2012届高三生物一轮复习课件 必修1___第17讲__能量之源――光与光合作用(2)

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(2)标记特征元素，探究化合物的作 (2) 用。如T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P 标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射 性物质；35S标记蛋白质，大肠杆菌内未发 现放射性物质；证明了DNA是噬菌体的遗 传物质。
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(3)标记特征化合物，探究详细生理 (3) 过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨 酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记 胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程 中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证 明了DNA复制的特点是半保留复制。
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②实验发现，在 光照下物质A和物质B的 浓度很快达到饱和并保 持稳定。此时突然中断 CO2的供应，A、B物质 的变化如图C所示。以 上实验说明固定二氧化 碳的化合物是 B ，二 氧化碳转化的第一个产 物是 A 。
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解析 鲁宾和卡门用同位素标记法证明了 光合作用释放的O2来源于H2O，而不是CO2。 突然中断CO2的供应，增加的B物质是C5，而 减少的A物质是C3。
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(3)为什么不同植物的叶圆片在相 同条件下上浮所需的时间不同？ ①取相同质量、相同生长状况的爬 山虎和石榴的新鲜叶片，置于密闭的透明 玻璃容器中，在相同适宜的光照、温度等
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二、演练
1.光合作用是地球上最重要的化学反 应。同位素标记法的引入，为探寻和建立 光合作用的化学反应过程，作出了巨大的 贡献。 (1)1939年，鲁宾和卡门用同位素标 记法追踪光合作用中O2的来源。
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鲁宾和卡门用HO和普通的CO2进行小球藻光 合作用实验①(见图A)，结果放出的O2 具有放射性。 若用C18O2 和普通的H2O进行光合作用实验②(见图 B)，结果产生的O2不具有放射性。综合实验①、②， 可获得的结论是： 光 合 作 用 释 放 的 O2 来 源 于 H2O ， 而 不 是 CO2 。
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(2)美国科学家卡尔文用同位素标记 法来追踪CO2是如何转变成碳水化合物的。 ①卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2， 光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死小球 藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅 仅30秒的时间，二氧化碳已经转化为许多 种类的化合物。想要探究CO2转化成的第一 个产物是什么，可能的实验思路是 缩短光照时间，当检测到的化合物只 有一种时，这个化合物就是第一个产物。
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2.(2010.南京模拟 以下是某生物兴趣 南京模拟)以下是某生物兴趣 南京模拟 小组进行的光合作用实验： 小组进行的光合作用实验： 利用打孔器对爬山虎和石榴的幼嫩叶 片打孔，获取一批直径为0.8 cm的叶圆 片。设法使叶圆片细胞间隙中的气体排 出、叶圆片沉到蒸馏水底部，置于黑暗 处待用。取4支试管，按下表中的“处理 ”步骤操作，之后将4支试管同时置于60 W的白炽灯下，各试管与白炽灯的距离均 为20 cm，观察叶圆片上浮的情况。实验 结果见下表中的“结果”。
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(二)探究影响光合作用的环境因素 1．实验设计思路分析 ．
环境 因素 光照 强度 控制自变量 因变量
CO2 浓度
(1)不同光照强度的 (1)植物产生气泡(O2) 灯泡 (2)同一光照强度的 的数量或快慢 灯泡距植物远近不同 (2)抽出气体后的叶 片上浮的数量或快慢 (3)密闭环境中CO2减 提供不同浓度的 少量或O2增加量或有 NaHCO3溶液 机物增加量
必 修
一
分子与细胞
（2） ）
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探究课题
同位素标记法的实验应用 探究影响光合作用的环境因素
一、理论归纳
（一）同位素标记法的实验应用 1．概述 用同位素标记化合物，让它们一起 运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可 以弄清化学反应的详细过程的方法。
2．方法应用 ． 用来研究细胞内的元素或化合物的来源、 组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构 和功能、化学物质的变化、反应机理等 3．应用分析 ． (1)标记某元素，追踪其转移途径。如 用18O标记HO，光合作用只产生18O2；再用18O 标记C18O2，光合作用只产生O2；证明光合作 用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O， 而不是来自CO2。
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答案： 答案： (1)试解释2号和4号试管中的叶圆片 上浮的原因：
在适宜条件下叶圆片进行光合作用，释 放的O2多于有氧呼吸消耗的O2，叶细胞间隙 中的O2增加，使叶圆片浮力增大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2)试解释1号和3号试管中的叶圆片 到实验结束时仍沉没水底的原因：
蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶圆片不能进行 光合作用和有氧呼吸，其浮力基本不变
对照实验及结果：
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项目 烧杯 甲
小圆形 叶片 10片
加富含 光照强 度 CO2的清水 20 mL 强
叶片浮 起数量 多
乙
10片
20 mL
中
中
丙
10片
20 mL
弱
少
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(2)实验结论 实验结论：在一定范围内，随 实验结论 着光照强度不断增强，光合作用强度也 不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮 起的多)
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解析 当叶圆片进行光合作用，释放的 同学们利用电子天平测量相同数量的 O2多于有氧呼吸消耗的O2，叶细胞间隙中 爬山虎和石榴的叶圆片质量，发现两者等 的O2增加，使叶圆片浮力增大，叶圆片上 重。那么，应如何针对上述问题展开进一 浮。1号和3号试管中的叶圆片在蒸馏水中 步的探究呢？ 缺乏CO2和O2，叶圆片不能进行光合作用和 如果你是小组成员，请你简要说明实 有氧呼吸，其浮力基本不变，仍会沉没水 验思路。 底。可通过测定两种植物叶片的光合作用 速率和用显微镜观察两植物的叶片细胞间 隙大小予以验证。
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请分析回答下列问题： 请分析回答下列问题： (1)试解释2号和4号试管中的叶圆片 上浮的原因： (2)试解释1号和3号试管中的叶圆片 到实验结束时仍沉没水底的原因： (3)为什么不同植物的叶圆片在相同 条件下上浮所需的时间不同？ 有的同学认为是由于不同植物的叶圆 片质量不同，有的同学认为是由于不同植 物的光合作用速率不同，有的同学认为是 由于不同植物的叶细胞间隙大小不同(细胞 间隙越大积聚气体的速度越快)。
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试管 溶液(10mL) 处 理 植物种类
2号 3号 1% 蒸馏 蒸馏水 NaHCO3 水 爬山虎 爬山虎 石榴 4 第78 分钟 第140 分钟 0 / / 4
1号
4号 1% NaHCO3 石榴 4 第100 分钟 第211 分钟
叶圆片数 4 (均沉入水底) 第1片叶圆片 / 上浮的时间 结 第4片叶圆片 / 果 上浮的时间 实验结束时 沉没水底的 4 叶圆片数
1.“探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验分 探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验分 探究酵母菌细胞呼吸的方式 析 (1)实验流程 打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生 长旺盛的绿叶上打出(直径＝1 cm)
抽出叶片内气体：用注射器(内有清水 小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)
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小圆形叶片沉到水底：将内部气体 逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的 烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底