高考总复习生物练习专项突破 光合作用的相关实验.docx
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高考总复习生物练习专项突破光合作用的相关实验
专项突破
光合作用的相关实验
1．液滴移动法测定光合速率
（1）测定装置。
（2）测定方法及解读。
①测定呼吸速率。
a．装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。
b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。
c．置于适宜温度环境中。
d．红色液滴向左移动（单位时间内左移距离代表呼吸速率）。
②测定净光合速率。
a．装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。
b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。
c．红色液滴向右移动（单位时间内右移距离代表净光合速率）。
2．叶圆片上浮法比较不同条件下的光合速率
方法见教材P105页
3．黑白瓶法测定藻类植物的光合速率
用黑瓶（无光照的一组）测得呼吸作用强度值，用白瓶（有光照的一组）测得净光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。
4．半叶法测定高等植物的光合速率
设法阻断叶片左右两部分营养物质运输，让叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。
[例题] （2017·湖北模拟）下图是一个利用脱淀粉植物进行光合作用实验的装置示意图。
请分析回答下列问题：
（1）将植物事先进行“脱淀粉”处理是为了____________。
使植物“脱淀粉”的具体做法是____________。
（2）实验一段时间后取下两片叶进行颜色比较，操作方法是：
____________。
预期的实验结果是____________。
（3）另取如图装置若干，植物经“脱淀粉”处理后光照5小时，对叶片光合作用强度进行测定，取A、B容器内叶片的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为WA、WB，分析处理数据，计算出叶片光合作用强度[单位：
mg/（dm2·h）]。
如果ΔW＝WB－WA，则ΔW表示________。
（4）再提供如图装置一套和红、绿玻璃纸各一张，若要探究光质对光合作用的影响，应对装置做怎样的改动：
①____________________________________________________；
②____________________________________________________。
解析：
本题目主要考查光合作用所需要的原料和条件的相关知识。
（1）叶片中存在淀粉会对实验产生干扰，在进行光合作用相关的实验前，要将植物放在黑暗中1～2天，使其将淀粉消耗完。
（2）由于需要验证光合作用产生淀粉，要用碘液检验，淀粉遇碘变蓝，但由于叶片为绿色不易观察到实验现象，在检测前需要使用加热的酒精对叶片进行脱绿处理。
（3）A容器的植物叶片由于没有二氧化碳供应只能进行呼吸作用，消耗有机物，B容器的植物叶片可以进行光合作用，积累有机物，WB－WA表示（光照下叶片被截取部分在5小时内）光合作用合成有机物的总量。
（4）若要探究光质对光合作用的影响，根据对照实验的要求，那么除了红色玻璃纸与绿色玻璃纸是一对变量外，其他条件要适宜，要有充足的二氧化碳供应，因此要除去容器A、B中的NaOH和蒸馏水，通入容器A中的气体改为通入空气。
答案：
（1）避免叶片中存留的淀粉对实验的干扰 将植物放在黑暗中1～2天（或将植物放在黑暗中一段时间）
（2）将叶片置于酒精中，水浴加热后取出叶片滴加碘液进行比色 容器A中叶片不变蓝，容器B中叶片变蓝
（3）（光照下叶片被截取部分在5小时内）光合作用合成有机物的总量（或总光合量、总光合作用速率）
（4）①除去容器A、B中的NaOH和蒸馏水，通入容器A中的气体改为通入空气
②容器A表面蒙一张红色玻璃纸，容器B表面蒙一张绿色玻璃纸，其余条件不变
1．下图为某生物兴趣小组研究有关光合作用和细胞呼吸的实验装置，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。
容器
植物
部位
光质（光照强度相同且适宜）
温度/℃
两侧水柱高度差/（mL/8h）
1
天竺葵
叶
红
25
240
2
天竺葵
叶
黄
25
30
3
紫罗兰
叶
红
25
160
4
紫罗兰
叶
黄
25
20
请回答下列问题：
（1）生物兴趣小组利用如图进行的实验中自变量是________。
在该实验中左侧液面均高于右侧，其原因是______________________，利用该高度差可以计算出植物的________速率，利用容器1中数据可以计算出该速率为__________mL/h。
（2）为了使测定的数据更客观准确，应对实验结果进行校正（排除非生物因素对实验结果的影响），设置对照实验，对照实验装置与如图装置的不同处理是______________________________________。
答案：
（1）光质和植物种类 光合作用产生的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量（光合速率大于呼吸速率） 净光合 15
（2）将植物换成相同的死植物
2.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片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MA、MB，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）MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后（________）＋（______________）－呼吸作用有机物的消耗量。
（2）若M＝MB－MA，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
_______________________________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：
叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。
叶片B部分不做处理，既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。
分析题意可知，MB表示6h后叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量，MA表示6h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，则MB－MA就是光合作用6h有机物的总产量（B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量）。
由此可计算总光合速率，即M值除以时间再除以面积。
答案：
（1）叶片初始质量 光合作用有机物的总产量
（2）B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量 （3）M值除以时间再除以面积，即M/（截取面积×时间） （4）将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率
3．（2018·深圳模拟）某研究性学习小组完成了下面两个实验。
实验Ⅰ：
包括以下三组实验。
第一组：
取一个三角瓶，编号为①，加入100mL富含CO2的清水；适宜温度下水浴保温；放入用直径为1cm的打孔器从生长旺盛的绿叶上打取并用注射器抽取完叶内气体的小叶圆片10片，将三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间。
第二组：
取一个三角瓶，编号为②，除用黑纱布（可透弱光）包裹三角瓶外，其余处理与第一组相同。
第三组：
取一个三角瓶，编号为③，加入100mL普通清水，其余处理与第一组相同。
实验Ⅱ：
通过某方法制备了菠菜完整的叶绿体悬浮液。
将叶绿体悬浮液均分为A、B两组，并仅在A组中加入适量磷酸（Pi）。
其他条件适宜且相同，用14CO2供其进行光合作用，然后追踪检测放射性，结果发现A组14C标记有机物的量明显高于B组。
请结合实验Ⅰ、Ⅱ回答下列问题：
（1）实验Ⅰ的目的是为了探究______________对植物光合作用速率的影响。
（2）浸没（下沉）于水中的叶圆片上浮的原因是：
_______________
______________________________________________________，
叶片密度变小，叶片上浮。
（3）实验Ⅰ预期结果：
叶圆片上浮最快的是第________组。
（4）实验ⅡA组14C标记有机物的量明显高于B组的原因是
_______________________________________________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
答案：
（1）CO2浓度和光照强度（顺序可以交换）
（2）叶片进行光合作用，产生的氧气多于呼吸作用消耗的氧气[导致叶肉细胞间隙的氧气（或气体）增加] （3）一 （4）充足的磷酸（Pi）有利于光反应阶段形成ATP，而充足的ATP促进暗反应阶段C3还原形成（CH2O），从而促进了光合作用的进行
4．（2017·银川模拟）某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。
将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：
光照强度/klx
0（黑暗）
a
b
c
d
e
白瓶溶氧量/（mg/L）
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量/（mg/L）
3
3
3
3
3
3
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是______________________________；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为________mg/L·24h。
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为____________mg/L·24h。
（3）光照强度至少为________（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。
解析：
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：
黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为：
原初溶解氧－24小时后溶氧量，即10－3＝7（mg/L·24h）。
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量＝净光合作用量＋呼吸作用消耗量＝（24－10）＋7＝21mg/L·24h。
（3）光照强度为aklx时，白瓶中溶氧量不变，说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照强度为aklx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡。
答案：
（1）黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，呼吸作用消耗氧气 7
（2）21 （3）a
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