高考光合與呼吸的實(shí)驗(yàn)專題

1、精品文檔屆嫁以廣于高三生物二輪復(fù)習(xí)專題6勤學(xué)勤思勤問樂鉆專題6光合與呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究光照強(qiáng)度和 CO對光合作用效率的影響實(shí)驗(yàn)裝置綠葉中色素的提取和分離探究酵母菌的呼吸方式光合速率測定的方法i I 一光合作用的探究歷程光合與呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)葉圓片稱重法半葉 法 I黑白瓶法探究酵母菌的呼吸方式1、實(shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌是單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于 菌。因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式。(2) CO2的檢測方法CO 2使 變渾濁。色。使溶液，(3)酒精的檢測聞聞錐形瓶中溶液的氣味 色的 在 下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成 色。2、方法步驟(1)酵母菌培養(yǎng)液的配制取20g新鮮的食用酵母菌，分

2、成兩等份，分別放入錐形瓶A (500mL)和錐形瓶B(500mL)中，再分別向瓶中注入 240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。(2)連接裝置如下圖:實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)連接有氧呼吸裝置的注意事項(xiàng)：用錐形瓶和其他材料用具組裝好實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)并連通橡皮球(或氣泵)，讓空氣 地依次通過3個(gè)錐形瓶(約 50min )。然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到 2535 C的環(huán)境中培養(yǎng) 8-10h 。(2)檢測CO2的檢測：根據(jù) ,可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。(3)檢測灑精的產(chǎn)生：各取 2mL酵母菌培養(yǎng)液的 ，分別注入2支干凈的試 管中。向試管中分別滴加 0.5mL溶有0.1g重銘酸鉀的濃硫酸溶液 (體積分?jǐn)?shù)為9

3、5%-97% ) 并輕輕振蕩，使它們混合均勻，觀察試管中溶液的顏色變化。綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)原理:(1)提取的原理：(2)分離的原理:二、討論：(1)為什么濾紙條上的濾液細(xì)線不能觸及層析液？答：。(2)提取和分離綠葉中色素的關(guān)鍵是什么？答：濾紙條上有 條不同顏色的色帶，期排列順序從上而下為 ,色素帶寬 窄說明了 。三、實(shí)驗(yàn)操作中注意事項(xiàng)(葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析)(1)選材：葉片顏色太淺或放置時(shí)間太久(不新鮮)，會導(dǎo)致分離色素帶顏色過淺。(2)操作：未加二氧化硅，或研磨不充分；未加 CaCO 3,色素分子被破壞；加入無水乙醇 過多，提取液濃度太低都會導(dǎo)致分離色素時(shí)色素帶顏

4、色過淺。(3)畫濾液細(xì)線時(shí)不能做到直、細(xì)、勻會導(dǎo)致分離出的色素帶不平整。(4)濾液細(xì)線觸及層析液，會導(dǎo)致色素溶解到層析液中，得不到色素帶。光合作用的探究歷程1、普利斯特利的實(shí)驗(yàn)一”蠟燭一不易熄滅密閉玻璃卓+綠色植物+小閆一丁曰g臼柘+小鼠f不勿至息死亡沒有發(fā)現(xiàn) 在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長。2、英格豪斯的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)只有在 下才能成功，植物體只有 才能更新污濁的空氣。限于 當(dāng)時(shí)化學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物 ,后來人們發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確了綠葉在光下放出的氣體是 ，吸收的氣體是 3、梅耶：依據(jù)能量守恒定律，光能轉(zhuǎn)換成 能儲存起來。、1,口導(dǎo)山碘蒸氣 一斗曝?zé)o&g

5、t;變監(jiān)碘蒸氣半遮光> 不變藍(lán),因變量是4、薩克斯的實(shí)驗(yàn)黑暗中饑餓處理的綠葉該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了自身對照，自變量為 該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是 處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說服力。為 了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯，在用碘蒸氣處理之前應(yīng)用熱酒精對葉片進(jìn)行脫色處理。本實(shí)驗(yàn)除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明 是光合作用的必要條件。5、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)極細(xì)光束一好氧菌只分布在葉綠水綿 黑暗體被光束照射到的部位周圍好氧菌啟云一完全曝光一好氧菌分布在葉綠體所有受光的部位結(jié)論： 是光合作用的場所，光合作用過程能產(chǎn)生 。該實(shí)驗(yàn)設(shè)置極細(xì)光束、黑暗和完全曝光三組實(shí)驗(yàn)。自變量為 ,因變量為6、魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)魯賓和卡門利

6、用小球藻做實(shí)驗(yàn)材料，利用 法，分另1J將CO 2和H2O標(biāo)記為C18O2和H218O,以追蹤C(jī)O2和H2O中的C、。元素在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑。該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對照，自變量是 ,因變量是 。7、卡爾文利用小球藻做實(shí)驗(yàn)材料，14C標(biāo)記CO2,闡明了 途徑。光合速率測定的方法1.葉圓片稱重法實(shí)驗(yàn)原理測定單位時(shí)間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測定光合速率（S為葉圓片面積）。W小St宜豆才中用 曼小手丸樂吊料在上%10時(shí)移走的 在中午12時(shí)移走的在產(chǎn)曰4時(shí)移走的葉四療于鑒耳克）葉圓片"干瓶于克）葉圓片加干重工兌）凈光合速率=（zy）/2S;呼吸速率=（xy）/2S;總光合

7、速率=凈光合速率+呼吸速率=（x+ z- 2y）/2S。例1:某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實(shí)驗(yàn)：在葉柄基部做環(huán)剝處理（僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出），于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其重量，M處的實(shí)驗(yàn)條件是下午16時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)，則測得葉片葉綠體的光合速率是(單位：g cm2 h1,不考慮取葉圓片后對葉片生理活動(dòng)的影響和溫度微小變化對葉片生理活動(dòng)的影響)()上午時(shí)移走的葉圜片(卜重工克)卜午L6時(shí)移走的 葉圓片(I咫,克)葉制片(干重工克)A. (3y-2z-x)/6B. (3y-2z-x)/3C. (2yxz)/6D. (2

8、yxz)/32 .半葉法實(shí)驗(yàn)原理將植物對稱葉片的一部分 (A)遮光或取下置于暗處，另一部分(B)則留在光下進(jìn)行光合作用(即不做處理)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。一定時(shí)間后，在這兩部分葉片的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為Ma、M b,開始時(shí)二者相應(yīng)的有機(jī)物含量應(yīng)視為相等，照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超過部分即為光合作用產(chǎn)物的量，再通過計(jì)算可得出光合速率。例2:某研究小組采用半葉法”對番茄葉的光合速率進(jìn)行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。 在適宜光照下照射 6小時(shí)后，在 A、B的對應(yīng)部位

9、截取同等面積的葉片，烘干稱重，分 別記為Ma、Mb,獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2h)。請分析回答下列問題：(1)Ma表示6小時(shí)后葉片初始質(zhì)量一呼吸作用有機(jī)物的消耗量；Mb表示6小時(shí)后() + ()呼吸作用有機(jī)物的消耗量。(2)若 M=MbMa,則 M 表示。(3)總光合速率的計(jì)算方法是 。(4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。3 .黑白瓶法實(shí)驗(yàn)原理 黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題，其中黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；白瓶”給予光照，測定的 是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規(guī)

10、律如下：規(guī)律1:有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量（或二氧化碳的增加量）為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量（或二氧化碳的減少量）為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。規(guī)律2:沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量與黑瓶中測得的現(xiàn)有量之差即總光 合作用量。例3:下表所示是采用黑白瓶（不透光瓶一可透光瓶）法測定夏季某池塘不同深度水體 中，初始平均 。2濃度與24小時(shí)后平均 O2濃度比較后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是 （）1254白瓶中W濃度gm l十；0-1弊瓶中他滴度收-L5-1.?一事A .水深1 m處白瓶中水生植物 24小時(shí)產(chǎn)生的 O2為3 g/m2B.水深2 m處白瓶中水生植物光合速率等

11、于所有生物的呼吸速率C.水深3 m處白瓶中水生植物不進(jìn)行光合作用D.水深4 m處白瓶中藻類植物產(chǎn)生 ATP的場所是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體探究光照強(qiáng)度和 CO對光合作用效率的影響一、實(shí)驗(yàn)原理1、利用真空滲水法排除葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。2、葉片光合作用釋放的 02在水中溶解度小，積累在細(xì)胞間隙，使葉片上浮。根據(jù)葉圓 片上浮所需時(shí)間長短，比較光合作用強(qiáng)弱（注：冰醋酸保證 NaHCO 3釋放C02）。二、實(shí)驗(yàn)材料：青菜葉片三、實(shí)驗(yàn)步驟（一）制備葉圓片1、用鉆孔器在葉片上（避開主葉脈）打下30片小圓片；2、排除葉肉細(xì)胞間隙的空氣，充以水分（或真空泵）。充水的操作如下：（二）

12、9只錯(cuò)形瓶分成3組每組3瓶,編號備用.探究光照強(qiáng)度小組 |每只 /! f 40nll 2%NaHCO3+5滴冰乙酸溶液.搖勻放入3片沉干水中的葉悶片第I組士黑暗 第II組:弱光照 第山組：距:光源5cm探究CO濃度小組第1組：J +40ml經(jīng)煮沸防冷卻的水 第11組'k40ml 1%NaHC5溶液第山組： I 40ml 2%NaHCC）3溶液+5滴冰乙酸溶液器 勻放入3片沉于水中的葉圓片I放置于距光源5cm處記錄各怵形瓶中地位時(shí)間內(nèi)上浮葉圓片數(shù)注：葉陶片應(yīng)同時(shí)放入，彼此分散不重甚*實(shí)驗(yàn)裝置萌巖 林廣質(zhì)量分散為 20% NaOH 溶液5 1nL1 .如何判斷萌發(fā)的種子的呼吸作用類型2 .

13、若要排除物理因素的干擾，應(yīng)如何設(shè)計(jì)對照試驗(yàn)？3 .裝置1和2中，將萌發(fā)的種子換成綠色植物，若要進(jìn)行呼吸測定，則需要進(jìn)行 處理。換成綠色植物后，在適宜光照下，裝置1中的紅色液滴向移動(dòng)，原因是 。若要使其進(jìn)行光合作用，應(yīng)將 NaOH溶液換為 溶液。4 .若裝置2中，將萌發(fā)的種子換成綠色植物，則紅色液滴如果不移動(dòng)，一定是光合等于呼吸嗎？【對點(diǎn)】1.請回答下列問題(1)氮、磷、鎂 3種元素中，構(gòu)成生命活動(dòng)所需直接能源物質(zhì)的元素是 ，構(gòu)成細(xì) 胞膜的元素是 。(2)缺鎂時(shí)植物葉片發(fā)黃，其原因是 。(3)在提取葉綠體色素的過程中，研磨葉片時(shí)通常需加少量二氧化硅、碳酸鈣及適量無水乙醇。.氧化硅的作用是 ;碳酸

14、鈣的作用 無水乙醇的作用是。2. (22分)為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗，請用所提 供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟 的設(shè)計(jì)和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對你的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、蒸儲水、NaHCO 3稀溶液(為光合作用提供原料卜 真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈(實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中 02和CO2在水 中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì) )。實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果：(1)剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸儲水和NaHCO 3稀溶液的兩支試管中。此時(shí)，葉片均浮在液面上。(2)用真空泵抽去

15、兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到 葉片均下沉到試管底部。(3)。(4)。(5)分析預(yù)測的結(jié)果： 。12醇丸善歐螭*就軸W修培日縣(pili.U J .Jim：3. (16分)某新能源研究興趣小組嘗試用木薯塊根的淀粉制備 燃料酒精。他們用酶將木薯淀粉降解成單糖。查閱資料后，安 裝的酒精發(fā)酵裝置、采用的發(fā)酵條件如下圖。(1)向發(fā)酵瓶中加入 5g酵母菌開始實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵初期，通氣閥需要偶爾短時(shí)間打開，并在A通氣口處打氣，以利于 ;實(shí)驗(yàn)過程中，通氣閥需要偶爾短時(shí)間打開，目的O(2)第3天，取出少量發(fā)酵液，滴加含有 的濃硫酸溶液來檢測酒精。(3)檢測后發(fā)現(xiàn)，盡管酵母菌菌種合適、

16、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH值適宜，但酒精含量( +)比預(yù)期低，他們展開了討論，認(rèn)為還有其它影響因素，如，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對此因素進(jìn)行探究并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果(用表格形式呈現(xiàn)；用“+”表示酒精量，最高含量為"+，)。實(shí)驗(yàn)組號1234567發(fā)酵時(shí)間(天)3456789酒精含量+注：酵母菌加量為 5g ,其他條件與上圖相同。(4)請對預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。 4. (8分)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中 CO 2濃度的增高而 由藍(lán)變綠再變黃。某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：用少量的NaHCO 3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液

17、中通入一定量的CO 2使溶液變成淺綠色，之后將等量的綠色溶液分別加入到7支試管中，其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見下表。忒舌編罵L234567水草無有百.白有有有跑日比好的 寓Sm)20速比”1006040205sLliu后忒瑾 中，甯酒的靦田;.懈但X*遮光是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100cm的地方。若不考慮其他生物因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，回答下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)中，50min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明 2至7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由 引起的；若1號試管的溶液是藍(lán)色，則說明2至7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 (填何靠的”或不可靠

18、的”)(2)表中X代表的顏色應(yīng)為 (填 淺綠色“黃色”或 藍(lán)色”)，判斷依據(jù)是 (3) 5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草5 .為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的 A品種小麥植株分為 5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實(shí)3組，并保持其光照和CO 2濃度等條件與對照組相同，與中午12: 30測定各組葉片的光合速率，各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示：對照組實(shí)垃耳1*事蛆一奏器由二買會敏四實(shí)疆處理濕度T3636J6JI25樣耐濕度，(727n52實(shí)驗(yàn)儲果光企遽穿，mgCO: dm :h ,nt】5

19、 121狙71回答下列問題：（1）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測中午時(shí)對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是其依據(jù)是 ；并可推測， （填 蹭加”或 降低”） 麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用 午休”的程度。（2）在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因（3）小麥葉片氣孔開放時(shí)，CO 2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過程 （填需要”或不需要）載體蛋白， （填 需要”或 不需要"）消耗ATP。6 .（9分）為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了 A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理

20、的總時(shí)間均為 135s,處理結(jié)束時(shí)測定各組材料中光合作用產(chǎn) 物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為 70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75ms （毫秒）；光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。D組（對照組）：光照時(shí)間為135s；光合作用產(chǎn)物白相對含量為100%?；卮鹣铝袉栴}：(1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量 (填 高于"、等于“或 低于")D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是

21、 ; C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反 應(yīng)不需要,這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的 。(2) A、B、C三組處理相比，隨著 的增加，使光下產(chǎn)生的 能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO 2的同化量。7.某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用強(qiáng)度.某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因 作物光合強(qiáng)度測試的研究課題，設(shè)計(jì)了如下裝置.請你利用下列裝置完成光合作用強(qiáng)度 的測試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問題。AFF共E 1至詡區(qū)牙t r內(nèi)型U4TV到D為依耗I內(nèi)展由落滯E的51工才演F為直尺二乩削OO(1)先測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟是:30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度.(

22、2)測定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟是：30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度.(3)實(shí)驗(yàn)操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動(dòng)情況:實(shí)驗(yàn)30分鐘后紅墨水滴移動(dòng)情況測定植物呼吸作用甲裝置 (填左或右移)1.5厘米乙裝置右移0.5厘米測定植物凈光合作用甲裝置 (填左或右移)4.5厘米乙裝置右移0.5厘米n.實(shí)驗(yàn)分析：假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng)1cm,植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1g .那么該植物的呼吸作用速率是g/小時(shí).白天光照 15小時(shí)，一晝夜葡萄糖的積累量是g .(不考慮晝夜溫差影響)答案例1、A例2、（1）葉片初始質(zhì)量光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量（2）B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作用合

23、成的有機(jī)物總量 （3）M值除以時(shí)間再除以面積，即M/（截取面積刈寸間）（4）將從測定葉片的相對應(yīng)部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時(shí)后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計(jì)算出葉片的呼吸速率。例3: D對點(diǎn)答案：1 .（1）N、P N、P （2）鎂是葉綠素的組成元素，缺鎂時(shí)，植物合成葉綠素受阻，而葉片呈類胡蘿卜素 的顏色即黃色（3）充分研磨防止在研磨過程中破壞葉綠體色素將葉綠體色素溶解在無水乙醇中以便提取色素2. （3）將這兩支試管放在日光燈下，光照一段時(shí)間。結(jié)果：NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸儲水中的葉片仍在試管底部。（4）再將這兩支試管放在暗培養(yǎng)箱中一段時(shí)間。結(jié)果：NaHCO 3稀溶液中的葉片下沉，蒸