探究檢測植物光合作用的幾種方法

摘 要：光合作用的相關題目在近年的高考生物卷中屢次出現，由此分析了近年來全國各地的高考試題，最后總結發現光合作用和呼吸作用是所有省份高考的重點和難點，所占分數也多，尤其是光合作用與呼吸作用綜合類型的試題。測量植物光合作用的方法有許多，雖然測試的工具和方法不一樣，但是實驗原理是相通的，只要學生能夠熟練掌握光合作用的原理，再根據題型靈活應用，遇到光合作用的相關題目，解決起來就會容易得多。就檢測植物光合作用的幾種常用方法進行了論述。

關鍵詞：光合作用；檢測；高中生物；方法

高中生物中關于植物光合作用的知識點主要分布在普通高中課程標準試驗教科書《生物》必修一第五章“能源之源——光與光合作用”對光合作用的探究歷程做了大致的介紹，并具體介紹了幾種驗證光合作用產物的方法。然而筆者總結了歷年的高考試題以后發現，關于檢測植物光合作用的方法考查方法，筆者經過整理以后將幾種常用的定性和定量的驗證光合作用的方法匯集在一起進行了總結。

一、“半葉法”

“半葉法”在高中教材《生物》必修一第五章“能源之源——光與光合作用”中就有提到。這個方法最早出現在初中生物教材中，用于定性地檢測光合作用的產物。高中階段對檢測植物光合作用的相關知識點進行了進一步的考查，并對該實驗進行了改進，具體改進方法是：（1）方法上直接用碘蒸氣處理葉片，觀察葉片顏色的變化；（2）用銀邊天竺葵代替天竺葵，進行如上實驗，主要探究植物進行光合作用的條件——光合色素和光照。（3）該實驗設計中對照組和實驗組的判斷：曝光部分為對照組，遮光部分為實驗組。由此進行植物光合作用及相關條件的檢測。

二、“同位素標記法”

20世紀30年代美國科學家魯賓卡門采用同位素標記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2，釋放的是18O2；第二組提供H2O和C18O，釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。這種方法在高中教材中用途頗廣，例如，探究分泌蛋白的合成及分泌過程、探究噬菌體的遺傳物質、探究DNA半保留復制的方式等。此法的關鍵之處是用具有放射性的同位素替代原物質中的某種元素，通過對放射性物質的檢測大致推測該物質的行徑。

卡爾文正是利用該方法驗證了光合作用中各種物質轉化規律。高中階段所考查的內容比較簡單，經常考查的知識點大概有以下幾個：（1）探究光合作用中O2的來源。該探究過程中需設計兩組實驗：第一組用18O標記H2O，CO2用正常的16O；第二組用18O標記CO2，H2O則用正常的16O。通過收集到的O2是否具有放射性初步推測其來源。通過該方法驗證了光合作用產生的O2來源于H2O。（2）探究光合作用中CO2的去向。該實驗用14C標記CO2，通過對放射性物質的檢測，探明了CO2中C的轉化途徑：CO2→C3→（CH2O）。

高中階段常用的放射性元素及其標記的物質除了上述兩種外，還有用32P標記DNA和35S標記蛋白質驗證遺傳物質、用3H標記氨基酸探究蛋白質的合成及分泌過程、15N標記DNA驗證半保留復制等。

三、“黑白瓶法”

“黑白瓶法”主要是測溶氧量的變化，如果要探究在水下一定距離相關植物的光合作用的強度，“黑白瓶法”的魅力尤顯獨特。實驗時需要準備兩個帶瓶塞的廣口瓶，一個做遮光處理，另一個不作任何處理。在瓶中放入等量的植物葉片，塞上瓶塞，將兩個瓶放置于水面以下相同的位置。經過一段時間以后檢測兩個瓶中的氧容量。遮光的黑瓶用于測定該時刻呼吸作用的強度，沒經過處理的白瓶測量該時刻凈光合作用強度。通過計算可以得到水面以下某處的光合作用強度。

當然測量植物光合作用的方法還有許多，雖然測試的工具和方法不一樣，但是實驗原理是相通的，只要學生能夠熟練掌握光合作用的原理，再根據題型靈活應用，遇到光合作用的相關題目，解決起來就會容易得多。

？誗編輯 魯翠紅