2017高考光合与呼吸的实验专题

高三生物二轮复习专题6 勤学 勤思 勤问 乐钻

专题6 光合与呼吸的相关实验

【建模】

叶圆片称重法 半 叶 法 黑 白 瓶 法

光合与呼吸 的相关实验 探究光照强度和CO 2

对光合作用效率的影响 探究酵母菌的呼吸方式 光合作用的探究历程 绿叶中色素的提取和分离

实验装置

光合速率测定的

方法

探究酵母菌的呼吸方式

1、实验原理

（1）酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。

（2）CO2的检测方法

①CO2使变浑浊。

②使溶液，→ → 色。

（3）酒精的检测

①闻闻锥形瓶中溶液的气味

②色的在下与酒精发生反应，变成色。

2、方法步骤

（1）酵母菌培养液的配制

取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B （500mL）中，再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。

（2）连接装置如下图：

[实验注意事项]

（1）连接有氧呼吸装置的注意事项：用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（如图），并连通橡皮球（或气泵），让空气地依次通过3个锥形瓶（约50min）。然后将实验装置放到25~35℃的环境中培养8-10h。

（2）检测CO2的检测：根据

，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。

（3）检测洒精的产生：各取2mL酵母菌培养液的，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95%-97%）并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。

绿叶中色素的提取和分离实验

一、实验原理：

（1）提取的原理：

（2）分离的原理： 。

二、讨论:

（1）为什么滤纸条上的滤液细线不能触及层析液？

答： 。

（2）提取和分离绿叶中色素的关键是什么？

答：滤纸条上有 条不同颜色的色带，期排列顺序从上而下为 ，色素带宽窄说明了 。

三、实验操作中注意事项（叶绿体色素提取分离实验异常现象分析）

(1)选材：叶片颜色太浅或放置时间太久（不新鲜），会导致分离色素带颜色过浅。

(2)操作：未加二氧化硅，或研磨不充分；未加CaCO 3，色素分子被破坏；加入无水乙醇过多，提取液浓度太低都会导致分离色素时色素带颜色过浅。

(3)画滤液细线时不能做到直、细、匀会导致分离出的色素带不平整。

(4)滤液细线触及层析液，会导致色素溶解到层析液中，得不到色素带。

光合作用的探究历程

1、普利斯特利的实验

没有发现 在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。

2、英格豪斯的实验

实验只有在 下才能成功，植物体只有 才能更新污浊的空气。限于当时化学发展水平的限制，没有明确植物 ，后来人们发现了空气的组成，人们才明确了绿叶在光下放出的气体是 ，吸收的气体是 。

3、梅耶：依据能量守恒定律，光能转换成 能储存起来。

4、萨克斯的实验

①该实验设置了自身对照，自变量为__________，因变量是_____ ___________________。 ②该实验的关键是_____处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘蒸气处理之前应用热酒精对叶片进行脱色处理。

密闭玻璃罩＋绿色植物＋⎩

⎪⎨⎪⎧蜡烛→不易熄灭小鼠→不易窒息死亡 黑暗中饥饿处理的绿叶⎩⎪⎨⎪⎧一半曝光――――→碘蒸气变蓝一半遮光――――→碘蒸气不变蓝

③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明____是光合作用的必要条件。

5、恩格尔曼实验

①结论：_______是光合作用的场所，光合作用过程能产生 。

②该实验设置极细光束、黑暗和完全曝光三组实验。自变量为____________，因变量为__________________。

6、鲁宾和卡门的实验

①鲁宾和卡门利用小球藻做实验材料，利用____________法，分别将CO 2和H 2O 标记为C 18O 2和H 218O ，以追踪CO 2和H 2O 中的C 、O 元素在光合作用中的转移途径。

②该实验设置了对照，自变量是_______________________，因变量是____________。

7、卡尔文利用小球藻做实验材料，14C 标记CO 2，阐明了______ 途径。

光合速率测定的方法

1．叶圆片称重法

[实验原理] 测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S 为叶圆片面积)。

净光合速率＝(z －y )/2S ；

呼吸速率＝(x －y )/2S ；

总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x ＋z －2y )/2S 。

例1：某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm 2的叶圆片烘干后称其重量，M 处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光 ⎭⎪⎬⎪⎫水绵好氧菌――――――→黑暗无空气⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧极细光束→好氧菌只分布在叶绿体被光束照射到的部位周围完全曝光→好氧菌分布在叶绿体所有受光的部位

3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响) ()

A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3

C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3

2．半叶法

[实验原理]将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为M A、M B，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。

例2：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为M A、M B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：

(1)M A表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；M B表示6小时后(________)＋(__________)－呼吸作用有机物的消耗量。

(2)若M＝M B－M A，则M表示______________________。

(3)总光合速率的计算方法是_________________________。

(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。

3．黑白瓶法

[实验原理]“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的