(通用版)高考生物第1部分專題3光合作用和細(xì)胞呼吸考點3光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗教案

1、光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗1光合作用與呼吸作用實驗設(shè)計中實驗條件的控制方法(1)增加水中氧氣泵入空氣或放入綠色水生植物。(2)減少水中氧氣容器密封或油膜覆蓋。(3)除去容器中的二氧化碳?xì)溲趸c溶液。(4)保持容器中二氧化碳濃度不變NaHCO3溶液。(5)除去葉片中原有的淀粉置于黑暗環(huán)境中一段時間。(6)除去光合作用對呼吸作用的干擾給植株遮光。(7)消除種子表面微生物對種子細(xì)胞呼吸速率測定的影響消毒。(8)探究酵母菌的呼吸方式，檢測產(chǎn)生的CO2情況用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液。(9)除去葉中葉綠素酒精隔水加熱。(10)如何得到單色光棱鏡色散或薄膜濾光。2“裝置圖法”測定光合速率與呼吸速率(

2、1)測定裝置(2)測定方法及解讀測定呼吸速率(裝置甲)a裝置甲燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液用于吸收CO2。b玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用干擾。c置于適宜溫度環(huán)境中。d紅色液滴向左移動(裝置甲單位時間內(nèi)向左移動距離代表呼吸速率)。測定凈光合速率(裝置乙)a裝置乙燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿足光合作用需求。b必須給予較強光照處理，且溫度適宜。c紅色液滴向右移動(裝置乙單位時間內(nèi)向右移動距離代表凈光合速率)。根據(jù)“總(真正)光合速率呼吸速率凈光合速率”可計算得到總(真正)光合速率。物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即用

3、死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進(jìn)行校正。3“葉片上浮法”探究影響光合作用的因素利用“真空滲入法”排出葉肉細(xì)胞間隙的空氣，充以水分使葉片沉于水中。在光合作用過程中植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。4“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率將裝有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時間內(nèi)瓶中溶解氧含量的變化，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能進(jìn)行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可進(jìn)行光合作用和呼吸

4、作用。因此，真正光合作用量(光合作用總量)白瓶中氧氣增加量黑瓶中氧氣減少量。5.“半葉法”測定光合作用有機物的產(chǎn)生量“半葉法”的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?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后，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)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。即MMBMA，M表示B葉片被截取部分在6小時內(nèi)光合作用合成的有機物總量。1某興趣小組設(shè)計如圖所示實驗裝置探究“光照強度對黑藻光合速率的影響”。(

5、1)單位時間內(nèi)有色小液滴的移動距離代表一定量的黑藻單位時間內(nèi)什么的量？(2)如果利用該裝置測定在一定光照強度下黑藻葉綠體實際光合作用的速率，可采取的方法是(寫出具體的實驗思路)：_。提示：(1)釋放氧氣的量。(2)首先不給予光照，測出黑藻單位時間內(nèi)的氧氣吸收量(呼吸作用速率)；再給予一定光照條件，其他條件不變，測出黑藻單位時間內(nèi)氧氣釋放量(凈光合作用速率)；然后將光照條件下黑藻單位時間氧氣釋放量(凈光合作用速率)加上黑暗條件下黑藻單位時間內(nèi)的氧氣吸收量(呼吸作用速率)，就是該光照條件下黑藻葉綠體實際光合作用的速率。2研究表明，鈣(CaCl2)與脫落酸(ABA)都能提高棉花的抗旱能力，并且混合使

6、用效果更佳，請簡要寫出證明該觀點的實驗設(shè)計思路。提示：在干旱條件下分別用清水、CaCl2、ABA及CaCl2和ABA的混合物處理棉花，測量并比較四種情況下的凈光合速率大小。1(2019全國卷節(jié)選)通常，對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下

7、列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內(nèi)_；C與B的差值表示這段時間內(nèi)_；A與B的差值表示這段時間內(nèi)_。解析：若干小時后，透光的乙瓶中的氧氣含量(C)與水樣中氧氣的初始含量(A)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；水樣中氧氣的初始含量(A)與不透光的甲瓶中的氧氣含量(B)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量；C與B的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者光合作用的總產(chǎn)氧量。答案：生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量2(2016全國卷)BTB是一種酸堿指示劑。BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃

8、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)行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺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。各試管的實驗處理和結(jié)果見下表。試管編號水草距日光燈的距離(cm)1無202有遮光*3有1004有805有606有407有2050min后試管中溶液的顏色淺綠色X淺黃色黃綠色淺綠色淺藍(lán)色藍(lán)色*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(jié)果的影響，回答下列問題：(1)本

9、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(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號試管的實驗結(jié)果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(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_。2解析：(1)1號試管中沒有加水草，50min后1號試管的溶液顏色仍為淺綠色，說明無關(guān)變量不會引起溶液顏色的變化，至7號試管的實驗結(jié)果應(yīng)是由水草的光合作用和呼吸作用引起的；若1號試管的溶液是藍(lán)色，說明無水草的光照條件下溶液中CO2含量減少了，無關(guān)變量對實驗結(jié)果有影響，則說明2至7

10、號試管的實驗結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管進(jìn)行了遮光，水草不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2，而且與3號試管(光合作用強度小于呼吸作用強度)相比，2號試管溶液中的CO2含量更多，顏色應(yīng)為黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下溶液中CO2含量沒有變化，水草的光合作用強度與呼吸作用強度相等，吸收與釋放的CO2量相等。答案：(1)不同光強下水草的光合作用和呼吸作用(合理即可)不可靠的(2)黃色水草在遮光條件下不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管(3)光合作用強度等于呼吸作用強度，吸收與釋放的CO2量相等3(2016全國卷)為了探究某地夏日

11、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。于中午12：30測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：實驗處理溫度/相對濕度/%對照組3617實驗組一3627實驗組二3652實驗組三3152實驗組四2552實驗結(jié)果光合速率/mgCO2dm2h11.115.122.123.720.71回答下列問題：(1)根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是_，其依據(jù)是_；并可推測，_(填“增加”或“降低”)麥田環(huán)

12、境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。(2)在實驗組中，若適當(dāng)提高第_組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是_。(3)小麥葉片氣孔開放時，CO2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。解析：(1)根據(jù)表格信息可知，對照組、實驗組一、實驗組二在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大；實驗組二、實驗組三、實驗組四在相同相對的濕度條件下，隨溫度的變化，光合速率變化不大。因此可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度。根據(jù)上述結(jié)論，增加麥田環(huán)境的相對濕度可提高小麥的光合速率，降低小麥光合作用“午休”的程度。(2)

13、與實驗組四相比，實驗組三的溫度高6，光合速率有所提高，說明實驗組四的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度，故適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。(3)CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的方式是自由擴散，不需要載體蛋白，不需要消耗ATP。答案：(1)濕度(或相對濕度)在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大(合理即可)增加(2)四該實驗組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度(合理即可)(3)不需要不需要年份20162019備考建議考查內(nèi)容和角度考查光合作用和細(xì)胞呼吸綜合實驗和環(huán)境因素影響光合作用的實驗，考查對實驗過程的理解和實驗結(jié)果的分析，重點考查實驗對照的分析考查黑白瓶法測定凈光合量、呼吸量和總光

14、合量，考查對實驗方法和過程的分析科學(xué)探究是高考考查的難點，考生的薄弱點和失分點，加強光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗內(nèi)容的復(fù)習(xí)細(xì)胞呼吸的相關(guān)實驗1(2019濰坊期末)某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置(不考慮其他因素的影響)。以下說法錯誤的是()A甲裝置有色液滴不動，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸B甲裝置有色液滴左移，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸C乙裝置有色液滴不動，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸D乙裝置有色液滴右移，說明酵母菌中一定存在無氧呼吸B甲裝置中放入的是NaOH溶液和酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，NaOH溶液能吸收CO2，有色液滴的移動量代表O2的吸收量。乙裝置放入的是清水和酵母菌葡

15、萄糖培養(yǎng)液，清水不能吸收CO2，乙裝置中酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，吸收的O2和釋放的CO2量相等，液滴不移動，乙裝置中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，釋放CO2會造成液滴右移。2為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸，將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理，得到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入試管中，加入不同的物質(zhì)，進(jìn)行了如下表的實驗。類別細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體酵母菌葡萄糖丙酮酸氧氣注：“”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“”表示未加入相關(guān)物質(zhì)。下列有關(guān)敘述中，不正確的是()A會產(chǎn)生酒精的試管有B會產(chǎn)生CO2和H2O的試管有C試管的實驗結(jié)果，可以判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場所D試管的實驗結(jié)果，可以判斷酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場所C由表格可知，試管在

16、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，提供丙酮酸和氧氣，不能進(jìn)行呼吸作用，試管在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，提供葡萄糖，進(jìn)行了無氧呼吸，能夠產(chǎn)生酒精和CO2，試管在線粒體中，提供丙酮酸和氧氣，能夠進(jìn)行呼吸作用的第二、三階段，能產(chǎn)生水和CO2，試管在線粒體中，提供葡萄糖，不能進(jìn)行呼吸作用，試管中有酵母菌、葡萄糖和氧氣，能進(jìn)行有氧呼吸，試管中有酵母菌、葡萄糖，能進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2。酒精是在無氧情況下，A在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生的，會產(chǎn)生酒精的是，正確；有氧情況下丙酮酸在線粒體中進(jìn)行有氧呼吸的第二、三階段，能產(chǎn)生CO2和H2O，會產(chǎn)生CO2和H2O的試管只有，B正確；根據(jù)C試管的實驗結(jié)果，不能判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基

17、質(zhì)和線粒體，錯誤；根據(jù)試管的實驗結(jié)果，可以判斷酵母菌進(jìn)行無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D正確。光合作用的相關(guān)實驗1(2019衡水中學(xué)二調(diào))某同學(xué)研究某湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸時，設(shè)計了如下操作：取三個相同的透明玻璃瓶標(biāo)號a、b、c，并將a瓶用不透光的黑布包起來；將a、b、c三個瓶子均在湖中X深度取滿水，并測定c瓶中水的溶氧量；將a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24h后取出；測定a、b兩瓶中水的溶氧量，三個瓶子的測量結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)24h內(nèi)X深度水體中生物光合作用和有氧呼吸情況的分析，正確的是()A光合作用產(chǎn)生的氧氣量為(kv)mol/瓶B光合作用產(chǎn)生的氧氣量為(kw)mol

18、/瓶C有氧呼吸消耗的氧氣量為(kv)mol/瓶D有氧呼吸消耗的氧氣量為vmol/瓶A實驗中測定的c瓶中水的溶氧量為湖中X深度瓶中初始溶氧量。a瓶為不透光黑瓶，a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24h后取出，測定a、b兩瓶中水的溶氧量分別為v和k，因此，wv為24h內(nèi)X深度瓶中生物有氧呼吸消耗的氧氣量。kw為24h內(nèi)X深度水瓶中生物的凈光合作用釋放的氧氣量。24h內(nèi)X深度水生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為凈光合量有氧呼吸消耗氧氣的量，為kv。2(2019博雅聞道大聯(lián)考)為研究補光對溫室內(nèi)番茄不同部位葉片光合作用的影響，某課題小組在自然光照的基礎(chǔ)上利用LED燈進(jìn)行了植株的補光實驗，并設(shè)置一對照組(CK組)，實驗結(jié)果如圖所示。請回答下列問題：(1)對照組所用光源為_。據(jù)圖分析，LED補光對于_的作用效果最為明顯，其原因可能是_。(2)LED中葉組的光合速率達(dá)到最大時所需要的CO2濃度明顯高于CK中葉組，其原因是_。(3)本實驗采用LED燈(冷光源)而非