光合作用的探究过程实验装置

① 用水生植物金鱼藻作为实验材料设计的光合作用实验装置,采用的方法叫排水集气用来收集光合作用产生的气体

探究光合作用产生氧气的实验
[实验背景]叶在进行光合作用过程中,不但制造有机物,从而贮藏了能量,而且产生氧气.氧气通过叶肉组织的细胞间隙、气室
至气孔排出.水生植物（如沉水植物）的茎内则具有发达的通气道,氧气通过细胞间隙和通气道最终排出体外.因此,在培养水生
植物时可以看到,光照情况下植物体向水中排出气泡（即氧气泡）,这正是水生植物光合作用产生氧气的现象.下面通过一组实验
证明：1．不同条件下水生植物产生的气泡的量不同；2 ．这些气泡是光合作用产生的氧气.
[实验准备]（一）材料：金鱼藻（或黑藻等沉水植物）.（二）用品：玻璃漏斗一个,比漏斗直径稍宽大的烧杯一个,直径再大
一点的烧杯一个,试管一只,剪刀或刀片,火柴一盒,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的水,冰块.
[实验步骤]（一）取一枝金鱼藻（或黑藻等沉水植物）,放入盛有多半杯水的烧杯内.应特别注意：1．剪取金鱼藻时,要用快剪
或快刀片一次割断,切勿用手指尖捏断,以免将茎内通气组织堵塞；2．要将金鱼藻顶端向下,倒放在烧杯中,然后,将漏斗口浸
入水中,反扣在金鱼藻上（要事先将漏斗的细管端截断,只留几厘米长,以便全部浸入水中）.取一个试管,盛满水,用拇指堵住
试管口（不要漏气）,将试管朝下浸入烧杯内的水中（要确保倒放的试管内充满水,不能有气泡）.然后,将拇指松开,并将试管
套入浸在水内的漏斗细管上.为了不使漏斗沉在烧杯底部,可以在烧杯内放一块小石头.实验装置制作好以后,将此装置放置在阳
光下或 200 W 的电灯下（注意,要侧面照光,光源距烧杯 20 cm 左右）,保持 25 ℃ 左右的水温.稍待片刻,便可见金鱼藻
向水里释放出气泡.待放出的气泡较均匀时,让学生开始计数,计算每分释放出气泡的数量,此数值可作为光合作用在正常光照和
25℃ 左右的水温下放氧的强度.计数以后,将上述装置放在另一个稍大的烧杯内,并在两杯之间的空隙中分别注入红、橙、黄、
绿、青、蓝、紫等颜色的水,进行光照并观察（各种颜色要分别实验）.然后分别计算金鱼藻每分放出氧气泡的数目.最后,可以
以气泡数为纵坐标,以各种颜色的水处理为横坐标,分别绘制出坐标曲线图,并对结果进行分析.
使用上述实验装置,将颜色水换成清水,在水中加人冰块（其他条件相同）,然后进行光照,计算金鱼藻放出的气泡数目,从
而比较出 25℃ 左右的温度和降低温度后,金鱼藻释放气泡数目的变化情况,分析出温度对光合作用的影响.
（二）在利用上述装置,进行正常光照和正常温度下光合作用释放气泡实验的基础上,进行分析气泡是否是氧气的实验.方法是待
试管内充满半管左右的气体时,左手浸入烧杯中,用拇指堵住试管口,使之密封,将试管撤出烧杯并倒转,使试管口向上.此时水
流到试管下半部,气体则位于试管的上半部.然后,用右手点燃火柴,随即熄灭明火,在左手拇指松开试管口的一瞬间,将微燃的
火柴放人试管口中,可见火柴亮度立刻增加,甚至燃起明火（明火的大小与积累的气体的量有关）.这表明试管内收集的气体是光
合作用释放出的氧气.
[实验结论]通过实验证明,植物进行光合作用要释放出氧气.
[实验心得]在进行这项实验前的两至三天就要开始制作装置.收集氧气时要注意满足实验所需的温度条件和光照条件,否则收集
氧气的量太少,演示时效果不明显.如要促进光合作用强度,可在水中加入少量碳酸氢钠（每100mL水加入0． 1 g ）.

② 如图是探究水生绿色植物进行光合作用的实验装置图，锥形瓶中放入天然水和新鲜水草，瓶口用带有导管的橡皮

A、植物在水中进行光合作用产生氧气，消耗二氧化碳，所以锥形瓶中氧气的含量增多，二氧化碳的含量减小，故A错误；
B、二氧化碳比氧气更易溶于水，故B错误；
C、植物在水中进行光合作用产生氧气，消耗二氧化碳，所以锥形瓶中氧气的含量增多，二氧化碳的含量减小，故C正确；
D、水草的光合作用使锥形瓶内的水温升高，瓶内气体体积增大，故D错误．
故选：C．

③ 用水生植物金鱼藻作为实验材料设计的光合作用实验装置，采用的方法叫排水集气用来收集光合作用产生的气体

探究光合作用产生氧气的实验

[实验背景]叶在进行光合作用过程中，不但制造有机物，从而贮藏了能量，而且产生氧气。氧气通过叶肉组织的细胞间隙、气室

至气孔排出。水生植物（如沉水植物）的茎内则具有发达的通气道，氧气通过细胞间隙和通气道最终排出体外。因此，在培养水生

植物时可以看到，光照情况下植物体向水中排出气泡（即氧气泡），这正是水生植物光合作用产生氧气的现象。下面通过一组实验

证明：1．不同条件下水生植物产生的气泡的量不同；2 ．这些气泡是光合作用产生的氧气。

[实验准备]（一）材料：金鱼藻（或黑藻等沉水植物）。（二）用品：玻璃漏斗一个，比漏斗直径稍宽大的烧杯一个，直径再大

一点的烧杯一个，试管一只，剪刀或刀片，火柴一盒，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的水，冰块。

[实验步骤]（一）取一枝金鱼藻（或黑藻等沉水植物），放入盛有多半杯水的烧杯内。应特别注意：1．剪取金鱼藻时，要用快剪

或快刀片一次割断，切勿用手指尖捏断，以免将茎内通气组织堵塞；2．要将金鱼藻顶端向下，倒放在烧杯中，然后，将漏斗口浸

入水中，反扣在金鱼藻上（要事先将漏斗的细管端截断，只留几厘米长，以便全部浸入水中）。取一个试管，盛满水，用拇指堵住

试管口（不要漏气），将试管朝下浸入烧杯内的水中（要确保倒放的试管内充满水，不能有气泡）。然后，将拇指松开，并将试管

套入浸在水内的漏斗细管上。为了不使漏斗沉在烧杯底部，可以在烧杯内放一块小石头。实验装置制作好以后，将此装置放置在阳

光下或 200 W 的电灯下（注意，要侧面照光，光源距烧杯 20 cm 左右），保持 25 ℃ 左右的水温。稍待片刻，便可见金鱼藻

向水里释放出气泡。待放出的气泡较均匀时，让学生开始计数，计算每分释放出气泡的数量，此数值可作为光合作用在正常光照和

25℃ 左右的水温下放氧的强度。计数以后，将上述装置放在另一个稍大的烧杯内，并在两杯之间的空隙中分别注入红、橙、黄、

绿、青、蓝、紫等颜色的水，进行光照并观察（各种颜色要分别实验）。然后分别计算金鱼藻每分放出氧气泡的数目。最后，可以

以气泡数为纵坐标，以各种颜色的水处理为横坐标，分别绘制出坐标曲线图，并对结果进行分析。

使用上述实验装置，将颜色水换成清水，在水中加人冰块（其他条件相同），然后进行光照，计算金鱼藻放出的气泡数目，从

而比较出 25℃ 左右的温度和降低温度后，金鱼藻释放气泡数目的变化情况，分析出温度对光合作用的影响。

（二）在利用上述装置，进行正常光照和正常温度下光合作用释放气泡实验的基础上，进行分析气泡是否是氧气的实验。方法是待

试管内充满半管左右的气体时，左手浸入烧杯中，用拇指堵住试管口，使之密封，将试管撤出烧杯并倒转，使试管口向上。此时水

流到试管下半部，气体则位于试管的上半部。然后，用右手点燃火柴，随即熄灭明火，在左手拇指松开试管口的一瞬间，将微燃的

火柴放人试管口中，可见火柴亮度立刻增加，甚至燃起明火（明火的大小与积累的气体的量有关）。这表明试管内收集的气体是光

合作用释放出的氧气。

[实验结论]通过实验证明，植物进行光合作用要释放出氧气。

[实验心得]在进行这项实验前的两至三天就要开始制作装置。收集氧气时要注意满足实验所需的温度条件和光照条件，否则收集

氧气的量太少，演示时效果不明显。如要促进光合作用强度，可在水中加入少量碳酸氢钠（每100mL水加入0． 1 g ）。

④ 如图是某同学设计的探究光合作用需要某种原料的实验装置和方法：将天竺葵放在黑暗处一昼夜，按图示装置好

（1）25%的氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用，该图是探究绿色植物光合作用需要二氧化碳作原料的实验装置．
（2）A组装置与B组装置的区别是B里面是清水，A里面是25%的氢氧化钠溶液，由于氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，而清水没有此功能，故A、B两装置内B里面有二氧化碳，A里面没有二氧化碳．由于惟一变量是二氧化碳，所以该实验探究的应该是植物进行光合作用需要二氧化碳作原料．实验中，A叶片起对照作用．
（3）A组装置是25%的氢氧化钠溶液，由于氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，因此，A组装置里就因缺少二氧化碳而不能进行光合作用，从而验证二氧化碳是光合作用的原料．
（4）由于A叶片所处的环境没有二氧化碳，而二氧化碳是进行光合作用的原料之一，所以A叶片由于缺乏原料而没有进行光合作用，不能制造有机物淀粉，因此遇碘不能变蓝色．
（5）选作实验的植物前已经进行了光合作用，里面储存了丰富的有机物．如不除去会对实验结果造成影响．所以在实验前应将植物放在黑暗处一昼夜，为的是将通过呼吸作用将叶片中原来的有机物转运和耗尽．
（6）把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热．目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素，叶片变成黄白色，便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应．
故答案为：（1）二氧化碳；
（2）对照；
（3）吸收二氧化碳；
（4）A；淀粉；
（5）将叶片中原来的有机物转运和耗尽；
（6）脱去叶绿素

⑤ 图是生物兴趣小组测定光合作用和呼吸作用的装置设置图图二中的碳酸氢钠溶液可

A、在黑暗条件下，甲乙装置都只进行呼吸作用，呼吸作用消耗氧气，而装置专中二氧化碳量保持属平衡，因此水滴都左移，A正确；
B、如果甲、乙装置水滴都右移，说明装置中气体量会增多，青蛙呼吸作用不可能使气体量增多，B错误；
C、甲装置中的绿色植物光合作用等于呼吸作用时水滴不动，乙装置水滴应向左移，C正确；
D、甲装置中的绿色植物光合作用小于呼吸作用时装置中水滴向右移，乙装置水滴应向左移，D正确．
故选：B．

⑥ 如图甲为研究光合作用的实验装置．用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉

（1）分析步骤可抄知，叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO₃溶液中，因此实验的自变量是不同浓度的NaHCO₃溶液（二氧化碳浓度）．
（2）分析题图曲线可知，在ab段，随着NaHCO₃溶液浓度的增加叶片上浮时间缩短，说明随NaHCO₃溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强．
（3）由题意可知，植物光合作用最适温度为25℃，植物呼吸作用的最适宜温度是30℃，若将温度由30℃调节到25℃，光合作用增强，呼吸作用减弱，圆叶片上浮的时间缩短，图乙曲线中bc段将向下移动．
（4）C点以后，因NaHCO₃溶液浓度过高，叶肉细胞通过渗透作用失水而导致水平下降．
故答案为：
（1）CO₂浓度（NaHCO₃溶液浓度）
（2）逐渐增强
（3）下
（4）失水

⑦ 描述光合作用的实验装置

玻璃漏斗一个，比漏斗直径稍宽大的烧杯一个，直径再大一点的烧杯一个，试管一只，剪刀或刀片，火柴一盒，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的水，冰块。
（一）取一枝金鱼藻，放入盛有多半杯水的烧杯内。1．剪取金鱼藻时，要用快剪或快刀片一次割断，切勿用手指尖捏断，以免将茎内通气组织堵塞；2．要将金鱼藻顶端向下，倒放在烧杯中，然后，将漏斗口浸入水中，反扣在金鱼藻上（要事先将漏斗的细管端截断，只留几厘米长，以便全部浸入水中）。取一个试管，盛满水，用拇指堵住试管口（不要漏气），将试管朝下浸入烧杯内的水中（要确保倒放的试管内充满水，不能有气泡）。然后，将拇指松开，并将试管套入浸在水内的漏斗细管上。为了不使漏斗沉在烧杯底部，可以在烧杯内放一块小石头。实验装置制作好以后，将此装置放置在阳光下或200W的电灯下（注意，要侧面照光，光源距烧杯20cm左右），保持25℃左右的水温。

⑧ 如图是探究绿色植物进行光合作用所需原料的两套实验装置，甲装置的培养皿里放的是氢氧化钠溶液，乙装置的

（1）碘遇淀粉变蓝色．摘下甲装胃内的叶子，经脱色处理后加碘液数滴，叶片颜色不变，证明没有淀粉生成．
（2）碘遇淀粉变蓝色．摘下乙装置内叶片，经脱色处理后加碘液数滴，叶片呈蓝色，说明有淀粉产生．
（3）将两装置行放在暗处一昼夜的作用耗尽或运走植物原有的淀粉．这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，而不能是叶片在实验前贮存的．
（4）甲乙两装置的唯一不同点（实验变量）是NaOH溶液的有无，NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳．
（5）该实验说明了二氧化碳是光合作用的原料．
故答案为：（1）没有淀粉生成
（2）有淀粉产生
（3）耗尽或运走植物原有的有机物
（4）NaOH溶液的有无；吸收二氧化碳
（5）二氧化碳

⑨ 为探究绿色植物进行光合作用的有关问题，李明选择一种盆栽的银边天竺葵作为实验材料．实验装置如右图所示

⑩ 如图是验证光合作用某过程的实验装置，请据图分析回答下列问题：（1）当用氧的同位素18O分别标记通入乙装

（1）当用氧的同位素¹⁸O分别标记通入乙装置的CO₂（C¹⁸O₂）和甲装置的H₂O（H₂¹⁸O）时，可以证明光合内作用产生的氧气容来自反应物中的水．
（2）在甲乙两装置刚置备完毕的一段时间内，若温度不变，而逐渐增大光照强度，两装置的O₂的生成量会较明显地增加；若温度和光照条件均不变，而逐渐增大CO₂的通入量，那么，两装置的O₂的生成量则会慢慢增加，这说明两装置内的光合作用效率在不断增强，其可能原因是甲乙两装置的小球藻的数量随着小球藻的不断繁殖而不断增加．
（3）当其他条件不变，而光照强度从通常的10千勒克司增加到60千勒克司时，光合作用主要产物的变化情况是先是随着光照强度的增大，其生成速率不断增大，当光照强度增大到一定程度时，其生成速率将保持基本稳定的状态．
故答案为：
（1）光合作用产生的氧气来自反应物中的水
（2）较明显地增加慢慢增加效率在不断增强甲乙两装置的小球藻的数量随着小球藻的不断繁殖而不断增加
（3）先是随着光照强度的增大，其生成速率不断增大，当光照强度增大到一定程度时，其生成速率将保持基本稳定的状态