2017高考光合與呼吸的實驗專題

1、高三生物二輪復習專題6勤學 勤思 勤問 樂鉆專題6 光合與呼吸的相關實驗【建?！咳~圓片稱重法半 葉 法黑 白 瓶 法光合與呼吸的相關實驗探究光照強度和CO2對光合作用效率的影響探究酵母菌的呼吸方式光合作用的探究歷程綠葉中色素的提取和分離實驗實驗裝置光合速率測定的方法探究酵母菌的呼吸方式1、實驗原理 （1）酵母菌是單細胞真菌，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胞呼吸的不同方式。 （2）CO2的檢測方法 CO2使 變渾濁。 使溶液， 色。（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，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

2、菌，分成兩等份，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質量分數(shù)為5%的葡萄糖溶液。（2）連接裝置如下圖：實驗注意事項（1）連接有氧呼吸裝置的注意事項：用錐形瓶和其他材料用具組裝好實驗裝置（如圖），并連通橡皮球（或氣泵），讓空氣地依次通過3個錐形瓶（約50min）。然后將實驗裝置放到2535的環(huán)境中培養(yǎng)8-10h。（2）檢測CO2的檢測：根據，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產生情況。（3）檢測灑精的產生：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重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（體積分數(shù)為95%-97%）并輕輕

3、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驗一、實驗原理：（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線不能觸及層析液？答：。（2）提取和分離綠葉中色素的關鍵是什么？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、實驗操作中注意事項（葉綠體色素提取分離實驗異常現(xiàn)象分析）(1)選材：葉片顏色太淺或放置時間太久（不新鮮），會導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CaCO3，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致分離色素時色素帶顏色過淺。(3)畫濾液細線時不能做到

4、直、細、勻會導致分離出的色素帶不平整。(4)濾液細線觸及層析液，會導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、普利斯特利的實驗沒有發(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、英格豪斯的實驗實驗只有在下才能成功，植物體只有才能更新污濁的空氣。限于當時化學發(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：依據能量守恒定律，光能轉換成能儲存起來。4、薩克斯的實驗該實驗設置了自身對照，自變量為_，因變量是_ _。該實驗的關鍵是_處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質消耗掉，增強了實驗的說服力。為了使實驗結果更明顯

5、，在用碘蒸氣處理之前應用熱酒精對葉片進行脫色處理。本實驗除證明了光合作用的產物有淀粉外，還證明_是光合作用的必要條件。5、恩格爾曼實驗結論：_是光合作用的場所，光合作用過程能產生。該實驗設置極細光束、黑暗和完全曝光三組實驗。自變量為_，因變量為_。6、魯賓和卡門的實驗魯賓和卡門利用小球藻做實驗材料，利用_法，分別將CO2和H2O標記為C18O2和H218O，以追蹤CO2和H2O中的C、O元素在光合作用中的轉移途徑。該實驗設置了對照，自變量是_，因變量是_。7、卡爾文利用小球藻做實驗材料，14C標記CO2，闡明了_ 途徑。光合速率測定的方法1葉圓片稱重法實驗原理測定單位時間、單位面積葉

6、片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率(S為葉圓片面積)。凈光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；總光合速率凈光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。例1：某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實驗：在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時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處的實驗條件是下午16時后將整個實驗裝置遮光3小時，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的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響) ()A(3y2zx)/6 B(3y2z

7、x)/3C(2yxz)/6 D(2yxz)/32半葉法實驗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)則留在光下進行光合作用(即不做處理)，并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|和能量轉移。一定時間后，在這兩部分葉片的對應部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時二者相應的有機物含量應視為相等，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物的量，再通過計算可得出光合速率。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?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|和能量轉移。在適宜光照下照射6小時

8、后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數(shù)據，則可計算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2·h)。請分析回答下列問題：(1)MA表示6小時后葉片初始質量呼吸作用有機物的消耗量；MB表示6小時后(_)(_)呼吸作用有機物的消耗量。(2)若MMBMA，則M表示_。(3)總光合速率的計算方法是_。(4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實驗設計思路。3黑白瓶法實驗原理“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題，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

9、有初始值兩種情況，規(guī)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(不透光瓶可透光瓶)法測定夏季某池塘不同深度水體中，初始平均O2濃度與24小時后平均O2濃度比較后的數(shù)據。下列有關分析正確的是()A水深1 m處白瓶中水生植物24小時產生的O2為3 g/m2B水深2 m處白瓶中水生植物光合速率等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行光合作用D水深4

10、m處白瓶中藻類植物產生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體探究光照強度和CO2對光合作用效率的影響一、實驗原理1、利用真空滲水法排除葉肉細胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。2、葉片光合作用釋放的O2在水中溶解度小，積累在細胞間隙，使葉片上浮。根據葉圓片上浮所需時間長短，比較光合作用強弱（注：冰醋酸保證NaHCO3釋放CO2）。二、實驗材料：青菜葉片三、實驗步驟（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、排除葉肉細胞間隙的空氣，充以水分 （或真空泵）。充水的操作如下：注射器內放入葉圓片吸5mL水排除空氣 手指堵住管口，向后拉活塞34次放開手指實驗裝置1.如

11、何判斷萌發(fā)的種子的呼吸作用類型2.若要排除物理因素的干擾，應如何設計對照試驗？3.裝置1和2中，將萌發(fā)的種子換成綠色植物，若要進行呼吸測定，則需要進行處理。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，原因是。若要使其進行光合作用，應將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，一定是光合等于呼吸嗎？【對點】1.請回答下列問題（1）氮、磷、鎂3種元素中，構成生命活動所需直接能源物質的元素是_,構成細胞膜的元素是 _。（2）缺鎂時植物葉片發(fā)黃，其原因是 。（3）在提取葉綠體色素的過程中，研磨葉片時通常需加少量二氧化硅、碳酸鈣及適量無水乙醇。二氧

12、化硅的作用是_；碳酸鈣的作用_；無水乙醇的作用是_。2.（22分）為了驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟和預測實驗結果的基礎上，繼續(xù)完成實驗步驟的設計和預測實驗結果，并對你的預測結果進行分析。實驗材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、蒸餾水、NaHCO3稀溶液(為光合作用提供原料)、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈(實驗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)。實驗步驟和預測實驗結果：(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，葉片均浮在液面上。(2)用真

13、空泵抽去兩支試管內液體中和葉肉細胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。(3)_。(4)_。(5)分析預測的結果：_。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酵母菌開始實驗，發(fā)酵初期，通氣閥需要偶爾短時間打開， 并在A通氣口處打氣，以利于_ ；實驗過程中，通氣閥需要偶爾短時間打開，目的是_。（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、淀粉酶解物充足、操作正確、發(fā)酵溫度和pH值適宜，但

14、酒精含量（+）比預期低，他們展開了討論，認為還有其它影響因素，如_，請設計實驗對此因素進行探究并預測實驗結果（用表格形式呈現(xiàn)；用“+”表示酒精量，最高含量為 “+”）。實驗組號1234567發(fā)酵時間（天）3456789酒精含量+注：酵母菌加量為5g ，其他條件與上圖相同。（4）請對預測的結果進行分析，并得出結論。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CO2濃度的增高而由藍變綠再變黃。某同學為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2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

15、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。各試管的實驗處理和結果見下表。*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驗結果的影響，回答下列問題：（1）本實驗中，50min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實驗結果是由          引起的；若1號試管的溶液是藍色，則說明2至7號試管的實驗結果是           &

16、#160;（填“可靠的”或“不可靠的”）（2）表中X代表的顏色應為        （填“淺綠色”“黃色”或“藍色”），判斷依據是               （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

17、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驗組，并保持其光照和CO2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，各組實驗處理及結果如表所示：回答下列問題：（1）根據本實驗結果，可以推測中午時對小麥光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是        ，其依據是       ；并可推測，       （填“增加”或“降低”）麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作

18、用“午休”的程度。（2）在實驗組中，若適當提高第        組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是         。（3）小麥葉片氣孔開放時，CO2進入葉肉細胞的過程    （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，科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為

19、材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135s，處理結束時測定各組材料中光合作用產物的含量。處理方法和實驗結果如下：A組：先光照后黑暗，時間各為67.5s；光合作用產物的相對含量為50%B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5s；光合作用產物的相對含量為70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75ms（毫秒）；光合作用產物的相對含量為94%。D組（對照組）：光照時間為135s；光合作用產物的相對含量為100%?；卮鹣铝袉栴}：（1）單位光照時間內，C組植物合成

20、有機物的量        （填“高于”、“等于”或“低于”）D組植物合成有機物的量，依據是        ；C組和D組的實驗結果可表明光合作用中有些反應不需要        ，這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的        。（2）A、B、C三組處理相比，隨著  

21、      的增加，使光下產生的        能夠及時利用與及時再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。7.某轉基因作物有很強的光合作用強度某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合強度測試的研究課題，設計了如下裝置請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題。實驗步驟（1）先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：。30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度（2）測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：。30分鐘后分別記

22、錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度（3）實驗操作30分鐘后，記錄甲裝置紅墨水滴移動情況：實驗30分鐘后紅墨水滴移動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厘米實驗分析：假設紅墨水滴每移動1cm，植物體內的葡萄糖增加或減少1g那么該植物的呼吸作用速率是_g/小時白天光照15小時，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)葉片初始質量光合作用有機物的總產量(2

23、)B葉片被截取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量(3)M值除以時間再除以面積，即M/(截取面積×時間)(4)將從測定葉片的相對應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后再烘干稱重，根據二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率。例3：D對點答案：1.(1)N、P     N、P (2)鎂是葉綠素的組成元素，缺鎂時，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

24、支試管放在日光燈下，光照一段時間。結果：NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸餾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)箱中一段時間。結果：NaHCO3稀溶液中的葉片下沉，蒸餾水中的葉片仍在試管底部。(5)分析預測的結果：光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉肉細胞間隙中的O2增加，葉片上浮。而蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉片不能進行光合作用和有氧呼吸，葉肉細胞間隙缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。黑暗中，NaHCO3稀溶液中的葉片進行呼吸作用，消耗了葉肉細胞間隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，葉肉細胞間隙缺乏氣體，葉片下沉。蒸餾水中缺乏O2，葉片不能進行有氧呼吸，葉肉細胞間隙仍缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。3.（1）酵母菌生長與繁殖 釋放CO2 （2