下图显示一个用以测量水草光合作用速率的装置,可以探究环境因素对光合作用强度的影响。实验材料和用具:20mL移液管、20W、50W、100W和200W的台灯、冷开水、NaHC03、水草等。
组别 记录次数 | 1[ | 2[ | 3[ | 4 |
20W | 50W | 100W | 200W | |
第一次 | 0 | 2.2 | 4.1 | 3.8 |
第二次 | 0.1 | 4.3 | 8.3 | 7.7 |
第三次 | 0.1 | 6.5 | 12.5 | 11.6 |
实验步骤:
①准备4套如图所示装置,编号为1-4。在瓶中各加入一烧杯一定浓度的NaHC03溶液。
②取4等份长势相同的水草分别放入1-4号装置。
③将4套装置放入暗室中,然后分别用20W、50W、100W和200W的台灯等距离地照射1-4号装置,并观察。
④在每10min时读出移液管的刻度。实验30min记录数据三次,实验结果见上表。
分析并回答有关问题:
(1)该实验中的名称是___________________________________________。
列出实验中的两个控制变量(无关变量):___________。
(2)解释为什么在20W时,记录的数据接近于0?
(3)根据表中实验数据在坐标图里绘制柱形图。
(4)对表中数据进行分析并得出结论:_______________。
(5)若想确定水草生长的最适合光照强度,请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路。
(1)探究光照强度对水草光合作用速率的影响
CO2(或NaHCO3溶液)、温度、PH值、黑藻(1分,要求至少答出两项)
(2)在此时实际光合作用释放的O2等于呼吸作用消耗的O2。
(3)见右图,2分(坐标轴标识、绘图各给1分)。
5
3
2
(4)(2分)在50至100W范围内随着光照强度的不断升高,光合作用产生的氧气量也在升高,但光照强度达200W时产生的氧气量反而降低,说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度
(5)在100-200W范围内设置多个梯度进行实验。
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
(1)光合作用过程图:
氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
(2)玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
(3)影响光合作用强度的条件:温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
(4)光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
项目 | 光反应(准备阶段) | 暗反应(完成阶段) |
场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 | ||
能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
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