高三生物一輪復(fù)習(xí) 總光合速率凈光合速率與呼吸速率的辨析教師版

1、 總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的辨析重點(diǎn)1：總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的測(cè)定(三率測(cè)定)1.測(cè)定組織細(xì)胞呼吸速率的方法(1)測(cè)定組織細(xì)胞呼吸速率的裝置與原理裝置指標(biāo)：細(xì)胞呼吸速率常用單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來表示。原理：組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，刻度管內(nèi)的水滴左移。單位時(shí)間內(nèi)水滴左移的體積即表示呼吸速率。(2)物理誤差的校正如果實(shí)驗(yàn)材料是綠色植物，整個(gè)裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。如果實(shí)驗(yàn)材料是種子，為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)對(duì)裝置及所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。為防止氣壓、溫度等物理因

2、素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。注用脂肪(或脂質(zhì))含量高的種子，如油料種子做測(cè)定實(shí)驗(yàn)，則水滴移動(dòng)更明顯(因其消耗O2量更大)。2.植物光合速率與呼吸速率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定常用方法(1)裝置中溶液的作用：在測(cè)細(xì)胞呼吸速率時(shí)NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測(cè)凈光合速率時(shí)NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定。(2)測(cè)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(shí)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

3、于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，所以單位時(shí)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。 (3)測(cè)定方法將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算呼吸速率。將同一植物(乙裝置)置于光下一定時(shí)間，記錄紅色液滴移動(dòng)的距離，計(jì)算凈光合速率。根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計(jì)算得到真正光合速率。(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正?！镜淅?】如圖裝置可用于測(cè)定動(dòng)物的呼吸速率。下列關(guān)于該裝置的敘述錯(cuò)誤的是

4、(B) A.試管內(nèi)加入的試劑是NaOH溶液 B.溫水的作用是使瓶?jī)?nèi)溫度相對(duì)穩(wěn)定 C.實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)的紅墨水向右移動(dòng) D.該裝置直接測(cè)定動(dòng)物呼吸釋放的CO2量【典例2】.某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對(duì)該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強(qiáng)度測(cè)試的研究課題，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。請(qǐng)你利用這些裝置完成光合作用強(qiáng)度的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問題。(1)先測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟如下：甲、乙兩裝置的D中都放入_，裝置乙作為對(duì)照。將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進(jìn)行_處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動(dòng)的方向和距離。(2)測(cè)定植物的凈光合作用

5、強(qiáng)度，方法步驟如下：甲、乙兩裝置的D中放入_。把甲、乙裝置放在_。30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動(dòng)的方向和距離。(3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行30 min后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動(dòng)情況如下表：實(shí)驗(yàn)30 min后紅墨水滴移動(dòng)情況測(cè)定植物呼吸作用強(qiáng)度甲裝置_(填“左”或“右”)移1.5 cm乙裝置右移0.5 cm測(cè)定植物凈光合作用強(qiáng)度甲裝置_(填“左”或“右”)移4.5 cm乙裝置右移0.5 cm(4)假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng)1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1 g，那么該植物的呼吸速率是_g/h；白天光照15 h.一晝夜葡萄糖的積累量是_g(不考慮晝夜溫差的影響)。答案(1)NaOH溶液遮光

6、(2)NaHCO3溶液，裝置乙作為對(duì)照光照充足、溫度等相同且適宜的環(huán)境中(3)左右(4)484重點(diǎn)2：辨析總光合速率、凈光合速率與呼吸速率1.理清凈光合速率和真正光合速率內(nèi)涵在有光條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，實(shí)驗(yàn)容器中單位時(shí)間O2增加量、CO2減少量或有機(jī)物的增加量，用于表示凈光合速率，而真正光合速率凈光合速率呼吸速率。項(xiàng)目表示方法（單位時(shí)間內(nèi)）凈光合速率“測(cè)定的”植物(葉片)吸收CO2量或“實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)”CO2的減少量；“植物(葉片)”釋放O2量或“容器內(nèi)”O(jiān)2的增加量；植物(葉片)“積累”葡萄糖量或植物(葉片)質(zhì)量(有機(jī)物)增加量真正光合速率葉綠體“吸收”CO2量；葉綠體“釋放”

7、O2量；植物或葉綠體“產(chǎn)生”葡萄糖量呼吸速率(遮光條件下測(cè)得)黑暗條件下，植物CO2釋放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量注：若試題以坐標(biāo)曲線形式出現(xiàn)，如果光照強(qiáng)度為0時(shí)，CO2吸收量為0，則為真正光合速率，如果光合速率數(shù)值有負(fù)值，則為凈光合速率。2.通過曲線圖分析總光合速率、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)行呼吸作用，測(cè)得數(shù)據(jù)為呼吸速率(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(shí)進(jìn)行，測(cè)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)各點(diǎn)(段)光合作用和呼吸作用分析曲線對(duì)應(yīng)點(diǎn)細(xì)胞生理活動(dòng)ATP產(chǎn)生場(chǎng)所細(xì)胞或植物體外

8、觀表現(xiàn)圖示A點(diǎn)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用呼吸速率只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體從外界吸收O2，向外界排出CO2AB段(不含A、B點(diǎn))呼吸量光合量?jī)艄夂?細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體從外界吸收O2，向外界排出CO2B點(diǎn)光合量呼吸量?jī)艄夂?與外界不發(fā)生氣體交換B點(diǎn)之后光合量呼吸量?jī)艄夂?從外界吸收CO2，向外界釋放O2此時(shí)植物可更新空氣(5)?？记€分析曲線I：總光合量曲線II：呼吸量曲線III：凈光合量（即IIII差值）交點(diǎn)D對(duì)應(yīng)E，此時(shí)凈光合量為0，B點(diǎn)為植物生長最快點(diǎn)。曲線a：總光合強(qiáng)度曲線b：呼吸強(qiáng)度ab間差（a-b）：凈光合強(qiáng)度或干物質(zhì)量交點(diǎn)F：光合強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度（此時(shí)凈光合速率等于0，植物不能

9、生長，相當(dāng)于前一個(gè)圖中的D點(diǎn)和E點(diǎn)）曲線c：凈光合強(qiáng)度曲線d：呼吸強(qiáng)度c+d:總光合強(qiáng)度交點(diǎn)G：凈光合強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度（此時(shí)植物仍能生長直至曲線c與橫軸相交使得凈光合量降為0時(shí)，才與圖2中D、E點(diǎn)相當(dāng)）特別提醒：總光合速率與呼吸速率曲線交點(diǎn)處表示此時(shí)光合速率呼吸速率，不要認(rèn)為凈光合速率曲線與呼吸速率曲線交點(diǎn)處也表示光合速率呼吸速率，此時(shí)總光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。3.凈(表觀)光合速率與實(shí)際(總)光合速率宏觀與微觀水平分析m表示CO2n表示O2【典例3】在一定濃度的CO2和適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，測(cè)定A植物和B植物在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如下表，以下有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(D)光合速率與呼吸速率相

10、等時(shí)的光照強(qiáng)度/klx光飽和時(shí)的光照強(qiáng)度klx光飽和時(shí)的CO2吸收速率/mg·(102cm2葉h)1黑暗條件下CO2釋放速率/mg·(102cm2葉h)1A植物13115.5B植物393015 A.與B植物相比，A植物是在弱光照條件下生長的植物 B.當(dāng)光照強(qiáng)度超過9 klx時(shí)，B植物光合速率不再增加，造成這種現(xiàn)象的原因可能是暗反應(yīng)跟不上光反應(yīng) C.當(dāng)光照強(qiáng)度為9 klx時(shí)，B植物的總光合速率是45 mg CO2/100 cm2葉·h D.當(dāng)光照強(qiáng)度為3 klx時(shí)，A植物與B植物固定CO2速率的差值為4 mg CO2/100 cm2葉·h【典例4】下列關(guān)于

11、曲線的描述，正確的是(C) A.圖1中，兩曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是凈光合速率為0時(shí)的溫度 B.圖2中，C點(diǎn)對(duì)所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞來說，葉綠體消耗的CO2量等于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量 C.圖3中A、B兩點(diǎn)為光合速率和呼吸速率相等的點(diǎn) D.若呼吸作用的原料全部為葡萄糖，則圖1中30 時(shí)10 h需消耗葡萄糖15 mg【典例5】將生長狀況相同的某種植物的葉片均分成4等份，在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光照強(qiáng)度相同)，測(cè)其有機(jī)物變化，得到如圖數(shù)據(jù)。下列說法正確的是(B) A.該植物在27 時(shí)生長最快，在29 和30 時(shí)不表現(xiàn)生長現(xiàn)象 B.該植物呼吸作用和光合作用的最適溫度在所給的4個(gè)溫度中都是

12、29 C.在27 、28 和29 時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量相等 D.30 時(shí)光合作用制造的有機(jī)物等于呼吸作用消耗的有機(jī)物都是1 mg/h【典例6】圖甲表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示植物光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列說法正確的是(C) A.若圖甲代表水稻，圖乙代表藍(lán)藻，則圖甲的c時(shí)與圖乙的C時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 和葉綠體 B.若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的b相當(dāng)于圖乙的B點(diǎn) C.圖甲植物的d時(shí)單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收2個(gè)單位的CO2 D.圖乙的A、B、C點(diǎn)光合作用限制因素只有光照強(qiáng)度【典例7】如圖表示在不同溫度下，測(cè)定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機(jī)物的重