備考2024屆高考生物一輪復習講義第三章細胞代謝微專題1光合作用與呼吸作用的關(guān)系題型3　植物“三率”的辨析與測定方法

題型3植物“三率”的辨析與測定方法1.植物“三率”的辨析2.植物“三率”的測定方法（1）液滴移動法——測光合作用O2產(chǎn)生的體積甲乙（2）黑白瓶法——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（真）光合作用強度的試題。一般規(guī)律為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；二者之和為總光合作用量。（3）半葉法——測定光合作用有機物的產(chǎn)生量半葉法又叫半葉稱重法。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)質(zhì)量，進而計算葉片的呼吸速率、凈光合速率和總（真）光合速率，即曝光側(cè)葉重－遮光側(cè)葉重＝總光合量，進一步可算出總光合速率。此方法和“黑白瓶法”的原理基本相同，需要注意的是該種方法在實驗之前需將葉片大葉脈切斷，以防止有機物的運輸。（4）葉圓片稱重法——測定有機物的變化量本方法通過測定單位時間、單位葉面積葉片中淀粉的生成量測定光合速率。以有機物的變化量測定光合速率（S為葉圓片面積）的過程如圖所示。凈光合速率＝（z－y）/2S；呼吸速率＝（x－y）/2S；總（真）光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝（x＋z－2y）/2S。5.[2021北京]將某種植物置于高溫環(huán)境（HT）下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度（CT）下的植株在不同溫度下的光合速率，結(jié)果如圖。由圖不能得出的結(jié)論是（B）A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近B.35℃時兩組植株的真正（總）光合速率相等C.50℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能D.HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性解析由題圖可知，兩組植株的CO2吸收速率最大值非常接近，A項不符合題意；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，CO2吸收速率代表凈光合速率，由題圖可知，35℃時兩組植株的凈光合速率相等，而兩組植株的呼吸速率未知，故不能判斷兩組植株的總光合速率是否相等，B項符合題意；50℃時HT植株的凈光合速率大于0，而CT植株的凈光合速率小于0，即50℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能，C項不符合題意；由題圖可知，當葉片溫度超過35℃時，HT植株的凈光合速率大于CT植株的，HT植株表現(xiàn)出對高溫環(huán)境的適應(yīng)性，D項不符合題意。命題變式[設(shè)問拓展型]已知上圖中兩曲線的交點為A，表示CT植株的曲線與橫軸的交點為B，則據(jù)圖判斷下列說法正確的是（B）A.A點時兩組植株產(chǎn)生ATP的場所僅有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B.CT植株最大凈光合速率時對應(yīng)的溫度低于HT植株的C.隨著溫度上升，B點之后CT植株不再進行光合作用D.與CT植株相比，HT植株中呼吸作用相關(guān)酶和光合作用相關(guān)酶的最適溫度均上升解析由題圖可知A點時兩組植株都進行光合作用和呼吸作用，故產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體類囊體薄膜，A錯誤；B點時，CT植株的光合速率＝呼吸速率，隨著溫度上升，B點之后CT植株可能還可以進行光合作用，只是光合速率小于呼吸速率，C錯誤；與生長在正常溫度（CT）下的植株相比，HT植株凈光合速率的最適溫度上升，因為無法知道呼吸速率的變化情況，故HT植株的呼吸作用相關(guān)酶和光合作用相關(guān)酶的最適溫度變化情況無法判斷，D錯誤。6.將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如圖1所示。在連續(xù)60min監(jiān)測的過程中，開始的一段時間以固定的光照強度持續(xù)照射植物，其余時間則處于完全黑暗中，其他外界條件相同且適宜，測得瓶內(nèi)CO2濃度變化情況如圖2所示。據(jù)此分析可知（D）圖1圖2A.最初20min內(nèi)，瓶內(nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強B.第20～30min，瓶內(nèi)植物光合作用逐漸減弱，呼吸作用逐漸增強C.第40～60min，瓶內(nèi)植物的光合作用速率與呼吸作用速率相等D.瓶內(nèi)植物在照光時段內(nèi)實際光合作用速率平均為90ppmCO2/min解析最初20min內(nèi)，以固定的光照強度持續(xù)照射植物，植物的光合作用強度大于呼吸作用強度，導致瓶內(nèi)CO2濃度逐漸下降，曲線的斜率代表CO2的減少速率，斜率逐漸減小說明光合作用強度逐漸減弱，A錯誤；根據(jù)瓶內(nèi)CO2濃度的變化情況可知，在20min之前一直光照，20min之后光照停止，第20～30min，瓶內(nèi)CO2濃度上升，這是呼吸作用的結(jié)果，B錯誤；由分析可知，第40～60min，瓶內(nèi)無光照，植物只進行呼吸作用，導致CO2濃度升高，C錯誤；瓶內(nèi)在20min之前一直有光照，在照光時段內(nèi)凈光合作用速率平均為（1750－150）÷20＝80（ppmCO2/min），呼吸速率平均為（550－150）÷40＝10（ppmCO2/min），所以實際光合作用速率平均為90ppmCO2/min，D正確。7.某生物科研小組從池塘某一深度取水樣（含植物），平均分裝到六對黑白瓶中。立即測定初始溶解氧量為10mg/L。將密封后的五對黑白瓶分別置于五種不同的光照強度條件下（溫度相同），一對放回原水層，24小時后，測定瓶中溶解氧量，根據(jù)下表的記錄數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（A）光照強度（klx）abcde原水層白瓶溶解氧量（mg/L）31019303019黑瓶溶解氧量（mg/L）333332A.光照強度為a時，最終白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，說明a為0B.光照強度為b時，植物不能進行光合作用C.原水層與光照強度為c的白瓶溶解氧量相同，可以推測原水層的光照強度為cD.當光照強度為d、e時，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量都是30mg/L解析黑瓶中沒有光照，植物不能進行光合作用產(chǎn)生氧氣，但細胞呼吸消耗氧氣。光照強度為a時，黑、白瓶中溶解氧量相同，說明二者相同時間內(nèi)耗氧量一致，所以a為0，A正確。光照強度為b時，白瓶溶解氧量與初始溶解氧量（10mg/L）相等，說明凈光合作用氧氣釋放量為0，即總光合作用產(chǎn)氧量與呼吸作用耗氧量相同，B錯誤。原水層與光照強度為c的白瓶溶解氧量雖相同（凈光合作用氧氣釋放量相同），但呼吸作用耗氧量不同[原水層白瓶呼吸作用耗氧量＝10－2＝8（mg/L），光照強度為c時的白瓶呼吸作用耗氧量＝10－3＝7（mg/L）]，所以兩者的光合作用強度不同，光照強度也不同，C錯誤。當光照強度為d、e時，白瓶中的植物產(chǎn)生的氧氣量（總光合作用產(chǎn)氧量）＝凈光合作用氧氣釋放量＋呼吸作用耗氧量＝（30－10）＋（10－3）＝27（mg/L），D錯誤。8.某同學欲測定植物葉片的總光合作用速率，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1cm2的葉圓片烘干后稱其質(zhì)量，測得葉圓片的總光合作用速率＝（7y－6z－x）/6（不考慮取葉圓片引起的機械損傷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（C）A.下午4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3小時C.下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時 D.下午4時后在陽光下照射3小時解析上午10時葉圓片干重為xg，下午4時葉圓片干重為yg，這段時間內(nèi)葉圓片既進行了光合作用，又進行了呼吸作用，因此（y－x）g可表示這段時間內(nèi)的凈光合作用積累的有機物總量。若M處的實驗條件是下午4時后將整個實驗裝置遮光1小時，然后測定葉圓片質(zhì)量為z克，則（y－z）/1可表示呼吸速率，而葉圓片的總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝（y－x）/6＋（y－z）/1＝（7y－6z－x）/6；若M處的實驗條件是下午4時后整個實驗裝置遮光3小時，則同理可算出總光合速率為（3y－x－2z）/6，與題干不符。綜上所述，C正確。9.[10分]半葉法是總光合速率測定的常用方法，其一般實驗步驟：①用刀片將葉柄處的外皮進行環(huán)割處理，切斷韌皮部的物質(zhì)（如有機物）運輸，但不切斷木質(zhì)部的導管；②選擇對稱性較好的葉片，沿中央葉脈一半遮光，另一半不進行任何處理；③經(jīng)一段時間（T）適宜的光照后，剪下葉片并將兩半對應(yīng)部位疊在一起，用大小適當?shù)拇蚩灼髟谌~片的中部打下相同葉面積（A）的葉片，經(jīng)烘干后分別稱重，遮光部分葉片干重記為W1，曝光部分葉片干重記為W2；④計算總光合速率。（1）光照處理之前將葉柄處的外皮進行環(huán)割處理，其目的是阻止韌皮部將光合作用的產(chǎn)物運出葉片而影響實驗結(jié)果。（2）根據(jù)半葉法的實驗步驟及實驗記錄整理出用有機物表示總光合速率的計算公式：單位葉面積的總光合速率＝（W2－W1）/（A×T）（用題中的字母表示）。（3）重復以上實驗，同時將步驟③改為將葉片剪下經(jīng)酒精脫色處理后滴加碘液染色，比較遮光部分與曝光部分是否變藍。該實驗不能（填“能”或“不能”）說明葉片在光下生成了淀粉，理由是葉片事先沒有經(jīng)過暗處理，無法排除葉片中原有淀粉的影響。解析（1）植物的木質(zhì)部中導管主要運輸水和無機鹽，而韌皮部中篩管主要運輸糖類等有機物，將葉柄處的外皮進行環(huán)割處理的結(jié)果是切斷了糖類（光合作用產(chǎn)物）等有機物的運輸，沒有切斷水和無機鹽的運輸。因此，環(huán)割可以防止光合作用產(chǎn)物的輸出對葉片干