高中生物光合作用学案_苏教版_必修1
5.4光合作用的原理和应用教案2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
《光合作用的原理》教学设计一、教学内容分析《光合作用的原理》是人教版高中《生物学·必修1·分子与细胞》第5章“细胞的能量供应和利用”的第4节第2课时内容，分为光合作用的原理和应用两部分，根据学情计划分别用两个课时完成。
主要的目的是认识细胞生命活动中物质和能量的统一，探索该过程中发生的物质变化和能量转化。
结合本章第3节“细胞呼吸的原理和应用”，共同体现生命系统的物质与能量观。
二、学情分析授课对象是高一学生，学生通过对前面知识的学习已经了解了光合色素、叶绿体的结构、酶、ATP等相关知识，在初中阶段的学习已经对光合作用有了大体的认识，如“光合作用制造氧气，制造营养”，但是学生对光合作用详细的过程有待深入探究。
高中学生具备了一定的观察、认知能力以及小组合作能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善。
所以在教学过程中，应创设学生活动的机会，并进行适当的引导，让学生成为学习活动的主体。
三、教学目标及重难点《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确要求学生能“从物质和能量的视角，探索光合作用，阐明光合作用过程中贯穿的物质和能量变化”。
因此，物质与能量观是“光合作用的过程”教学要向学生渗透和阐释的一项重要的生命观念。
依据上述要求，结合学生学情，制订本节课的教学目标如下。
（1）阐明光反应和暗反应阶段的物质和能量变化；认同细胞生命活动过程始终贯穿着物质和能量的变化，形成物质和能量观等生命观念。
（2）分析科学史资料，在问题串的驱动下不断进行小组合作探究，进行光合作用概念的模型建构，深化对概念的理解，培养搜集处理信息以及表达交流能力，发展科学思维。
（3）课外查阅资料和搜集信息，将课堂探究与课外探究相结合，对现实问题进行科学分析，学会科学解决现实生活中的问题，担负社会责任。
四、教学策略本节课通过分析科学家研究光合作用的科学史资料，在问题串的不断驱动下，引导学生自主建构光合作用的概念模型，理解光合作用的原理，提高学生解决问题的能力，发展学生的科学思维。
2025届高中生物高考复习学案：光合作用
光合作用（答案在最后）考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构任务1对影响叶绿素合成因素的分析（1）光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中合成叶绿素，叶片会，离体叶绿素在强光下易分解。
（2）温度：温度可影响与叶绿素合成有关的活性，一般叶绿素合成的最低温度是2～4 ℃，最适温度是30 ℃，另外，低温时叶绿素容易被破坏，叶子会变黄。
（3）矿质元素：叶绿素合成的必需元素，如氮、镁；叶绿素合成的辅助成分，如铁、铜是某些酶的活化剂。
植物如果缺后叶绿素都不能合成，叶子会变黄。
任务2不同色素对光的吸收及应用分析（1）不同色素对光的吸收①叶绿体中的色素只吸收，而对红外光和紫外光等。
②叶绿素主要吸收。
类胡萝卜素主要吸收。
（2）不同色素对光吸收的应用①无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率。
②叶绿素对光吸收最少，因此色塑料大棚中植物的光合效率最低。
任务3研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养（1）【科学思维】（选择性必修1 P106“相关信息”）为什么植物体主要吸收红光和蓝光？（2）【科学思维】（必修1 P97“问题探讨”）植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。
有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源，靠人工光源生产蔬菜有什么好处？1.关于光合色素的4点提醒（1）可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体（如蓝细菌等），但是都含有光合色素。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。
（3）植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。
（4）植物的液泡中含有的色素不参与光合作用。
2．拓展花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。
水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。
生物必修一《4.2 光合作用(4)》学案(苏教版必修一)
第四章光合作用和细胞呼吸第二节光合作用第4课时影响光合作用的环境因素【学习目标】举例说出影响光合作用环境因素【预习检查】（一）影响光合作用的因素主要包括、、和光合作用必需的等。
（二）光合作用原理的应用1．提高光能利用率的途径：延长，增加和增强光合作用效率等。
2．采取的措施一般为：（1）大田中：、等。
（2）大棚中：适当提高、延长等。
（3）适当补充适宜浓度的营养元素，如施用含等元素的肥料。
【问题探究】1．为什么温度能影响光合作用的速率？提示：温度低，与光合作用相关的酶的活性低，则光合速率低。
随着温度升高，酶的活性增强，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。
生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。
2.在塑料大棚内种植蔬菜时往往需要每过一段时间就在大棚内燃烧柴草或通风，目的是为什么？提示：燃烧柴草或通风是为了增加大棚内CO2浓度。
CO2是光合作用暗反应的原料，在大棚内因不断消耗而浓度下降，影响光合作用的强度。
适当提高大棚内CO2浓度，就会增强光合作用强度，有利于农作物的增产。
3．植物水分的含量会影响光合作用的速率吗？提示：水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。
生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。
【思维训练】1．在光照充足的情况下，下列有利于载培番茄增产的的一组条件是（）A．昼夜恒温26℃B．日温26℃，夜温15℃C．昼夜恒温15℃D．日温15℃，夜温26℃2．右图表示20℃时CO2浓度对某种植物光合速率的影响，请分析回答：(1)请解释AB段，BC段所代表的含义：AB段。
BC段。
(2)如果温度降低10℃，光合速率会发生改变。
①请在图中直接画出变化后的曲线；②说明变化的理由。
【课后巩固】1．要增加温室内农作物产量，对温室的控制错误的是（）A．白天适当降低温度B．夜间适当降低温度C．增加光照时间D．适当增加大棚空气中CO2的浓度2．将经过饥饿处理的叶片(在黑暗中放置一天)中部的叶脉切断，给予光照2h，经镜检发现，叶片下部产生了淀粉，而叶片上部无淀粉生成，其原因是（）A．切断了叶脉，阻断了水分的运输B．切断了叶脉，阻断了CO2的运输C．切断了叶脉，阻断了有机物的运输D．切断了叶脉，影响了上部细胞的呼吸3．下面各图表示适宜范围内，不同环境与水稻光合作用强度的关系，其中不正确的是（）4. 光照增强，光合作用增强。
高中生物 4.2.2 光合作用的过程课时作业 苏教版必修1-苏教版高一必修1生物试题
第2课时光合作用的过程目标导航 1.读图4—13，掌握叶绿体的结构。
2.结合教材P75，分析光合作用的过程，并比较光反应和暗反应。
一、光合作用的主要场所：叶绿体(阅读P75)二、光合作用的过程(阅读P75～76)1.两个阶段(1)光反应：发生在叶绿体的类囊体膜上，必须在有光的条件下才能进行。
类囊体膜上的叶绿素等光合色素，具有吸收、传递和转换光能的作用。
(2)暗反应：发生在叶绿体的基质中，在有光和无光的条件下都能进行。
2.变化过程(1)光反应中的化学反应①水的光解：光合色素吸收光能，将水分子裂解成O2和H＋，氧直接以分子形式释放出去，H ＋进一步变成高能态的[H]。
②ATP的合成：在酶的催化下，捕获的光能还用于合成ATP。
(2)暗反应中的化学反应①CO2的固定：在酶的作用下，一分子CO2和一分子五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。
②三碳化合物的还原：在酶的作用下，三碳化合物接受ATP释放出来的能量并被[H]还原。
③五碳化合物的再生：一些三碳化合物经过复杂的变化，又形成五碳化合物，其可循环往复地参与暗反应阶段的化学反应。
④糖类等物质的形成：一些三碳化合物接受能量后被逐步还原成糖类等物质。
⑤ADP 的形成：ATP 被利用后形成ADP 和Pi 。
3.光合作用的概念绿色植物通过叶绿体吸收光能，将CO 2和H 2O 合成为有机物并释放出O 2，同时将光能转化为化学能储存在糖类和其他有机物中的过程。
4.总反应式：CO 2＋H 2O ――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2。
一、叶绿体 1.结构(1)外膜和内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。
(2)由类囊体堆叠而成基粒，增大了膜面积。
(3)类囊体的膜上分布着能够吸收、传递和转换光能的色素，膜上还分布着与光反应有关的酶。
(4)叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶，还含有少量的DNA 和RNA 。
2.功能：真核生物光合作用的场所。
高中生物新教材必修一教学案《54光合作用与能量转化》
高中生物新教材必修一教学案《54光合作用与能量转化》高中生物材必修一教学案XXX《5.4.光合作用与能量转化》一、教学目标1、尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能2、运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点3、设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响4、关注光合作用原理的应用二、教学重点和难点1.教学重点(1)叶绿体适于光合作用的结构特点。
(2)光合作用的原理。
2.教学难点(1)光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。
(2)探究影响光合作用强度的环境因素。
三、素养要求1、生命观念1)能初步用物质与能量观，说明叶绿体是光合作用的场所。
2)阐明光合作用的过程。
2、科学思维1)通过分析与综合，明确叶片颜色与其色素含量的关系。
2)通过分析与综合，认识光合作用的发现历程。
3)构建环境身分影响光合作用的数学模子3、科学探究1)给出得当的实验方案，分析色素提取与分离的关键。
2)通过讨论与交流，认识科学探究的基本思路和方法。
3)设计实验方案，探讨环境身分对光合作用的影响4、社会责任应用光合作用的原理，指导农业生产。
四、教学方法问题导学，情境教学，思维探究，多媒体PPT、模型建构、图表曲线五、教学过程第一课时问题商量你参观或听说过植物工厂吗?植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。
有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
讨论1)靠野生光源生产蔬莱有什么好处?2)为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件?教师：1、用野生光源生产蔬菜，可以避免因为自然环境中光照强度缺乏导致光合作用强度低而酿成的减产。
2、影响光合作用的身分很多，既有植物自身前提，也有外界环境前提。
捕获光能的色素和结构①太阳光能的输入、捕捉和转化，是生物圈得以维持运转的基础。
②光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
高中生物光合教案设计
高中生物光合教案设计一、教学目标：1. 了解光合作用的基本过程和原理；2. 掌握光合作用的化学反应方程式；3. 能够运用实验方法观察、描述和分析光合作用的过程；4. 培养学生的探究精神和实验操作能力。
二、教学过程设计：1. 导入：通过提问引导学生思考：植物是如何利用阳光能够自行合成所需物质的？光合作用对植物和地球生态系统的重要性是什么？2. 学习内容呈现：介绍光合作用的基本过程和原理，包括植物中的叶绿体结构、叶片中叶绿体的分布、光合作用的光反应和暗反应等内容。
3. 实验探究：设计简单的实验示范，让学生亲自动手操作观察光合作用的过程。
通过实验观察叶片在不同光照条件下释放氧气的现象，引导学生思考光照对光合作用的影响，及植物的气孔作用。
4. 实验结果分析：对实验结果进行分析和总结，引导学生思考光合作用的影响因素及相关原理。
5. 拓展延伸：介绍光合作用在生物圈中的作用和意义，以及人类如何利用光合作用为生产和环境保护做贡献。
6. 总结反思：引导学生思考本节课所学习到的内容，巩固对光合作用的理解，并提出自己的问题和思考。
三、教学方式：1. 教师讲授、视频展示；2. 实验观察、实验探究；3. 讨论交流、小组合作。
四、教学资源：1. 实验器材：植物叶片、试管、水槽等；2. 教学课件、视频资料。
五、教学评估：1. 实验报告评分；2. 学生小结笔记。
光合作用是生物体重要的生化反应，通过本节课的学习和实践操作，相信学生能够更深入地理解光合作用的过程和意义，激发对生物学的兴趣和探究欲望。
愿学生在学习中取得收获，不断积累知识，培养科学精神和实践能力！。
高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第二节第1课时光合作用的认识过程与光合色素学案苏教版必修1
第1课时光合作用的认识过程与光合色素[学习目标] 1.说出光合作用的发现及研究历史。
2.说出叶绿体中的光合色素的种类和作用。
3.学会提取和分离叶绿体中的光合色素的方法。
一、解开光合作用之谜1.下图是萨克斯的实验，请分析：(1)把绿叶先在暗处放置24小时的目的是什么？答案消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。
(2)该实验是如何形成对照的？答案树叶一半遮光，一半曝光，形成了对照。
(3)为什么要用酒精脱色后再用碘液处理？答案避免叶片颜色对实验结果的干扰。
(4)本实验的结论是什么？答案光合作用的产物中有淀粉。
2.萨克斯实验跟鲁宾和卡门的实验对照设计方法相同吗？答案不相同。
萨克斯实验的对照方式为自身对照(一半曝光与另一半遮光)；而鲁宾和卡门实验的对照方式为相互对照(通过标记不同的物质：H218O和C18O2)。
3.借鉴普利斯特莱和萨克斯的实验方法，如何设计实验证明CO2是光合作用的必要条件？答案将绿色植物放在玻璃罩内，一组中加入盛有NaOH溶液的烧杯，一组加入盛有等量蒸馏水的烧杯。
暗处理一段时间后，再置于相同光照条件下，经碘蒸气处理，观察是否有蓝色出现。
1.下列实验中，科学家使用的方法不同于其他的是( )A.科学家对分泌蛋白的合成和分泌过程的研究B.萨克斯证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉C.鲁宾和卡门证明光合作用过程中释放的氧气来自水D.卡尔文探明CO2中的碳在光合作用过程中的转化途径答案 B解析科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌进行了研究，发现3H标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序；鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水；卡尔文利用同位素标记法探明CO2被用于合成糖类等有机物，上述三个实验都采用了同位素标记法。
萨克斯通过对绿叶的遮光与曝光处理，证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉，该实验没有采用同位素标记法。
2.如图是20世纪40年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。
2020-2021高一生物第一册学案：第5章第4节第二课时光合作用的原理含解析
2020-2021学年高一生物新教材人教版必修第一册学案：第5章第4节第二课时光合作用的原理含解析第4节第二课时光合作用的原理知识点一探索光合作用原理的部分实验1．下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是（) A．美国科学家卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中B．恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出氧气是由叶绿体释放出来的结论C．美国科学家阿尔农发现，光照下叶绿体可合成ATP且与水的光解相伴随D．鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法,证明光合作用释放的氧气来自水答案A解析卡尔文用同位素示踪法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中，A错误。
2．希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时,给予叶绿体光照，就能放出O2,同时使电子受体还原，希尔反应是H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋错误!O2.在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体,不供给CO2时,既积累NADPH 也积累ATP;进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。
下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是（)A．光合作用释放的O2来自于水而不是CO2B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程D．光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH 答案B解析由题中的信息（希尔反应式）可以知道，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水，A正确；从希尔反应和阿尔农发现的叙述，得不到NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上,B错误；希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，C正确；希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的,在光下积累NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗，故需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH，D正确.3．下图是用小球藻进行光合作用实验的示意图。
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班级__________学号_______姓名____________
【课题】光合作用
【教学目标】1、说出对光合作用的认识过程。
2、举例说出主要的光合色素。
【教学重点】光合作用的发现过程；叶绿体中色素的提取和分离
【教学难点】实验过程及实验原理
【课堂导学】
一、光合作用的发现过程
1、1648年，范·海尔蒙特用定量的方法研究认为：植物生长所需养料主要
来自于______，而不是___________。
2、1771年，普利斯特莱通过实验分析得知植物生长需要吸收__________，
同时释放出_____________。
3、1779年，扬·英根豪斯认为植物需要__________才能制造出O2
4、1864年，萨克斯采用__________的方法，确定叶片在光下能产生
___________。
5、1940年，鲁宾和卡门运用____________________，证明了光合作用释放
的O2和糖类中的氢均来自_________。
6、1948年，卡尔文用____________标记的CO2进行示踪，发现CO2用于
合成______________等有机物。
二、提取和分离叶绿体中的色素
1、研磨菠菜叶片时，要加入少许_________和__________以及
5mL__________。
2、将选好的滤纸条剪去一端_____________，在距该端大约________处，
用铅笔画一条_____________。
3、画滤液细线时，需沿铅笔画的线_________________，在重复画时，需
将上一次画的滤液细线_________。
4、丙酮易_________，并有一定的毒性。
因此盛有研磨液的试管口要用
_________塞紧。
5、滤液细线不能触及到_________。
三、光合色素与光能的捕获
1
2、光合色素对光的吸收
(1)光合作用中的主要色素是_______________。
(2)叶绿素主要吸收和利用_____________ _。
(3)胡萝卜素和叶黄素主要吸收__________，还有保护__________免受
____________的作用。
【知识归类】
一、“提取和分离叶绿体中的色素”的实验原理及流程
1、实验原理
(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮中，用丙酮可以把色素从生物组
织中提取出来。
(2)色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条
上扩散得快，溶解度小的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可将不同色素分离开。
2、实验流程
提取叶绿体中的色素：称取2g绿叶，加入少许石英砂
【典型例题】
例1、提取和分离叶绿体中的色素时：
(1)在研磨过程中，加入少量石英砂的作用是____________________。
(2)研磨使细胞结构破坏，细胞液(具微酸性)将可能使叶绿素分子变成去镁叶绿素而呈现黄褐色，为防止出现这一现象，应在研磨时加入少量_______________________。
(3)加入5毫升丙酮的作用是__________________，能否用无水乙醇代替丙
酮？_______________________。
(4)滤纸条上的细线，要求画得细而直，目的是保证层析后分离的色素带
___________________，重复画滤液细线若干次是为了________，便于观
察分析。
(5)层析装置要加盖的目的是_________________________________。
例2、有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图)，经过一段时间，各盆中长势最好和长势最差的依次是
A.甲和乙
B.乙和丙
C.甲和丁
D.丙和丁
【达标训练】
1、1864年，德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处几小时，然后将其一半曝光，
一半遮光。
过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现只有曝光的那一半叶片呈深蓝色，这个实验证明
A、光合作用能释放氧气
B、光合作用释放的氧来自水
C、光合作用能产生淀粉
D、光合作用需要二氧化碳
2、纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条上最上端的色素名称和颜色分别是
A、叶绿素a、蓝绿色
B、叶绿素b、黄绿色
C、胡萝卜素、橙黄色
D、叶黄素、黄色
3、叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了
A．色素分布在叶绿体类囊体膜上
B．叶绿素含量是类胡萝卜素的4倍
C．叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
D．四种色素扩散速度不同
4、“提取和分离叶绿体中的色素”实验中，正确的操作顺序应该是
A．进行纸层析一制取滤液一在滤纸条上画线一将实验材料研磨
B制取滤液一进行纸层析一在滤纸条上画线一取滤液一再画线
C．将实验材料剪碎、研磨一在滤纸条上画线一制取滤液一进行纸层析
D．将实验材料剪碎、研磨一制取滤液一在滤纸条上画线一进行纸层析5、普利斯特莱把一只小鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小鼠和
植物都能存活很长时间。
但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。
以下关于这一现象的说法，不正确的是
A、该实验并不科学，没有重复性
B、该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下
C、该实验说明光合作用释放的氧与小鼠需要的氧达到了平衡
D、该实验说明光合作用需要的CO2与小鼠呼出的CO2达到了平衡
6．绿色植物置于哪种光下产生的O2最多
A．蓝紫光和红光B．绿光C黄光D．白光
7．如图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色，该实验证明①光合作用需要CO2②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素④光合作用放出O2
⑤光合作用制造淀粉
A、①②
B、③⑤
C、②⑤
D、①③
8、叶绿素不溶于
A、水
B、石油醚
C、丙酮
D、苯
9、阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。
如果将一瓶叶绿体色素滤液
放在光源和三棱镜之间，连续光谱中会出现一些黑色条带，这些条带应位于
A、绿光区
B、红光区和绿光区
C、蓝紫光区和绿光区
D、红光区和蓝紫光区
10、做“提取和分离叶绿体中的色素’’实验的正确装置是
11、用毛细吸管画滤液细线，往往不直，也不细，实践证明用细线取代毛细吸
管效果极佳。
操作如图，在以下给出的步骤中选
出正确步骤并排序。
①用细线蘸取少量滤液如图(甲)。
②用吸管吸出滤液涂在细线上。
③用湿线印出滤液细线如图(乙)。
④干燥后重印2~3次(干燥方法：用电吹风机)。
正确操作为______________________。
12、如图是科学家鲁宾和卡门用同位素标记进行光合作用实验的示意图：
(1)鲁宾和卡门的研究具有何种生物学意义？
(2)若甲图中供给12mol的C18O2，
能产生______mol18 O2
(3)如图用图乙来验证光合作用放出氧气是在光下进行的，还需要设计对照实验，
请用语言描述对照实验。