光合作用中常用的實(shí)驗(yàn)方法

光合作用中常用的實(shí)驗(yàn)方法第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日一、光合作用實(shí)驗(yàn)中涉及到的藥品和器材

及作用NaOH(吸收CO2)

Ca(OH)2(檢驗(yàn)CO2)

緩沖液NaHCO3溶液(CO2的來源，保證裝置內(nèi)CO2濃度穩(wěn)定)

酒精(脫去葉片中的色素，便于觀察淀粉和碘液的顏色反應(yīng))

碘液(檢驗(yàn)淀粉)

燈(光源)

布(黑紙)(遮光

)第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日二、光合作用實(shí)驗(yàn)的常用方法饑餓—照光法可以用來驗(yàn)證光合作用的原料或生成的產(chǎn)物：實(shí)驗(yàn)植物先遮光饑餓，再照光，一段時(shí)間后用碘液檢測淀粉的生成，其遮光饑餓時(shí)為了營造空白對照，便于結(jié)果分析第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日1、下圖是用健壯植株設(shè)計(jì)的一個(gè)研究植物生理的裝置，A中裝有某種液體。請回答以下問題：(1)欲通過檢測葉片中是否有淀粉來驗(yàn)證光合作用需要CO2作原料,應(yīng)該用____個(gè)這樣的裝置，先都置于______24小時(shí)，再置于________________，且對A的處理應(yīng)該是_______________。兩黑暗適宜強(qiáng)度（相同）的光照下

實(shí)驗(yàn)組中用NaOH溶液，對照組中用清水

（2）若裝置中的玻璃鐘罩全部遮光，A溶液為NaHCO3緩沖液，則可用這一裝置來測定________________。為除去氣體膨脹或收縮因素，對照組應(yīng)為__________。若兩個(gè)裝置起始液面左右相平，一段時(shí)間后都是左高右低，且實(shí)驗(yàn)組的液面高度差為10，對照組為2，則可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是___________。細(xì)胞呼吸中氧氣的消耗量將植株換成同樣大小的死植株

細(xì)胞呼吸消耗了4個(gè)單位的氧

第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日同位素標(biāo)記法：通常用來研究光合作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.光合作用研究史上有許多經(jīng)典的實(shí)驗(yàn).請分析回答下列問題:

卡爾文將小球藻裝在一個(gè)密閉容器中,通過通氣管向密閉容器中通入CO2,通氣管上有一個(gè)開關(guān),可以控制CO2的供應(yīng),密閉容器周圍有光源,通過控制電源開關(guān)可以控制光照的有無.

①卡爾文向密閉容器中通入14CO2,經(jīng)過不同時(shí)間的照光(數(shù)秒直至數(shù)十分鐘)后,將小球藻放入沸酒精中處理,其目的是▲,從而使小球藻中的化合物停留在碳反應(yīng)的某一階段;然后分離出各種化合物,測定其放射性.上述實(shí)驗(yàn)中卡爾文是通過控制▲來探究14CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑.

②卡爾文發(fā)現(xiàn)光照30秒,14C出現(xiàn)在三碳化合物,五碳化合物和六碳化合物,七碳化合物等20余種化合物中;而當(dāng)把光照時(shí)間縮短為5秒時(shí),14C主要出現(xiàn)在一種三磷酸甘油酸(三碳化合物)中,這說明▲.

③為探究固定CO2的化合物,卡爾文改變某實(shí)驗(yàn)條件后,發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速升高,其改變的實(shí)驗(yàn)條件是▲,由此得出固定CO2的物質(zhì)是RuBP.使酶失活，導(dǎo)致碳反應(yīng)停止反應(yīng)時(shí)間長短CO2固定的第一個(gè)產(chǎn)物是三磷酸甘油酸，然后由三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌衔锿Ｖ笴O2供應(yīng)第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日使酶失活，導(dǎo)致碳反應(yīng)停止反應(yīng)時(shí)間長短CO2固定的第一個(gè)產(chǎn)物是三磷酸甘油酸，然后由三磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌衔锿Ｖ笴O2供應(yīng)第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日半葉法是測定大田農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的常用方法之一。3、采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強(qiáng)度進(jìn)行測定，其原理是：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)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度。若M=MB-MA，則M表示

。B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日3、下面的方法可用來測定田間棉花植株的光合作用強(qiáng)度。操作步驟如下：①在田間選有代表性的葉片20片（葉片左右稱），掛小紙牌編號(hào)。②用5%的三氯乙酸點(diǎn)涂葉柄一圈，將葉柄的篩管細(xì)胞殺死，并采取措施盡量保持葉片的自然生長角度。③按編號(hào)順序分別剪下葉片對稱的一半，立即處死，然后依次夾入濕潤的紗布中，放于暗處；4小時(shí)后，要再按編號(hào)的順序以同樣的速度剪下另一半葉片，也依次夾入濕潤的紗布中。④返回實(shí)驗(yàn)室，將各同號(hào)葉片的兩半對應(yīng)疊在一起，在無粗葉脈處用刀片沿邊切下一定面積的兩個(gè)葉塊，分別置于兩個(gè)稱量皿中，在80℃－90℃下烘干5小時(shí)，然后在分析天平上稱量，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較。請回答下列問題：（1）在該實(shí)驗(yàn)中，特定時(shí)間段內(nèi)（4小時(shí)）每片葉塊的凈光合產(chǎn)量的計(jì)算方法為_____________。（2）用三氯乙酸殺死葉柄篩管細(xì)胞的目的是_____________。（3）試驗(yàn)步驟中，有一些措施是為了減少實(shí)驗(yàn)誤差而設(shè)置的，請你列舉兩例。照光的葉片干重總量減去黑暗中的葉片干重總量，再除以葉片數(shù)阻止實(shí)驗(yàn)葉片的光合作用產(chǎn)物輸出第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日（1）照光的葉片干重總量減去黑暗中的葉片干重總量，再除以葉片數(shù)（2分）（2）阻止實(shí)驗(yàn)葉片的光合作用產(chǎn)物輸出（2分）（3）（以下內(nèi)容寫出任意兩項(xiàng)均可，其它合理的分析也可得分，每項(xiàng)2分，共4分）①實(shí)驗(yàn)的對象不是一片葉子而是20片葉子；②采用同一葉片對稱的兩部分進(jìn)行對照比較的方法；③先后兩次剪下的葉片同樣保存在濕潤的紗布中；④用于烘干和稱重的各葉片兩半的部位和面積相同。第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日4．某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，作如圖所示實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部作環(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1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體光合作用速率=（3y-2z-x）/6g·cm2·h（不考慮取葉圓片后對葉生理活動(dòng)的影響和溫度微小變化對葉生理活動(dòng)的影響）。則M處的實(shí)驗(yàn)條件是（）

A．下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí)

B．下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光6小時(shí)

C．下午4時(shí)后在陽光下照射1小時(shí)

D．晚上8時(shí)后在無光下放置3小時(shí)A第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日黑白瓶法一般用于測定水生植物光合作用固定的太陽能或制造的有機(jī)物5.為了調(diào)查太湖某一水層是否有自養(yǎng)生物存在，及其產(chǎn)氧量能否維持本層水體生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法測定該水層生物晝夜平均代謝率來判定。白瓶為透明玻璃瓶，其水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物光合作用產(chǎn)生的O2與呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。請完成下列實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①用采水器取該層水樣，分別注滿500mL黑、白瓶并密封．剩余水樣用于測

；②將黑、白瓶

；溶解氧濃度掛回原水層第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日③

。（2）設(shè)計(jì)記錄所測數(shù)據(jù)的表格。

黑、白瓶溶氧變化記錄表（mg／L）24h后取出黑、白瓶測溶解氧濃度

編號(hào)項(xiàng)目白瓶黑瓶l23平均l23平均24h后溶氧量原初溶氧第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日若WDO－BDO＞0，則有自養(yǎng)生物；若WDO－BDO＝0，則無自養(yǎng)生物；若WDO≥0，則該水層產(chǎn)氧量能維持生物耗氧量所需。（3）預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日變式題5某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為12mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下（由a→e逐漸加強(qiáng)），24小時(shí)后，實(shí)測獲得六對黑白瓶中溶解氧的含量，記錄數(shù)據(jù)如下：光照強(qiáng)度(klx)0（黑暗）abcde白瓶溶氧量mg/L41218263232黑瓶溶氧量mg/L444444第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日（1）黑瓶中溶解氧的含量降低為4mg/L的原因是

；該瓶中所有生物細(xì)胞在24h內(nèi)呼吸消耗的O2量為

mg/L。（2）當(dāng)水層光照強(qiáng)度為c時(shí)，在24h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為

mg/L。光照強(qiáng)度至少為

(填字母)時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。當(dāng)光照強(qiáng)度為

(填字母)時(shí)，再增加光照強(qiáng)度，瓶中溶解氧的含量也不會(huì)增加。（3）若將a光照下的白瓶移至d光照下，則瓶中植物細(xì)胞的光合作用速率

，其主要原因是

。被還原后的C3經(jīng)一系列變化可形成

。黑瓶中的生物呼吸消耗氧氣，沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣822ad加快光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增多糖類、C5第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日4（1）黑瓶中的生物呼吸消耗氧氣，沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣8（2）22ad（3）加快光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH增多糖類、C5第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日真空滲入法：是制備細(xì)胞間隙不含氣體的葉片的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，用打孔器打下葉圓片，放于加滿水的注射器中抽吸，重復(fù)幾次，使圓片下沉，等下沉的葉圓片重新上浮時(shí)，則標(biāo)志植物光合作用釋放的氧氣多于呼吸作用消耗的氧氣。第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日6.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、NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、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O2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餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時(shí)，葉片均浮在水面。（2）用真空泵抽去兩支試管內(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）

.

..分析預(yù)測結(jié)果：第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日（3）將這兩支試管放在日光燈下，照光一段時(shí)間。結(jié)果：NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸餾水中的葉片在試管底部。（5分）（4）再將這兩支試管放在暗培養(yǎng)箱中一段時(shí)間。結(jié)果：NaHCO3稀溶液中的葉片下沉，蒸餾水中的葉片仍在試管底部。（5分）分析預(yù)測的結(jié)果：（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行光合作用，釋放出來的氧氣多于消耗的氧氣，葉肉細(xì)胞間隙的氧氣增加，葉片上浮。而蒸餾水中缺乏二氧化碳和氧氣，葉片不能進(jìn)行光合作用和呼吸作用，葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。（6分）（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的葉片呼吸作用，消耗了葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣，放出二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中，葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體，葉片下沉。蒸餾水中缺乏氧氣，葉片不能進(jìn)行呼吸作用，葉肉細(xì)胞間隙仍缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。（6分）第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日8.為檢測光質(zhì)（不同波長的光）對水生黑藻光合作用強(qiáng)度的影響，現(xiàn)提供如下材料，紅、綠、白三種顏色的40W的燈泡數(shù)個(gè)，試管數(shù)只，黑藻數(shù)枝，pH試紙，石蠟油，NaHCO3溶液，請你完成下面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并回答有關(guān)問題。（1）現(xiàn)在由你進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請寫出你的設(shè)計(jì)思路：（2）請預(yù)測并簡要分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果：________________________________________。實(shí)驗(yàn)開始步驟為：在溫度為20°環(huán)境中，按右圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置。將三種顏色的燈泡分別放在三個(gè)圖示裝置等距離的位置照射相同的時(shí)間，用pH試紙檢測溶液pH的變化。

黑藻在不同光質(zhì)下光合強(qiáng)度不同，CO2的吸收量不同，試管內(nèi)的pH不同。在白光下光合作用最強(qiáng)，測得的pH最大，其次是紅光和綠光。

第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日（3）若不增加實(shí)驗(yàn)用具，指出另一種檢測該