微专题-光合作用实验探究
小学科学实验:探索植物光合作用
![小学科学实验:探索植物光合作用](https://img.taocdn.com/s3/m/80371c963086bceb19e8b8f67c1cfad6185fe962.png)
小学科学实验:探索植物光合作用引言你曾经想过,为什么植物在阳光下能够生长茁壮?这是因为植物进行了一种神奇的过程,称为光合作用。
通过光合作用,植物能够利用阳光、二氧化碳和水来生产食物和氧气。
光合作用对于地球上的生命起着至关重要的作用,因为它不仅为植物提供了能量,还吸收了大量的二氧化碳并释放出氧气。
在这篇文章中,我们将探索植物光合作用的奥秘,并介绍一些适合小学生的简单实验,让他们亲自动手探索这个过程。
什么是光合作用?光合作用是植物利用阳光能量将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
在这个过程中,植物的叶子通过一种叫做叶绿素的物质捕获阳光中的能量。
这个能量被用来将二氧化碳和水转化为葡萄糖,同时释放出氧气。
葡萄糖是植物的主要能源,也是其他生物体的食物来源。
而氧气则被植物释放到大气中,供其他生物呼吸所用。
叶绿素的秘密要理解植物光合作用的过程,我们需要先了解一下叶绿素的作用。
叶绿素是一种叫做色素的化合物,它赋予了植物绿色,并且能够吸收阳光中的能量。
叶绿素主要存在于植物的叶子和茎中的细胞中,特别是叶绿体中。
叶绿体是植物细胞中的一种特殊结构,其中含有大量的叶绿素,并且是光合作用的主要场所。
当阳光照射到植物叶子上时,叶绿素中的分子会吸收光的能量。
这个过程类似于我们的皮肤吸收阳光的能量。
一旦叶绿素吸收到光的能量,它就会转化为化学能量,被用来驱动光合作用的反应。
实验:观察叶绿素的颜色现在,让我们一起进行一个简单的实验来观察叶绿素的颜色。
你需要准备以下材料:•5片新鲜的植物叶子(可以是不同种类的植物)•95%的酒精•塑料袋•一个拇指大小的研钵•漏斗•滤纸•镊子•漱洗瓶•水首先,将植物叶子放入一个塑料袋中,并倒入一些酒精。
轻轻搓揉袋子,让酒精覆盖整个叶子。
这个过程将会帮助我们移除叶子上的叶绿素。
在进行这个实验时,最好让老师或家长辅导,因为酒精是挥发性的,可能会对孩子造成伤害。
接下来,将酒精中的叶绿素溶液过滤到一个研钵中。
初2年级生物实验:探索光合作用
![初2年级生物实验:探索光合作用](https://img.taocdn.com/s3/m/21a1fd46fe00bed5b9f3f90f76c66137ee064f87.png)
初2年级生物实验:探索光合作用初二年级生物实验:探索光合作用在这次实验中,我们将探索植物如何利用阳光进行光合作用,这是生物界中最基础也最重要的过程之一。
通过这个实验,我们可以更深入地理解植物生长的关键过程,并且学会如何通过科学方法观察和量化这一过程。
首先,让我们想象一棵叫做小草的植物。
小草每天都需要阳光来生长。
在我们的实验中,我们给小草提供了足够的阳光,并通过一系列的观察和测量来了解它如何利用这些光线。
第一天,我们将小草放置在有阳光的位置,并观察它的叶子。
叶子就像是小草的工厂,它们通过一种叫做叶绿素的物质来吸收阳光中的能量。
我们使用放大镜来仔细观察叶子表面,可以看到叶绿素颗粒就像是小草的工作人员一样,努力捕捉每一丝阳光。
接下来的几天,我们每天都观察并记录小草的生长情况。
我们发现,随着阳光照射时间的增加,小草长得更高更健壮。
这是因为光合作用使得小草可以将从阳光中获取的能量转化为生长所需的物质。
通过测量小草在不同光照条件下的生长速度,我们得出了一个重要的结论:光合作用是植物生长和发展的关键过程,阳光的充足程度直接影响了植物的生长效率和健康状况。
这个实验不仅仅是关于小草的成长,它还教会了我们如何通过实验方法来探索和理解生命的奥秘。
在这个过程中,我们学会了观察、记录数据、进行比较和得出结论的科学方法,这些都是作为科学家和研究人员必备的技能。
通过这次实验,我们不仅更深入地理解了光合作用的机制,还培养了对科学探索的兴趣和热情。
未来,我们可以通过类似的实验来进一步探索植物和其他生物如何与环境互动,以及这些互动如何影响我们周围的生态系统。
因此,初二年级的生物实验不仅仅是一堂课堂上的活动,它是一次关于生命和科学的深刻探索,激发了我们对自然界的好奇心和探索精神。
通过这样的实验,我们可以更好地理解自然界的奥秘,也为未来的学习和探索奠定了坚实的基础。
光合作用相关实验
![光合作用相关实验](https://img.taocdn.com/s3/m/587c162e571252d380eb6294dd88d0d233d43c8b.png)
光合作用相关实验光合作用是指植物和一些细菌通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
为了研究光合作用的机制和影响因素,科学家们进行了许多实验,下面将介绍其中几个典型的实验。
实验一:光合作用速率的测定在这个实验中,我们可以通过测量氧气的释放量来确定光合作用的速率。
首先,将水变量水平调整至同一高度,然后将一些植物叶片浸泡在一定浓度的碳酸氢钠溶液中,以提供足够的二氧化碳。
将这些叶片放置在室内光照条件下,并用漏斗收集由叶片释放的氧气。
通过测量氧气的体积和时间,可以计算出单位时间内的氧气产生量,从而得到光合作用的速率。
实验二:光合作用的光照适应性光照是影响光合作用速率的重要因素之一、为了研究光合作用对光照变化的适应能力,可以将不同植物或同一植物的不同叶片放置在不同光照强度下进行观察。
可以使用光强计测量不同强度的光照,并通过测量盛放在叶片上的氧气产生量来确定光合作用的速率。
实验结果通常显示出一个明显的“光饱和曲线”,即随着光照的增加,光合作用速率增加,但当光照达到一定强度后,光合作用速率不再增加。
实验三:光合作用的温度适应性温度也是影响光合作用速率的重要因素。
为了研究光合作用对温度变化的适应能力,可以将同一植物的叶片分别放置在不同温度的水中进行观察。
可以使用温度计测量不同温度的水,并通过测量盛放在叶片上的氧气产生量来确定光合作用的速率。
实验结果通常显示出一个“温度饱和曲线”,即随着温度的升高,光合作用速率逐渐增加,但当温度达到一定值后,光合作用速率开始下降。
实验四:光合作用对二氧化碳浓度的响应二氧化碳是光合作用的重要物质基础。
为了研究光合作用对二氧化碳浓度的响应,可以将植物叶片放置在不同浓度的二氧化碳气体中进行观察。
可以使用二氧化碳计测量不同浓度的二氧化碳气体,并通过测量盛放在叶片上的氧气产生量来确定光合作用的速率。
实验结果通常显示出一个“二氧化碳饱和曲线”,即随着二氧化碳浓度的增加,光合作用速率逐渐增加,但当二氧化碳浓度达到一定值后,光合作用速率不再增加。
光合作用的实验探究
![光合作用的实验探究](https://img.taocdn.com/s3/m/160c243bf342336c1eb91a37f111f18583d00c3d.png)
影响因素及条件分析
光照强度
温度
光照强度直接影响光反应速率,进而影响 光合作用的整体速率。
温度影响酶的活性,进而影响暗反应的速 率。
二氧化碳浓度
水分
二氧化碳是光合作用的原料之一,其浓度 高低直接影响光合作用的速率。
水是光合作用的原料之一,同时也影响植 物的蒸腾作用和气孔开闭,进而影响二氧 化碳的吸收和光合作用的速率。
应对全球气候变化
通过光合作用的研究和应用,减少大气中的二氧 化碳浓度,缓解全球气候变化带来的挑战。
06
总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
光合作用定义
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能, 把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并 且释放出氧的过程。
光合作用过程
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应 在叶绿体类囊体薄膜上进行,包括水的光解和 ATP的合成;暗反应在叶绿体基质中进行,包括 二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。
思考题和课堂互动环节
思考题
请思考光合作用在自然界中的地位和作用?为什么说光合作用是地球上最重要的化学反应之一?
课堂互动环节
在课堂上,老师通过提问、讨论和小组合作等方式,引导我们积极参与课堂互动,深入探讨了光合作用的相关知 识点和实验技能。
拓展延伸:相关领域前沿动态关注
光合作用与全球气候变化
随着全球气候变化的加剧,光合作用的研究越来越受到关注。科学家们正在研究如何通过改变作物的 光合作用途径来提高作物的产量和抗逆性,以适应气候变化带来的挑战。
启示
03
在选择叶绿素含量测定方法时,应根据实验需求和条件选择合
适的方法,以保证实验结果的准确性和可靠性。
05
创新性实验设计与尝试
光合作用的实验过程及结论
![光合作用的实验过程及结论](https://img.taocdn.com/s3/m/fb88b70a68eae009581b6bd97f1922791688be83.png)
光合作用的实验过程及结论一、实验原理:1. 光合作用:光合作用是叶绿素在光的作用下将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的生理过程。
具体反应方程式如下:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O22. 影响因素:光照强度、二氧化碳浓度、温度等因素会影响光合作用的速率。
在不同的光照条件下,植物的光合速率会有所不同。
3. 实验装置:实验将采用光合作用速率测定仪来测定植物在不同光照条件下的光合速率。
二、实验材料和方法:1. 实验材料:实验将选取相同年龄和相似生长状态的植物进行实验,以减少其他因素对实验结果的影响。
2. 实验方法:(1)根据实验要求制备不同光照条件下的实验组及对照组。
(2)将实验组和对照组各放置在一个密闭的光合作用速率测定仪中,测定一定时间后的氧气释放量和二氧化碳吸收量,计算出光合速率。
(3)通过统计和对比实验组和对照组的数据,得出植物在不同光照条件下的光合速率。
三、实验步骤:1. 实验准备:(1)选取相同年龄和相似生长状态的植物作为实验材料。
(2)根据实验要求制备不同光照条件下的实验组及对照组。
2. 实验操作:(1)将实验组和对照组各放置在一个密闭的光合作用速率测定仪中,保证光照条件相同,并进行预吸气处理。
(2)测定一定时间后的氧气释放量和二氧化碳吸收量,计算出光合速率。
3. 数据处理:(1)通过统计和对比实验组和对照组的数据,得出植物在不同光照条件下的光合速率。
四、实验结果和分析:实验结果显示,随着光照强度的增加,植物的光合速率呈现出逐渐增加的趋势。
在光照强度较低的条件下,植物的光合速率较低;而在光照强度较高的条件下,植物的光合速率较高。
这表明光照强度是影响光合速率的重要因素之一。
五、实验结论:通过本次实验,我们得出了以下结论:1. 光照强度是影响植物光合速率的重要因素之一。
2. 光合速率随着光照强度的增加而逐渐增加。
3. 光合速率的高低受到光照强度的控制。
光合作用是植物生长过程中非常重要的一环,通过本次实验,我们对光合作用的影响因素及规律有了更深入的了解,为深入研究光合作用的机理和规律提供了重要的实验数据。
光合作用探究教案高中生物实验室实践2
![光合作用探究教案高中生物实验室实践2](https://img.taocdn.com/s3/m/299db390b8f3f90f76c66137ee06eff9aef849b3.png)
光合作用探究教案高中生物实验室实践2。
一. 实验目的1.探究光合作用对植物生长的影响;2.掌握测量光合速率的方法及步骤;3.分析影响光合作用的因素。
二. 实验原理光合作用是一种常见的生物化学反应,它将太阳能转化为植物能够利用的化学能。
光合作用的过程主要由两个阶段组成:光能转换反应和固碳反应。
在光能转换反应中,叶绿体中的叶绿素会吸收光能,并将其转化为高能电子;在固碳反应中,这些电子被用于将二氧化碳固定为有机物质。
这些有机物质将被用于供能和生长发育,从而推动植物的生长与发育。
三. 实验步骤1.制备实验材料:取嫩叶一片,将其浸入无色的酒精中,使叶片中的叶绿素脱色。
取脱色的叶片,剪成适当大小的块状;2.用锡箔纸封装叶片:将叶片固定在锡箔纸上,并用胶带将其封口,封口处不能漏气;3.充气:将包裹着叶片的锡箔纸浸泡在水中,靠近封口处用吸管吹入一些空气,将叶片对氧气的需求量减少;4.环境参数调整:将包裹好的叶片加入透明的密封容器内,放置于不同亮度的环境中,通常为不同的光强度或不同的温度;5.测定产氧量:在容器中加入一些小球,球的大小要和容器大小一致,密度大约为1g/mL。
然后在球填充完整,并浮于液面上时,使过量的无水氢氧化钠液(NaOH)滴入容器。
此时产生大量的氧气泡,随着氧气泡的浮起,小球便逐渐沉降;6.数据记录:记录氧气泡的产生量并计算出光合速率。
四. 实验结果与分析通过实验,我们可以得到不同光强度或不同温度下叶片的光合速率,从而可以分析影响光合速率的因素。
如下图所示是不同光强度下产生的氧气泡数目及计算得到的光合速率:从上图中可以看出,在较强的光照条件下,叶片的光合速率大大提高,且随着光强度的增加而增加。
这说明光是影响光合速率的关键因素之一,过低或过高的光强度皆会对光合作用产生不良的影响。
同时,我们还可以通过控制温度来观察其对光合作用的影响,实验结果表明,在较低或较高的温度条件下,叶片的光合速率也较为降低。
探究光合作用产生氧气的实验
![探究光合作用产生氧气的实验](https://img.taocdn.com/s3/m/86380eca8662caaedd3383c4bb4cf7ec4afeb6ac.png)
探究光合作用产生氧气的实验如下:
实验原理:氧气有助燃的作用,在氧气充足的条件下,燃烧会更加剧烈。
实验装置:漏斗、试管、金鱼藻、清水、卫生香等。
实验现象:用漏斗罩住浸在清水中的金鱼藻,再将盛满清水的试管倒扣在漏斗柄上,将实验装置放到阳光下,照射2至3小时后,看到它在阳光下放出气泡。
收集金鱼藻在阳光下放出的气体,等气体充满试管的二分之一时,取出试管,用拇指按紧试管口,然后迅速地把快要熄灭的卫生香伸进试管内,可以看到快要熄灭的卫生香迅速复燃,说明试管内收集到的气体是氧气。
实验结论:此实验证明了金鱼藻在光下进行光合作用产生氧气。
光合作用相关实验报告
![光合作用相关实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/64f2f8865ebfc77da26925c52cc58bd63186930c.png)
光合作用相关实验报告
实验报告
一、实验名称
课题:光合作用
二、实验目的
1.了解光合作用的原理和机制;
2.观察光合作用是如何进行的;
3.运用科学知识,探究光合作用的实践。
三、实验原理
光合作用是植物生物重要的物质代谢过程,是植物吸收太阳辐射能量的特殊生物代谢过程,包括光吸收、合成叶绿素、光化学分解水、质量交换,以及根部吸纳水、提取养分,并通过有机物的合成,为植物提供能量和物质的过程。
四、实验步骤
1.准备小苦苣苔:将小苦苣苔拿出,放在室温下;
2.准备实验用具:将绿色磁性钢球、蓝色磁性钢球、小叶片、杯子和太阳光放入实验室;
3.将小苦苣苔拆开,将磁钢球放在杯子中,用放大镜观察;
4.照射小叶片:将小叶片放在杯子里,用太阳光照射;
5.包括叶片和磁钢球放在室温下,定时观察;
6.记录实验结果。
五、实验结果
实验开始前,绿色磁钢球离叶片距离约20 cm,蓝色磁钢球离叶片距离(即叶面与磁钢球之间的距离)约40 cm。
光合作用相关实验
![光合作用相关实验](https://img.taocdn.com/s3/m/c6c75ffec67da26925c52cc58bd63186bceb9210.png)
光合作用相关实验
一、实验目的
本实验旨在观察光合作用过程中,调节速率的二氧化碳的吸收以及水
蒸气的输出的变化,并研究不同光强和温度对光合作用的影响。
二、实验原理
光合作用是植物利用光能通过光反应来转化无机物为有机物,植物利
用叶绿体和呼吸调节系统来控制光合作用的过程。
在此过程中,植物会吸
收大量的六氧化碳,并将水拆解成氢和氧,氢进一步转化为能量和有机物。
在这里,六氧化碳吸收率和水蒸气输出率是能够反映光合作用过程中水和
碳的消费的两个重要参数。
三、实验材料
本实验所需材料:小白菜、CO2传感器、恒温水槽、湿度传感器、气
体采样管、热敏电阻传感器、实验玻璃管、实验支架、潮湿吸收电极,以
及其他必要的实验用品。
四、实验步骤
1、准备实验设备:将CO2传感器、恒温水槽、湿度传感器、气体采
样管、热敏电阻传感器、实验玻璃管、实验支架、潮湿吸收电极等配置好,并进行简单的接线检查。
2、设置实验条件:将恒温水槽中的水温调节到其中一特定温度;将
一定的小白菜剪下片,放入实验玻璃管中;将CO2传感器、湿度传感器以
及热敏电阻传感器鵭安装到小白菜中。
光合作用的实验过程及结论
![光合作用的实验过程及结论](https://img.taocdn.com/s3/m/865c862af4335a8102d276a20029bd64783e62ee.png)
光合作用的实验过程及结论光合作用是植物生长过程中非常重要的一部分,通过光合作用,植物能够将阳光能量转化为化学能,进而合成有机物质,为自身生长提供能量。
光合作用的实验一直是生物学研究中的重要领域,通过实验可以深入了解光合作用的机制和规律。
在本文中,我们将详细探讨光合作用的实验过程及结论。
一、实验目的1.掌握光合作用的基本原理和机制;2.通过实验验证光合作用在植物体内的发生过程;3.探究光合作用与光强、温度、二氧化碳浓度等因素的关系;4.探索影响光合作用的因素,为植物生长提供理论依据。
二、实验材料及方法1.实验材料:豆苗、试管、离心管、水槽、灯具、二氧化碳气体、植物叶片;2.实验方法:(1)准备不同光照强度下的豆苗,分别放置于光照明亮的环境和无光的环境中,一段时间后观察豆苗的生长情况;(2)将豆苗置于含有二氧化碳的环境中,并进行一定时期的培养,观察其生长情况;(3)分别在不同温度下进行光合作用实验,记录植物的生长情况;(4)通过测定氧气和二氧化碳的释放量,研究光合作用的速率与光照、温度、二氧化碳浓度等控制因素之间的关系。
三、实验过程1.光照强度对光合作用的影响:将豆苗分别置于光照明亮的环境和无光的环境中,进行一段时间的观察后发现,光照明亮的环境中豆苗生长茁壮,而无光的环境中豆苗生长缓慢,说明光照对光合作用有着显著影响。
2.二氧化碳浓度对光合作用的影响:将豆苗置于含有二氧化碳气体的环境中,进行一段时间的培养后,发现豆苗的生长情况较好,说明二氧化碳是光合作用中的重要原料。
3.温度对光合作用的影响:在不同温度下进行光合作用实验,发现在适宜的温度范围内,光合作用的速率较高,而在过低或过高的温度下,光合作用速率明显降低。
4.光合作用速率与光照、温度、二氧化碳浓度等因素之间的关系:通过测定氧气和二氧化碳的释放量,发现光合作用的速率与光照强度、温度和二氧化碳浓度呈正相关关系,即光照越强、温度越适宜、二氧化碳浓度越高,光合作用速率越快。
光合作用实验分析
![光合作用实验分析](https://img.taocdn.com/s3/m/7a891aeed0f34693daef5ef7ba0d4a7302766cfa.png)
光合作用实验分析光合作用是指植物在光的作用下通过将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
光合作用是地球上所有光合生物生存的基础,也是维持生态平衡的重要过程之一、在光合作用的实验分析中,我们可以通过一系列实验方法来研究光合作用的机理、影响因素以及相关的生理生化过程。
实验一:光合作用速率的测定光合作用的速率可以通过测量氧气释放速率或二氧化碳吸收速率来间接测定。
首先,将一片绿叶样本置于含有水的试管中,将试管倒置于水槽中,然后将一束强光照射在叶片上。
随着光合作用的进行,叶片会释放氧气泡。
通过测量氧气泡的数量和大小,可以计算出光合作用的速率。
同时,也可以测量倒置试管中的二氧化碳浓度的变化来计算光合作用的速率。
实验二:光合作用光谱分析光合作用仅能在特定波长的光线下进行。
为了研究不同波长的光线对光合作用速率的影响,可以使用一个多色光源(例如可调节波长的LED 灯),通过改变光线的颜色和波长来照射叶片。
然后测量光合作用的速率。
实验结果可以绘制成光合作用光谱曲线,用于分析光合作用对不同波长光线的响应。
实验三:光合作用与光强的关系光强是指光能流经单位面积的能量。
为了研究光合作用与光强的关系,可以使用不同光强的光源照射叶片,并测量光合作用速率。
实验结果可以绘制光合作用光强曲线,用于分析光合作用速率随光强变化的规律。
此外,还可以通过调节光源的距离来控制光强的大小,并研究光合作用速率随光源距离的变化趋势。
实验四:植物组织光合作用效率的比较光合作用不仅在叶片上进行,还可以在植物体的其他组织中进行。
为了研究不同组织的光合作用效率差异,可以将不同的植物组织(如叶片、茎、根)置于光源下,并测量其光合作用速率。
实验结果可以比较不同组织的光合作用速率,分析不同组织的光合作用效率差异,为研究植物生理生态过程提供参考。
实验五:光合作用对温度的响应光合作用对温度的响应是一个重要的研究方向。
可以研究不同温度条件下光合作用速率的变化情况,使用恒温培养箱或温室调节温度。
光合作用探究实验的六个步骤
![光合作用探究实验的六个步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/4c5996df6429647d27284b73f242336c1eb930f6.png)
光合作用探究实验的六个步骤光合作用探究实验的六个步骤:暗处理→部分遮光→光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色。
光合作用探究实验(1)步骤①把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜,使叶片中原有的淀粉转运和消耗掉,以排除原有的淀粉对实验的干扰,保证实验结果所检测到的淀粉是实验过程中形成的。
(2)向叶片滴加碘液的目的是根据淀粉遇碘变蓝色的特性,检验是否产生淀粉;观察现象之前,用清水冲掉碘液的目的是去掉碘液颜色的干扰,便于观察叶片颜色的变化,使实验现象明显;实验现象是:用黑纸遮盖部位A不变蓝,没有用黑纸遮盖的部位B变成蓝色。
(3)分析现象,得出结论:叶片的见光(未遮盖)部分遇到碘液变成了蓝色,说明叶片的见光部分产生了淀粉,进而说明淀粉是光合作用的产物;叶片的遮光部分遇碘没有变蓝,说明遮光的部分没有产生淀粉。
由此得出结论是绿叶在光下制造出淀粉。
或淀粉是光合作用的产物;光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
光合作用探究实验要点光合作用需要光、光合作用制造淀粉、碘遇到淀粉变蓝色,酒精溶解叶片中的叶绿素。
关键是确定控制实验变量、设置对照实验。
光合作用探究实验目的学习光强、光质、温度、二氧化碳浓度等外界条件对光合作用的影响。
光合作用探究实验的原理因为影响光合作用的内部及外部因素不断变化而相起,因此植物光合作用强度经常改变着。
影响光合作用的外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度。
影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶片的发育阶段等等。
一般而言,光强增加,光合作用强度增强。
但由于植物的生活习性不同,在光强增加相同的情况下,光合作用强度的增强程度并不相同,并且当光强增加到一定限度时,光合作用不再增加了。
因光合色素对不同性质的光的吸收值是不同的,因此不同颜色的光也会影响光合作用的强度,红光、蓝紫光光合作用强度大,其它颜色的光会使光合强度下降,绿光的光合强度几乎为零。
因温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应酶的催化活性,因此也会影响光合作用的强度。
光合作用验证实验
![光合作用验证实验](https://img.taocdn.com/s3/m/1ac225cb900ef12d2af90242a8956bec0975a527.png)
光合作用验证实验一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果五、实验分析六、实验总结一、实验目的光合作用是植物生长发育过程中最为重要的化学反应之一,通过这个反应,植物可以将太阳能转化为化学能,从而提供生长所需的能量。
本次实验旨在验证光合作用的存在,并了解光合作用对植物生长发育的重要性。
二、实验原理光合作用是指在光照下,植物通过吸收二氧化碳和水,产生葡萄糖和氧气的过程。
这个反应需要叶绿素等色素的参与,在叶绿体内进行。
当叶绿体吸收到阳光时,会产生ATP和NADPH等能量分子,这些分子可以被利用来生成葡萄糖等有机物质。
三、实验步骤1. 准备材料:需要一盆小型植物(如豌豆),一个透明塑料袋,一个太阳能灯或白色荧光灯。
2. 将小型植物放置在透明塑料袋内,并将塑料袋封闭。
3. 将太阳能灯或白色荧光灯放置在塑料袋外的适当位置,以照射到塑料袋内的植物。
4. 让植物在光线下生长一段时间(如一周),并观察其生长情况。
四、实验结果通过将植物放置在光线下观察其生长情况,可以得到以下实验结果:1. 如果植物得到充足的阳光照射,它们会健康地生长并产生叶绿素等色素。
2. 如果植物没有得到足够的阳光照射,它们会变得苍白无力,并且不会产生叶绿素等色素。
3. 如果将植物放置在黑暗中,则它们不会进行光合作用,并且不会产生葡萄糖和氧气。
五、实验分析通过本次实验可以发现,光合作用是植物正常生长发育所必需的过程之一。
如果植物没有得到足够的阳光照射,则它们无法进行光合作用,并且无法产生葡萄糖和氧气。
这就会导致植物变得苍白无力,生长缓慢,甚至死亡。
光合作用的重要性不仅体现在植物生长发育中,还对整个生态系统起着至关重要的作用。
通过光合作用,植物可以将太阳能转化为化学能,并将这种能量储存在有机物质中。
这些有机物质可以被其他生物利用,从而形成食物链,并维持整个生态系统的平衡。
光合作用也是减缓全球气候变化的重要手段之一。
通过光合作用,植物可以吸收大量二氧化碳,并将其转化为有机物质和氧气。
光合作用机理探究实验报告
![光合作用机理探究实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/729ea86f5b8102d276a20029bd64783e08127d05.png)
光合作用机理探究实验报告一、实验目的本实验旨在深入探究光合作用的机理,了解光合作用过程中光能的吸收、转化以及物质的合成与变化,从而更全面地认识这一重要的生物过程对植物生长和生态系统的影响。
二、实验原理光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。
这一过程涉及到多个复杂的步骤和化学反应。
叶绿素是光合作用中吸收光能的关键色素,它能够吸收特定波长的光。
在光反应阶段,光能被转化为化学能,产生 ATP 和 NADPH,同时水被分解产生氧气。
在暗反应阶段,利用光反应产生的 ATP 和NADPH,将二氧化碳固定并合成有机物。
三、实验材料与设备1、实验材料新鲜的菠菜叶片、小球藻培养液。
2、实验设备分光光度计、离心机、光照培养箱、电子天平、研钵、移液管、容量瓶、试管、滴管等。
3、实验试剂丙酮、乙醇、碳酸钙、石英砂、蔗糖溶液、磷酸缓冲液、碳酸氢钠溶液等。
四、实验步骤1、叶绿素的提取与测定(1)称取新鲜菠菜叶片_____g,剪碎后放入研钵中,加入少量碳酸钙和石英砂,再加入_____mL 丙酮和乙醇的混合液(体积比为 1:1),充分研磨成匀浆。
(2)将匀浆过滤到容量瓶中,用丙酮和乙醇的混合液冲洗研钵和残渣,直至滤液达到刻度线。
(3)以丙酮和乙醇的混合液作为空白对照,用分光光度计在波长645nm 和 663nm 处测定叶绿素提取液的吸光度。
(4)根据公式计算叶绿素 a 和叶绿素 b 的含量。
2、光反应的测定(1)取适量小球藻培养液,分为两组,一组置于光照培养箱中(光照强度为_____μmol/m²·s),另一组置于黑暗中,培养相同时间。
(2)培养结束后,离心收集小球藻,测定两组小球藻中 ATP 和NADPH 的含量。
3、暗反应的测定(1)准备若干支试管,分别加入不同浓度的碳酸氢钠溶液(模拟不同浓度的二氧化碳环境)和适量的磷酸缓冲液。
(2)向每支试管中加入等量的小球藻培养液,在光照条件下培养一段时间。
初中生物实验探究---光合作用
![初中生物实验探究---光合作用](https://img.taocdn.com/s3/m/85e172f0da38376baf1faebb.png)
探究:与植物光合作用有关的实验
实验 1 天竺葵的实验
①暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜(目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部耗尽。
)
②对照实验:将一片叶子的一部分的上下面用黑纸片遮盖,然后移到阳光下照射。
(目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
)
③脱色:几个小时后把叶片放进盛有酒精的小烧杯中隔水加热。
(目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。
④染色:用清水漂洗叶片,再用碘液染色。
(现象:由于淀粉遇碘变蓝,观察到见光部分变蓝色,不见光部分不变色)结论:说明光照部分进行光合作用,制造有机物。
实验 2 光合作用产生了氧气
装置如下
实验结果:带火星的卫生香重新燃烧。
实验结论:绿色植物的光合作用放出了氧气。
实验 3 光合作用需要二氧化碳
实验装置如下:
实验要点:利用氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳的性质,设置如上装置。
实验结果:A 叶片在脱色处理后,滴加碘液,叶片不变蓝,B 叶片变蓝。
实验结论:二氧化碳是绿色植物光合作用的原料。
光合作用探究实验
![光合作用探究实验](https://img.taocdn.com/s3/m/6470d653f08583d049649b6648d7c1c708a10bd8.png)
光合作用探究实验光合作用是植物进行光能转化为化学能的重要方式,它不仅能够产生氧气,还能合成有机物质。
通过光合作用实验,可以探究光合作用的机理、影响因素以及相关的特性和作用。
一、实验目的:1.了解光合作用的基本原理与机制;2.探究光合作用的影响因素;3.观察光合作用的反应产物。
二、实验材料与仪器:1.水生植物(如浮萍、水葱等);2.高大植物(如水稻苗、豆苗等);3.试管、培养皿等容器;4.高亮度灯;5.碳酸钠溶液;6.减色剂(如甲醛);7.试管架、显微镜等实验器材。
三、实验步骤:1.准备水浴中的水槽,温度控制在25-30℃;2.将水生植物放置于含有透明的容器中,使其完全暴露在自然光线下;3.在同等的环境条件下,将另一组水生植物暴露在高亮度灯光下,保持一定的光照时间;4.观察两组水生植物的生长情况,记录下生物量和颜色的变化;5.将高大植物的枝叶放入试管中,加入一定浓度的碳酸钠溶液;6.在室内条件下将试管放置于高亮度灯光下,加热器槽中进行常温反应;7.培养皿中按照一定比例混合减色剂和水,便于观察光合作用产物的生成情况;8.观察浮萍在减色剂溶液中的变化,并记录颜色的变化。
四、实验结果的记录与分析:1.观察水生植物的生长情况,记录下生物量的变化。
可以看出受光照条件影响,接收到充足的阳光的水生植物生化活跃,生命力强,而在低光照条件下的水生植物则生长缓慢,色泽不鲜艳。
2.观察高大植物的叶片,浸泡在碳酸钠溶液中,随着光照时间的延长,碳酸钠溶液颜色逐渐由粉红色变为无色。
说明高大植物叶片中的叶绿素在光的照射下进行了光合作用,产生了氧气和有机物,使溶液中的碳酸钠浓度降低。
3.观察浮萍的减色剂溶液反应,浮萍在光照条件下,减色剂溶液的颜色变化由红色逐渐变为粉红色。
说明浮萍进行光合作用后释放了氧气,使减色剂溶液的颜色由还原性溶液变为氧化性溶液。
五、实验结果的讨论:1.光照是影响光合作用强度和速度的重要因素。
植物在接受充足阳光照射下能够进行正常的光合作用,增加植物的生物量和养分积累。
光合作用的原理与实验探究
![光合作用的原理与实验探究](https://img.taocdn.com/s3/m/ae6033a9846a561252d380eb6294dd88d0d23dd9.png)
光合作用的原理与实验探究光合作用是指绿色植物、蓝藻、藻类及叶绿素类细菌等光合有关细胞,通过吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物质,并释放出氧气的过程。
这一过程对于地球上的生态平衡和氧气的产生起着极其重要的作用。
本文将探讨光合作用的原理以及相关的实验方法与结果。
一、光合作用的原理1. 叶绿素的作用光合作用的关键起源于叶绿素,它是植物叶片中负责吸收光能的色素。
通过叶绿素的吸收,光能转化为植物能够利用的能量,为光合作用的进行提供了基础。
2. 光反应与暗反应光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的叶绿体膜系统中,通过光能转化为化学能;而暗反应发生在叶绿体的基质中,将光反应产生的能量用于二氧化碳的固定和有机物质的合成。
3. 光反应的过程光反应包括光能的吸收、电子转移链的产生和ATP合成。
当光能被吸收后,激发了叶绿素分子中的电子,从而引发了一系列电子转移反应,最终产生了电子转移链。
同时,由于这些反应还产生了高能分子ATP,为暗反应提供能量。
4. 暗反应的过程暗反应是在光反应提供的能量和还原剂的作用下进行的。
通过Calvin循环来固定二氧化碳,将其转化为葡萄糖等有机物质。
二、光合作用的实验探究1. 测光合作用速率的实验方法(1)氧气释放实验:将水葡萄糖溶液注入一个封闭的容器中,然后将光照射到容器中的水葡萄糖溶液上,一段时间后测量容器中氧气的体积变化,从而得出光合作用速率的大小。
(2)CO2吸收实验:利用碱性溴水和蒸馏水制备CO2溶液,然后将其与叶片接触一段时间,观察溶液中溴水的颜色变化,从而测量光合作用速率的大小。
2. 实验结果的展示与分析根据上述实验方法,可以得到光合作用速率的定量结果。
进一步分析这些结果可以发现:(1)光合作用速率随着光照强度的增加而增加,但当光照强度达到一定阈值后,光合作用速率的增加趋于平缓。
(2)光合作用速率随着二氧化碳浓度的增加而增加,但在二氧化碳浓度达到一定水平后,光合作用速率的增加趋于饱和。
光合作用的四个实验
![光合作用的四个实验](https://img.taocdn.com/s3/m/b67c3d517f21af45b307e87101f69e314332fa25.png)
光合作用的四个实验光合作用是指植物通过叶绿素吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
为了研究光合作用的机理,科学家们进行了许多实验。
在本文中,将介绍四个与光合作用有关的实验。
实验一:光合作用的光合速率与光强的关系科学家在实验室中使用不同光强的光源,如白炽灯、荧光灯和太阳灯,照射在同样大小的水培植物上,观察植物的生长情况和光合速率的变化。
实验结果显示,随着光强的增加,植物的生长更加旺盛,光合速率也随之增加。
这是因为光强增加可以提供更多的光能,促进叶绿素的吸收和电子传递,加速光合作用的进行。
实验二:光合作用与二氧化碳浓度的关系为了研究二氧化碳对光合作用的影响,科学家在光照充足的条件下,分别将不同浓度的二氧化碳气体注入到含有水培植物的容器中。
实验结果表明,随着二氧化碳浓度的增加,植物的生长情况和光合速率都得到了提高。
这是因为二氧化碳是光合作用的底物之一,提高二氧化碳浓度可以增加底物供应,从而促进光合作用的进行。
实验三:光合作用与温度的关系科学家在恒温条件下,将水培植物暴露在不同温度环境中,观察植物的生长情况和光合速率的变化。
实验结果显示,当温度在一定范围内时,光合速率随着温度的增加而增加,但当温度超过一定阈值时,光合速率开始下降。
这是因为合适的温度可以促进酶的活性,加快光合作用的进行,但过高的温度会破坏酶的结构,影响光合作用的效率。
实验四:光合作用与光照周期的关系科学家在人工光源下,控制光照周期的长短,观察植物的生长情况和光合速率的变化。
实验结果显示,光照周期的改变会影响植物的生长节律和光合速率。
较长的光照周期可以促进植物的生长和光合作用的进行,而较短的光照周期则会抑制植物的生长和光合作用的发生。
总结起来,通过以上四个实验,我们可以看到光合作用与光强、二氧化碳浓度、温度和光照周期等因素密切相关。
光合作用是一个复杂的过程,受到多种因素的影响,而这些实验为我们深入了解光合作用的机理提供了重要的参考。
探索光合作用原理的部分实验
![探索光合作用原理的部分实验](https://img.taocdn.com/s3/m/5f0b7a480a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79cf4.png)
探索光合作用原理的部分实验1. 光合作用的奇妙之旅光合作用,听起来有点高大上,其实就是植物们在阳光下“吃饭”的过程!这可是自然界的绝活儿,简直像是大自然的魔法秀。
植物通过阳光、二氧化碳和水,制造出食物,还释放出氧气,真是双赢呀!想象一下,阳光洒在树叶上,仿佛在给它们打了一层金色的光环,接着它们就开始忙着“做饭”了。
1.1 光合作用的基本过程其实,光合作用的过程可以简单概括为三步走:首先,植物通过叶子吸收阳光;接着,根部吸收水分,叶子通过小孔吸入二氧化碳;最后,这些成分在叶子里发生反应,制造出葡萄糖和氧气。
这听起来就像是个小厨房,植物们忙得不亦乐乎。
想象一下,如果植物能说话,它们肯定会说:“快来,看看我今天做了什么!”1.2 实验的引入想要更深入地了解光合作用,我们可以做几个简单的实验,真的是乐趣无穷哦。
比如,找一些水生植物,比如水草,放在透明的瓶子里,然后放在阳光下观察。
这就像给植物开了个派对,看看它们如何展现自己的“厨艺”!2. 亲自实验,发现奥秘2.1 准备实验我们首先准备好实验材料:一瓶清水,一些小水草,还有阳光。
选择一个阳光明媚的日子,真是心情大好。
把水草放进瓶子里,加满水,然后把它放到阳光下。
你可能会好奇,为什么选择水草?因为它们在水中“做饭”,能让我们更清晰地观察到气泡的产生。
2.2 观察过程几分钟后,神奇的事情发生了!你会看到瓶子里慢慢冒出了小气泡,像是水草在开派对,兴奋得不停地“吐泡泡”。
这些气泡就是氧气,说明光合作用正在进行中!这时,别忘了拍几张照片,留下这有趣的时刻,朋友圈可是要炫耀一下的!3. 实验结果的解读3.1 理论与实际经过观察,我们发现,气泡越多,说明光合作用越活跃。
这就是植物在阳光下“吃饭”的证明。
通过这个简单的实验,我们不仅看到了光合作用的过程,也感受到了自然的奇妙。
这就像是在观看一场现场表演,植物们在用自己的方式与我们交流。
3.2 结语与反思通过这些实验,我们不仅学到了科学知识,还能更深刻地理解生命的意义。
科学实验:探索植物的光合作用
![科学实验:探索植物的光合作用](https://img.taocdn.com/s3/m/51542eb9f605cc1755270722192e453610665b9a.png)
科学实验:探索植物的光合作用1. 引言1.1 概述光合作用是植物生命中至关重要的过程之一。
它是指植物利用阳光能量将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
通过光合作用,植物能够制造自己所需的营养物质,并释放出足够的氧气供其他生物呼吸。
因此,深入了解光合作用对我们理解植物的生长发育、环境适应和生态系统稳定性具有重要意义。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面来探索植物的光合作用:基本原理、在植物中的过程、以及科学实验方法。
在第2部分,我们将介绍光合作用的基本原理。
这包括对光合作用定义的阐述,以及该反应的方程式和主要参与物质等内容。
在第3部分,我们将探索光合作用在植物中的过程。
具体而言,我们会讨论光合色素对光能的吸收和转化方式,以及产生氧气和消耗二氧化碳两个重要步骤。
第4部分将介绍科学实验方法,用以研究光合作用。
我们将详细探讨实验的设计与步骤,测量参数以及数据分析等相关内容。
最后,第5部分将给出结论。
我们将总结光合作用的重要性和机制,并探讨其潜在应用和未来研究方向。
同时也会讨论该研究的局限性和限制性因素。
1.3 目的本文的目的是通过对植物光合作用过程进行探索和研究,加深我们对这一现象的理解。
通过科学实验方法,我们可以更好地揭示光合作用的机制和影响因素,并为植物生长、环境保护等领域提供有益信息。
希望本文能够为读者提供一份全面而系统的介绍,增进大家对植物光合作用的认识。
2. 光合作用的基本原理2.1 光合作用的定义光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。
这一生物化学反应在绿色植物、藻类和某些细菌中发生,它是地球上维持生命的关键过程之一。
2.2 光合作用的反应方程式典型的光合作用反应方程式可以表示为:6CO2 + 6H2O + 光能→C6H12O6 + 6O2。
简单来说,这个方程式描述了光合作用中二氧化碳和水被光能催化转化为葡萄糖(有机物质)和释放出氧气。
2.3 光合作用的主要参与物质在光合作用中,存在着几种重要的参与物质:- 叶绿素:叶绿素是植物细胞质中最常见的色素。
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专题:与光合作用科学史有关的习题开发一、希尔实验:探究光反应中O2的来源(1)希尔实验:1937年,英国科学家希尔将离体的叶绿体,加入具有氢受体(后来发现的NADP+)的水溶液中,在无CO2的条件下给予光照,发现叶绿体中有O2放出。
(2)希尔反应:氧化剂2,6-二氯酚靛酚是一种蓝色染料,接受电子和H+后被还原成无色,可以直接观察颜色的变化,也可用分光光度计对还原量进行精确测定。
例题1:(2019年6月·浙江学考)希尔反应是测定叶绿体活力的常用方法。
希尔反应基本原理:光照下,叶绿体释放O2,同时氧化型DCIP(2,6-二氯酚靛酚)被还原,颜色由蓝色变成无色。
DCIP颜色变化引起的吸光率变化可反映叶绿体活力。
研究小组利用菠菜叶进行了叶绿体活力的测定实验。
回答下列问题:(1)制备叶绿体悬液:选取10g新鲜的菠莱叶加入研钵,研磨前加入适量的0.35mol/L NaCl 溶液和pH7.8的酸碱缓冲液等;研磨成匀浆后,用纱布过滤,取滤液进行,分离得到叶绿体;将叶绿体置于溶液中,以保证叶绿体的正常形态,获得叶绿体悬液。
(试管号磷酸缓冲液(mL)叶绿体悬液(mL)煮沸(min)DCIP(mL)1 9.4 0.1 0.52 9.4 0.1 5 0.53 9.9 0.1注:“-”表示不处理或不加入。
①希尔反应模拟了光合作用中阶段的部分变化,该阶在叶绿体的中进行。
氧化型DCIP在希尔反应中的作用,相当于在该阶段中的作用。
②煮沸处理后,需向2号试管中加入一定量的,以保证各试管中液体的量相等。
③3号试管的作用是。
变式训练1:(2018年•北京卷)光反应在叶绿体类囊体上进行,在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色,该反应过程中()A. 需要ATP提供能量B. DCIP被氧化C. 不需要光合色素参与D. 会产生氧气变式训练2:希尔从细胞中分离出叶绿体,并发现在没有CO2时,给予叶绿体光照,就能放出O2,同时使电子受体还原。
希尔反应是:H2O+氧化态电子受体→还原态电子受体+1/2O2。
在希尔反应的基础上,阿尔农又发现在光下的叶绿体,不供给CO2时,既积累NADPH也积累ATP;进一步实验,撤去光照,供给CO2,发现NADPH和ATP被消耗,并产生有机物。
下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是()A.光合作用释放的O2来自于水而不是CO2B.NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上C.希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D.光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供A TP和NADPH二、阿尔农实验:探究碳反应的条件①1954年,美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验,在有光照和无CO2的条件下,当向反应体系中供给ADP、Pi和NADP+时,会有ATP、NADPH和O2产生。
②1954年,阿尔农在做离体叶绿体实验时,发现即使在黑暗条件下,只要供给ATP和[H],叶绿体也能将CO2转化成糖类。
条件过程现象1 黑暗提供CO2和ATP、[H] 有糖类生成2 黑暗提供CO2,不提供ATP、[H] 无糖类生成3 光照提供CO2,不提供ATP、[H] 有糖类生成例题2:(2011年·浙江理综)下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是()A. 破坏叶绿体外膜后,O2不能产生B. 植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变C. 与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D. 离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成碳反应变式训练:科学家从植物细胞中提取得到叶绿体,将叶绿体膜破坏,分离出基质和基粒,用来研究光合作用的过程(如下表,表中“+”表示有或添加,“-”表示无或不添加)。
下列条件下不能产生葡萄糖的是()三、米切尔的化学渗透假说:探究ATP的产生机制(1)化学渗透假说:1961年,米切尔提出光照引起水的裂解,释放的H+留在类囊体腔中。
类囊体膜内侧H+浓度高于外侧,产生H+浓度差。
当H+沿着浓度梯度返回膜外侧时,在ATP合成酶的催化下,驱动ADP和Pi合成ATP。
(2)贾格道夫实验:1963年,在黑暗条件下把离体的叶绿体类囊体置于pH=4的酸性溶液中平衡,让类囊体腔的pH下降至4。
平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中,一段时间后有ATP产生。
①实验在黑暗中进行的目的是。
②图中平衡的目的是。
③根据实验结果,叶绿体中A TP形成的原动力来自。
④正常光照条件下,类囊体膜内水光解产生的是其pH降低的因素之一。
例题3.(2017年11月·浙江选考)在黑暗条件下,将分离得到的类囊体放在pH 4的缓冲溶液中,使类囊体内外的pH相等,然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH 8的缓冲溶液中,结果检测到有ATP的生成。
根据实验分析,下列叙述正确的是()A.实验中溶液的H+均来自水的裂解B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生A TPC.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高D.若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大,ATP生成量不变变式训练:科学家将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶液中不能产生A TP(图1),当叶绿体基质和类囊体均达到pH=4时(图2),将其转移到pH=8的碱性溶液中(图3)发现A TP 合成。
下列叙述不合理的是()A.光可为该实验提供能量,是该实验进行的必要条件B.该实验中叶绿体完整,保证反应过程高效、有序地进行C.产生ATP的条件是类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质D.叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件四、卡尔文循环:探究碳反应的具体过程资料分析:20世纪50年代,美国科学家卡尔文及其同事在研究光合作用时,将小球藻悬浮液装在一个密闭玻璃容器中,通过一个通气管向容器中通入CO2,通气管上有一个开关,可控制CO2的供应,容器周围有光源,通过控制电源开关来控制有无光照。
(1)实验材料小球藻属于______(填“原核”或“真核”)生物。
(2)实验时,卡尔文等按照预先设定的时间长度向容器内注入14C标记的CO2,在每个时间长度结束时,把小球藻悬浮液滴入4倍体积的乙醇中,使小球藻细胞中______失活,杀死小球藻,同时提取其产物,采用纸层析法分离出各种化合物。
纸层析法的原理是利用了不同化合物在层析液中________的不同。
(3)卡尔文等向密闭容器中通入14CO2,当反应进行到5 s时,14C出现在一种五碳化合物(C5)和一种六碳糖(C6)中,将反应时间缩短到0.5 s时,14C出现在一种三碳化合物(C3,3-磷酸甘油酸)中。
上述实验中卡尔文等是通过控制________来探究CO2中碳原子转移路径的,采用了____________等技术方法。
(4)在实验中,卡尔文等还发现,在光照下C3和C5的浓度很快达到饱和并保持稳定。
但当把灯关掉后,______(填“C3”或“C5”)的浓度急速升高,同时______(填“C3”或“C5”)的浓度急速降低。
卡尔文等在光照下突然中断______的供应,这时他发现C5的量积聚起来,C3却消失了,他们由此得出结论,固定CO2的物质是C5(RuBP,核酮糖二磷酸)。
例题4:(2018年11月·浙江选考节选)光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。
回答下列问题:为研究光合作用中碳的同化与去向,用的CO2供给小球藻,每隔一定时间取样,并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。
甲醇用以杀死小球藻并标记化合物。
浓缩后再点样进行双向纸层析,使标记化合物。
根据标记化合物出现的时间,最先检测到的是三碳化合物。
猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的,但当后,发现RuBP的含量快速升高,由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
变式训练:科学家往小球藻培养液中通入14CO2后,分别给予小球藻不同时间的光照,结果如下表。
根据上述实验结果分析,下列叙述不正确的是()A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的碳反应阶段B.每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活,才能测定放射性物质分布C.CO2进入叶绿体后,最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等五、瓦尔伯实验:探究光反应和碳反应的关系瓦尔伯实验:1919年,德国生物化学家瓦尔伯用藻类进行闪光试验,在光能量相同的前提下,一种用连续照光,另一种用闪光照射,中间隔一定暗期,发现后者光合效率是连续光下的200%~400%。
例题5:(2015年·全国卷Ⅰ)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。
各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。
处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5 s;光合作用产物的相对含量为50%。
B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5 s;光合作用产物的相对含量为70%。
C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。
D组(对照组):光照时间为135 s;光合作用产物的相对含量为100%。
回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量________(填“高于”、“等于”或“低于”)D 组植物合成有机物的量,依据是_________________________________________;C组和D 组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要________,这些反应发生的部位是叶绿体的。
(2)A、B、C三组处理相比,随着________________________的增加,使光下产生的_____________________能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。