微專題6三率測定的6種實驗?zāi)Ｐ驼n件

1、微專題6三率測定的6種實驗?zāi)Ｐ臀ｎ}6三率測定的6種實驗?zāi)Ｐ湍Ｐ?氣體體積變化法測定光合作用O2產(chǎn)生的體積或CO2消耗的體積實驗原理(1)甲裝置在黑暗條件下植物只進(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)乙裝置在光照條件下植物進(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。模型1氣體體積變化法測定光合作用O2產(chǎn)生的體積或CO2(3)真正光合速率凈光合速率呼吸速率。(4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等

2、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)真正光合速率凈光合速率呼吸速率?！镜淅?】 (2019遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)某實驗室中有三套完全相同的裝置(如圖1所示)，裝置內(nèi)的綠色植物為長勢相近的君子蘭，培養(yǎng)條件如表所示，經(jīng)2小時的實驗后，測定并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。已知氧傳感器用于測定裝置內(nèi)的O2含量。請分析并回答下列問題：裝置培養(yǎng)條件刻度尺讀數(shù)數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)開始時2小時后開始時2小時后甲溫度為T1、光照適宜0ADE乙溫度為T2、光照適宜0BDF丙溫度為T2、黑暗0CDG【典例1】 (2019遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)某實驗室中有

3、三套圖1注：君子蘭細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的最適溫度分別為T1和T2，且T2T1。圖1(1)三套裝置的君子蘭細(xì)胞中，均能產(chǎn)生ATP的場所是_；裝置甲中的數(shù)據(jù)A代表_。(2)若增加一套實驗裝置，光照適宜條件下，在實驗過程中，將溫度逐漸由T1升高至T2，并測得數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)由D變?yōu)镠，則E、F、H的大小關(guān)系是_。(3)若B0，則在君子蘭的葉肉細(xì)胞中，葉綠體產(chǎn)生O2的量_(填“大于”“等于”或“小于”)線粒體消耗O2的量；若B為正數(shù)，C為負(fù)數(shù)，則該植物在溫度為T2、光照適宜的條件下，呼吸速率與光合速率之比_(用B、C表示)。(1)三套裝置的君子蘭細(xì)胞中，均能產(chǎn)生ATP的場所是_解析(1)丙裝置

4、中的君子蘭只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，因此，三套裝置的君子蘭細(xì)胞中均能產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；A代表在裝置甲對應(yīng)的培養(yǎng)條件下，君子蘭的凈光合速率。(2)當(dāng)溫度由T1逐漸升高至T2時，君子蘭細(xì)胞的光合速率下降，呼吸速率上升，則H應(yīng)小于E、大于F。(3)若B0，則說明整體上君子蘭的光合速率等于呼吸速率，但就君子蘭的葉肉細(xì)胞而言，其光合速率大于呼吸速率，即葉肉細(xì)胞中葉綠體產(chǎn)生O2的量大于線粒體消耗O2的量；在溫度為T2、光照適宜的條件下，君子蘭的呼吸速率可表示為C/2，光合速率(BC)/2，因此，兩者之比C/(BC)C/(CB)。答案(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下，

5、2小時內(nèi)釋放O2的量(或君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下的凈光合速率)(2)EHF(3)大于C/(CB)或C/(BC)解析(1)丙裝置中的君子蘭只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，因此，三套裝置模型2黑白瓶法測溶氧量的變化(1)“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?？偣夂献饔昧?強(qiáng)度)凈光合作用量(強(qiáng)度)有氧呼吸量(強(qiáng)度)。(2)有初始值的情況下，黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。(3)在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)有量總光合作用量。模型2黑白瓶法測溶

6、氧量的變化【典例2】 (2019全國卷，31)(節(jié)選)回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題。通常，對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量(生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量，可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測定O2含量(A)；另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中，密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據(jù)此回答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實驗中C與A的差值表示這段時間內(nèi)_；C與B的差

7、值表示這段時間內(nèi)_；A與B的差值表示這段時間內(nèi)_?！镜淅?】 (2019全國卷，31)(節(jié)選)回答下列與生解析若干小時后，透光的乙瓶中的氧氣含量(C)與水樣中氧氣的初始含量(A)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；水樣中氧氣的初始含量(A)與不透光的甲瓶中的氧氣含量(B)的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量；C與B的差值表示這一時間段內(nèi)生產(chǎn)者光合作用的總產(chǎn)氧量。答案生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量解析若干小時后，透光的乙瓶中的氧氣含量(C)與水樣中氧氣的模型3半葉法測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量本方法又叫半葉稱重法，即檢測單位時間、單位葉面

8、積干物質(zhì)產(chǎn)生總量，常用于大田農(nóng)作物的光合速率測定。在測定時，葉片一半遮光，一半曝光，分別測定兩半葉的干物質(zhì)重量，進(jìn)而計算葉片的真正光合速率、呼吸速率和凈光合速率。模型3半葉法測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量【典例3】 (2019吉林長春調(diào)研)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：(1)MA表示6 h后葉片初

9、始質(zhì)量呼吸作用有機(jī)物的消耗量；MB表示6 h后_呼吸作用有機(jī)物的消耗量。(2)若MMBMA，則M表示_?！镜淅?】 (2019吉林長春調(diào)研)某研究小組采用“半葉法(3)真正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，寫出實驗設(shè)計思路。_。解析葉片A部分遮光，雖不能進(jìn)行光合作用，但仍可照常進(jìn)行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用。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)量呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量呼吸作用有機(jī)物的消耗量，則MBMA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

10、成的有機(jī)物總量)。由此可計算真光合速率，即M值除以時間再除以面積。(3)真正光合速率的計算方法是_答案(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值除以時間再除以面積，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。答案(1)葉片初始質(zhì)量光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量(2)B葉模型4葉圓片稱重法測定有機(jī)物的變化量(1)操作圖示本方法通過測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機(jī)物的變化量測定光合速率(S為葉

11、圓片面積)。(2)結(jié)果分析凈光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；總光合速率凈光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。模型4葉圓片稱重法測定有機(jī)物的變化量(2)結(jié)果分析【典例4】 某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示實驗：在葉柄基部做環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，并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，測得葉片葉綠體的總光合速率是(3y2zx)/6(gcm2h1)(不考慮取葉圓片后對葉片生理活動的影響和溫度微小變化對葉片生理活動的影響)，則M處的實驗條件是()【典例4】 某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合速率，做如圖所示A.下午4

12、時后在陽光下照射3小時再遮光3小時B.下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C.下午4時后在陽光下照射6小時D.下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時解析依據(jù)選項，逆向推導(dǎo)，符合題干信息的就為正確選項。依題意，總光合速率凈光合速率呼吸速率，凈光合作用速率為(yx)/6(gcm2h1)，還需測定呼吸速率，所以遮光3小時，呼吸速率為(yz)/3(gcm2h1)，光合作用速率(yx)/6(yz)/3(3y2zx)/6(gcm2h1)。答案DA.下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時模型5葉圓片上浮法定性檢測O2釋放速率本方法通過利用真空技術(shù)排出葉肉細(xì)胞間隙中的空氣，充以水分，使葉片沉于水中；在光合作用過程

13、中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用強(qiáng)度的大小。模型5葉圓片上浮法定性檢測O2釋放速率【典例5】 取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cm的葉圓片，將葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體排出后，平均分裝到盛有等量的不同濃度NaHCO3溶液的培養(yǎng)皿底部，置于光溫恒定且適宜的條件下(如圖甲)，測得各組培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的時間(如圖乙)。下列分析錯誤的是()【典例5】 取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cA.AB段隨著NaHCO3溶液濃度

14、的增加，類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大B.CD段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉綠體基質(zhì)中C3的生成速率逐漸減小C.CD段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，單個葉圓片有機(jī)物的積累速率逐漸減小D.AD段如果增加光照強(qiáng)度或溫度，都能明顯縮短葉圓片上浮至液面所用的時間A.AB段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，類囊體薄膜上水的解析AB段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的時間不斷延長，說明氧氣生成速率不斷提高，因此類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增加，A正確；CD段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的時間不斷延長，說明氧氣生成速率在降低，即光合速率減弱，因此葉綠體基質(zhì)

15、中C3的生成速率逐漸減弱，B正確；細(xì)胞氧氣的凈釋放就表示有機(jī)物的積累，CD段葉圓片上浮至液面所用的時間不斷延長，說明氧氣釋放速率在降低，即表示單個葉圓片有機(jī)物的積累速率逐漸減小，C正確；題中提出“裝置置于光溫恒定且適宜的條件下”，因此此時如果增加光照強(qiáng)度或溫度，都會使光合速率降低，導(dǎo)致葉圓片上浮至液面的時間延長，D錯誤。答案D解析AB段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液模型6間隔光照法比較有機(jī)物的合成量光反應(yīng)和暗反應(yīng)在不同酶的催化作用下相對獨立進(jìn)行，由于催化暗反應(yīng)的酶的催化效率和數(shù)量都是有限的，因此在一般情況下，光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)快，光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和H不能被暗反應(yīng)及時消耗掉。

16、持續(xù)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的大量的H和ATP不能及時被暗反應(yīng)消耗，暗反應(yīng)限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進(jìn)行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應(yīng)的產(chǎn)物，持續(xù)進(jìn)行一段時間的暗反應(yīng)，因此在光照強(qiáng)度和光照時間不變的情況下，制造的有機(jī)物相對多。模型6間隔光照法比較有機(jī)物的合成量【典例6】 (2019河南百校聯(lián)盟聯(lián)考)科研人員利用“間隙光”來測定沙棘的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替進(jìn)行12小時，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中氧氣和二氧化碳的變化，實驗結(jié)果部分記錄如下圖所示?！镜淅?】 (2019河南百校聯(lián)盟聯(lián)考)科研人員利用“間隙據(jù)實驗結(jié)果部分記錄圖分析，與連續(xù)光照6小時，再連續(xù)黑暗6小時的相比，“間隙光”處理的光合作用效率_(填“大于”“等于”或“小于”)連續(xù)光照下的光合效率，原因是“間隙光”能_。上面曲線出現(xiàn)的原因是光合作用光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)的速率_(填“更快”或“更慢”)。圖中兩條曲線所圍成的面積S1_S