新設計生物人教大一輪復習課件：學科素養(yǎng)微專題2-

1、(二)總光合速率、凈光合速率、 呼吸速率的辨析與測定(二)總光合速率、凈光合速率、 呼吸速率的辨析-2-一、關于總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的辨析1.理清凈光合速率和真正光合速率的內(nèi)涵在有光條件下,植物同時進行光合作用和細胞呼吸,實驗容器中O2的增加量、CO2的減少量或有機物的增加量,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。-2-一、關于總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的辨析-3-注 若試題以坐標曲線形式出現(xiàn),光照強度為0時,CO2的釋放量或O2的吸收量為呼吸速率;如果光合速率數(shù)值有負值,則為凈光合速率。-3-注 若試題以坐標曲線形式出現(xiàn),光照強度為0時,CO2的-4-典

2、例1(2018福建漳州八校期末聯(lián)考)如圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下,某植物在不同溫度下的凈光合速率和呼吸速率曲線。下列有關說法錯誤的是( )A.與光合作用相比,與細胞呼吸有關酶的適宜溫度更高B.在40 之前,總光合速率大于呼吸速率C.溫度在30 時總光合速率最大D.40 時,該植物不再進行光合作用 答案解析解析關閉圖中實線表示凈光合速率曲線,虛線表示呼吸速率曲線,總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。由題圖可知,溫度為30 時總光合速率最大,即(總)光合作用的最適溫度為30 ,而細胞呼吸的最適溫度為42 左右,則與光合作用相比,與細胞呼吸有關酶的適宜溫度更高,A、C項正確;40 之前,凈

3、光合速率大于0,這說明總光合速率大于呼吸速率,B項正確;40 時,該植物仍在進行光合作用,只是光合速率等于呼吸速率。 答案解析關閉D-4-典例1(2018福建漳州八校期末聯(lián)考) 答案解析解析-5-典例2(2018全國高考)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)當光照強度大于a時,甲、乙兩種植物中,對光能的利用率較高的植物是。(2)甲、乙兩種植物單獨種植時,如果種植密度過大,那么凈光合速率下降幅度較大的植物是。判斷的依據(jù)是。(3)甲、乙兩種植物中,更適合在林下種植的是。(4)某植物夏日晴天中午12:00時葉片的光合速率明顯下降,其原因是進入葉肉細胞的(填“O2

4、”或“CO2”)不足。-5-典例2(2018全國高考)-6-答案 (1)甲(2)甲光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大,種植密度過大,植株接受的光照強度減弱,導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2-6-答案 (1)甲-7-解析 (1)根據(jù)曲線的走勢以及曲線的起點可知,甲的細胞呼吸速率大于乙。光照強度大于a時,甲的凈光合速率大于乙,所以甲的實際光合速率也遠大于乙,所以甲對光能的利用率要高于乙。(2)當種植密度過高時,單株獲取的光能減少,光照強度降低同等程度的情況下,對甲植株單株的影響要大于乙植株,所以,如果種植密度過大,凈光合速率下降幅度較大的是甲植物。(3)無論是光

5、補償點還是光飽和點,甲的都高于乙的,所以乙更適合在光照強度較低的林下種植。(4)夏日晴天中午12:00氣溫太高,葉片的大多數(shù)氣孔關閉,導致外界的CO2不能通過氣孔進入葉片,從而導致光合速率明顯下降。-7-解析 (1)根據(jù)曲線的走勢以及曲線的起點可知,甲的細胞-8-2.總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的關系(1)黑暗條件下的綠色組織或非綠色組織,只進行細胞呼吸,測得數(shù)據(jù)為呼吸速率(如下圖中的A點)。(2)綠色組織在有光條件下(光合作用與細胞呼吸同時進行)測得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。-8-2.總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的關系-9-(3)對各點(段)光合作用和細胞呼吸的分析 -9-(3)對各點(段

6、)光合作用和細胞呼吸的分析 -10-黑暗條件下,細胞不進行光合作用,只進行細胞呼吸。O2吸收的物質的量等于CO2釋放的物質的量。在較弱光照強度下,細胞呼吸速率大于光合作用速率,細胞表現(xiàn)為吸收O2,釋放CO2。在光補償點時,細胞呼吸速率等于光合作用速率,細胞表現(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,細胞呼吸產(chǎn)生的CO2全部被葉綠體吸收。在較強光照強度下,光合作用速率大于細胞呼吸速率,細胞表現(xiàn)為吸收CO2,釋放O2。-10-黑暗條件下,細胞不進行光合作用,只進行細胞呼吸。O-11-(4)常考曲線分析 -11-(4)?？记€分析 -12-12-13-注意:總光合作用速率曲

7、線與細胞呼吸速率曲線的交點表示光合作用速率=細胞呼吸速率,但不要認為凈光合作用速率曲線與細胞呼吸速率曲線的交點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胞呼吸速率的2倍。-13-注意:總光合作用速率曲線與細胞呼吸速率曲線的交點表示-14-典例3將某綠色盆栽植物置于密閉容器內(nèi)暗處理后,測得容器內(nèi)CO2和O2濃度相等(氣體含量相對值為1),在天氣晴朗時的早6時移至陽光下,日落后移動到暗室中繼續(xù)測量兩種氣體的相對含量,變化情況如圖所示,下列分析正確的是( )注 兩條曲線在20時前沿水平虛線上下對稱。A.只有在8時光合作用強度與細胞呼吸強度相等B.在916時之間,光合速率大于呼吸速率

8、,O2濃度不斷上升C.該植物體內(nèi)17時有機物積累量小于19時的有機物積累量D.該植物從20時開始只進行無氧呼吸 答案解析解析關閉當光合作用強度與細胞呼吸強度相等時,容器中的CO2和O2濃度的增加量為零,為圖中的曲線的最高點和最低點,即8時和17時,A項錯誤;在916時之間,O2濃度一直上升,CO2濃度一直下降,因此光合速率大于呼吸速率,B項正確;該植物17時光合作用強度等于細胞呼吸強度,此時有機物積累量最大,17時以后,植物光合作用強度小于細胞呼吸強度,有機物產(chǎn)生量小于消耗量,C項錯誤;在20時以后,O2濃度下降,說明植物進行有氧呼吸,D項錯誤。 答案解析關閉B-14-典例3將某綠色盆栽植物置

9、于密閉容器內(nèi)暗處理后,測得容-15-典例4(2018全國高考)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結果如圖所示,據(jù)圖回答問題。-15-典例4(2018全國高考)為了研究某種樹木樹冠上下-16-(1)從圖可知,A葉片是樹冠(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是。(2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的_反應受到抑制。(3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機溶劑是。答案 (1)下層A葉片的凈光合速率達到最大

10、時所需光照強度低于B葉片(2)暗(3)無水乙醇-16-(1)從圖可知,A葉片是樹冠(填“上層”或“-17-解析 (1)據(jù)圖可知,相同光照強度下,兩種葉片凈光合速率有所不同,且A葉片達到凈光合速率最大值時的光照強度小于B葉片達到凈光合速率最大值時的光照強度,所以A葉片是樹冠下層的葉片。(2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,說明光合作用的光反應不變,光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH不變,A葉片凈光合作用速率下降的原因是暗反應受到抑制。(3)綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,所以常用無水乙醇提取綠葉中的葉綠素。-17-解析 (1)據(jù)圖可知,相同光照強度下

11、,兩種葉片凈光合-18-3.凈(表觀)光合速率與總(真正)光合速率的微觀水平分析注 m1,m2表示CO2的消耗量;n1,n2表示O2的產(chǎn)生量。(1)呼吸速率用CO2表示:m1,即線粒體釋放CO2的量或黑暗條件下細胞或植物體釋放CO2的量。用O2表示:n1,即線粒體吸收O2的量或黑暗條件下細胞或植物體從外界吸收的O2的量。-18-3.凈(表觀)光合速率與總(真正)光合速率的微觀水平-19-典例5(2018四川成都期中)圖甲表示某種植物光合作用強度與光照強度的關系,圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結構(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.圖甲中A點對應的

12、縱坐標的數(shù)值可用圖乙中的m2或n2表示B.在圖甲中A點時,圖乙中不存在的過程是m3、m4、n3、n4C.在圖甲中C點時,圖乙中不存在的過程是m2、m3、n2、n3D.圖甲中E點以后,圖乙中n4不再增加,其主要原因是m1值太低 答案解析解析關閉圖甲中的A點表示植物只能進行細胞呼吸,不能進行光合作用,則圖乙中的m2或n2可表示此時植物的細胞呼吸強度,圖乙中不存在的過程是m3、m4、n3、n4,A、B兩項正確。在圖甲中C點時,光合作用強度等于細胞呼吸強度,植物不吸收氣體,也不釋放氣體,所以圖乙中不存在的過程是m2、m3、n2、n3,C項正確。圖甲中E點以后,圖乙中n4不再增加,其主要原因是m3值太低

13、,D項錯誤。 答案解析關閉D-19-典例5(2018四川成都期中)圖甲表示某種植物光合作-20-二、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產(chǎn)生O2(或消耗CO2)的體積(1)裝置中溶液的作用:在測細胞呼吸速率時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,以保證容器內(nèi)CO2濃度的恒定。-20-二、總光合速率、凈光合速率、呼吸速率的測定-21-(2)測定原理在黑暗條件下,甲裝置中的植物只進行細胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產(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

14、中的植物進行光合作用和細胞呼吸,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。-21-(2)測定原理-22-(3)測定方法將植物(甲裝置)置于黑暗中一定的時間,記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,應設置對照實驗,即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗,根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行

15、校正。-22-(3)測定方法-23-典例6(2018安徽太和一中預測押題)某興趣小組設計了如下圖所示的實驗裝置若干組,室溫25 下進行了一系列的實驗,下列有關敘述錯誤的是( )注 裝置內(nèi)氧氣充足,不考慮無氧呼吸。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度大小B.若要測真正光合強度,需另加設一裝置遮光處理,X溶液為NaOH溶液C.若X溶液為清水并給予光照,光合作用強度大于細胞呼吸強度時,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 答案解析解析關閉給予光照時,裝置內(nèi)植物既進行光合作用,也進行細胞呼吸,CO2緩沖液可保持裝置內(nèi)CO2濃度不變,此時液

16、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一個遮光處理(不能進行光合作用)的裝置并將X溶液更換為NaOH溶液,此時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,一段時間后,密閉裝置內(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。 答案解析關閉C-23-典例6(2018安徽太和一中預測押題)A.若X溶液為-24-2.“

17、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?！昂诎灼俊痹囶}是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題。一般規(guī)律如下:總光合作用量(強度)=凈光合作用量(強度)+有氧呼吸消耗量(強度);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)為凈光合作用量,兩者之和為總(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。-24-2.“黑白瓶”測透光、不透光兩瓶中氧氣的剩余量-25-典例7(2018河

18、北景縣調研)下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶可透光瓶)法測定夏季某池塘不同深度水體中,初始平均O2濃度與24 h后平均O2濃度比較后的數(shù)據(jù)。下列有關分析正確的是( )A.水深1 m處白瓶中水生植物24 h產(chǎn)生的O2為3 g/m3B.水深2 m處白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率C.水深3 m處白瓶中水生植物不進行光合作用D.水深4 m處白瓶中藻類植物產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體 答案解析解析關閉根據(jù)題意可知,黑瓶中水生植物只能進行細胞呼吸,白瓶中水生植物既能進行光合作用又能進行細胞呼吸,在相同條件下培養(yǎng)一定時間,黑瓶中所測得的數(shù)據(jù)即為正常的呼吸消耗量。由表中數(shù)據(jù)可知,在

19、水深1 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生的O2量=3+1.5=4.5(g/m3)。水深2 m處白瓶中水生植物光合速率=1.5+1.5=3.0g/(m3d),呼吸速率為1.5 g/(m3d)。水深3 m處白瓶中水生植物光合作用量等于細胞呼吸量,即1.5 g/m3。水深4 m處白瓶中藻類植物能進行光合作用和細胞呼吸,故白瓶中藻類植物產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體、細胞質基質和線粒體。 答案解析關閉D-25-典例7(2018河北景縣調研)下表所示是采用黑白瓶(-26-3.“半葉法”測光合作用有機物的產(chǎn)生量半葉法的原理:植物進行光合作用形成有機物,而有機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

20、的同時,還會通過輸導組織將同化物運出,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。“改良半葉法”采用燙傷、環(huán)割或化學試劑處理等方法來損傷葉柄韌皮部活細胞,以防止光合產(chǎn)物從葉中輸出(這些處理幾乎不影響木質部中水和無機鹽向葉片的輸送),僅用一組葉片,且無須將一半葉片遮黑,就能達到實驗目的,既簡化了實驗過程,又提高了測定的準確性。-26-3.“半葉法”測光合作用有機物的產(chǎn)生量-27-典例8某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率,做了如下圖所示實驗。在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉

21、片有機物的輸入和輸出),在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,測得葉片的光合作用速率=(3y-2z-x)/6 g/(cm2h)(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處的實驗條件是( )A.下午4時后將整個實驗裝置遮光3 hB.下午4時后將整個實驗裝置遮光6 hC.下午4時后在陽光下照射1 hD.晚上8時后在無光下放置3 h 答案解析解析關閉葉圓片的起始干重為上午10時移走時的x g,從上午10時到下午4時,葉片在這6 h內(nèi)既進行光合作用,又進行細胞呼吸,所以下午4時移走的葉圓片干重(y g)減去上午10時移走時的葉圓片

22、干重(x g)的差值,就等于該葉圓片凈光合作用產(chǎn)生干物質的量:(y-x) g。若要求出細胞呼吸消耗的干物質量,應將葉片遮光處理,先假設葉片遮光處理a h后干重為z g, 下午4時移走的葉圓片干重y g減去葉片遮光處理a h后的干重z g的差值,就是細胞呼吸消耗的干物質量:(y-z) g。已知測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y-2z-x)/6g/(cm2h),據(jù)真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率,得出:(3y-2z-x)/6 =(y-x)/6+(y-z)/a,計算出a=3(h),A項正確。 答案解析關閉A-27-典例8某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率,做了-28-典例9某研究小組采用“

23、半葉法”對番茄葉片的光合速率進行測定。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?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|和能量轉移。在適宜光照下照射6 h后,在A、B的對應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。-28-典例9某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合速率進-29-(1)MA表示6 h后葉片初始質量-細胞呼吸有機物的消耗量;MB表示6 h后+-細胞呼吸有機物的消耗量。(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

24、實驗設計思路。-29-(1)MA表示6 h后葉片初始質量-細胞呼吸有機物的-30-答案 (1)葉片初始質量光合作用有機物的總產(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)兩部分干重差即可計算出葉片的呼吸速率解析 葉片A遮光,不能進行光合作用,但可照常進行細胞呼吸。葉片B不做處理,既能進行光合作用,又可以進行細胞呼吸。分析題意可知,MB表示6 h后葉片初始質量+光合作用有機物的總產(chǎn)量-細胞呼吸有機物的消耗量,MA

25、表示6 h后葉片初始質量-細胞呼吸有機物的消耗量,則MB-MA就是光合作用6 h有機物的總產(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。-30-答案 (1)葉片初始質量光合作用有機物的總產(chǎn)量dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8genklgb4klebtl

26、kb5k tkeirh893y89ey698vhkrne lkhgi8eyokbnkdhf98hodf hxvy78fd678t9fdu90gys98y9shihixyv78dfhvifndovhf9f8yv9onvkobkw kjfegiudsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8genklgb4klebtlkb5k tkeirh893y89ey698vhkrne lkhgi8eyokbnkdhf98hodf hxvy78fd678t9fdu90gys98y9shihixyv78dfhvifndovhf9f8yv9onvkobkw kjfegiudsfdbsy384y982y