与光合作用有关的实验分析与设计
主讲教师：毕诗秀
一、光合作用发现历程中的研究方法和科学思想
1、1864年，德国 萨克斯(Julius von Sachs)
暗处理的目的：
实验的自变量：
实验目的：
实验结论：
2、1880年，美国 恩格尔曼(C.Engelmann)
实验结论： 在光下进行 ，产生
3、基于光合细菌光合作用的研究
1930年， Van Niel 发现某些光合细菌在光照下，可利用CO2、硫化氢进
行细菌光合作用，在产生有机物的同时，产生单质硫，但不释放氧气。
与植物光合作用的反应物、产物仔细比较，提出假设：
光合作用产生的 来自于水
4、1941年 美国鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)
实验目的：
实验方法：
实验结论：
5、卡尔文循环
1945年，美国科学家卡尔文用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合
作用，然后检测14C在不同 中的出现顺序，寻找14C的转
变途径，于1954年阐明CO2中的碳在光合作用中转变成有机物的途径，
即卡尔文循环。
二、典型例题
1．请回答下列有关问题：
⑴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的位置和名称 。
⑵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。
⑶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正确？
请简述实验思路并预期实验结果。
2.将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图甲所示。在连续60分钟监测
过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于黑暗
中，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图乙所示。
据此分析可知
A．最初10min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强
B．第20～30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强
C．第40～60min内，瓶内植物光合作用速率与呼吸作用速率大致相等
D．瓶内植物在照光时段内实际光合作用速率平均为90ppmCO2/min
3．将某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理
其中一片叶。然后将整株植物置于阳光下4小时，取该叶片经酒精脱色处
理后，滴加碘液显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是
A．叶片置于黑暗中两天的目的是使叶片脱色
B．要研究叶绿素对光合作用的影响，实验组和对照组分别是Y和W部
位
C．X和Y两部分显色结果对照，能证明光合作用是否需要水
D．显色后X为蓝色，Y和Z为棕黄色
4.科学工作者在研究光合作用时，通过大量的实验，获得了一些相关的数
据，并将这些数据绘制成下图所示的坐标图。其中，曲线a：光照非常弱，
CO2浓度最低（远小于0.03%）；曲线b：适当遮荫（相当于全光照的
1/25），CO2浓度为0.03％；曲线c：全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为
0.03％；曲线d：全光照，CO2浓度为1.22％（注：净光合速率=真光合
速率－呼吸速率）。请根据图中的信息回答下列问题：
⑴在这个实验中，科学工作者研究了 与
____________________________________之间的相互关系。
⑵每条曲线都有一个峰值，这个峰值所对应的温度是相应条件下光合作用
（以净光合速率为指标）的 。该温度的变化趋势
是随着光照强度和CO2浓度的提高而逐渐 。
⑶当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？
为什么？
⑷本实验中，在
条件下净光合速率****。
不论其它因素如何变化，当超过一定温度范围时，净光合速率都会下降，
其主要原因是 。