Question

13．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲利用下列裝置探究綠色植物呼吸過程中是否有CO₂氣體，設(shè)計(jì)的探究過程如下，請(qǐng)回答其中的有關(guān)問題：

（1）假設(shè)：綠色植物在呼吸過程中有CO₂氣體產(chǎn)生．
（2）設(shè)計(jì)方案：使綠色植物在避光的黑暗處發(fā)生呼吸作用，檢驗(yàn)呼吸過程中產(chǎn)生的氣體．
（3）查閱資料：①綠色植物光合作用過程：二氧化碳+$→_{葉綠體}^{光能}$有機(jī)物（儲(chǔ)存能量）+氧氣；②綠色植物呼吸作用過程：有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水+能量．（表達(dá)式）
（4）實(shí)驗(yàn)

操 作 步 驟	簡         答
①將裝置連接好并裝入試劑，C中放入植物	①A裝置的作用是 除盡空氣中的二氧化碳?xì)怏w；②B裝置的作用是 驗(yàn)證進(jìn)入C裝置的氣體已經(jīng)不含有二氧化碳； ③D裝置的作用是 證明植物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳；④C處玻璃罩不能透光的原因是： 保證綠色植物只發(fā)生呼吸作用或避免綠色植物發(fā)生光合作用．
②往A的導(dǎo)管口連續(xù)鼓入空氣	⑤A裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 出現(xiàn)渾濁，⑥D(zhuǎn)裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 變渾濁．

（5）結(jié)論與討論：
①能表示這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)獲得成功的兩個(gè)主要現(xiàn)象是B中不出現(xiàn)渾濁和D中出現(xiàn)渾濁．
②如果該研究性學(xué)習(xí)小組探究的結(jié)論不正確，原因是多方面的．請(qǐng)你從實(shí)驗(yàn)條件控制上找出可能的兩個(gè)原因．鼓入空氣時(shí)間不夠或D中石灰水濃度太小或C中綠色植物量太小或C裝置的玻璃罩漏光．

Answer 1

分析 依據(jù)光合作用和呼吸作用的原理和條件，結(jié)合物質(zhì)提純、檢驗(yàn)原理和步驟，可知A、B裝置的作用是保證通入C裝置的氣體不含二氧化碳；D裝置的作用是檢驗(yàn)呼吸作用產(chǎn)生的；C處玻璃罩不能透光是保證綠色植物只發(fā)生呼吸作用．探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論不正確的原因可從通入空氣的時(shí)間、石灰水的濃度、綠色植物的量等多角度、多方面進(jìn)行分析探究，找出多種可能的原因．C中要發(fā)生呼吸作用，在通空氣的時(shí)候需要除去二氧化碳，所以A是除二氧化碳的裝置，B是檢驗(yàn)是否除盡，從而保證進(jìn)入C的氣體含有氧氣，而沒有二氧化碳，這樣C中呼吸作用順利進(jìn)行，再利用二氧化碳與石灰水反應(yīng)變渾濁檢驗(yàn)呼吸產(chǎn)物．

解答 解：（3）①綠色植物的光合作用和呼吸作用是互為相反的兩個(gè)生理過程．呼吸作用的產(chǎn)物是光合作用的原料，光合作用的產(chǎn)物是呼吸作用的原料．光合作用表達(dá)式為：二氧化碳+$→_{葉綠體}^{光能}$有機(jī)物（儲(chǔ)存能量）+氧氣；②呼吸作用的表達(dá)式為：有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水+能量．
（4）實(shí)驗(yàn)如下：

操 作 步 驟	簡         答
①將裝置連接好并裝入試劑，C中放入植物	①A裝置的作用是 除盡空氣中的二氧化碳?xì)怏w；②B裝置的作用是 驗(yàn)證進(jìn)入C裝置的氣體已經(jīng)不含有二氧化碳； ③D裝置的作用是 證明植物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳；④C處玻璃罩不能透光的原因是： 保證綠色植物只發(fā)生呼吸作用或避免綠色植物發(fā)生光合作用．
②往A的導(dǎo)管口連續(xù)鼓入空氣	⑤A裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 出現(xiàn)渾濁，⑥D(zhuǎn)裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 變渾濁．

（5）①飽和石灰水就是澄清石灰水，它能和進(jìn)入A瓶的空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成碳酸鈣和水，可以把A瓶中的二氧化碳消耗掉，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁．由A瓶進(jìn)入B瓶的氣體中不含二氧化碳，所以B瓶中的石灰水不變渾濁．B瓶進(jìn)入C瓶的氣體中也不含二氧化碳，C瓶中的綠色植物在沒有光的條件下只能進(jìn)行呼吸作用而不能進(jìn)行光合作用，由此可以推斷使D瓶中澄清的石灰水渾濁的二氧化碳是C裝置中綠色植物的呼吸作用產(chǎn)生的．
②能否得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)條件的控制非常關(guān)鍵，本題中如：鼓入空氣時(shí)間不夠或D中石灰水濃度太小或C中綠色植物量太小不旺盛或C裝置的玻璃罩漏光，都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�
故答案為：
3、①二氧化碳+$→_{葉綠體}^{光能}$有機(jī)物（儲(chǔ)存能量）+氧氣；②有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水+能量．
（4）

操 作 步 驟	簡         答
①將裝置連接好并裝入試劑，C中放入植物	①A裝置的作用是 除盡空氣中的二氧化碳?xì)怏w；②B裝置的作用是 驗(yàn)證進(jìn)入C裝置的氣體已經(jīng)不含有二氧化碳； ③D裝置的作用是 證明植物進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳；④C處玻璃罩不能透光的原因是： 保證綠色植物只發(fā)生呼吸作用或避免綠色植物發(fā)生光合作用．
②往A的導(dǎo)管口連續(xù)鼓入空氣	⑤A裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 出現(xiàn)渾濁，⑥D(zhuǎn)裝置中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 變渾濁．

（5）①B中不出現(xiàn)渾濁；D中出現(xiàn)渾濁；②鼓入空氣時(shí)間不夠或D中石灰水濃度太小或C中綠色植物量太小或C裝置的玻璃罩漏光．

點(diǎn)評(píng) 此題實(shí)則是先除掉空氣中的二氧化碳，然后設(shè)法驗(yàn)證二氧化碳是呼吸作用產(chǎn)生的，解此題的關(guān)鍵是確保排除空氣中的二氧化碳的參與．