高考生物一轮复习 补上一课2“三率”测定及相关实验设计课件.ppt

理清两大代谢的物质 能量关系 把握相关曲线及三率测定 全取高考拉分题 重点1辨析总光合速率 净光合速率与呼吸速率 1 常考曲线分析 2 总光合速率 净光合速率和呼吸速率的常用表示方法 1 微观点悟 2 归纳总结 3 常考曲线分析 特别提醒 总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率 呼吸速率 不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率 呼吸速率 此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍 视角1总光合速率 净光合速率及呼吸速率的计算 1 将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份 在不同温度下分别暗处理1h 再光照1h 光照强度相同 测其有机物变化 得到如图数据 下列说法正确的是 a 该植物在27 时生长最快 在29 和30 时不表现生长现象b 该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 c 在27 28 和29 时光合作用制造的有机物的量相等d 30 时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是1mg h 解析暗处理后有机物减少量代表呼吸速率 4个温度下分别为1mg h 2mg h 3mg h 1mg h 光照后与暗处理前的有机物增加量代表1h光合作用制造有机物量和2h呼吸作用消耗有机物量的差值 所以4个温度下总光合速率 有机物制造量 分别为5mg h 7mg h 9mg h 3mg h 该植物在29 时生长最快 4个温度下都表现生长现象 该植物在29 条件下制造的有机物量最多 该植物在30 条件下光合作用制造的有机物为3mg h 呼吸作用消耗的有机物为1mg h 答案b 2 适宜的温度和一定的co2浓度等条件下 某同学对甲 乙两种高等植物设计实验 测得的相关数据如下表 下列说法错误的是 注 光照强度单位为klx co2吸收量或释放量单位为 mg 100cm2 h 1 a 本实验中 适宜的温度和一定的co2浓度属于无关变量b 光照强度为1klx时 甲植物叶肉细胞的叶绿体中atp由叶绿体基质移向类囊体薄膜c 光照强度为3klx时 甲 乙两植物固定co2速率的差为1 5mg 100cm2 h d 甲 乙两植物相比较 甲植物更适合在弱光下生长 解析本实验中 适宜的温度和一定的co2浓度属于无关变量 光照强度为自变量 a正确 光照强度为1klx时 甲植物光合速率与呼吸速率相等 叶绿体中atp产生于类囊体薄膜 消耗于叶绿体基质 因此叶绿体中atp由类囊体薄膜移向叶绿体基质 b错误 光照强度为3klx时 甲的真正光合速率 11 5 5 16 5mg 100cm2 h 而乙的真正光合速率 15mg 100cm2 h 因此甲 乙两植物固定co2速率的差 16 5 15 1 5mg 100cm2 h c正确 甲 乙植物比较 甲植物更适合在弱光下生长 这是因为甲植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度和光合速率达到最大值时的最小光照强度均比较小 d正确 答案b 视角2曲线图中3个常考点 光为o 点 补偿点 饱和点 的移动问题1 2014 四川理综 6 将桑树和大豆分别单独种植 单作 或两种隔行种植 间作 测得两种植物的光合速率如下图所示 注 光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度 据图分析 下列叙述正确的是 a 与单作相比 间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响b 与单作相比 间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大c 间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率d 大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作解析由题图可知 两种植物单作和间作时的呼吸速率 与纵轴的交点 不同 桑树间作时呼吸速率较大 大豆单作时呼吸速率较大 a项错误 桑树间作时光饱和点大 大豆单作时光饱和点大 b项错误 间作提高了桑树的光合速率 在较低光照强度下 间作提高了大豆的光合速率 但在较高光照强度下 间作降低了大豆的光合速率 c项错误 大豆开始积累有机物的最低光照强度 与横轴的交点 单作大于间作 d项正确 答案d 2 如图为植物处于25 环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图 下列叙述中错误的是 a a点时叶肉细胞中产生atp的细胞器只有线粒体b 若该植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 将温度由25 提高到30 时 则a点上移 b点左移 d点下移c b点表示此条件下植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等d 当植物缺镁时 b点将向右移 解析由图知 a点时光照强度为0 叶肉细胞不能进行光合作用 但能进行呼吸作用 产生atp的细胞器只有线粒体 若该植物光合作用和呼吸作用最适温度分别为25 和30 将温度由25 提高到30 时 呼吸作用增强 光合作用减弱 a点上移 b点为光补偿点 b点时光合作用产生的氧气量和呼吸作用消耗的氧气量相同 因而b点右移 升高温度但光照强度不变时 释放的氧气量减少 d点上移 当植物缺镁时 光合作用减弱 b点将向右移动 答案b 3个关键点的移动规律如图所示 a b d依次表示 光为0 点 补偿点与饱和点 其移动规律归纳如下 1 细胞呼吸加强时 其o2吸收量或co2释放量均增加 离o点越远 图示a点下移 反之 细胞呼吸减弱时 o2吸收量或co2释放量均减小 离o点越近 图示a点上移 2 若改变的条件有利于光合作用时 补偿点应左移 靠o点越近 即b点左移 而饱和点 d点 应右移 曲线图上c点向右上移 3 若改变的条件不利于光合作用 如缺mg2 温度变的不适宜等 时 补偿点 即b点 应右移 饱和点 d 应左移 曲线图上即c点向左下移 视角3结合曲线模型分析总光合速率 净光合速率和呼吸速率 典例 2017 北京卷 2 某植物光合作用 呼吸作用与温度的关系如图 据此 对该植物生理特性理解错误的是 a 呼吸作用的最适温度比光合作用的高b 净光合作用的最适温度约为25 c 在0 25 范围内 温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大d 适合该植物生长的温度范围是10 50 慧眼识图获取信息 答案d 即学即练 下列关于曲线的描述 正确的是 a 图1中 两曲线的交点对应的温度是净光合速率为0时的温度b 图2中 c点对所有进行光合作用的细胞来说 叶绿体消耗的co2量等于细胞呼吸产生的co2量c 图3中a b两点为光合速率和呼吸速率相等的点d 若呼吸作用的原料全部为葡萄糖 则图1中30 时10h需消耗葡萄糖15mg 解析图1中 虚线表示的是净光合速率 实线表示的是呼吸速率 a错误 图2中c点表示整个植物体光合作用吸收的co2量等于呼吸作用释放的co2量 但对于进行光合作用的细胞来说 叶绿体消耗的co2量大于细胞呼吸产生的co2量 b错误 图3中a b两点都表示co2浓度变化的转折点 此时光合速率等于呼吸速率 c正确 由图1可知 30 时植物呼吸作用每小时产生3mgco2 根据呼吸作用的总反应式可推知 6co2 c6h12o6 设1h需消耗葡萄糖xmg 则 6 44 3 180 x x 2 045mg h 则10h约需消耗葡萄糖20 45mg d错误 答案c 重点2三率测定的6种实验模型 模型1气体体积变化法 测定光合作用o2产生的体积或co2消耗的体积 实验原理 1 甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸 由于naoh溶液吸收了细胞呼吸产生的co2 所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的o2吸收速率 可代表呼吸速率 2 乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸 由于nahco3溶液保证了容器内co2浓度的恒定 所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的o2释放速率 可代表净光合速率 3 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 4 物理误差的校正 为防止气压 温度等物理因素所引起的误差 应设置对照实验 即用死亡的绿色植物分别进行上述实验 根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正 典例1 如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置 呼吸底物为葡萄糖 不考虑装置中微生物的影响 相关叙述正确的是 a 烧杯中盛放nahco3溶液 可用于测定一定光强下植物的净光合速率b 在遮光条件下 烧杯中盛放naoh溶液 可用于测定植物无氧呼吸的强度c 烧杯中盛放清水 可用于测定一定光照强度下真正光合速率d 在遮光条件下 烧杯中盛放清水 可用于测定植物有氧呼吸的强度 解析nahco3溶液可以维持装置内二氧化碳浓度的恒定 u形管中液面高度的变化是装置中氧气量的变化造成的 可以代表净光合速率 a正确 naoh可以吸收二氧化碳 无氧呼吸不消耗氧气 不能用来测定无氧呼吸的强度 b错误 烧杯中盛放清水 一定光照强度下 光合作用吸收co2量与释放o2量相等 有氧呼吸消耗o2量与产生co2量相等 不能测定真光合速率 c错误 在单位时间内 有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量 无论有氧呼吸强度多大 u形管中液面都不会发生变化 d错误 答案a 典例2 利用以下装置可探究某绿色植物的生理作用 假如该植物的光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖 且不能进行产生乳酸的无氧呼吸 回答下列问题 1 实验前 应 填 打开 或 关闭 活塞 记录有色液滴的位置 2 忽略装置内其他微生物的干扰 可利用装置来探究该植物的呼吸作用类型 此时应对实验装置进行处理 若 则该植物在进行有氧呼吸的同时也进行产生酒精和co2的无氧呼吸 该植物的根尖细胞内 能产生co2 但不伴随atp合成的生理过程是 3 忽略装置内其他微生物的干扰 最好选择装置来验证co2是植物进行光合作用的必需原料 在暗反应阶段中 co2需要转化成才能被 h 还原 解析 1 可通过该装置中有色液滴的移动情况来反映呼吸作用和光合作用 故需记录有色液滴的位置 或所在的刻度 另外 装置必须密闭 即要关闭活塞 2 可利用装置甲和装置乙来探究该植株的呼吸作用类型 实验时一定要对装置进行完全遮光处理 装置甲内含有氢氧化钠溶液 可吸收植株呼吸作用产生的co2 若呼吸作用消耗氧气 则有色液滴向左移 装置乙内无吸收co2的溶液 根据有氧呼吸和无氧呼吸的特点可知 若植物进行产生酒精和co2的无氧呼吸 则装置乙中的有色液滴会向右移 无氧呼吸的第二阶段有co2产生 但不产生atp 3 装置甲内无co2 而装置丙内有co2 且co2浓度在一段时间内不变 故这两套装置适合用于验证co2是植物进行光合作用的必需原料 答案 1 关闭 2 甲和乙完全遮光装置甲中的有色液滴向左移 装置乙中的有色液滴向右移无氧呼吸的第二阶段 3 甲和丙c3 模型2黑白瓶法 测溶氧量的变化 通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题是常见题型 掌握常见的 黑白瓶 问题的测定原理 是解答此类试题的关键 具体方法如下 1 黑瓶 不透光 测定的是有氧呼吸量 白瓶 给予光照 测定的是净光合作用量 总光合作用量 强度 净光合作用量 强度 有氧呼吸量 强度 2 有初始值的情况下 黑瓶中o2的减少量 或co2的增加量 为有氧呼吸量 白瓶中o2的增加量 或co2的减少量 为净光合作用量 二者之和为总光合作用量 3 在没有初始值的情况下 白瓶中测得的现有量 黑瓶中测得的现有量 总光合作用量 典例3 下表所示是采用黑白瓶 不透光瓶 可透光瓶 法测定夏季某池塘不同深度水体中 初始平均o2浓度与24小时后平均o2浓度比较后的数据 下列有关分析正确的是 a 水深1m处白瓶中水生植物24小时产生的o2为3g m2b 水深2m处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3m处白瓶中水生植物不进行光合作用d 水深4m处白瓶中藻类植物产生atp的场所是叶绿体 细胞质基质和线粒体 解析根据题意可知 黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用 白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用 在相同条件下培养一定时间 黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量 由表中数据可知 在水深1m处白瓶中水生植物产生的o2量 3 1 5 4 5 g m2 水深2m处白瓶中水生植物光合速率 1 5 1 5 3 0 g m2 d 呼吸速率为1 5g m m2 d 水深3m处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量 即1 5g m2 水深4m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用 故白瓶中藻类植物产生atp的场所是叶绿体 细胞质基质和线粒体 答案d 模型3半叶法 测定光合作用有机物的产生量 本方法又叫半叶称重法 即检测单位时间 单位叶面积干物质产生总量 常用于大田农作物的光合速率测定 在测定时 叶片一半遮光 一半曝光 分别测定两半叶的干物质重量 进而计算叶片的真正光合速率 呼吸速率和净光合速率 典例4 某研究小组采用 半叶法 对番茄叶片的光合速率进行测定 将对称叶片的一部分 a 遮光 另一部分 b 不做处理 并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移 在适宜光照下照射6小时后 在a b的对应部位截取同等面积的叶片 烘干称重 分别记为ma mb 获得相应数据 则可计算出该叶片的光合速率 其单位是mg dm2 h 请分析回答下列问题 1 ma表示6h后叶片初始质量 呼吸作用有机物的消耗量 mb表示6h后 呼吸作用有机物的消耗量 2 若m mb ma 则m表示 3 真正光合速率的计算方法是 4 本方法也可用于测定叶片的呼吸速率 写出实验设计思路 解析叶片a部分遮光 虽不能进行光合作用 但仍可照常进行呼吸作用 叶片b部分不做处理 既能进行光合作用 又可以进行呼吸作用 分析题意可知 mb表示6h后叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 呼吸作用有机物的消耗量 ma表示6h后叶片初始质量 呼吸作用有机物的消耗量 则mb ma就是光合作用6h有机物的总产量 b叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量 由此可计算真光合速率 即m值除以时间再除以面积 答案 1 叶片初始质量光合作用有机物的总产量 2 b叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量 3 m值除以时间再除以面积 即m 截取面积 时间 4 将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开 一部分立即烘干称重 另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重 根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率 模型4叶圆片称重法 测定有机物的变化量 本方法通过测定单位时间 单位面积叶片中淀粉的生成量 如图所示以有机物的变化量测定光合速率 s为叶圆片面积 净光合速率 z y 2s 呼吸速率 x y 2s 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 x z 2y 2s 典例5 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率 做如图所示实验 在叶柄基部做环剥处理 仅限制叶片有机物的输入和输出 于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量 测得叶片叶绿体的光合速率是 3y 2z x 6 g cm 2 h 1 不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响 m处的实验条件是 a 下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时b 下午4时后将整个实验装置遮光6小时c 下午4时后在阳光下照射6小时d 下午4时后将整个实验装置遮光3小时解析依据选项 逆向推导 符合题干信息的就为正确选项 依题意 光合速率 净光合速率 呼吸速率 净光合作用速率为 y x 6 g cm 2 h 1 还需测定呼吸速率 所以遮光3小时 呼吸速率为 y z 3 g cm 2 h 1 光合作用速率 y x 6 y z 3 3y 2z x 6 g cm 2 h 1 答案d 模型5叶圆片上浮法 定性检测o2释放速率 本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气 充以水分 使叶片沉于水中 在光合作用过程中 植物吸收co2放出o2 由于o2在水中的溶解度很小而在细胞间积累 结果使原来下沉的叶片上浮 根据在相同时间内上浮叶片数目的多少 或者叶片全部上浮所需时间的长短 即能比较光合作用强度的大小 典例6 取生长旺盛的绿叶 利用打孔器打出一批直径为1cm的叶圆片 将叶圆片细胞间隙中的气体排出后 平均分装到盛有等量的不同浓度nahco3溶液的培养皿底部 置于光温恒定且适宜的条件下 如图甲 测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间 如图乙 下列分析错误的是 a a b段随着nahco3溶液浓度的增加 类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大b c d段随着nahco3溶液浓度的增加 叶绿体基质中c3的生成速率逐渐减小c c d段随着nahco3溶液浓度的增加 单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小d a d段如果增加光照强度或温度 都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间 解析a b段随着nahco3溶液浓度的增加 叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长 说明氧气生成速率不断提高 因此类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增加 a正确 c d段随着nahco3溶液浓度的增加 叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长 说明氧气生成速率在降低 即光合速率减弱 因此叶绿体基质中c3的生成速率逐渐减弱 b正确 细胞氧气的净释放就表示有机物的积累 c d段叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长 说明氧气释放速率在降低 即表示单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小 c正确 题中提出 装置置于光温恒定且适宜的条件下 因此此时如果增加光照强度或温度 都会使光合速率降低 导致叶圆片上浮至液面的时间延长 d错误 答案d 模型6间隔光照法 比较有机物的合成量 光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行 由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的 因此在一般情况下 光反应的速率比暗反应快 光反应的产物atp和 h 不能被暗反应及时消耗掉 持续光照 光反应产生的大量的 h 和atp不能及时被暗反应消耗 暗反应限制了光合作用的速率 降低了光能的利用率 但若光照 黑暗交替进行 则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物 持续进