（新課標(biāo)）2018高考生物一輪復(fù)習(xí) 高考提分微課2課件[共25頁]

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1、高考提分微課高考提分微課(二二)總光合速率、凈光合速率、呼吸速率總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的辨析與測定的辨析與測定-2-一二一、關(guān)于總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的辨析1.總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,測得數(shù)據(jù)為呼吸速率(如下圖中的A點(diǎn))。(2)綠色組織在有光條件下,光合作用與細(xì)胞呼吸同時進(jìn)行,測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。(3)總(真正)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。(4)對各點(diǎn)(段)光合作用和細(xì)胞呼吸的分析-3-一二-4-一二黑暗條件下,細(xì)胞不進(jìn)行光合作用,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。吸收的O2的物質(zhì)的量等于其釋放的CO2的物質(zhì)的量。如

2、上圖所示,在較弱光照強(qiáng)度下,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度,細(xì)胞表現(xiàn)為吸收O2、放出CO2。在光補(bǔ)償點(diǎn)時,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度等于光合作用強(qiáng)度,細(xì)胞表現(xiàn)為既不吸收氣體,也不放出氣體。光合作用產(chǎn)生的O2全部被線粒體吸收;細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2全部被葉綠體吸收。如上圖所示,在較強(qiáng)光照強(qiáng)度下,光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,細(xì)胞表現(xiàn)為吸收CO2、放出O2。-5-一二?？记€分析-6-一二-7-一二-8-一二注意:總光合作用速率曲線與細(xì)胞呼吸速率曲線的交點(diǎn)表示此時光合作用速率=細(xì)胞呼吸速率,不要認(rèn)為凈光合作用速率曲線與細(xì)胞呼吸速率曲線的交點(diǎn)也表示光合作用速率=呼吸作用速率,此時總光合作用速率恰恰是細(xì)胞呼吸速率的2倍

3、。-9-一二典例1(2016安徽皖江師范模擬,31)在CO2濃度為0.03%、溫度恒定且適宜的條件下,測定植物甲和植物乙在不同光照條件下的光合速率,結(jié)果如下圖。下列有關(guān)分析正確的是()-10-一二A.光照強(qiáng)度為1 klx時,植物甲開始進(jìn)行光合作用B.光照強(qiáng)度為3 klx時,植物乙的總光合速率是0 mg/(100 cm2葉h)C.若在C點(diǎn)時突然停止CO2供應(yīng),短時間內(nèi)植物甲的葉綠體中C3的含量會增加D.D點(diǎn)時限制植物乙的光合速率增大的主要環(huán)境因素是CO2的濃度 答案解析解析關(guān)閉光照強(qiáng)度為1 klx時,植物甲的光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,A項錯誤;光照強(qiáng)度為3 klx時,總光合速率=凈光合速率+

4、呼吸速率=0+20=20 mg/(100 cm2葉h),B項錯誤;對于植物甲,C點(diǎn)時突然停止CO2供應(yīng),CO2固定受阻,短時間內(nèi)導(dǎo)致C3的含量減少,C項錯誤;D點(diǎn)時植物乙到達(dá)光飽和點(diǎn),因此光照強(qiáng)度不再是限制因素,而題中又提出“溫度恒定且適宜”,因此此時限制植物乙的光合速率增大的主要因素是CO2的濃度,D項正確。答案解析關(guān)閉D-11-一二2.凈(表觀)光合速率與總(真正)光合速率的微觀水平分析注m表示CO2,n表示O2。(1)呼吸速率用產(chǎn)物CO2表示:m1即線粒體釋放CO2量或“黑暗”條件下細(xì)胞或植物體釋放CO2量。用底物O2表示:n1即線粒體吸收O2總量或“黑暗”條件下細(xì)胞或植物體從外界吸收的

5、O2量。-12-一二(2)總光合速率用CO2表示:m1+m2,即葉綠體利用CO2或固定CO2總量(此為細(xì)胞呼吸量與凈光合作用量之和)。用O2表示:n1+n2,即葉綠體利用O2的總量(此為細(xì)胞呼吸量與凈光合作用量之和)。-13-一二典例2(2016四川成都二模,3)甲圖表示某種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系,乙圖表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體)。據(jù)圖判斷,下列說法錯誤的是(注:不考慮無氧呼吸)()A.甲圖中A點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)的數(shù)值即為乙圖中的m2或n2B.在甲圖中的A點(diǎn)時,乙圖中不存在的過程是m3、m4、n3、n4C.在甲圖中C點(diǎn)時,乙圖中不存在的過程是m2、m3、n2、n

6、3D.甲圖中E點(diǎn)以后,乙圖中n4不再增加,其主要原因是m1值太低 答案解析解析關(guān)閉甲圖中的A點(diǎn)表示植物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,不能進(jìn)行光合作用,則乙圖中的m2或n2可表示此時植物的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,乙圖中不存在的過程是m3、m4、n3、n4,A、B兩項正確;在甲圖中C點(diǎn)時,光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,植物不吸收氣體,也不釋放氣體,所以乙圖中不存在的過程是m2、m3、n2、n3,C項正確;甲圖中E點(diǎn)以后,乙圖中n4不再增加,其主要原因是m3值太低,D項錯誤。答案解析關(guān)閉D-14-一二二、總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的測定1.氣體體積變化法測光合作用O2產(chǎn)生(或CO2消耗)的體積(1)裝置中溶液的作用

7、:在測細(xì)胞呼吸速率時NaOH溶液可吸收容器中的CO2;在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2,保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定。-15-一二(2)測定原理在黑暗條件下,甲裝置中的植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2,所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。在光照條件下,乙裝置中的植物進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸,由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定,所以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率,可代表凈光合速率?？?真正)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。-16-一二(3)測定方法將植物(甲裝置)置于黑暗中一定的時間,記

8、錄紅色液滴移動的距離,計算呼吸速率。將同一植物(乙裝置)置于光下相同時間,記錄紅色液滴移動的距離,計算凈光合速率。根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到總(真正)光合速率。(4)物理誤差的校正:為減小氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗,即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行校正。-17-一二典例3(2016四川成都七中入學(xué)考試,11)某興趣小組設(shè)計了如下圖所示的實(shí)驗裝置若干組,室溫25 下進(jìn)行了一系列的實(shí)驗,下列有關(guān)敘述錯誤的是()-18-一二A.若X溶液為CO2緩沖液并給予光照,液滴移動距離可表示凈光合作用強(qiáng)度大小B.若要測真正光合強(qiáng)度,需另加設(shè)

9、一裝置遮光處理,X溶液為NaOH溶液C.若X溶液為清水并給予光照,光合作用大于細(xì)胞呼吸時,液滴右移D.若X溶液為清水并遮光處理,消耗的底物為脂肪時,液滴左移 答案解析解析關(guān)閉當(dāng)裝置給予光照時,裝置內(nèi)植物既進(jìn)行光合作用,也進(jìn)行細(xì)胞呼吸,CO2緩沖液可保持裝置內(nèi)CO2濃度不變,那么液滴移動距離即表示凈光合作用產(chǎn)生O2的多少,A項正確;真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率,測呼吸速率需另加設(shè)一裝置遮光處理(不能進(jìn)行光合作用),將X溶液更換為NaOH溶液,那么測得液滴移動距離即為有氧呼吸消耗O2的量,B項正確;若X溶液為清水并給予光照,裝置內(nèi)植物光合作用吸收的CO2量=釋放的O2量,植物有氧呼吸吸收的O

10、2量=釋放的CO2量,液滴不移動,C項錯誤;若X溶液為清水并遮光處理,植物只進(jìn)行有氧呼吸,但由于消耗的底物為脂肪,其消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量,故液滴向左移動,D項正確。答案解析關(guān)閉C-19-一二2.“黑白瓶”測透光、不透光兩瓶中氧氣的剩余量“黑瓶”不透光,測定的是有氧呼吸量;“白瓶”給予光照,測定的是凈光合作用量。“黑白瓶”試題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題。一般規(guī)律如下:總光合作用量(強(qiáng)度)=凈光合作用量(強(qiáng)度)+有氧呼吸消耗量(強(qiáng)度)。在有初始值的情況下,黑瓶中氧氣的減少量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量;白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的減少量)為凈

11、光合作用量;二者之和為總(真正)光合作用量。沒有初始值的情況下,白瓶中測得的現(xiàn)有量-黑瓶中測得的現(xiàn)有量=總(真正)光合作用量。-20-一二典例4(2016北京朝陽期中,11)下表是采用黑白瓶(不透光瓶可透光瓶)測定夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度,并比較計算后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是()A.水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣為3 g/m3B.水深2 m處黑瓶中水生植物不能進(jìn)行水的光解,但能進(jìn)行C3的還原C.水深3 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體D.水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進(jìn)行光合作用 答案解析解析關(guān)閉當(dāng)裝置給予光照時

12、,裝置內(nèi)植物既進(jìn)行光合作用,也進(jìn)行細(xì)胞呼吸,CO2緩沖液可保持裝置內(nèi)CO2濃度不變,那么液滴移動距離即表示凈光合作用產(chǎn)生O2的多少,A項正確;真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率,測呼吸速率需另加設(shè)一裝置遮光處理(不能進(jìn)行光合作用),將X溶液更換為NaOH溶液,那么測得液滴移動距離即為有氧呼吸消耗O2的量,B項正確;若X溶液為清水并給予光照,裝置內(nèi)植物光合作用吸收的CO2量=釋放的O2量,植物有氧呼吸吸收的O2量=釋放的CO2量,液滴不移動,C項錯誤;若X溶液為清水并遮光處理,植物只進(jìn)行有氧呼吸,但由于消耗的底物為脂肪,其消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量,故液滴向左移動,D項正確。答案解析關(guān)閉C-

13、21-一二3.“半葉法”測光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量半葉法的原理是:植物進(jìn)行光合作用形成有機(jī)物,而有機(jī)物的積累可使葉片單位面積的干重增加,但是,葉片在光下積累光合產(chǎn)物的同時,還會通過輸導(dǎo)組織將同化物運(yùn)出,從而使測得的干重積累值偏低。為了消除這一偏差,必須將待測葉片的一半遮黑,測量相同時間內(nèi)葉片被遮黑的一側(cè)單位面積干重的減少值,作為同化物輸出量(和呼吸消耗量)的估測值?！案牧及肴~法”采用燙傷、環(huán)割或化學(xué)試劑處理等方法來損傷葉柄韌皮部活細(xì)胞,以防止光合產(chǎn)物從葉中輸出(這些處理幾乎不影響木質(zhì)部中水和無機(jī)鹽向葉片的輸送),僅用一組葉片,且無須將一半葉片遮黑,既簡化了實(shí)驗過程,又提高了測定的準(zhǔn)確性。-22-

14、一二典例5某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率,做了如圖所示實(shí)驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出),于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其重量,測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y-2z-x)/6 gcm-2h-1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實(shí)驗條件是()-23-一二A.下午4時后將整個實(shí)驗裝置遮光3小時B.下午4時后將整個實(shí)驗裝置遮光6小時C.下午4時后在陽光下照射1小時D.晚上8時后在無光下放置3小時 答案解析解析關(guān)閉起始干重為上午10時移走時的葉圓片干重x克,從上午10時到下午4時,

15、葉片在這6小時內(nèi)既進(jìn)行光合作用,又進(jìn)行呼吸作用,所以下午4時移走的葉圓片干重(y克)減去上午10時移走時的葉圓片干重(x克)的差值,就等于該葉圓片凈光合作用產(chǎn)生干物質(zhì)的量:(y-x)克。若要求出呼吸作用干物質(zhì)量,應(yīng)將葉片遮光處理,先假設(shè)葉片遮光處理為a小時后干重為z克,下午4時移走的葉圓片干重y 克減去葉片遮光處理a小時后的干重z克差值,就是呼吸作用干物質(zhì)量:(y-x)克。已知:測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y-2z-x)/6 gcm-2h-1,據(jù)真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率,得出:(3y-2z-x)/6=(y-x)/6+(y-x)/a,計算出a=3小時,A項正確。答案解析關(guān)閉A-

16、24-一二典例6某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合速率進(jìn)行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做處理,并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后,在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片,烘干稱重,分別記為MA、MB,獲得相應(yīng)數(shù)據(jù),則可計算出該葉片的光合速率,其單位是mg/(dm2h)。請分析回答下列問題。-25-一二(1)MA表示6小時后葉片初始質(zhì)量-呼吸作用有機(jī)物的消耗量;MB表示6小時后()+()-細(xì)胞呼吸有機(jī)物的消耗量。(2)若M=MB-MA,則M表示。(3)總光合速率的計算方法是。(4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率,寫出實(shí)驗設(shè)計思路。答

17、案解析解析關(guān)閉葉片A部分遮光,不能進(jìn)行光合作用,但可照常進(jìn)行細(xì)胞呼吸。葉片B部分不做處理,既能進(jìn)行光合作用,又可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸。分析題意可知,MB表示6 h后葉片初始質(zhì)量+光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量-細(xì)胞呼吸有機(jī)物的消耗量,MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量-細(xì)胞呼吸有機(jī)物的消耗量,則MB-MA就是光合作用6 h有機(jī)物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量)。由此可計算凈光合速率,即M除以截取面積,再除以時間。答案解析關(guān)閉(1)葉片初始質(zhì)量光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量(2)B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量(3)M除以截取面積,再除以時間,即M/(截取面積時間)(4)將從測定葉片的相對應(yīng)部分切割的等面積葉片分開,一部分立即烘干稱重,另一部分在黑暗中保存幾小時后再烘干稱重,根據(jù)二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率