2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 例題講解 專題 與光合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)學(xué)案一、光合作用發(fā)現(xiàn)歷程中的研究方法和科學(xué)思想1、1864年，德國 薩克斯(Julius von Sachs)暗處理的目的： 實(shí)驗(yàn)的自變量： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 2、1880年，美國 恩格爾曼(C.Engelmann) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 在光下進(jìn)行 ，產(chǎn)生 3、基于光合細(xì)菌光合作用的研究1930年， Van Niel 發(fā)現(xiàn)某些光合細(xì)菌在光照下，可利用CO2、硫化氫進(jìn)行細(xì)菌光合作用，在產(chǎn)生有機(jī)物的同時(shí)，產(chǎn)生單質(zhì)硫，但不釋放氧氣。與植物光合作用的反應(yīng)物、產(chǎn)物仔細(xì)比較，提出假設(shè)：光合作用產(chǎn)生的 來自于水4、1941年 美國魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：5、卡爾文循環(huán)1945年，美國科學(xué)家卡爾文用14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后檢測14C在不同 中的出現(xiàn)順序，尋找14C的轉(zhuǎn)變途徑，于1954年闡明CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的途徑，即卡爾文循環(huán)。 二、典型例題 1請回答下列有關(guān)問題：甲同學(xué)利用新鮮的玉米綠色葉片進(jìn)行“葉綠體色素提取和分離”實(shí)驗(yàn)，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰的色素帶，其中呈黃綠色的色素帶的位置和名稱 。該同學(xué)改變層析液組成后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，濾紙條上只出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出帶有色素帶的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一分析儀器檢測，通過分析色素溶液的 來判斷條帶的色素種類。實(shí)驗(yàn)結(jié)束幾天后，乙、丙兩同學(xué)發(fā)現(xiàn)部分預(yù)留葉片已變黃。乙同學(xué)認(rèn)為這是由于葉片中某些色素降解所造成的，丙同學(xué)則認(rèn)為某些色素含量增加。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，你將如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷兩個(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確？請簡述實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如圖甲所示。在連續(xù)60分鐘監(jiān)測過程中，植物一段時(shí)間以固定的光照強(qiáng)度持續(xù)照光，其余時(shí)間則處于黑暗中，其他外界條件相同且適宜，測得瓶內(nèi)CO2濃度變化結(jié)果如圖乙所示。據(jù)此分析可知A最初10min內(nèi)，瓶內(nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強(qiáng) B第2030min內(nèi)，瓶內(nèi)植物光合作用逐漸減弱，呼吸作用逐漸增強(qiáng)C第4060min內(nèi)，瓶內(nèi)植物光合作用速率與呼吸作用速率大致相等D瓶內(nèi)植物在照光時(shí)段內(nèi)實(shí)際光合作用速率平均為90ppmCO2/min3將某植物(其葉片如圖一所示)放在黑暗中兩天后，根據(jù)圖二所示，處理其中一片葉。然后將整株植物置于陽光下4小時(shí)，取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后，滴加碘液顯色，下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是 A葉片置于黑暗中兩天的目的是使葉片脫色B要研究葉綠素對(duì)光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是Y和W部位 CX和Y兩部分顯色結(jié)果對(duì)照，能證明光合作用是否需要水D顯色后X為藍(lán)色，Y和Z為棕黃色4.科學(xué)工作者在研究光合作用時(shí)，通過大量的實(shí)驗(yàn)，獲得了一些相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)繪制成下圖所示的坐標(biāo)圖。其中，曲線a：光照非常弱，CO2濃度最低（遠(yuǎn)小于0.03%）；曲線b：適當(dāng)遮蔭（相當(dāng)于全光照的1/25），CO2濃度為0.03；曲線c：全光照（晴天不遮蔭），CO2濃度為0.03；曲線d：全光照，CO2濃度為1.22（注：凈光合速率=真光合速率呼吸速率）。請根據(jù)圖中的信息回答下列問題：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)工作者研究了 與_之間的相互關(guān)系。每條曲線都有一個(gè)峰值，這個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的溫度是相應(yīng)條件下光合作用（以凈光合速率為指標(biāo)）的 。該溫度的變化趨勢是隨著光照強(qiáng)度和CO2濃度的提高而逐漸 。當(dāng)曲線b凈光合速率降為零時(shí)，真光合速率是否為零？為什么？本實(shí)驗(yàn)中，在 條件下凈光合速率最大。不論其它因素如何變化，當(dāng)超過一定溫度范圍時(shí)，凈光合速率都會(huì)下降，其主要原因是 。5.有一種測定葉片光合速率的方法半葉干重法，實(shí)驗(yàn)過程如下： 步驟一：選擇同一植株上生長狀況良好、發(fā)育程度相似的葉片若干，葉片主脈兩側(cè)對(duì)稱；步驟二：在葉柄處經(jīng)過處理使篩管的運(yùn)輸有機(jī)物的功能受阻、導(dǎo)管輸送水分和無機(jī)鹽的功能正常，保證實(shí)驗(yàn)中葉片呼吸作用和光合作用正常進(jìn)行；步驟三：剪取葉主脈下半部分的葉片，立即保存于暗處（簡稱暗葉），另一半葉片同主脈保留在枝上給予正常光照（簡稱光葉），控制光葉和暗葉的溫度、濕度一致，開始記錄時(shí)間；步驟四：數(shù)小時(shí)后剪下光葉，從光葉和暗葉上各切取相同大小的葉塊，立即烘干至恒重，分別用分析天平稱重，將結(jié)果記錄在下表中：光 葉暗 葉差 值 干重(mg)分析上述實(shí)驗(yàn)方法并回答問題： 步驟一中選擇生長狀況良好和發(fā)育程度相近的葉片若干做為實(shí)驗(yàn)材料的理由是：若葉片的發(fā)育狀況不同，它的_作用不同；阻止篩管運(yùn)輸功能的目的是： ；步驟四中，光葉與暗葉干重出現(xiàn)差異的原因是 。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照公式X 可以計(jì)算出X值。 葉塊干重差的含義是葉片 。若要計(jì)算單位時(shí)間、單位面積葉片光合作用固定的CO2量（用Y表示），則Y= X（用最簡分?jǐn)?shù)表示即可，葡萄糖和CO2的相對(duì)分子質(zhì)量分別為180和44）。上述計(jì)算測得的光合速率為 （真光合速率/凈光合速率）的值。6.請根據(jù)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小麥的麥穗有無與葉片光合作用速率的關(guān)系，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析。實(shí)驗(yàn)原理：光合作用的速率大小可通過 來確定實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：在適宜的溫度、光照等條件下，觀察并記錄經(jīng)過光照兩小時(shí) ；第二步：_ 第三步：_ 此實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組為 。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出相應(yīng)的結(jié)論本實(shí)驗(yàn)除了題目中涉及到的控制因素外，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論更加科學(xué)和可靠，你認(rèn)為還應(yīng)注意做到_ 7.為證實(shí)“CO2是光合作用合成有機(jī)物的必需原料”，某同學(xué)制定了下列實(shí)驗(yàn)方案：用一適當(dāng)大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽植物和一杯NaOH溶液， 密封不漏氣。將上述植物及裝置放在暗中饑餓，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機(jī)物。暗室內(nèi)裝有紅色安全燈。饑餓一定時(shí)間后，自暗室中取出，照光若干小時(shí)，使其充分進(jìn)行光合作用。取一片葉，放入盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。 將已脫色的葉片取出，平鋪在一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)，用碘碘化鉀溶液，檢測有無葡萄糖的特異顏色反應(yīng)出現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)方案有幾項(xiàng)明顯錯(cuò)誤，請指出錯(cuò)誤并改正。