届二轮复习 光合作用的探究历程 教案全国通用Word格式文档下载.docx
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他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。
这个实验的思路是
A．细菌对不同光的反应不同，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率快，则该种光有利于光合作用
【答案】B
2．某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如图所示，据图分析下列有关说法正确的是
A．依图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃C．每天光照10h，最有利于水绵生长的温度是25℃
D．在5℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍
考向2萨克斯实验——体验对照实验的设置及实验结果的获取
关于萨克斯实验的几个问题
（1）实验前的处理：
实验前对绿叶进行黑暗处理（饥饿处理），目的是消耗掉叶片中的营养物质，减少叶片中的营养物质对实验结果的影响。
（2）对照实验的设置：
选择两侧几乎对称的叶片，并且一半曝光，另一半遮光。
（3）实验结果检测前的处理：
酒精脱色，避免绿叶本身颜色对实验结果的干扰，使实验现象更为明显。
归纳总结
高中生物教材中的经典实验并非仅仅为了介绍科学发展的历史，掌握这些实验所涉及的实验思想，也是高考要求的能力之一。
探究性实验中最常用的思想是“对照思想”和“变量思想”，光合作用探究过程中的经典实验及其所应用的对照思想和变量思想如表所示。
经典实验
变量分析
对照思想
自变量设置
因变量观察指标
无关变量
普利斯特利植物更新空气实验
对照组：
有绿色
植物
实验组：
无绿色
小鼠存活时间（或
存活状态）或蜡烛
燃烧时间
光照、温度、小鼠健康程度、蜡烛的
种类和实验前燃
烧程度等
相互对照
萨克斯天竺葵半叶法实验
曝光
遮光
碘蒸气处理后叶
片的颜色
温度、暗处理时
间、光照时间等
恩格尔曼水绵和好氧细菌实验
完全曝光
黑暗环境下极细光束照射
好氧细菌分布情况
好氧细菌数量、临
时装片等
恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵
黑暗环境下光线经三棱镜后照射临时装片
鲁宾和卡门的18O
标记实验
实验组中，一组为
植物提供H2O和
C18O2另一组为植物提供H218O和CO2
小球藻释放O2的
情况（是否含18O2）
光照强度、植物数
量等
卡尔文14C标记实验
取样时间（用放射
性同位素14C标记
的14CO2供小球
藻进行光合作用
实验进行不同
时间后，追踪检测
小球藻叶绿体中
含有放射性的物
质和种类）
质和种类
光照强度、温度、14CO2量
自身对照
3．如图所示，某植物的绿叶经黑暗处理后再经适宜阳光照射24小时，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。
本实验证明了
①光合作用需要CO2
②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素
④光合作用放出O2
⑤光合作用制造淀粉
A．①②
B．③⑤
C．②⑤
D．①③
【答案】C
4．下列关于生命科学发展过程的叙述，正确的是
A．萨顿运用“假说—演绎法”的研究方法首次提出了基因在染色体上B．卡尔文利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气中的氧来自于水中的氧C．林德曼对生态系统能量流动的定量分析，可得出生态系统能量流动具有单向流动和逐级递减的特点
D．艾弗里利用物质分离提纯技术，通过肺炎双球菌体内转化实验证明了DNA是转化因子
考向3鲁宾和卡门实验——体验同位素标记法的运用
鲁宾和卡门的实验要点
（1）实验方法和结果：
进行两组实验，一组是向植物提供H218O和CO2，结果产生的氧气全部为18O2；
另一组是向植物提供H2O和C18O2，结果产生的氧气全部为O2。
（2）实验设计的原则：
对照原则、单一变量原则和等量原则。
（3）实验方法：
同位素示踪法。
光合作用释放的氧气来自水。
同位素标记法在高中生物实验中的应用归类
（1）探究光合作用中元素（原子）的转移：
①美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的氧气全部来自水。
②卡尔文等用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
（2）证明DNA是遗传物质：
赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素标记蛋白质和DNA的特征元素，即用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质，证明DNA是噬菌体的遗传物质。
（3）研究分泌蛋白的合成和运输：
用3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径，证明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
（4）证明DNA分子进行半保留复制：
用含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中培养，然后在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再通过密度梯度离心来区别亲代与子代DNA，从而证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
（5）研究生长素的极性运输：
证明植物生长素的极性运输时，用同位素14C标记茎形态学上端的生长素（吲哚乙酸），可在茎的形态学下端检测到放射性同位素14C，而标记茎形态学下端的生长素，在茎的形态学上端检测不到放射性同位素14C，说明植物生长素只能从形态学上端运输到形态学下端。
5．下列有关科学家的研究方法及结论的敘述中，错误的是
A．鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的O2主要来自于水B．卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，证明了暗反应中碳的转移途径
C．科学家向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射标记的亮氨酸，利用同位素标记法掲示了分泌蛋白的合成与分泌过程
D．恩格尔曼利用好氧细蘭和水绵进行局部曝光和完全曝光的实验，证明了叶绿体是进行光合作用的场所
【答案】A
鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的O2全部来自于水，A错误；
卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径，即CO2→C3→有机物，B正确；
科学家向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，揭示了分泌蛋白的合成与分泌过程，C正确；
恩格尔曼利用好氧细蘭和水绵进行局部曝光和完全曝光的实验，证明了叶绿体是进行光合作用的场所，D正确。
6．美国科学家卡尔文利用同位素标记法对小球藻的光合作用进行研究，最终探明了光合作用中碳的转化途径，因此获得了1961年的诺贝尔化学奖。
甲图为简化的卡尔文循环示意图，请回答下列问题：
（1）卡尔文循环在细胞中进行的场所是___________________，过程①叫做_____________，参与到过程②中的X物质来自于光反应中的_______________（过程）。
（2）在培养小球藻的试管内加入14C标记的CO2，先进行一定强度的光照后，再进行黑暗处理，分别检测小球藻体内的三碳化合物和五碳化合物的放射性强度，得出的曲线如乙图所示。
图中曲线Ⅰ表示的是____________的变化趋势，判断依据是____________________________________________。
【答案】
（1）叶绿体基质CO2的固定水的光解
（2）三碳化合物（C3）黑暗条件下光反应不能进行，不能产生[H]、ATP将三碳化合物还原，所以三碳化合物会积累
1．下列科学家的实验中，没有用到同位素标记法的是
A．鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧来自水
B．萨克斯证明光合作用产物中有淀粉
C．卡尔文发现卡尔文循环
D．科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程
【解析】本题考查的是光合作用的相关知识。
鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧来自水是利用氧的同位素来标记二氧化碳和水的O来探究的，A错误；
萨克斯利用天竺葵证明叶片在光下能产生淀粉是将植物一半曝光一半遮光，没有用放射性标记，B正确；
卡尔文利用标记C的同位素来追踪它的转移途径，C错误；
用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成、运输和分泌的过程，D错误。
2．为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：
制作载有水绵和好氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。
下列关于该实验的分析，不正确的是
A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱
B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C．好氧细菌起指示作用
D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
3．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
实验组别
光照时间（S）
放射性物质分布
1
2
大量3—磷酸甘油酸（三碳化合物）
20
12种磷酸化糖类
3
60
除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等
根据上述实验结果分析，下列叙述错误的是
A．本实验研究的是卡尔文循环B．每组光照后需立即将小球藻处理使酶失活才能测定放射性物质分布C．小球藻无叶绿体，C02的消耗是在细胞质基质中发生的
D．实验结果说明光合作用产物除糖类外还有其它有机物
【解析】该实验是利用放射性的14CO2探究光合作用的碳元素的利用途径，本实验是卡尔文循环，A正确；
由题意可知用的是同位素标记法探究二氧化碳中的碳元素的去向，而物质在体内会在酶的作用下进行代谢，要准确测出碳的去向就需要将小球藻进出处理使酶失活测定放射性物质分布，B正确；
小球藻是绿藻的一种，是单细胞真核生物，有叶绿体，C错误；
表格中的数据说明光合作用除了产生的有糖类外还有氨基酸、有机酸等其它有机物，D正确。
4．下列有关光合作用的发现历程说法正确的是
A．恩格尔曼证明了光合作用过程中光反应的场所是类囊体
B．鲁宾和卡门利用O的放射性同位素证明光合作用过程中释放的氧气来自于二氧化碳
C．英格豪斯发现普利斯特利的实验必须在光下进行才能成功
D．萨克斯利用放射性同位素证明了光合作用产生的有机物有淀粉
【名师点睛】光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；
英格豪斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；
（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；
（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水；
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
5．下列与叶绿体相关的实验中，对实验结果分析错误的是
A．显微镜观察黑藻叶肉细胞，叶绿体分布在原生质层之外B．恩格尔曼利用水绵进行实验，证明光合作用释放氧气的场所是叶绿体C．纸层析法分离叶绿体中色素时，四种色素在滤纸上彼此分离是因为它们在层析液中的溶解度不同
D．叶绿体色素提取液置于光源和三棱镜之间，连续光谱中红光和蓝紫光被吸收最多
【解析】叶绿体分布在原生质层之中，A项错误；
恩格尔曼利用水绵进行实验，证明光合作用释放氧气的场所是叶绿体，B项正确；
纸层析法分离叶绿体中色素时，四种色素在滤纸上彼此分离是因为它们在层析液中的溶解度不同，C项正确；
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，D项正确。
6．科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。
在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是
A．扬·
英根豪斯通过实验认为植物生长所需养料主要来自水，而不是土壤
B．萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉
C．普利斯特莱的实验证明了植物可以更新CO2并产生O2
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O【答案】B
7．恩格尔曼用透过三棱镜的七色光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
该实验得出的结论是
A．叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用B．光合作用释放氧气的部位是叶绿体的基质C．叶绿素主要吸收绿光
D．好氧细菌有线粒体能进行有氧呼吸
【解析】实验形成了不同色质的对照，因而大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，证明叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，A正确。
光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体，B错误。
叶绿素呈绿色，是因为基本上不吸收绿光，而是反射绿光，C错误。
好氧细菌是原核生物，细胞中没有用线粒体，D错误。
【点睛】白光是复合光，把不同的色质分开，以研究不同光质对光合作用的影响；
利用好养细菌的对氧气的应激性进行实验结果的检测。
7．下列关于光合作用探究历程中实验过程、现象、结论的描述正确的是
A．萨克斯的实验中遮光组为对照组，曝光组为实验组，证明了光是光合作用的条件之一
B．恩格尔曼的实验证明了光合作用的产物有O2，且由叶绿体释放出来
C．鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O2来自于CO2
D．卡尔文的实验用放射性同位素示踪法：
CO2→C5→CH2O
【解析】萨克斯的实验中遮光组是经过人为处理的组为实验组，曝光组为对照组，A错误；
恩格尔曼利用巧妙的实验设计证明了光合作用的产物有O2，且由叶绿体释放出来，B正确；
鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的O2来自于H2O，C错误；
卡尔文的实验用放射性同位素示踪法：
CO2→C3→CH2O，D错误。
8．下列实验中科学家使用的手段或技术显著不同于其它的是
A．科学家对分泌蛋白的合成和分泌的研究B．孟德尔通过豌豆杂交实验获得分离定律和自由组合定律C．卡尔文探明C02中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径
D．鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水
9．某植物（其叶片如图一所示）放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。
然后将整株植物置于阳光下4h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液（棕黄色）显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是
①X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2
②W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素
③显色后X为蓝色，Y为棕黄色
④木塞处所显颜色证明光合作用需要光
B．①③
C．②④
D．③④
10．生物科学史上一些经典实验的叙述，表中“方法与结果”和“结论或观点”能相匹配的是
选项
方法与结果
结论或观点
A
1665年英国科学家虎克运用显微镜观察植物的木栓组织，发现许多规则的“小室”
发现细胞并命名细胞
B
孟德尔运用豌豆做杂交实验，利用假说演绎法和统计学原理等发现两大遗传定律
等位基因分离、非等位基因自由组合
C
将载有水绵和好氧细菌的装片置于黑暗且缺氧的环境中，用极细光束照射后，细菌集中于有光照的部位
光合作用产生的氧气来自于水
D
将活的R型肺炎双球菌与加热杀死的S型肺炎双球菌混合后注入小鼠体内，小鼠体内出现活的S型菌
DNA是主要遗传物质
A．A
B．B
C．C
D．D
【解析】虎克观察到了死细胞并是细胞的命名者，A正确。
孟德尔利用假说演绎法得出了两大遗传定律，但当时的结论是遗传因子的分离，和不成对的遗传因子的自由组合，基因的概念是在后来才提出的，B错误。
恩格尔曼的实验说明了光合作用可以产生氧气，鲁宾和卡门的实验说明了氧气来自水，C错误。
肺炎双球菌的体内转化实验只证明了有转化因子的存在，但并不能证明是DNA，D错误。
点睛：
对于科学史的发现一定要遵从当时的结论或观点，而不能用现在的结论或观点来衡量或直接描述。
11．如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，有关叙述正确的是
A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有淀粉
B．两实验均需要光的照射
C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照
D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气
12．1930年，VanNiel发现某些光合细菌在光照下，可利用CO2、H2S进行细菌光合作用，在产生有机物的同时，产生单质硫，但不释放氧气。
VanNiel在仔细比较细菌光合作用和植物光合作用的反应物、产物后，提出了绿色植物光合产物氧气中的氧来源于水的假设。
（1）尝试写出光合细菌进行光合作用的方程式_________________________
（2）用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2．然后进行两组实验:
第一组向植物提供H2O和C18O2；
第二组向同种植物提供H218O和CO2．在________________的情况下分析了两组实验释放的氧气。
如果VanNiel的假设是正确的，则实验结果应为___________________________。
（3）光合细菌和绿色植物虽然都是自养型生物，但它们的细胞在进行光合作用的结构上具有一定的差异性，主要体现在________________。
绿色植物细胞光合作用产生氧气的具体部位是_________。
（1）H2S+CO2
S+（CH2O）
（2）其他条件都相同第一组释放的氧气是O2；
第二组释放的氧气是18O2
（3）光合细菌没有叶绿体类囊体薄膜
（3）绿色植物是真核生物，光合细菌是原核生物，真核生物与原核生物结构上最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核，绿色植物光合作用的场所是叶绿体、而原核生物没有叶绿体，只有一种细胞器——核糖体。
绿色植物光合作用分为光反应和暗反应，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，发生的变化是水的分解和ATP的生成，暗反应发生在叶绿体基质中，发生的变化是CO2的固定和C3的还原。
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