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植物光合作用范文1
关键词：光合作用；检测；高中生物；方法
高中生物中关于植物光合作用的知识点主要分布在普通高中课程标准试验教科书《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”对光合作用的探究历程做了大致的介绍，并具体介绍了几种验证光合作用产物的方法。然而笔者总结了历年的高考试题以后发现，关于检测植物光合作用的方法考查方法，笔者经过整理以后将几种常用的定性和定量的验证光合作用的方法汇集在一起进行了总结。
一、“半叶法”
“半叶法”在高中教材《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”中就有提到。这个方法最早出现在初中生物教材中，用于定性地检测光合作用的产物。高中阶段对检测植物光合作用的相关知识点进行了进一步的考查，并对该实验进行了改进，具体改进方法是：（1）方法上直接用碘蒸气处理叶片，观察叶片颜色的变化；（2）用银边天竺葵代替天竺葵，进行如上实验，主要探究植物进行光合作用的条件――光合色素和光照。（3）该实验设计中对照组和实验组的判断：曝光部分为对照组，遮光部分为实验组。由此进行植物光合作用及相关条件的检测。
二、“同位素标记法”
20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。这种方法在高中教材中用途颇广，例如，探究分泌蛋白的合成及分泌过程、探究噬菌体的遗传物质、探究DNA半保留复制的方式等。此法的关键之处是用具有放射性的同位素替代原物质中的某种元素，通过对放射性物质的检测大致推测该物质的行径。
卡尔文正是利用该方法验证了光合作用中各种物质转化规律。高中阶段所考查的内容比较简单，经常考查的知识点大概有以下几个：（1）探究光合作用中O2的来源。该探究过程中需设计两组实验：第一组用18O标记H2O，CO2用正常的16O；第二组用18O标记CO2，H2O则用正常的16O。通过收集到的O2是否具有放射性初步推测其来源。通过该方法验证了光合作用产生的O2来源于H2O。（2）探究光合作用中CO2的去向。该实验用14C标记CO2，通过对放射性物质的检测，探明了CO2中C的转化途径：CO2C3（CH2O）。
高中阶段常用的放射性元素及其标记的物质除了上述两种外，还有用32P标记DNA和35S标记蛋白质验证遗传物质、用3H标记氨基酸探究蛋白质的合成及分泌过程、15N标记DNA验证半保留复制等。
三、“黑白瓶法”
植物光合作用范文2
由上述可推知：绿色植物光合作用形成的有机物是含有碳的。果真如此吗?做下面所述的实验，就可看到黑色的“炭”(碳元素的一种单质)而得以证明。
实验材料
淀粉――用麦粉或米粉或其他含淀粉的种子代、蔗糖、纤维素――用纸纤维(如吸水纸)或棉花代、胶把钳(或试管夹)、炉火(或酒精灯火焰)，木炭1块、纸槽(或角匙)废铝质易拉罐3只(分别用钳撕开盖皮，洗净，晾干备用) (或玻璃试管3支)。
实验操作
1，取少量淀粉(面粉)，放入易拉罐底部，然后用胶把钳夹住罐盖皮(如图2所示)，放在炉火上加热，直至冒出烟雾一段时间冷却后，观察罐底部遗留物质的颜色、状态。
2，取少量蔗糖放入另一易拉罐底部后，重复上面“1”所述的操作：
3，取一团纸纤维放入第三只易拉罐底部并塞紧，再复重上面“1”所述的操作。
最后再将易拉罐底部遗留的物质，分别与木炭对照观察分析。
分析与结论
提示：根据观察到的现象作出淀粉、蔗糖、纤维素等均含有碳的结论。
说明
植物光合作用范文3
阳光是一种复色光，绿叶在阳光下进行光合作用，其产物主要是淀粉和氧气。我用日光灯替代阳光，在灯箱反应室做实验，发现绿叶也能进行光合作用，制造出淀粉。实验的成功，促使我产生了更新的想法：如果用白光分离出的单色光照射绿叶，是否也能探究单色光产生光合作用的效果呢？
我利用发光颜色不同的LED灯珠作光源，制作出红光、蓝光、白光、红蓝光（混色）、黄光、绿光、紫光等7种不同颜色的光照反应室。每个光室成独立空间，关闭电源能变成暗室。为保证光照强度，在每个光室的灯座中都装有60粒同色的LED灯珠，四周墙面装有反光镜，室内光线分布均匀，光照强度明显。创造这样的条件，用制作的装置，尝试探究不同颜色的单色光对植物光合作用的影响。同时，这套装置还能验证CO2对植物光合作用的影响。实验装置实物见图l。
探究方案
探究时，利用淀粉遇碘酒变蓝的原理，检验淀粉的存在；用沉降于水中绿色小叶片上浮水面，判断氧气是否产生。两实验均与对照组进行比较，得出结论。
实验一：检验叶片在不同颜色光照下，产生淀粉量的多少。向实验的叶片滴加碘酒，通过叶色变化程度判断。
主要步骤如下：将离体培养的植物叶片，暗处理24h后分别置入各个光室，用不同色单色光照射5h，然后取出叶片，用碘酒检验叶片中含有淀粉的量，根据颜色变化进行比较，看出哪些光源对植物光合作用明显，哪些不明显。
实验二：用菠菜制成圆形的小叶片，将其沉降于水底，放到光室里，相同时间内，比较各个光室绿色小叶片上升数量，判断各光室氧气释放量的差别。
实验装置还能验证CO2对植物光合作用有无影响。在装置中，有一个CO2制取室。反应产生的CO2经过气道通向每个光室，以此，结合实验一补充实验，进一步验证CO2对植物光合作用的影响。
实验设计及结论
实验一：检验植物通过光合作用，产生淀粉。步骤如下。
将同种植物7个离体培养的叶片置入光室进行暗处理24h，然后进行光照5h后取出。
对各个叶片进行酒精脱色、漂洗、滴加碘酒，放置一段时间，观察叶片颜色的变化。
观察结果后得知：不同颜色光对植物光合作用中制造淀粉有影响。白光、红蓝光、红光、蓝光、紫光对植物产生光合作用明显；黄光、绿光对植物产生光合作用不明显。
实验二：检验植物通过光合作用，产生氧气的量。步骤如下。
取新鲜的菠菜叶子，用直径为lcm的钢笔帽筒，打出小圆形叶片40～50片（注意避开大的叶脉）
将圆形叶片置于注射器针筒内，并将注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，促使小圆形叶片内的气体排出。这一步骤可重复多次。
将排出内部气体的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满水，所以会全都沉到水底。
把沉降到清水中的小叶片取出，平均分布到装有清水的8个小烧杯中（每烧杯有5片沉降小叶片），将小烧杯放进各个光室里，开始计时，观察小叶片上升情况，比较结果列表。
实验时可观察到上升的小叶片边缘出现许多小气泡，长时间后，在烧杯内壁上也出现气泡（见图2），推测气泡可能是叶片光合作用产生的氧气。
从实验现象可知：不同颜色光对植物光合作用产生的氧气量也有影响：白光、红蓝光、红光、蓝光、紫光对植物产生光合作用明显，产氧量大；黄光、绿光对植物产生光合作用不明显，产氧量小。
经过实验一、实验二的检验，从植物光合作用的2种产物分析，2个实验的结论基本一致，说明装置能够进行单色光对植物光合作用影响的实验，在教学中有帮助作用，具有可操作性。
实验装置的创新点
用离体培养的叶片充当实验材料，能节约空间。
能研究单色光对植物光合作用的影响。
能验证CO2对植物光合作用有无影响。
作品完善的进一步设想
选用更合适的植物叶片作材料，让实验现象更加明显。
寻找更好的检测方法，让实验现象的观测由定性向定量转化。
增加光室单色光源和混色光源种类，让实验更富有探究性。
该项目获得第30届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科教制作类一等奖。
植物光合作用范文4
1 探究背景
（1）生物传感器：
生物传感器是近几十年内发展起来的一中新的传感器技术，各种生物传感器都具有以下共同特点：包含一种或多种生物活性材料及能把生物活性表达的信号转化为电信号的物理或化学传感器，两者结合在一起，用现代化微电子的自动化仪表进行生物信息再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。
（2）测量原理：
在各实验装置中，通过改变某一自变量研究光合作用强度大小，光照度传感器溶氧传感器电极置于实验瓶内，将测得瓶中溶解氧浓度的变化值传送至数据采集器接口进行实验数据的记录和分析。
（3）知识背景：
光合作用的实质是植物利用光能，把水和二氧化碳合成有机物同时释放氧气的过程，其中影响植物光合作用强度的环境条件有：二氧化碳浓度、光质、光强度、温度、酸碱度等。实验中设置不同自变量，利用水生蜈蚣草在进行光合作用过程中产生的氧引起水中溶解氧含量的改变，从而反映出相应环境因素对光合作用的影响。
2 实验设备和材料
带USB接口的计算机，数据采集器，光照度传感器、溶氧传感器，朗威DISLab软件，大小、苗岭、长势相同的水生蜈蚣草多株，光源，可密封玻璃瓶，水浴锅，自来水，冷开水，质量分数为0.125%的NaHCO3溶液，质量分数为15%的HCl溶液，质量分数为15%的NaOH溶液等。
3 实验步骤
3.1学生准备
将全部学生均分为10组，其中每两组实验内容相同。全组成员分工合作，各司其职。
3.2进行实验
（1）材料预处理。将选好的等量水生蜈蚣草分别置于3只实验瓶内，放在暗箱内一夜。
（2）连接计算机、数据采集器及溶解氧传感器、光强度采集器，打开计算机，进入实验软件系统。点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示溶解氧数值及光照度数值。
（3）分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内，待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度初始数据。
（4）记录数据，实验数据见表1～表5
（5）实验数据分析：
①自来水和冷开水中溶解氧数值均下降，说明植物呼吸作用强度大于光合作用强度，且无二氧化碳时植物光合作用几乎不能进行。
②蓝光照射时光合作用强度大于红光照射，红光照射时光合作用强度大于绿光照射时。
③在一定光照强度范围内，植物光合作用随光照强度的增加而增强。
④温度较低，植物光合作用强度较温度适宜时弱，但当温度过高时植物光合作用强度急剧下降。
⑤实验瓶中加酸或碱时植物光合作用强度下降，且加酸后植物光合作用为负增长。
4 交流与扩展
植物光合作用范文5
关键词：生物课堂教学；素质教育
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）13-185-01
素质教育是一种全新的教育思想和教育观念，它以提高全民族整体素质为目标，以激发学生学习的主体意识、充分发挥学生的学习积极性和主动精神为切入点，挖掘学生的内在潜能，发展学生的个性特长。在高中生物教学中不仅要重视生物学知识的教学，更要通过科学探究过程的教学，通过科学态度、情感与价值观的渗透，通过科学、技术与社会关系的深入剖析等诸方面来对学生进行科学素质教育。结合《能量之源――光与光合作用》一节内容，我将自己在生物课堂教学中探索贯彻素质教育的体会，浅谈如下：
一、通过光合作用发现史教学，培养科研能力
教材在《能量之源――光与光合作用》一节中是通过几个经典实验讲述了光合作用发现的过程。这一历时200多年的科学探索发现史，充分揭示了生物科学是一门实践性极强的学科。观察、分析、实验是生物学科的基本研究方法。教学时，我用精美的多媒体动画、简明的图表式板书及一个个精彩的小故事“追根溯源”，引导学生沿着科学家的研究历程，循着科学家的思维方式和研究方法去接受、理解和掌握知识。以此激发学生的求知欲望，培养学生的思考力、判断力、表现力等。而教学的重点是经典实验中科学家的设计思路和方法。例如，在介绍恩格尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时，我简要介绍了水绵的生理特征之后，先请学生自己阅读“实验过程”，然后提出问题：此实验设计的巧妙之处在哪？学生们马上就联系先前所学的对照实验设计原则等知识，指出对照组和实验组设计的意图，但却忽略了“实验材料选择的重要性”这个问题。我继续引导学生结合水绵的结构特点进一步思考，学生马上考虑到：水绵具有细而长的带状叶绿体，叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布，这样的叶绿体不仅受光面积大，也便于观察、分析和研究。这样，不仅拓宽了学生的思路，而且使学生清醒地意识到选择合适的实验材料也是实验成败的关键因素之一。除此之外，通过了解光合作用发现史中诸位科学家成功的实验探究过程，也引导学生总结归纳出生物科学研究的基本过程：提出问题作出假设设计实验实施实验分析结果再实验再观察，直到找出事物内在的规律。把生命科学史引入生物学教学，能使学生在学习知识同时，感悟到科学家们的探索精神、科学方法和严谨治学的态度，体验到科学是一个开放的、不断发展和创新的过程。
二、利用能量守恒定律和同位素标记法，培养多学科的综合能力
在《能量之源――光与光合作用》一节内容中，充分体现出生物学的发展与物理学、化学以及相关技术的发展关系密切。例如，早在英格豪斯实验中就揭示了光照是光合作用的必要条件，但是光能被绿色植物吸收后，到哪里去了呢？这一问题一直困扰着生物学家们。直到1845年，物理学上能量转换和守恒定律被揭示之后，德国的科学家梅耶才帮助人们解开这个谜团，原来光能是转化成化学能储存在光合作用的产物中了。而核素的研究和发展也为生物学提供了一个非常好的技术手段――同位素标记法，例如，光合作用产生的O2究竟来自H2O还是CO2，以及暗反应中C的转移途径就是利用这种方法来研究确定的。随着科学的发展和人们研究的深入，各学科之间的联系越来越密切，学科交叉和相互渗透也日益明显。在教学中客观地把握它们之间的内在联系，不仅可以提高学生的思维能力，而且能促进学生对多学科知识的理解、发散和迁移能力的提升。
三、通过色素的提取和分离实验，培养学生的动手能力
生物学是一门以实验为主的自然科学，科学实验是培养学生生物科学素质的重要途径。在光合作用教学中安排了“叶绿体中色素的提取及分离”实验。我在教学中发现：虽然教材介绍了实验的基本原理和方法步骤，但是学生在真正操作的过程中会遇到许多问题。我通过安排学生分组合作，讨论在实践中发现的问题，探讨原因，作出改进，鼓励学生进一步探索、实验。如很多学生不明白为什么滤纸条要减去两角，为什么层析液不能没及滤液细线，于是我就鼓励学生自主思考、自主探究，学生很快发现这样是为了保证层析液在滤纸条上扩散速度均衡以及色素能在层析液经过的时候能溶解并在滤纸上分离。还有很多小组在操作时用毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐，要不就是把纸划破，直接影响实验效果，我就鼓励学生自主改进。而巧妙的是有学生想到用头发丝沾上滤液直接印在滤纸条上，这样的滤液细线非常的细、直、匀，而且色素带分离效果特别明显。通过实验，学生不仅直观地了解到叶绿体中色素的种类及含量，更重要的是培养了他们的动手能力、观察能力和思维能力。
四、利用光合作用的意义，对学生进行德育和STS教育
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光合效率 绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。它强调植物光合作用的反应本身，通常从影响植物光合作用的环境因素来分析。
光能利用率 一般指单位土地面积上，植物通过光合作用所产生的有机物中所含能量，与这块土地所接受的太阳能的比。它强调单位土地面积植物群体在一定的时间内（一般为一年）的光合作用的积累，通常从光合作用效率、光合作用时间、光合作用面积三方面来分析。
光合速率 描述光合机构的功能状况的指标。人们常用单位时间（例如秒）、单位光合机构（例如平方米叶面积）、吸收的二氧化碳或释放的氧气或增加的干物质的量（例如微克分子气体或毫克干重）一起表示它。一般情况下，我们常用光合速率来表示光合效率的高低。
下面，我们主要以光合效率和光能利用率这两个易混淆的概念对比分析，加深记忆和理解。
1.影响光合效率的因素
影响光合效率的因素一般讨论影响光合速率的外界条件，如光、二氧化碳、温度、矿质元素、水等。 [光照强度][光合作用强度][a b c][CO2浓度（0.04%）30℃][CO2浓度（0.04%）20℃][CO2浓度（0.01%）20℃][Ⅰ][Ⅱ][Ⅲ] [O]
例1 科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是（ ）
A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2 浓度不同
B.光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
解析 分析图中曲线可知，曲线Ⅰ、Ⅱ的差异是温度不同，其他条件相同，说明Ⅰ、Ⅱ曲线的差异是由温度不同而造成的；曲线Ⅱ、Ⅲ的差异是由二氧化碳浓度的不同造成的。
答案 D
点拨 在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而加快，但达到一定浓度时，光合作用速率不再增加。C4植物相比较C3植物而言能利用更低浓度的CO2。 [光照强度][光合作用强度][O][玉米][水稻]
例2 右图表示在适宜的温度、水分和CO2条件下，两种植物光合作用强度的变化情况。下列说法错误的是（ ）
A.当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和
B.C3植物比C4植物光合作用强度更容易达到饱和
C.C4植物比C3植物光能利用率高
D.水稻是阴生植物，玉米是阳生植物
解析 玉米是C4植物，水稻是C3植物，两条曲线均呈正相关趋势，水稻曲线的饱和点所对应的光照强度较玉米低，故水稻比玉米的光合作用强度低。玉米和水稻都是阳生植物。
答案 D
点拨 ①光强：在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增强而加快；但光照达到一定强度时，光合作用速率不再增加；②光质：不同光质条件下光合作用速率不同，复色光（白光）下光合速率最快，单色光中红光下光合速率最快，蓝紫光其次，绿光最差。
例3 白天光照充足，下列哪种条件对作物增产有利（ ）
A.昼夜恒温25℃
B.白天温度25℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度30℃，夜间温度25℃
解析 作物增产是指有机物积累的多，光合作用产生有机物，呼吸作用消耗有机物，因此，要使有机物大量积累，白天植物光合作用和呼吸作用均能进行，应该适当提高温度，尽量的加强植物的光合作用，晚上植物只能进行呼吸作用，应该适当降低温度，减少植物的呼吸作用。
答案 B
2.影响光能利用率的因素
一般而言，可以通过延长光合时间、增加光合面积来影响光能利用率。
例4 下列措施中，不利于提高胡椒光能利用率的是（ ）
A.使用有机肥 B.合理密植
C.合理灌溉 D.增强光照强度
解析 胡椒是阴生植物，进行光合作用不需要太强的光照，增强光照强度会降低其光合作用效率从而降低光能利用率。使用有机肥和合理灌溉提高光合作用速率，合理密植增加了光合面积，它们均能提高光能利用率。
答案 D
例5 大气中CO2浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。为探究有关生态因子的变化对植物的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。下列相关分析，不正确的是（ ）
[项 目＼&物 种＼&355[μ]mol・mol-1的CO2＼&539[μ]mol・mol-1的CO2＼&不施
磷肥＼&施磷肥
/20 kg・hm-2・a-1＼&不施
磷肥＼&施磷肥
/20 kg・hm-2・a-1＼&净光合速度
/[μ]mol・m-2・s-1＼&欧州蕨＼&2.18＼&3.74＼&3.62＼&5.81＼&石 楠＼&1.37＼&6.76＼&5.43＼&15.62＼&蒸腾比率
/[μ]mol・mol-1＼&欧洲蕨＼&1.40＼&2.37＼&2.22＼&3.86＼&石 楠＼&0.25＼&0.66＼&0.71＼&2.10＼&]
*蒸腾比率：植物消耗1摩尔水，通过光合作用固定的CO2微摩尔数。
A.CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显
B.两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨
C.由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠
D.两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于355[μ]mol・mol-1
解析 分析表格数据可知，在温度、光照和水分等适宜条件下，不同CO2浓度下不施磷肥和施磷肥的条件下，石楠比欧洲蕨蒸腾比率变化大，那么可以推测在干旱的情况下，石楠蒸腾作用散失的水分比欧洲蕨更多一些，石楠同比欧洲蕨更容易缺水，影响了其生长，从而影响了光合作用，也就是说干旱对石楠光合作用的影响大于欧洲蕨。
答案 C
1.夏季中午强烈的阳光会导致植物气孔关闭。此时，下列植物中光合作用强度最高的是（ ）
A.高粱 B.水稻 C.大豆 D.小麦
2.夏季，在晴天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度（实际光合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是（ ）
3.在晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，其主要原因是（ ）
A.O2浓度过低 B.O2浓度过高
C.CO2浓度过低 D.CO2浓度过高
A.小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关
B.CO2浓度在100mgL-1时小麦几乎不固定
C.CO2浓度大于360mgL-1后玉米不再固定CO2
D.C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2
5.温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量（ ）
A.增加室内CO2浓度 B.增大室内昼夜温差
