人教版高中生物必修1分子與細(xì)胞第5章素能提升課3植物光合速率和呼吸速率的關(guān)系及測定課件

素能提升課3植物光合速率和呼吸速率的關(guān)系及測定第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用1．表示方法及相互關(guān)系(1)細(xì)胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。(2)凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率。提升點1光合速率和呼吸速率的關(guān)系2．判定方法(1)根據(jù)坐標(biāo)曲線判定①當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，若CO2吸收值為負(fù)值，該值的絕對值代表細(xì)胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。②當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，光合速率也為0，該曲線代表真正光合速率，如圖乙。(2)根據(jù)葉綠體與線粒體之間氣體交換圖判斷(3)根據(jù)關(guān)鍵詞判定檢測指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機(jī)物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量(4)根據(jù)實驗條件判定實驗結(jié)果所給數(shù)值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。1．用某種大小相似的綠色植物葉片，分組進(jìn)行光合作用實驗：已知葉片實驗前重量，在不同溫度下分別暗處理1h，測其重量變化，再立即光照1h(光照強(qiáng)度相同)，測其重量變化，得到如下表所示結(jié)果。僅考慮表中的四個溫度，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)組別甲乙丙丁溫度/℃27282930暗處理后重量變化/mg－1－2－3－1光照后與暗處理前相比重量變化/mg＋3＋3＋3＋1A．27℃與30℃時，該植物的真正光合速率不相同B．若每天光照12h，該植物在29℃條件下不能正常生長C．該植物在28℃時，光照1h能制造7mg有機(jī)物D．溫度可通過影響酶的活性來影響細(xì)胞的光合速率√B

[暗處理1h后重量減少量，即為其每小時的呼吸速率；光照1h后與暗處理前相比重量變化＝每小時總光合速率－2×每小時呼吸速率，27℃該植物的真正光合速率(即每小時總光合速率)＝3＋2×1＝5；30℃該植物的真正光合速率(即每小時總光合速率)＝1＋2×1＝3，即27℃與30℃時，該植物的真正光合速率不相同，A正確。該植物在29℃條件下每小時總光合速率＝3＋2×3＝9，每小時的呼吸速率＝3，若每天光照12小時，則一天的凈光合量＝一天總光合量－一天呼吸量＝12×每小時總光合速率－24×每小時的呼吸速率＝12×9－24×3＝36，由于一天的凈光合量大于0，說明植物可以積累有機(jī)物，可以正常生長，B錯誤。該植物在28℃條件下每小時總光合速率＝3＋2×2＝7，即其光照1h能制造7mg有機(jī)物，C正確。植物光合速率需要酶的催化，溫度會影響酶活性，進(jìn)而影響細(xì)胞的光合速率，D正確。]2．葡萄和草莓都是人們喜愛的水果，如圖表示25℃時，葡萄和草莓在不同光照強(qiáng)度下CO2吸收量的變化曲線。據(jù)圖回答以下問題：(1)據(jù)圖可知，__________更應(yīng)該種植在陽光充足的地方，在M點對應(yīng)條件下，葡萄的真正光合速率為________________(用CO2吸收量表示)。已知葡萄光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25℃和30℃，若將環(huán)境溫度由25℃改變?yōu)?0℃，其他條件不變，則P點向________移動，M點向________移動。葡萄10mg·m-2·h-1右

左下(2)在25℃的環(huán)境中，若白天和黑夜的時間各為12h，白天平均光照強(qiáng)度為Yklx，則草莓一天中單位面積葉片積累的葡萄糖約為________mg。(保留小數(shù)點后兩位)(3)在草莓的大棚種植中，若要提高草莓的產(chǎn)量，則可以采取的措施是_________________________________________________(答出2點即可)。40.91適當(dāng)增加光照時間、增施有機(jī)肥、夜間適當(dāng)降低溫度[解析]

(1)據(jù)題圖可知，X是草莓的光補(bǔ)償點，此時光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，N點是草莓的光飽和點，與草莓相比，葡萄的光補(bǔ)償點和飽和點都比草莓的高，因此葡萄可能是陽生植物，草莓可能是陰生植物。故葡萄更應(yīng)該種植在陽光充足的地方。植物的真正光合速率＝呼吸速率＋凈光合作用速率，故在M點對應(yīng)條件下，葡萄的真正光合速率＝葡萄的呼吸速率＋葡萄的凈光合作用速率＝2＋8＝10mg·m-2·h-1。P點表示呼吸速率與光合速率相同，若將環(huán)境溫度改變?yōu)?0℃，細(xì)胞呼吸速率增加，需要更強(qiáng)的光照才能達(dá)到CO2吸收量平衡，所以P點將右移，M點向左下移動。(2)據(jù)題圖可知，草莓的呼吸速率為1mg·m-2·h-1，凈光合作用速率為6mg·m-2·h-1，白天和黑夜的時間各為12h，白天平均光照強(qiáng)度在Yklx，則草莓一天的CO2吸收量＝12×6－12×1＝60mg，根據(jù)光合作用的總反應(yīng)式可知，消耗6molCO2會產(chǎn)生1mol葡萄糖，則草莓一天中單位面積葉片積累的葡萄糖約為(180×60)/(6×44)＝40.91mg。(3)適當(dāng)增加光照時間來增加光合作用合成有機(jī)物的量，增施有機(jī)肥增加CO2濃度來提高光合作用強(qiáng)度從而提高有機(jī)物的合成量，夜間適當(dāng)降低溫度以降低呼吸速率，減少有機(jī)物的消耗量，故這些措施均可提高草莓的產(chǎn)量。1．裝置中溶液的作用在測細(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，保證容器內(nèi)CO2濃度的恒定。提升點2植物光合速率與呼吸速率的測定2．測定原理(1)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。(2)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。(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。3．測定方法(1)將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。(2)將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。(3)根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計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)置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進(jìn)行校正。3．圖示實驗裝置是研究環(huán)境因素對植物光合作用影響的經(jīng)典裝置。下列對實驗過程中裝置條件及實驗結(jié)果的敘述錯誤的是(

)A．為了實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng)設(shè)置一組容器內(nèi)放置一盆等體積死植株的對照組B．若X溶液為CO2緩沖液，液滴移動距離可表示植株的凈光合強(qiáng)度C．若X溶液為CO2緩沖液并遮光處理，液滴移動距離可表示植株的有氧呼吸強(qiáng)度D．若X溶液為NaOH溶液并將植株換為消毒的萌發(fā)種子，則該裝置可用來判斷種子的呼吸方式√D

[為了實驗的準(zhǔn)確性，應(yīng)設(shè)置一組容器內(nèi)放置一盆等體積死植株的對照組，排除環(huán)境因素(如氣壓、氣溫等)對實驗的影響，A正確；若X溶液為CO2緩沖液，瓶內(nèi)O2的增加會導(dǎo)致液滴移動，且液滴移動的距離表示的是植株的凈光合強(qiáng)度(O2的釋放速率)，B正確；若X溶液為CO2緩沖液并遮光處理，則此時植株不能進(jìn)行光合作用、只能進(jìn)行呼吸作用，有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生等量的CO2被緩沖液吸收，即O2的減少會導(dǎo)致液滴左移，故液滴移動距離可表示植株的有氧呼吸強(qiáng)度，C正確；若X溶液為NaOH溶液并將植株換為消毒的萌發(fā)種子，此時液滴移動距離僅表示種子呼吸時吸收O2的量，但無法判斷種子具體的呼吸方式，D錯誤。]4．圖1中的甲表示光照強(qiáng)度對凈光合速率的影響曲線圖，圖1中的乙表示溫度對凈光合速率和呼吸速率的影響曲線圖，圖2表示探究與光合作用相關(guān)的實驗裝置示意圖。據(jù)圖回答下列問題。(1)據(jù)圖1可知，在相應(yīng)的溫度條件下，蘋果樹幼苗的呼吸速率_____(填“大于”“等于”或“小于”)梨樹幼苗的呼吸速率，光照強(qiáng)度大于b時，限制光合速率的主要環(huán)境因素是___________________。一般條件下，蘋果樹幼苗生長速率大于梨樹幼苗，原因是___________________________________________________________________。小于溫度和CO2濃度相同光照強(qiáng)度下，蘋果樹幼苗吸收CO2的速率(或凈光合速率)大于梨樹幼苗(2)據(jù)圖1中的乙分析，最適合植物生長的溫度是_________，溫度從30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、實際光合速率和生長速率的變化情況：_____________________。25℃升高、不變、降低(3)利用圖2所示的裝置_________(填“能”或“不能”)一次測定出植株的實際光合速率。假設(shè)CO2濃度改變不影響呼吸速率，用該裝置可以驗證適宜濃度的CO2范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的升高光合速率逐漸增大，請簡述實驗處理方法及實驗結(jié)果：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。處理方法：用圖中的不能裝置設(shè)置A、B、C三組，裝置內(nèi)NaHCO3溶液的濃度適宜且大小為A>B>C，其他條件適宜且相同，一段時間后測定裝置內(nèi)的氣體增加量；實驗結(jié)果：氣體增加量的大小關(guān)系為A>B>C[解析]

(1)圖1甲中坐標(biāo)曲線的起點表示呼吸速率，起點越靠下說明呼吸速率越大，據(jù)圖可知，蘋果樹幼苗的呼吸速率小于梨樹幼苗。當(dāng)光照強(qiáng)度大于b時，限制光合速率的主要環(huán)境因素是溫度和CO2濃度。植物的生長速率取決于凈光合速率，從圖1甲中可以看出，相同光照強(qiáng)度下，蘋果樹幼苗吸收CO2的速率(或凈光合速率)大于梨樹幼苗，所以蘋果樹幼苗的生長速率大于梨樹幼苗。(2)據(jù)圖1中的乙可知，在25℃時植物的凈光合速率最大，所以該溫度下植物生長速率最快。實線表示呼吸速率，虛線表示凈光合速率，二者之和為實際光合速率，所以溫度從30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、實際光合速率和生長速率的變化情況為升高、不變、降低。(3)由于實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，但在光照下植物同時進(jìn)行光合作