科学探究系列(二) 代谢类实验思路的书写(Word学案)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

该高中生物学高考复习学案聚焦代谢类实验设计核心考点，涵盖光合作用、呼吸作用生理过程及实验变量控制、思路书写等内容，通过典例引路、方法提炼、真题演练的层级架构，以问题链和任务驱动引导学生自主构建知识网络，体现考点梳理的系统性和逻辑性。 亮点在于“三步法”实验思路指导与诊断性精练设计，渗透科学思维和探究实践素养，如典例中拆解实验目的、变量控制等步骤，精练题设置不同情境实验题供学生自测，帮助自主诊断薄弱环节，教师可据此精准指导，助力因材施教与学生自主复习能力培养。

科学探究系列(二)　代谢类实验思路的书写 精研悟方法 【典例】(2023·海南高考)海南是我国火龙果的主要种植区之一,由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。 回答下列问题。 (1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是___________________;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第_______条。  (2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是__________________,该光源的最佳补光时间是_________小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。  (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。 　 　 　 　 　 　。  ▶解题过程 明确实验目的:探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度 选择实验材料:成花诱导完成后的火龙果 控制实验变量: (1)自变量:光照强度 (2)无关变量:火龙果生长状况相同,其他培养条件相同等 (3)因变量:测定单果重 写出实验思路:成花诱导完成后生长状况相同的火龙果随机分为三组,分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时,其他条件相同且适宜,一段时间后观察记录每组平均单果重 　类题通法 “三步法”书写实验思路 【解析】(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b,二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第一条和第二条。 (2)根据实验结果,三种补光光源中最佳的是红光+蓝光,因为在不同补光时间条件下,红光+蓝光组平均花朵数都最多,该光源的补光时间是6小时/天时,平均花朵数最多,所以最佳补光时间是6小时/天。 (3)本实验要求用三种不同光照强度的白色光源,探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度,所以应将成花诱导完成后生长状况相同的火龙果植株随机分为三组,分别用三种不同光照强度的白色光源进行夜间补光6小时,其他条件相同且适宜,一段时间后观察记录每组植株所结火龙果的产量。 答案:(1)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b)　一和二 (2)红光+蓝光　6　不同的补光时间条件下,红光+蓝光光源组平均花朵数均最多 (3)将成花诱导完成后生长状况相同的火龙果植株随机分为三组,分别用三种不同光照强度的白色光源进行夜间补光6小时,其他条件相同且适宜,一段时间后观察记录每组植株所结火龙果的产量 精练　提能力 1.(2025·茂名模拟)花生是重要的油料作物和经济作物,在花生生长中后期,高温等气候因素易导致花生植株徒长,光合产物向地下荚果的分配减少,严重影响花生的产量和品质。为探究不同浓度烯效唑(一种赤霉素合成抑制剂)对花生光合生理及生长发育的影响,科研人员进行了相关研究,结果如下表。回答下列问题: 烯效唑浓度 /(mg·L-1) 0 20 30 40 50 净光合速率 /(μmol·mol-1) 23.81 32.74 33.37 27.05 21.52 叶绿素含量 /(mg·g-1) 2.69 2.74 2.78 2.61 2.13 气孔导度 /(mmol·m-2·s-1) 377.88 422.09 417.37 476.78 645.69 胞间CO2浓度 /(μmol·mol-1) 275.13 260.37 257.34 320.98 298.83 植株生长高度 /cm 35.8 30.3 29.9 28.7 28.3 荚果产量 /(kg·hm-2) 3 637.3 4 235.3 4 357.9 4 161.8 3 990.2 (1)花生细胞中的叶绿素分布在__________________时,其作用是_____________________________。在测定叶绿素含量时,可依据色素中Mg的量推算出叶绿素含量,其原因是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。  (2)与0 mg·L-1烯效唑组别相比,20 mg·L-1烯效唑处理后,叶片气孔导度增加而胞间CO2浓度下降,其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)研究结果表明,喷施一定浓度的烯效唑,一方面能促进花生的_________________________,积累更多的有机物;另一方面能抑制花生植株徒长,使_____________________________________________,进而提高花生荚果的产量和品质。  【解析】(1)花生细胞中的叶绿素分布在类囊体薄膜(或基粒)上,叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用。Mg2+是叶绿素的必要成分,Mg在叶绿素中含量稳定,且类胡萝卜素不含有Mg,因此在测定叶绿素含量时,可依据色素中Mg的量推算出叶绿素含量。 (2)根据表中数据可知,与0 mg·L-1烯效唑组别相比,20 mg·L-1烯效唑处理后,叶片的叶绿素含量增加,净光合速率提高,利用CO2的速率加快,这会导致叶片气孔导度增加而胞间CO2浓度下降。 (3)烯效唑是一种赤霉素合成抑制剂,根据表中数据研究结果,喷施一定浓度的烯效唑,一方面能促进花生提高净光合速率,积累更多的有机物;另一方面能抑制花生植株徒长,使光合产物更多地向地下荚果分配,进而提高花生荚果的产量和品质。 答案:(1)类囊体薄膜(或基粒)　吸收、传递和转化光能　Mg在叶绿素中含量稳定,且类胡萝卜素不含有Mg　(2)叶绿素含量增加,净光合速率提高,利用CO2的速率加快　(3)净光合速率　光合产物更多地向地下荚果分配 2.(2025·豫南名校模拟)燃放的烟花爆竹为春节增添了许多年味,但会产生很多粉尘,一些粉尘会附着在植物叶片上,一些会漂浮在空中造成空气污染。某研究小组为探究空气粉尘污染对植物生长的影响,做了一系列实验,实验操作以及实验结果如下表。回答下列问题: 空气中污染物浓度/ppm 0 50 100 150 单位叶片中光合色素相对含量 1 90% 60% 10% 单位叶片总光合速率相对值 1 70% 20% -19% 单位叶片呼吸速率相对值 1 80% 70% 50% 注:污染物按PM2.5计算,不同组别均在外形完全相同的密封器皿内实验并测量。 (1)本实验中测量相关数据时均换算为单位叶片的目的是________________ _____________。结合粉尘特点,试分析随空气污染浓度升高,叶片呼吸速率降低的原因:____________________________________________。  (2)粉尘空气污染会降低光合色素的含量,直接导致NADPH、ATP生成量减少,进而抑制光合作用的进行,另一方面,NADPH积累也会抑制光合速率,原因是:__ ___________________________________________________________________。  (3)粉尘附着在植物叶片影响植株吸收光照,光照强度是影响植物光合作用的重要因素,强光照射后短时间内,该植物的暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率在短时间内继续增加,暗反应速率不再增加的原因有______________;  氧气产生速率短时间内继续增加的原因是______________________________。  (4)研究小组通过分析空气污染物成分,筛选出A、B、C三种可能对生命活动有抑制作用的物质,请设计实验探究这三种物质是否会降低植物的净光合速率,并比较三者抑制作用的强弱。(部分实验材料:长势、大小相同的天竺葵植株,O2浓度传感器)_________________________________________________________。  【解析】(1)由表格内容可知,该实验的自变量为空气中污染物浓度,因变量为单位叶片中光合色素相对含量、单位叶片总光合速率相对值、单位叶片呼吸速率相对值,其他均为无关变量,本实验中测量相关数据时均换算为单位叶片的目的是控制单一变量,便于比较。随空气污染浓度升高,粉尘附着在植物叶片,导致叶片气孔堵塞,进而导致气体交换受到限制,从而导致叶片呼吸速率降低。 (2)在光合作用的光反应阶段,NADPH积累导致光反应所需的NADP+减少,光反应减慢,光合速率降低。 (3)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量,温度等;其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内,植物叶片光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,可能的原因有与暗反应有关的酶数量和活性有限、CO2浓度有限、C5供应不足等。氧气是光反应产生的,产生速率继续增加的原因是短时间内光能的吸收速率持续增加,使水的光解速率持续增加。 (4)该实验的自变量为空气污染物成分,因变量为植物的净光合速率,可用氧气的释放浓度表示,其他为无关变量,应保持相同且一致,故实验步骤为:取若干长势、大小均相同的天竺葵植株,随机平均分为甲、乙、丙、丁四组。甲组植株喷洒一定浓度的A溶液,乙组植株喷洒等量等浓度的B溶液,丙组植株喷洒等量等浓度的C溶液,丁组喷洒等量的蒸馏水。将这四组分别放于四个完全相同的透明密封容器中,CO2浓度适宜且不变,在相同光照下静置3 h,用O2浓度传感器记录3 h后各容器的O2浓度 答案:(1)控制单一变量,便于比较　粉尘附着在植物叶片导致叶片气孔堵塞,进而导致气体交换受到限制,从而降低呼吸速率 (2)NADPH积累导致光反应所需的NADP+减少,光反应减慢,光合速率降低 (3)与暗反应有关的酶数量和活性有限、CO2浓度有限、C5供应不足　短时间内光能的吸收速率持续增加,使水的光解速率持续增加 (4)取若干长势、大小均相同的天竺葵植株,随机平均分为甲、乙、丙、丁四组。甲组植株喷洒一定浓度的A溶液,乙组植株喷洒等量等浓度的B溶液,丙组植株喷洒等量等浓度的C溶液,丁组喷洒等量的蒸馏水。将这四组分别放于四个完全相同的透明密封容器中,CO2浓度适宜且不变,在相同光照下静置3 h,用O2浓度传感器记录3 h后各容器的O2浓度 【加固训练】 绿萝是一种常见的室内观赏植物,如图为绿萝在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线。请据图回答下列问题: (1)当绿萝处于M点时,叶肉细胞内合成ATP的场所有_______________________ ________________,若长时间处于M点,绿萝干重将_________(填“增加”“不变”或“减少”)。  (2)根据题图,6:30时80%遮光处理下,绿萝的净光合速率小于0,而不遮光和30%遮光处理下绿萝的净光合速率大于0,请推测其原因是______________________;  栽培绿萝时选择__________________(填“不遮光”“30%遮光”或“80%遮光”)处理条件更有利于其生长。  (3)12:30时,30%遮光条件下绿萝的净光合速率比不遮光条件下的大,甲同学猜测适当遮光会导致叶绿素含量升高,为验证该猜想,请帮助甲同学写出实验思路:_ ___________________________________________________________________。  【解析】(1)M点为光补偿点,此时植株的细胞呼吸速率与光合速率相等,细胞呼吸过程中,细胞质基质和线粒体中均会产生ATP,光合作用时,叶绿体中会产生ATP。在光补偿点时,植株的净光合速率为0,因此植株干重不变。 (2)6:30时光照强度较弱,80%遮光处理下绿萝进行光合作用能利用的光能更少,影响光反应速率进而影响光合作用速率,导致呼吸速率大于光合速率。根据题图信息可知,绿萝在30%遮光条件下净光合速率最高,更有利于其生长。 (3)探究适当遮光会导致叶绿素含量升高,可通过设置对照实验进行验证,即取等量30%遮光和不遮光处理24 h的叶片,提取并分离绿叶中的色素,比较两者的叶绿素含量。 答案:(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体　不变 (2)6:30时光照强度较弱,80%遮光处理下绿萝进行光合作用能利用的光能更少,影响光反应速率进而影响光合作用速率,导致呼吸速率大于光合速率　30%遮光　(3)取等量30%遮光和不遮光处理24 h的叶片,提取并分离绿叶中的色素,比较两者的叶绿素含量 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $