，C中放入植物	①A装置的作用是 除尽空气中的二氧化碳气体；②B装置的作用是 验证进入C装置的气体已经不含有二氧化碳； ③D装置的作用是 证明植物进行呼吸作用产生了二氧化碳；④C处玻璃罩不能透光的原因是： 保证绿色植物只发生呼吸作用或避免绿色植物发生光合作用．
②往A的导管口连续鼓入空气	⑤A装置中应观察到的现象是 出现浑浊，⑥D装置中应观察到的现象是 变浑浊．

（5）①饱和石灰水就是澄清石灰水，它能和进入A瓶的空气中的二氧化碳发生化学反应，反应生成碳酸钙和水，可以把A瓶中的二氧化碳消耗掉，实验现象是：澄清的石灰水变浑浊．由A瓶进入B瓶的气体中不含二氧化碳，所以B瓶中的石灰水不变浑浊．B瓶进入C瓶的气体中也不含二氧化碳，C瓶中的绿色植物在没有光的条件下只能进行呼吸作用而不能进行光合作用，由此可以推断使D瓶中澄清的石灰水浑浊的二氧化碳是C装置中绿色植物的呼吸作用产生的．
②能否得到正确的实验结果，实验条件的控制非常关键，本题中如：鼓入空气时间不够或D中石灰水浓度太小或C中绿色植物量太小不旺盛或C装置的玻璃罩漏光，都可能导致实验失败．
故答案为：
3、①二氧化碳+$→_{叶绿体}^{光能}$有机物（储存能量）+氧气；②有机物+氧气→二氧化碳+水+能量．
（4）

操 作 步 骤	简         答
①将装置连接好并装入试剂，C中放入植物	①A装置的作用是 除尽空气中的二氧化碳气体；②B装置的作用是 验证进入C装置的气体已经不含有二氧化碳； ③D装置的作用是 证明植物进行呼吸作用产生了二氧化碳；④C处玻璃罩不能透光的原因是： 保证绿色植物只发生呼吸作用或避免绿色植物发生光合作用．
②往A的导管口连续鼓入空气	⑤A装置中应观察到的现象是 出现浑浊，⑥D装置中应观察到的现象是 变浑浊．

（5）①B中不出现浑浊；D中出现浑浊；②鼓入空气时间不够或D中石灰水浓度太小或C中绿色植物量太小或C装置的玻璃罩漏光．

点评 此题实则是先除掉空气中的二氧化碳，然后设法验证二氧化碳是呼吸作用产生的，解此题的关键是确保排除空气中的二氧化碳的参与．