高中生物课本隐性实验

1、一、光合作用的探究历程资料一：海尔蒙特的盆栽柳树苗（给予浇水）的实验。问题：为什么经过五年时间，柳树增长了80多千克，而土壤却只减少了100克的少呢？实验结论：光合作用与水和空气有关英国普里斯特利实验实验一：将点燃的蜡烛单独放在密闭的玻璃罩内，蜡烛容易熄灭； 将小鼠单独放在玻璃罩内，小鼠容易窒息而死；实验二：将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；实验三：将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死；结论：植物能够更新空气。（他没发现光在植物更新空气的作用）德国萨克斯实验实验材料一张绿色叶片分   析一半另一半设置对照实验前处理放在暗处若

2、干小时消除无关因素干扰实验处理暴光遮光施加实验变量一段时间后，脱色，用碘蒸汽处理控制其他变量现象变蓝不变蓝反应变量结论光合作用需要光 例题 图示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明（ ） 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放出氧气 光合作用制造淀粉 A.B.C.D. 美国科学家恩格尔曼实验用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵，通过显微镜观察发现，好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时

3、装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。恩格尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。为什么用水绵-水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 为什么用好氧细菌-可以确定释放氧气多的部位 为什么在没有空气的环境中-排除了氧气的干扰 为什么在黑暗环境中-排除了光的干扰 为什么用的是极细的光束-使叶绿体上可分为有光和无光部位形成对照实验；还可使叶绿体上分为光多和光少的部位形成对比实验 为什么临时装片要重新暴露在光下-反过来再一次验证实验结论 恩格尔曼实验结论：氧是由叶绿体发出的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所美国科学家鲁宾和卡门做的同位素标记法实

4、验。首先用氧的同位素18O分别标记 H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用的实验：取两支干净的试管，标记为A、B，分别向A、B两试管中加入等量的小球藻，向A试管的小球藻提供H218O和CO2；向B试管的小球藻提供H2O和 C18O2。在相同的条件下，对两组光合作用实验释放出的氧气进行分析，实验结果表明，第一组释放的氧全部是18O2，第二组释效的氧全部是O2。结论：光合作用过程中释放的氧全部来自水。二、证明DNA是遗传物质的实验实验思路：实验过程中必须想办法将蛋白质与分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。（一）肺炎双球菌的转化实验 1）.肺

5、炎双球菌的转化过程（格里菲思）试验目的：研究DNA和蛋白质中谁是遗传物质。试验原理：S型肺炎球菌能使人患肺炎或使小动物患败血症;R型肺炎球菌对人和动物基本无影响。发现问题：蛋白质、DNA是遗传物质？实验验证：用高温让蛋白质失去活性，看是否还能作为遗传物质。格里菲斯的实验：R型活细菌注射小鼠不死亡；S型活细菌注射小鼠死亡；S型死细菌+小鼠不死亡；R型活细菌+S型死细菌混合注射小鼠死亡1、格里菲思采取“加热杀死”的目的是针对当时“认为蛋白质在遗传中起决定作用的物质”，蛋白质在高温状态下易变性的特性。2、加热杀死的要求：温度为60度左右，不能太高。只能是使蛋白质变性，而转化因子结构相当稳定，结构没有

6、被破坏，具有一定的功能。3、S型细胞的“转化因子”能够与R型细胞的DNA重组，并能利用R型细菌的化学成分，合成自身的成分，并组成S型细菌。 用上述三条，就可以解释实验和。 结论：在第四组实验中，已经加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子”。S型菌体内含有转化因子。2）证明遗传物质是DNA的实验（艾弗里，1944）发现问题：转化因子是什么？实验验证：将S型细菌中的物质进行分离，分别看它们能否转化。结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。肺炎双球菌的体外转化试验中，艾弗里发现DNA的纯度越高，转化就越有效。练习：1肺炎双球菌有多种，其中一种叫R型细菌，菌体无多糖类荚

7、膜，是无毒性的；另一种叫S型细菌，菌体有多糖类荚膜，是有毒性的，可使人患肺炎或使小鼠患败血症而死亡。艾弗里和他的同事用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质。他们用到的实验材料、用具有：R型细菌、S型细菌、DNA酶、培养基、培养皿等。艾弗里和他的同事先做了以下四步实验： 对S型细菌的物质提取分离得到蛋白质、多糖和DNA S型细菌的蛋白质+R型活菌R型菌落 S型细菌荚膜的多糖+R型活菌R型菌落 S型细菌的DNA+R型活菌S型菌落+A (1)依据题干表示方法，可推断中的A表示_， (2)艾弗里和他的同事后来发现上述三步实验还不能严密验证DNA是遗传物质，因为当时提取的DNA中含有少量的蛋白质，为此，他们又

8、做了第五步实验，请依照的表达方式写出第五步实验的操作方法： _，他们观察到的实验结果是_。 (3)依据第和第两组实验，你认为S型细菌的DNA能否通过R型细菌的细胞膜?_，转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这说明“转化因子”在宿主细胞中_。 （4）上述实验中，证明遗传物质的最关键的实验设计思路是_。这一思路的实验，需要的技术手段有_。答案1R型菌落2 R型细菌的DNA+S型活菌 S型菌落+R型菌落 3 能通过 复制并表达 4 控制变量 离心分离出各种物质（二）噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希，1952）发现问题：艾弗里的分离出的DNA纯度不高，可信度低。 实验验证：最好能找一种生物，DNA

9、和蛋白质自然分开，这样可单独观察二者的作用。 在此过程中，合成最主要的：此实验的原理与上面两个实验的原理都很相近。都是利用别的细菌（前者是R细菌，后者是大肠杆菌）的化学成分，合成自身的物质。 所用的生物技术：1、同位素标记法：S35标记蛋白质，P32标记DNA。 2、差速离心法：较轻：T2 噬菌体颗粒（实际上的蛋白质外壳）；较重的是：被感染的细菌（是刚组装好的，还没有释放的细菌）。 采取的办法：在被感染的细菌未裂解释放之前离心！结论：噬菌体前后代形状的遗传是靠DNA来完成的、DNA是遗传物质。 (1) 用32P标记的一个噬菌体侵染大肠杆菌，待细菌解体后，检测到256个噬菌体放出，则所释放出的噬

10、菌体中，含32P标记的噬菌体与含31P的噬菌体的比例为_，在此试验之前，怎样才能使噬菌体的DNA标记上32P？(2) 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具很高的放射性,但实验数据和理论数据之间有较大的差异，分析原因： 在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离这段时间过长，会使上清液的放射性含量_，其原因是_ 在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是否是误差的来源？理由是_ (1) 比例为1128。(2)，噬菌体侵染细菌的过程，侵染细菌的噬菌体其蛋白质外壳留在了外部，如果培养的时间过长，子代噬菌体从细菌体内释放出来离心后也会存在于

11、上清液中，致使上清液的放射性增高；如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌的内部，离心后也会存在于上清液致使上清液的放射性增高。 三、激素调节的发现关于胰液分泌是如何调节的这个问题，在19世纪，学术界普遍认为是胃酸刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。法国学者沃泰默做过这样一组实验： 稀盐酸上段小肠肠腔分泌胰液 稀盐酸狗的血液中不分泌胰液 稀盐酸上段小肠肠腔（切除通向该段小肠的神经，留下血管）分泌胰液 沃泰默的解释：这是一个十分顽固的神经反射。之所以说它顽固，是由于小肠上微小的神经难以剔除干净。斯他林和贝利斯的假设在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生了一种化

12、学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。斯他林和贝利斯的实验过程： 把狗的小肠剪下，刮下黏膜，将黏膜与稀盐酸混合加砂子磨碎，制成提取液。将提取液注射到同一条狗的静脉中。 结果：促进胰腺分泌胰液。 结论：小肠能够分泌一种化学物质促进胰腺分泌胰液，这种物质被称为促胰液素。（一）资料分析：促胰液素的发现1、沃泰默实验：实验动物：_实验过程中利用稀盐酸的目的是模拟人体_流入小肠，对小肠上皮细胞形成刺激。结论：胰液分泌是一个十分顽固的_，原因：小肠上微小的_难以剔除干净。讨论：你同意他的解释吗？_。明确：由于他缺乏质疑，囿于定论，没有进一步大胆假设，失去

13、了成功的机会。2、斯他林和贝利斯实验：结论：在_的作用下，小肠黏膜产生了促进胰液分泌的_，并将这种物质称做_。总结：_是人们发现的第一种激素。这一发现使人们认识到，人和动物的生命活动，除了受_的调节个，还存在另一种调节方式_。生长素的发现：生长素是最早发现的植物激素。1880年英国的达尔文在用金丝雀薏草研究植物的向光性时发现，对胚芽鞘单向照光，会引起胚芽鞘的向光性弯曲。切去胚芽鞘的尖端或用不透明的锡箔小帽罩住胚芽鞘，用单侧光照射不会发生向光性弯曲。因此，达尔文认为胚芽鞘在单侧光下产生了一种向下移动的物质，引起胚芽鞘的背光面和向光面生长快慢不同，使胚芽鞘向光弯曲。1928年荷兰德温特把切下的燕麦

14、胚芽鞘尖直与琼胶块上，经过一段时间后，移去胚芽鞘尖把这些琼脂小块放置在去尖的胚芽鞘的一边，结果有琼胶的一边生长较快，向相反方向弯曲。这个实验证实了胚芽鞘尖产生的一种物质扩散到琼胶中，再放置于胚芽鞘上时，可向胚芽鞘下部转移，并促进下部生长。后来Went首次分离鞘尖产生的与生长有关的物质，并把这种物质命名为生长素。1934年荷兰的Kogl等人从人尿中分离出一种化合物，加入到琼胶中，同样能诱导胚芽鞘弯曲，该化合物被证明是吲哚乙酸。随后Kogl等人在植物组织中也找到了吲哚乙酸（indoleacetie acid简称IAA)。 小结：植物生长素的发现体现了科学研究的基本思路：A.提出问题，做出假设，设计

15、试验，得出结论B.试验中体现了设计试验的单一变量原则；达尔文试验的单一变量是尖端的有无，温特试验的单一变量是琼脂是否与胚芽鞘尖端接触过。从实验目的和在科学中认识的作用来看，达尔文的实验属于_探索性实验_（填“探索性实验”或“验证性实验”），温特的实验属于_验证性实验_（填“探索性实验”或“验证性实验”），温特的实验的可信之处在于他的试验中运用了_分开解决_的科学办法，即在实验中只采选一个可变因素，这一可变因素是 琼脂块中是否有生长素光合作用、呼吸作用、能量流动影响光合作用的因素内部因素： <1> 色素：1. 叶绿素对光的吸收：叶绿素在红光和蓝紫光处有两个吸收高峰 2. 类胡萝卜素对

16、光的吸收：类胡萝卜素只在蓝紫光区有吸收高峰分析：由于在蓝紫光区，叶绿素b比叶绿素a有更强的吸收高峰， 而且类胡萝卜素也在蓝紫光区有吸收高峰因此，在阴暗处，短波长的光较多，所以，阴生植物中， 叶绿素b和类胡萝卜素的含量较高。3. 练习1：如下图，请分析A，B曲线分别代表什么色素？外部因素：（1） 光照强度 图象（如图） 关键点含义A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的C02量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强B点为光补偿点，此时光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳量相等 BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强到C点以上

17、不再加强了。称C点为光饱和点。 应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示、间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关  （2）光照面积 图象（如图） 关键点含义OA段表明随叶面积的不断增大。光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点，随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加OC段呼吸量不断增加，所以干物质积累量不断降低，如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点，若超过C点，植物将入不敷出，无

18、法生活下去。 应用适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。（3）CO2浓度和矿质元素 图象（如图） 关键点含义CO2是光合作用的原料，矿质元素直接或间接的影响光合作用，在一定范围内，随CO2和矿质元素的增多，光合作用速度逐渐提高，但到A点，即CO2和矿质元素达到饱和，光合作用不再随CO2和矿质元素浓度的提高而增加。但当CO2浓度升高到浓度很高时影响了植物的呼吸作用，而导致光合作用下降。矿质元素浓度在很高时，也会影响光合作用速度。如氮肥过多，会造成农作物徒长倒伏。矿质元素过高还会造成细胞质壁分离，影响细胞的生

19、命活动。 应用“正其行，通其风”，温室内充CO2，即为提高CO2浓度、增加产量。合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，增加光合作用速率。矿质元素的影响：矿质元素直接或间接影响光合作用。一定范围内N、P、K等矿质元素越多，光合速率越快。N是构成叶绿素、酶、ATP等的元素；P是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成；Mg是构成叶绿素的元素。（4）温度 图象（如图） 曲线分析：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在1035下正常进行光合作用，其中AB段(1035)随温度的升高而逐渐加强，B点(35)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50左右光合作用完全停止。温度：植物

20、所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如下图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。应用冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培又可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室的温度，以降低呼吸作用，保证植物有机物的积累。（5）叶龄 图象（如图） 关键点含义OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶 内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。

21、AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。 应用农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物。（6）多种因素的影响 图像（如图） 关键点含义P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子。要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子。 应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用中酶（特别是光反应酶）的活性，提高光

22、合速率，同时适当充加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度，以提高光合速率。总之，可根据具体情况。通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的。1光合作用强度表示方法基本(1)单位时间内光合作用产生糖的数量。(2)单位时间内光合作用吸收CO2的量 (3)单位时间内光合作用放出O2的量6 必需矿质元素供应对光合作用的影响 应用：合理施肥。7 水对光合作用的影响影响：水尽管是光合作用的原料和化学反应的介质，但是水对光合作用的影响在多数情况下是间接影响。缺水导致气孔关闭，限制CO2进入叶片；缺水引起叶片内淀粉水解加强，可溶

23、性糖过多，光合产物输出缓慢等。应用：预防干旱，合理灌溉。8多因子对光合作用速率影响的分析 (1)曲线分析P点时限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子随其因子的不断加强，光台速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子， (2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当充CO2。，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加CO2浓度来提高光合速率，以达到增产的

24、目的。 影响呼吸作用的因素：温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。 氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不足直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。CO2：增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。 三、碳循环和能量流动 1碳循环 碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和CO2；在生物群落中的存在形式是含碳有机物；在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的，在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的。 CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用。生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O，归还到无机环境中

25、。 2能量流动能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。流入生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。能量流动的渠道是食物链和食物网。流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流入了羊体内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣的能量则未进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。一个营养级的生物所同化着的能量一般用于4个方面：一是呼吸消耗；二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中；三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉；四是流入下一个营养级的生物体

26、内。在生态系统内，能量流动与碳循环是紧密联系在一起的。 研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流动向对人类最有益的部分。生态系统功能：能量流动、物质循环、信息传递一、生态系统中信息的种类1、物理信息 2、化学信息 3、行为信息二、信息传递在生态系统中的作用1、生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。2、信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。三、信息传递在农业生产中的应用1、提高农产品或畜产品的产量 2、对有害动物进行控制【典例1】 图是光合作用和细胞呼吸过程简图，请据图分析回答：(1)写出图中、所示生理

27、过程的名称：         ；                 。 (2)图中、生理过程在细胞内进行的场所是              ；       

28、60;              。(3)图中和所示的生理过程都是                    如果消耗等量的葡萄糖，或过程所释放的能量与过程相比数量      。(4)如果用(CH20)表示糖类，则图中过程化

29、学反应式可以概括为            。【典例2】如图表示在不同条件下，光合作用速度的变化曲线，试分析：(1)C与B相比较，光合速度慢，这是因为            。(2)A与B相比较，光合速度快，原因是           。但是，在弱光下，两者光合速度基本相同，这是因

30、为                                     。(3)综上所述，限制光合作用速度的因素有           

31、    ，在强光下，限制光合作用的因素是                  【典例3】 硫细菌在有氧条件下，能将H2s等氧化，并利用这一过程放出的能量来合成有机物，硫细菌的这一新陈代谢类型属于 A自养需氧型   B自养厌氧型   C异养需氧型    D异养厌氧型【能力提高】1绿叶中色素的提取和分离实验结果中，在滤纸条