【生物】2020届一轮复习人教版第三单元素能提升课3　光合作用的相关实验作业

【生物】2020届一轮复习人教版第三单元素能提升课3　光合作用的相关实验作业

素能提升课3　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 本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。‎ ‎3．黑白瓶法测定藻类植物的光合速率 ‎(1)“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”‎ 给予光照，测定的是净光合作用量。总光合作用量(强度)＝净光合作用量(强度)＋有氧呼吸量(强度)。‎ ‎(2)有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。‎ ‎(3)在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量—黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。‎ ‎4．半叶法测定高等植物的光合速率 本方法又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量，常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时，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]　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·dm－2·h－1。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6 h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6 h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6 h有机物的总产量(B叶片被截取部分在6 h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6 h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 ‎(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 ‎1．(2019·武汉重点中学联考)把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用下图装置进行实验。该实验不能用于验证(　　)‎ A．光合作用需要CO2　 B．光合作用能产生O2‎ C．光合作用需要光 D．光合作用需要叶绿体 解析：下部叶片的实验可用于验证光合作用需要CO2‎ ‎，左下叶片可用于验证光合作用需要光，左上部叶片可用于验证光合作用需要叶绿体。都不能验证光合作用能产生O2。‎ 答案：B ‎2．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是(　　)‎ 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 ‎4.9 mg ‎5.6 mg ‎3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg 解析：丙瓶内无光，其中的浮游植物只进行呼吸作用，产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质，A错误；丙瓶消耗的氧气可代表浮游植物的呼吸消耗，约为4.9－3.8＝1.1 mg，B正确；乙瓶植物光合作用产生O2，CO2减少，丙瓶植物消耗O2，CO2增多，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误；乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为净光合作用释放氧气量＋呼吸作用消耗氧气量＝5.6－4.9＋1.1＝1.8 mg，D错误。‎ 答案：B ‎3．(2019·天津模拟)将一株小麦密闭在无色玻璃钟罩内(钟罩体积为V L)，在室内调温25 ℃，给予恒定适宜的光照60 min，然后遮光处理60 min。全程用CO2传感器测定钟罩内CO2‎ 浓度的变化，得到图乙曲线。‎ ‎(1)若要获得小麦的真正光合速率，________(填“需要”或“不需要”)另设对照组。0～60 min小麦的真正光合速率为________μmol CO2/V L．h(V是钟罩体积)。‎ ‎(2)实验10 min时，小麦叶肉细胞进行光合作用所需CO2的来源是___________。在停止光照的瞬间叶绿体内C3的含量__________。‎ ‎(3)假定玻璃钟罩足够大、CO2充分，在夏季的晴天将上述装置放到室外进行24 h测定，得到图丙曲线。解释的图丙曲线没有图乙曲线“平滑”的主要原因是____________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)图丙中12 h～14 h光合作用速率明显下降。分析其原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)前60 min测定净光合速率，后60 min测定呼吸速率，不必另设对照。真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率：(2 000—800)＋(1 200－800)＝1 600。(2)光合作用旺盛，叶绿体需要较多CO2，包括线粒体供给和胞外吸收。停止光照，缺少NADPH和ATP，不能还原C3。(3)早晚和中午的温差较大，导致光合速率出现波动。(4)‎ 夏天13 h气温过高，保卫细胞失水过多，导致气孔关闭。‎ 答案：(1)不需要　1 600　(2)线粒体供给和胞外吸收　增多(或升高)　(3)室外温度变化较大，室外光照强度不恒定　(4)环境温度高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2供应不足 ‎4．(2019·深圳模拟)某研究性学习小组完成了下面两个实验。‎ 实验1　包括以下三组实验。‎ 第一组：取一个三角瓶，编号为①，加入100 mL富含CO2的清水；适宜温度下水浴保温；放入用直径为1 cm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100 mL普通清水，其余处理与第一组相同。‎ 实验2　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1、2回答下列问题：‎ ‎(1)实验1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1预期结果：叶圆片上浮最快的是第________组。‎ ‎(4)实验2中A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 ‎5．(2019·惠州模拟)下图是取生长旺盛、状态一致的新鲜绿叶，用打孔器打出若干圆片，平均分成四组，各置于相同的密闭装置内，其他条件相同且适宜的情况下，分别置于四种不同温度下(t1、t2、t3、t4)，测得相同光照时间后各装置O2的增加值及黑暗条件下的O2消耗值。回答下列问题：‎ ‎(1)本实验中能减少实验误差保证实验的可信性的措施有________________________(答两点即可)。‎ ‎(2)t1温度比t2温度条件下C3化合物的合成速率________________(填“大”或“小”)。‎ ‎(3)t4温度条件下的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)t3温度条件的光合速率。‎ ‎(4)若在该光照条件下探究新鲜叶片积累有机物的最适温度，你的实验设计思路是__________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)依题意可知：本实验的自变量是不同温度，因变量是光照条件下各装置O2的增加值及黑暗条件下的O2‎ 消耗值。为了能减少实验误差，保证实验的可信性，无关变量应控制相同，因此相应的措施有：生长旺盛、状态一致的叶圆片、新鲜绿叶均等分组、相同的光照时间、相同的光照强度等。(2)装置O2的增加值＝叶圆片光反应的O2产生值－呼吸作用的O2消耗值。柱形图显示，相比于t1温度条件下，t1温度条件下的O2增加值低，说明t1温度条件下光反应速率低，产生的[H]和ATP少，因此C3化合物的合成速率小。(3)黑暗条件下O2的消耗值表示呼吸速率，光照条件下的O2增加值表示净光合速率，而净光合速率＝光合速率－呼吸速率。t3、t4温度条件下的净光合速率依次是12.2 mg·h－1和12.0 mg·h－1，呼吸速率依次是8.0 mg·h－1和12.0 mg·h－1，进而推知：光合速率依次是20.2 mg·h－1和24.0 mg·h－1，可见，t4温度条件下的光合速率大于t3温度条件的光合速率。(4)新鲜叶片积累有机物的量的多少取决于净光合速率的大小，净光合速率越大，新鲜叶片积累有机物的量越多，若在该光照条件下探究新鲜叶片积累有机物的最适温度，则自变量是不同温度，因变量是光照条件下各装置O2的增加值，因此实验设计的思路是：在一定温度范围内，设置一系列温度梯度的实验，测定该光照强度下的各温度条件下O2的增加值，O2增加值峰值所对应的温度即为最适温度。‎ 答案：(1)生长旺盛、状态一致的叶圆片、新鲜绿叶均等分组、相同的光照时间、相同的光照强度　(2)小　(3)大于 ‎(4)在一定温度范围内，设置一系列温度梯度的实验，测定该光照强度下各温度条件下O2的增加值，O2增加值峰值所对应的温度即为最适温度