高三一輪復(fù)習(xí)生物微專題7　植物“三率”的判定及測定課件

微專題7植物“三率”的判定及測定1．總光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的辨析(1)內(nèi)在關(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總光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率。(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定總(真正)光合速率凈(表觀)光合速率呼吸速率“同化”“固定”或“消耗”的CO2的量“從環(huán)境(容器)中吸收”或“環(huán)境(容器)中減少”的CO2的量黑暗中釋放的CO2的量“產(chǎn)生”或“制造”的O2的量“釋放至容器(環(huán)境)中”或“容器(環(huán)境)中增加”的O2的量黑暗中吸收的O2的量“產(chǎn)生”“合成”或“制造”的有機物的量“積累”“增加”或“凈產(chǎn)生”的有機物的量黑暗中消耗的有機物的量2.光合速率的測定方法(1)氣體體積變化法——測定氣體的變化量

①甲裝置在黑暗條件下植物只進行細(xì)胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，因此單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。②乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細(xì)胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，因此單位時間內(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總光合速率＝凈光合速率＋有氧呼吸速率。④物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素引起誤差，應(yīng)設(shè)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(jié)果進行校正。(2)葉圓片稱重法——測定單位時間、單位面積葉片中有機物生成量①操作示意圖

②結(jié)果分析a．凈光合速率＝(z－y)/2S(S為葉圓片面積，下同)。b．呼吸速率＝(x－y)/2S。c．總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。(3)半葉法——測定光合作用有機物的制造量

①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?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷)阻止物質(zhì)轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6h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。②計算：設(shè)被截取部分初始干重為M。a．被截取部分的呼吸速率＝(M－MA)/6。b．被截取部分的凈光合速率＝(MB－M)/6。c．被截取部分的總光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率＝(MB－MA)/6。(4)黑白瓶法——測水中溶氧量的變化

注：瓶中O2充足，不考慮無氧呼吸。(5)間隔光照法——比較有機物的合成量測定方法：光反應(yīng)和暗反應(yīng)在不同的酶的催化作用下相對獨立進行，在一般情況下，光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)的速率快得多，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH除滿足暗反應(yīng)正常利用外，還有一定量的剩余。持續(xù)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的大量ATP和NADPH不能及時被完全利用，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、黑暗交替進行，則黑暗間隔期植物可利用光照時積累的光反應(yīng)產(chǎn)物，再持續(xù)進行一段時間的暗反應(yīng)。因此，在光照強度與光照時間不變的情況下，交替光照較連續(xù)光照條件下制造的有機物多?！?．(2024·湖北黃岡高三期中)利用下圖所示裝置可探究某生存狀態(tài)良好的綠色植物的生理作用。假如該植物光合作用的產(chǎn)物和呼吸作用的底物均為葡萄糖，且不能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾)。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．若要驗證該植物在光下釋放O2，應(yīng)將裝置二和三分別放在黑暗和光照條件下B．若要驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料，應(yīng)選擇裝置一和裝置三C．光照條件下，裝置一、三中紅色液滴移動的距離分別表示O2吸收量和O2生成量D．黑暗條件下，若裝置一、二中的紅色液滴均不移動，則該植物只進行有氧呼吸解析：光合作用需要CO2，CO2緩沖液可提供CO2，若驗證植物在光下釋放O2，應(yīng)將裝置三置于光下，液滴移動的距離代表光合作用中O2的釋放量，A錯誤。若要驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料，自變量是CO2的有無，裝置一中的氫氧化鈉溶液吸收CO2，裝置三中的CO2緩沖液可提供CO2，B正確。光照條件下，裝置一紅色液滴移動的距離可表示呼吸作用中O2的吸收量，裝置三中紅色液滴移動的距離可表示光合作用中O2的釋放量，C錯誤。黑暗條件下，若裝置一中的紅色液滴不移動，則該植物在裝置一中只進行無氧呼吸；裝置二中的紅色液滴不移動，該植物在裝置二中進行有氧呼吸，D錯誤?！?．2．(2024·陜西西安高三模擬)某課外小組用傳感器測定了不同條件下250mL有魚和無魚池水的溶解氧變化，獲得下表數(shù)據(jù)。下列說法正確的是(

)

A．1號瓶池水中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為0.378μg

B．4號瓶池水中植物不能進行光合作用C．26℃條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為1.136μgD．池水中植物光合作用的最適溫度為26℃瓶子編號12345條件26℃光照26℃黑暗26℃光照10℃光照10℃黑暗材料池水池水池水＋魚池水池水＋魚2小時后的溶解氧變化/μg0.378－0.065－0.758－0.03－0.215解析：26℃光照條件下，1號瓶溶氧量增加是池水中植物同時進行光合作用和呼吸作用的結(jié)果，溶氧量的增加量表示凈光合作用下氧氣的凈積累量，實際氧氣產(chǎn)生量為0.378＋0.065＝0.443μg，A錯誤；4號瓶池水中植物在有光照情況下，通常會進行光合作用，產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能是光合作用強度小于呼吸作用強度，B錯誤；根據(jù)1、3號瓶可知，26℃光照條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為0.378＋0.758＝1.136μg，C正確；題表中只有10℃和26℃兩個溫度，無法確定池水中植物光合作用的最適溫度，D錯誤?！?．某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了下圖所示實驗。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)，在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，烘干后稱其重量，測得葉片的光合作用速率＝[(3y－2z－x)/6]g/(cm2·h)(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3hB．下午4時后將整個實驗裝置遮光6hC．下午4時后在陽光下照射1hD．晚上8時后在無光下放置3h解析：起始干重為上午10時移走時的葉圓片干重xg,從上午10時到下午4時，葉片在這6h內(nèi)既進行光合作用，又進行呼吸作用，所以下午4時移走的葉圓片干重(yg)減去上午10時移走時的葉圓片干重(xg)的差值，就等于該葉圓片凈光合作用產(chǎn)生干物質(zhì)的量：(y－x)g。若要求出呼吸作用消耗干物質(zhì)的量，應(yīng)將葉片進行遮光處理，先假設(shè)葉片遮光處理為a小時后干重為zg，下午4時移走的葉圓片干重(yg)減去葉片遮光處理a小時后的干重(zg)的差值，就是呼吸作用消耗干物質(zhì)的量：(y－z)g。已知測得葉片的光合作用速率＝[(3y－2z－x)/6]g/(cm2·h)，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，A符合題意?！?．(多選)為研究光照與黑暗交替處理對花生葉片葉綠體中的ATP和ADP含量變化的影響。某研究小組測定的實驗結(jié)果如下圖所示。結(jié)合圖中結(jié)果分析，下列敘述正確的是(

)

A．光照0～5min，葉肉細(xì)胞中發(fā)生了ADP與ATP之間的相互轉(zhuǎn)化B．光照的5～20min，葉綠體中的ATP含量基本穩(wěn)定，說明ATP與ADP的轉(zhuǎn)化逐漸停止C．黑暗的20～30min，暗反應(yīng)繼續(xù)進行導(dǎo)致葉綠體中ATP和ADP的含量呈相反變化D．光暗交替處理30min，光暗條件對葉綠體中ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大√√在光照處理的5～20min內(nèi)，葉綠體內(nèi)持續(xù)進行光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，曲線顯示葉綠體中ATP含量基本穩(wěn)定，說明ATP與ADP的持續(xù)轉(zhuǎn)化已處在動態(tài)平衡中，B錯誤；在黑暗處理的20～30min內(nèi)，ADP含量迅速上升，ATP含量迅速下降，說明葉綠體因無光照，光反應(yīng)停止，無法持續(xù)合成ATP，而暗反應(yīng)在停止光照的短暫時間內(nèi)繼續(xù)進行，會繼續(xù)消耗ATP，同時產(chǎn)生ADP，C正確；由題圖可知，在光暗交替處理30min內(nèi)，ATP與ADP含量變化較大，即光暗條件對葉綠體中ADP與ATP轉(zhuǎn)化過程的影響較大，D正確。5.某研究小組采用“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(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6h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/(dm2·h)。請分析并回答下列問題：(1)MA表示葉片初始質(zhì)量－6h的呼吸作用有機物的消耗量；MB表示_____________＋_____________________________－6h的呼吸作用有機物的消耗量。解析：葉片A部分遮光，雖不能進行光合作用，但仍可正常進行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進行光合作用，又可以進行呼吸作用。分析題意可知，MB表示葉片初始質(zhì)量＋6h的光合作用有機物的總產(chǎn)量－6h的呼吸作用有機物的消耗量，MA表示葉片初始質(zhì)量－6h的呼吸作用有機物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6h內(nèi)有機物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6h內(nèi)光合作用合成的有機物總量)。由此可計算真正的光合速率，即M除以時間再除以面積。葉片初始質(zhì)量6h的光合作用有機物的總產(chǎn)量(2)若M＝MB－MA，則M表示________________________________________________。(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。___________________________