内容正文:
光合作用的实验设计
知识梳理
CO2 + H2O (CH2O)+ O2
光能
叶绿体
光合作用的影响因素
CO2浓度
温度
水
光照强度
自变量
光合作用的实验设计
因变量
无关变量
H2O
气孔开度
CO2
温度
命题解读
分析近几年高考生物真题可知,设计型实验与光合作用、物质跨膜运输、动物生命活动调节、植物激素调节、遗传物质探究及遗传规律 等知识结合考查。
试题常会给出实验目的、实验材料及分组等,要求考生在已知条件的基础之上写出实验思路并预测实验结果和结论。
实验设计的答题策略
实验设计遵循的三大原则
实验设计表述的规范性
一:光合作用实验设计的答题策略
明确实验目的
分析实验原理
提出实验思路
设计实验步骤
预期实验结果
组别 实验处理
叶绿素含量(mg/g) 光合速率
10天 20天 30天
C1UV1 常态CO2浓度+无UV辐射 1.65 2.01 2.01 8.98
C2UV1 倍增CO2浓度+无UV辐射 1.73 2.41 2.45 14.58
C1UV2 常态CO2浓度+UV辐射 1.51 1.80 1.81 6.62
C2UV2 倍增CO2浓度+UV辐射 1.56 1.95 2.55 9.03
下表是研究人员通过模拟一定量紫外线(UV)辐射和倍增CO2浓度对茶树生长影响的实验结果
思维训练
找出设计实验三要素:自变量、因变量、无关变量
为探究CO2浓度对植物光合作用速率的影响,研究人员以大豆、水稻、棉花作为实验材料,分别进行三种不同实验处理,甲组提供大气CO2浓度(375µmol·mol-l),乙组提供CO2浓度为倍增环境(750µmol·mol-l),丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60d,测定前一周恢复为大气CO2浓度。
组别 处理(适宜光照下) 净光合速率(molCO2·m-2·s-1) 呼吸速率(molCO2·m-2·s-1) 相对气孔开度(%) 水分利用效率
A 对照 27.05 10.02 50 1.78
B 干旱 23.55 9.23 35 1.87
干旱胁迫是指由于干旱所引起的对植物正常生理功能的干扰。某科研小组为探究干旱胁迫对大针茅草的影响进行了相关实验,结果如下表所示。
一:光合作用实验设计的答题策略
实验思路
实验步骤
类似
变量
找出自变量
注意无关变量
检测因变量
简洁,高度概括,往往是围绕变量设分
取材分组
处理自变量
控制无关变量
检测因变量
内容具体、清晰。要说清具体的操作过程和检测过程
一:光合作用实验设计的答题策略
预期实验结果
探究性实验: 1若·······则·······
2若·······则·······
3若·······则·······
验证性的实验:实验结论参照实验目的
一:光合作用实验设计的答题策略
一:光合作用实验设计的答题策略
例1:(2020·山西太原市·高三二模)某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔关闭有关。“PA-TROLl”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后,气孔会张开;回收到气孔内部之后,气孔会关闭。研究表明:干旱条件下,正常拟南芥气孔开度会减小。请回答:
(1)当该植株将“AHAI”蛋白质运送到气孔表面之后,其主要通过影响______阶段来影响光合作用速率,光反应将会______(填加快或减慢或不变)。
(2)有研究表明:具有“PATROL1”的蛋白质的拟南芥植株更加适应干旱条件。
①根据题意推测,该拟南芥变异植株适应干旱条件的原因是______________。
暗反应
加快
该拟南芥变异植株的“AHAI”蛋白质能够使气孔适度张开,从而更容易吸收二氧化碳,合成更多有机物,从而适应干旱条件
例1:(2020·山西太原市·高三二模)某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔关闭有关。“PA-TROLl”蛋白质能根据周围环境运送一种称为“AHAI”的蛋白质。“AHAI”蛋白质被运送到气孔表面之后,气孔会张开;回收到气孔内部之后,气孔会关闭。研究表明:干旱条件下,正常拟南芥气孔开度会减小。请回答:
②请以该种拟南芥植株和普通拟南芥植株为材料,设计一个简单易行的实验来验证结论,要求简要写出实验思路______________。
将长势相同的两种拟南芥植株分成数量相等的两组,一组为具有“PATROL1”蛋白质的拟南芥植株,另一组为普通拟南芥植株;在相同的干旱条件下(其他条件适宜)培养一段时间后:分别测定两组植株的气孔开度和生长发育状况