二轮复习：光合作用与呼吸作用实验专题

1、 色素的提取与分离实验色素的提取与分离实验 光合作用发现有关的经典实验光合作用发现有关的经典实验 影响光合作用因素的相关实验影响光合作用因素的相关实验 探究细胞呼吸方式的实验探究细胞呼吸方式的实验 光合作用速率与呼吸作用速率的测定光合作用速率与呼吸作用速率的测定 例1、（08广东）提取光合色素，进行纸层析分 离，对该实验中各种现象的解释，正确的是（ ） A、未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B、色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析 液 C、提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b D、胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取 液中的溶解度最高 掌握实验原理、方法步骤、注意事项 提取 液 例2

2、、（07广东） （1）甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿 体色素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰 的色素带，其中呈黄绿色的色素带为 。 （2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤 纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带 有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素， 浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的 _ _来判断条带的色素种类。 叶绿素b 吸收光谱 例2、（07广东） （3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预 留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素 降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。根 据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观 点是否

3、正确？ 从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小 相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料， 在相同条件下，再次进行叶绿体色素的提取分离实验， 测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组 成及含量后，得出结论。 例3、（07上海春招）德国学者萨克斯用如下实 验证明绿叶能在光照下产生淀粉：他先将紫苏植株置 于暗处12小时，然后用不透光的纸片遮盖叶片的一部 分，再将植株移到光下照射一段时间后，用酒精脱去 叶片色素，并用碘液染色，结果只有照光部分呈蓝色。 实验中先将植株放在暗处的目的是( ) A、降低叶片蒸腾作用 B、增加叶片呼吸强度 C、消耗叶片中原有淀粉 D、提供叶片对光的吸收能力 光

4、照光照2 2小时小时酒精脱色酒精脱色滴加碘液滴加碘液饥饿饥饿 萨克斯的实验有无对照？自变量是什么？因变量 是什么？ 饥饿处理的目的是什么？酒精脱色起什么作用？ 这个实验除证明光合作用的产物有淀粉外，还证 明了什么? 例4、某校生物研究性学习小组通过下列实验，验 证影响光合作用的因素。 实验步骤： 第一步：用直径为1cm的打孔器打出叶圆片40片 (避开大的叶脉)，抽去其中的气体。 第二步：把抽去气体的叶圆片连同水倒入烧杯中 放在黑暗处备用。 第三步：按下表所示条件进行实验(4只烧杯内叶 圆片数目相等） 第四步：观察记录实验结果。 烧杯光照（lx） 温度（） CO2（%） 16000150.2 2

5、6000250.01 36000250.2 42000250.2 分析回答下列问题： （1）要观察并记录的实验结果是_ _。 （2）3号和4号烧杯的实验是研究_对光合 作用强度的影响，1号和3号烧杯的实验、2号和3号烧 杯的实验依次是研究_和_对光合作用 强度的影响。 烧杯内相同时间上 浮的叶圆片数或叶圆片上浮所需的时间 光照强度 温度CO2浓度 烧杯光照（lx） 温度（） CO2（%） 16000150.2 26000250.01 36000250.2 42000250.2 分析回答下列问题： （3）上述四个烧杯中，释放氧气最多的是_号烧 杯。最先浮起叶片的是_号。 （4）除上述实验中影响光

6、合作用的环境因素外，还 有_等因素也对对光合作用有重要影响。 3 3 水、无机盐 例5、课题小组利用下列装置探究种子萌发时的呼 吸方式。 、装置1用于测定种子萌发时细胞呼吸_ 量。装置2用于测定种子萌发时细胞呼吸_ _。 、如果25下经20分钟读出设装置1和装置2刻度管 中着色液分别向左、向右移动，说明萌发的种子呼吸 方式为_。 氧气的消耗量 二氧化碳释放 量于氧气的消耗量的差值 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 、如果25下经20分钟读出设装置1和装置2刻度管 中着色液分别向左向左移动x和y（mm），说明萌发的 种子细胞呼吸过程中分解的有机物不仅有糖类还有 _。 如果不考虑环境因素引起实验测量误

7、差，要确保实 验数据真实反映种子的呼吸作用，此实验怎样做更严 谨？ 脂肪 种子要消毒，实验装置要灭菌 例6、采用“半叶法”对叶片的光合作用强度进行 测定，其原理是，将对称叶片的一部分（A）遮光，另 一部分（B）不作处理，并用适当方法阻止两部分的物 质转移。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作用强度， 其单位是mg/dm2h。 、请设计一张表格用于记录实验数据（假设实 验选定3片叶）。 、若M= MB MA ，则M表示_。 叶片编号MBMA 1 2 3 平均值 M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作

8、用合成 有机物总量 平均值 答案： 例7、采用黑-白瓶（不透光-透光)法测定池塘群 落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结果见下表，请 据表分析，该池塘一昼夜产生氧和消耗氧量各为多少。 深度 瓶中O2的变化（g/m2） 白瓶黑瓶 1m31 2m21 3m01 4m11 水底33 A.5、7 B.8、7 C.8、11 D.5、11 解析：白瓶中氧的变化为净光合量，黑瓶中氧的变 化为呼吸量，池塘一昼夜产生氧气量为总光合量， 即净光合量呼吸量 例8、右图是探究植物光合 作用速率的实验示意图，装置 中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内 的二氧化碳浓度。该装置放在 20环境中。实验开始时，针 筒的读数是0.2ml，毛

9、细管内的 水滴在位置x。3030分钟后，针筒 的容量需要调至0.6ml的读数， 才能使水滴仍维持在x的位置。据此实验回答下列问题： 以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的 光合作用速率是_mLh。 用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率 为低，原因是：_。 0.8 植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气 3030 假若将该植物的叶肉下表皮涂上一层凡士林，光合 作用的速率会大幅度下降，原因是_ _ _。 如果在原实验中只增加光 照强度，则针筒的容量仍维 持在0.6mL读数处。在另一相 同实验装置中，若只将温度 提升至30，则针筒容量需 要调至0.8mL读数，才能使水 滴维持在X的位置上。比

10、较两 个实验可以得出什么结论_ _。 凡士林阻塞部分气 孔，使供应叶肉细胞的二氧化碳减少，限制了光合 作用的暗反应 实验中光不是限制光合作用 速率的因素，温度才是 1、实验试剂及作用 （1）NaHCO3 提供二氧化碳 （2）NaOH 吸收二氧化碳 （3）石蜡 密封 （4）油层 密封 （5）开水冷却 除去水中的气体 （6）碘液 检验淀粉 （7）重铬酸钾 检验酒精 2、实验材料及方法 （1）绿色叶片碘液染色 观察有无淀粉形成 （2）黑藻（水生植物） 观察气泡（即氧气） 的冒出速度 （3）沉水叶圆片上浮法 观察叶圆片上浮速度 和数量（气体变化） （4）黑-白瓶法 测气体变化（如氧气） （5）半叶法

11、测定干重变化 （6）密闭容器内气体体积变化量 测光合作用 与细胞呼吸速率。 （7）同位素示踪验证光合作用中O、C元素去向 1、（06全国卷I）为了验证叶片在光合作用和呼吸 作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材 料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上， 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预 测结果进行分析。 实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、 NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养 箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气 中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。 实验步骤和预测实验结果： （1）剪取两小块相同的烟草

12、叶片，分别放入盛有等 量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均 浮在液面上。 （2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间 隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试 管底部。 （3） 分析预测的结果： 答案： （3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间。 结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍 在试管底部。 （4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结 果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在 试管底部。 解答此题时易出现的错误： 先验证细胞呼吸消耗气体。由于步骤（2）中已使 叶片沉底，因此只能先验证光合作用产生气体。 分析预测的结果：

13、 （1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出 的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片 上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧 呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。 （2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了 叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细 胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行 有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底 部。 注意： 在分析光合作用产生氧气时，不要忽略细胞呼吸 消耗氧气；在分析细胞呼吸消耗氧气时，不要忽略细 胞呼吸产

14、生二氧化碳。 2、（06江苏）为了调查太湖某一水层是否有自 养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗 氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率 来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化 值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值 （以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶 解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表 示）。请完成下列实验。 （1）实验步骤： 用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶 并密封，剩余水样用于测 ； 将黑、白瓶 ； _。 （2）设计记录所测数据的表格。 （3）预测实验结果并分析。 挂回原水层挂回原水层 溶

15、解氧浓度溶解氧浓度 24h24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度后取出黑、白瓶测溶解氧浓度 编 号白 瓶黑 瓶 项 目l23平均123平均 24后溶氧量 原初溶氧量 若WDO- BDO0，则有自养生物；若WDO- BDO=0，则无自养生物； 若WDO0则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。 3、为探究环境因素对光合作用强度的影响，多个 兴趣小组设计实验进行研究。 实验材料和用具：100mL量筒、20W至500W的台灯、 冷开水、NaHC03、黑藻等等。 实验步骤： 准备6套如图所示装置， 编号为1- 6。在瓶中各加入 约500mL001gmLNaHC03溶 液后用冷开水充满。 排水管 止气夹 止水夹 排水管 量筒广口瓶 黑藻 木塞 取6等分黑藻分别放入1- 6 号装置。 将6套装置放入暗室中，然 后用20W、50W、75W、100W、200W 和500W的台灯等距离地分别照射 1- 6号装置，观察气泡的产生情况。 30min后停止光照，测量光合作用释放的O2体积。 实验结果： 排水管 止气夹 止水夹 排水管 量筒广口瓶 黑藻 木塞 对该实验进行分析，回答有关问题： (1)该实验中的自变量是 。列出实验中的 两个控制变量(无关变量)： _ 。 (2)根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何 读出的? (3)将实验处理结果在右边的坐标里绘成柱形图。 光照强度