高中生物三率测定的6种实验模型课件

微专题6三率测定的6种实验模型微专题6三率测定的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。模型1气体体积变化法——测定光合作用O2产生的体积或CO2(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。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。【典例1】

(2019·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套完全相同的装置(如图1所示)，装置内的绿色植物为长势相近的君子兰，培养条件如表所示，经2小时的实验后，测定并记录相关数据。已知氧传感器用于测定装置内的O2含量。请分析并回答下列问题：【典例1】(2019·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套图1注：君子兰细胞中光合作用和细胞呼吸相关酶的最适温度分别为T1和T2，且T2>T1。图1(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是________；装置甲中的数据A代表______________________________________________________________。(2)若增加一套实验装置，光照适宜条件下，在实验过程中，将温度逐渐由T1升高至T2，并测得数据显示屏读数由D变为H，则E、F、H的大小关系是____________________。(3)若B＝0，则在君子兰的叶肉细胞中，叶绿体产生O2的量________(填“大于”“等于”或“小于”)线粒体消耗O2的量；若B为正数，C为负数，则该植物在温度为T2、光照适宜的条件下，呼吸速率与光合速率之比＝________(用B、C表示)。(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是____解析

(1)丙装置中的君子兰只能进行细胞呼吸，因此，三套装置的君子兰细胞中均能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体；A代表在装置甲对应的培养条件下，君子兰的净光合速率。(2)当温度由T1逐渐升高至T2时，君子兰细胞的光合速率下降，呼吸速率上升，则H应小于E、大于F。(3)若B＝0，则说明整体上君子兰的光合速率等于呼吸速率，但就君子兰的叶肉细胞而言，其光合速率大于呼吸速率，即叶肉细胞中叶绿体产生O2的量大于线粒体消耗O2的量；在温度为T2、光照适宜的条件下，君子兰的呼吸速率可表示为－C/2，光合速率＝(B－C)/2，因此，两者之比＝－C/(B－C)＝C/(C－B)。答案

(1)细胞质基质和线粒体君子兰在温度为T1、光照适宜的条件下，2小时内释放O2的量(或君子兰在温度为T1、光照适宜的条件下的净光合速率)

(2)E>H>F(3)大于C/(C－B)或－C/(B－C)解析(1)丙装置中的君子兰只能进行细胞呼吸，因此，三套装置模型2黑白瓶法——测溶氧量的变化(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。模型2黑白瓶法——测溶氧量的变化【典例2】

(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生态系统相关的问题。通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________；C与B的差值表示这段时间内________；A与B的差值表示这段时间内________。【典例2】(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生解析若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的初始含量(A)的差值表示这一时间段内生产者净光合作用的放氧量；水样中氧气的初始含量(A)与不透光的甲瓶中的氧气含量(B)的差值表示这一时间段内生产者呼吸作用的耗氧量；C与B的差值表示这一时间段内生产者光合作用的总产氧量。答案生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量解析若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的模型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。模型3半叶法——测定光合作用有机物的产生量【典例3】

(2019·吉林长春调研)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__________________________________________。【典例3】(2019·吉林长春调研)某研究小组采用“半叶法(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。(3)真正光合速率的计算方法是_______________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。答案(1)叶片初始质量光合作用有机物的总产量(2)B叶模型4叶圆片称重法——测定有机物的变化量(1)操作图示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)。(2)结果分析净光合速率＝(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。模型4叶圆片称重法——测定有机物的变化量(2)结果分析【典例4】

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)，并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，测得叶片叶绿体的总光合速率是(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)，则M处的实验条件是(

)【典例4】某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示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，总光合速率＝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DA.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时模型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。模型5叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率【典例5】

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(

)【典例5】取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为1cA.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A.A～B段随着NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的解析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解析A～B段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液模型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，持续进行一段时间的暗反应，因此在光照强度和光照时间不变的情况下，制造的有机物相对多。模型6间隔光照法——比较有机物的合成量【典例6】

(2019·河南百校联盟联考)科研人员利用“间隙光”来测定沙棘的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如下图所示。【典例6】(2019·河南百校联盟联考)科研人员利用“间隙据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时的相比，“间隙光”处理的光合作用效率________(填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合效率，原因是“间隙光”能________________。上面曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率________(填“更快”或“更慢”)。图中两条曲线所围成的面积S1________S2(填“大于”“等于”或“小于”)。解析光照总时间相同的情况下，“间隙光”与连续光照处理相比，光合作用合成的有机物增多，光合作用效率更高，因为一般情况下，光合作用过程中的光反应速率很快，而暗反应速率较慢，“间隙光”处理能充分利用光反应产生的[H]和ATP。S1面积相当于光照时光反应积累的[H]和ATP，而这些[H]和ATP在后续的黑暗处理时被暗反应所消耗，所以S1与S2大致相等。答案大于充分利用光合作用光反应产生的[H]和ATP更快等于据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时一、常考基础再判断1.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应()2.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源()3.人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等()4.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP()5.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()6.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()7.酶提供了反应过程所必需的活化能()8.酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用()9.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁()√×××√××××一、常考基础再判断√×××√××××10.同一个体的各种体细胞中，酶的种类相同、数量不同，代谢不同()11.有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解()12.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水()13.有氧呼吸产生的能量全能储存在ATP中()14.人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供()15.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累()16.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏()17.温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量()18.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清()19.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()20.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()×××××××√√×√10.同一个体的各种体细胞中，酶的种类相同、数量不同，代谢不21.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()22.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中()23.叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉()24.离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应过程()25.光合作用和细胞呼吸均能产生[H]，二者还原的物质不同()26.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖()27.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度和暗反应强度都降低()28.正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，其叶绿体内CO2的固定立即停止()√××√√√√×21.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同(二、长句应答多强化1.名词解释(1)(必修1P78)细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多______________，统称为细胞代谢。(2)(必修1P80)活化能：分子从常态转变为________________________的活跃状态所需要的能量称为活化能。(3)(必修1P83)酶：酶是活细胞产生的具有催化作用的________，其中绝大多数酶是蛋白质。(4)(必修1P91)细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成________________或其他产物，释放出________并生成ATP的过程。化学反应容易发生化学反应有机物二氧化碳能量二、长句应答多强化化学反应容易发生化学反应有机物二氧化碳能量(5)(必修1P94)有氧呼吸：是指细胞在氧的参与下，通过多种_______________作用，把__________等有机物彻底氧化分解，产生____________________，释放能量，生成大量ATP的过程。(6)(必修1P101)光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，____________________________转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。酶的催化葡萄糖二氧化碳和水利用光能，把二氧化碳和水(5)(必修1P94)有氧呼吸：是指细胞在氧的参与下，通过2.教材黑体字(1)(必修1P80)同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更_________，因而催化效率__________。(2)(必修1P85)酶所催化的化学反应一般是在_______________的条件下进行的。(3)(必修1P88)ATP是细胞内的一种_________________________。(4)(必修1P99)吸收光能的四种色素就分布在__________的薄膜上。(5)(必修1P100)叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多_________________________，还有许多_________________________。显著更高比较温和高能磷酸化合物类囊体吸收光能的色素分子进行光合作用所必需的酶2.教材黑体字显著更高比较温和高能磷酸化合物类囊体吸收光能的3.教材结论性语句(1)(必修1P89)ATP是细胞的__________物质，真核细胞ATP的来源有光反应及细胞呼吸，前者产自____________，后者产自________________________。(2)(必修1P93)真核细胞有氧呼吸____________________在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、ATP；__________在线粒体基质中进行，需耗水，产物为CO2、[H]、ATP；_______________在线粒体内膜上进行，需耗O2，能产生水，并产生大量ATP。(3)(必修1P99)叶绿体类囊体膜上4种色素分子的功能是_____光能，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。直接能源绿色植物绿色植物、动物和人等第一阶段第二阶段第三阶段吸收3.教材结论性语句直接能源绿色植物绿色植物、动物和人等第一阶(4)(必修1P103)光反应可为暗反应提供______和_____，暗反应可为光反应提供______和________。(5)(必修1P103)光合作用产物O2中的氧全来自____，有氧呼吸产物H2O中氧全来自____。ATP［H］ADPNADP+水O2(4)(必修1P103)光反应可为暗反应提供______和微专题6三率测定的6种实验模型微专题6三率测定的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。模型1气体体积变化法——测定光合作用O2产生的体积或CO2(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。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。【典例1】

(2019·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套完全相同的装置(如图1所示)，装置内的绿色植物为长势相近的君子兰，培养条件如表所示，经2小时的实验后，测定并记录相关数据。已知氧传感器用于测定装置内的O2含量。请分析并回答下列问题：【典例1】(2019·辽宁五校协作体联考)某实验室中有三套图1注：君子兰细胞中光合作用和细胞呼吸相关酶的最适温度分别为T1和T2，且T2>T1。图1(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是________；装置甲中的数据A代表______________________________________________________________。(2)若增加一套实验装置，光照适宜条件下，在实验过程中，将温度逐渐由T1升高至T2，并测得数据显示屏读数由D变为H，则E、F、H的大小关系是____________________。(3)若B＝0，则在君子兰的叶肉细胞中，叶绿体产生O2的量________(填“大于”“等于”或“小于”)线粒体消耗O2的量；若B为正数，C为负数，则该植物在温度为T2、光照适宜的条件下，呼吸速率与光合速率之比＝________(用B、C表示)。(1)三套装置的君子兰细胞中，均能产生ATP的场所是____解析

(1)丙装置中的君子兰只能进行细胞呼吸，因此，三套装置的君子兰细胞中均能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体；A代表在装置甲对应的培养条件下，君子兰的净光合速率。(2)当温度由T1逐渐升高至T2时，君子兰细胞的光合速率下降，呼吸速率上升，则H应小于E、大于F。(3)若B＝0，则说明整体上君子兰的光合速率等于呼吸速率，但就君子兰的叶肉细胞而言，其光合速率大于呼吸速率，即叶肉细胞中叶绿体产生O2的量大于线粒体消耗O2的量；在温度为T2、光照适宜的条件下，君子兰的呼吸速率可表示为－C/2，光合速率＝(B－C)/2，因此，两者之比＝－C/(B－C)＝C/(C－B)。答案

(1)细胞质基质和线粒体君子兰在温度为T1、光照适宜的条件下，2小时内释放O2的量(或君子兰在温度为T1、光照适宜的条件下的净光合速率)

(2)E>H>F(3)大于C/(C－B)或－C/(B－C)解析(1)丙装置中的君子兰只能进行细胞呼吸，因此，三套装置模型2黑白瓶法——测溶氧量的变化(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。模型2黑白瓶法——测溶氧量的变化【典例2】

(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生态系统相关的问题。通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内________；C与B的差值表示这段时间内________；A与B的差值表示这段时间内________。【典例2】(2019·全国卷Ⅱ，31)(节选)回答下列与生解析若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的初始含量(A)的差值表示这一时间段内生产者净光合作用的放氧量；水样中氧气的初始含量(A)与不透光的甲瓶中的氧气含量(B)的差值表示这一时间段内生产者呼吸作用的耗氧量；C与B的差值表示这一时间段内生产者光合作用的总产氧量。答案生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量解析若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量(C)与水样中氧气的模型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。模型3半叶法——测定光合作用有机物的产生量【典例3】

(2019·吉林长春调研)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__________________________________________。【典例3】(2019·吉林长春调研)某研究小组采用“半叶法(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。(3)真正光合速率的计算方法是_______________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。答案(1)叶片初始质量光合作用有机物的总产量(2)B叶模型4叶圆片称重法——测定有机物的变化量(1)操作图示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)。(2)结果分析净光合速率＝(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。模型4叶圆片称重法——测定有机物的变化量(2)结果分析【典例4】

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)，并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，测得叶片叶绿体的总光合速率是(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)，则M处的实验条件是(

)【典例4】某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示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，总光合速率＝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DA.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时模型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。模型5叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率【典例5】

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(

)【典例5】取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为1cA.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A.A～B段随着NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的解析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解析A～B段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液模型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，持续进行一段时间的暗反应，因此在光照强度和光照时间不变的情况下，制造的有机物相对多。模型6间隔光照法——比较有机物的合成量【典例6】

(2019·河南百校联盟联考)科研人员利用“间隙光”来测定沙棘的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如下图所示。【典例6】(2019·河南百校联盟联考)科研人员利用“间隙据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时的相比，“间隙光”处理的光合作用效率________(填“大于”“等于”或“小于”)连续光照下的光合效率，原因是“间隙光”能________________。上面曲线出现的原因是光合作用光反应的速率比暗反应的速率________(填“更快”或“更慢”)。图中两条曲线所围成的面积S1________S2(填“大于”“等于”或“小于”)。解析光照总时间相同的情况下，“间隙光”与连续光照处理相比，光合作用合成的有机物增多，光合作用效率更高，因为一般情况下，光合作用过程中的光反应速率很快，而暗反应速率较慢，“间隙光”处理能充分利用光反应产生的[H]和ATP。S1面积相当于光照时光反应积累的[H]和ATP，而这些[H]和ATP在后续的黑暗处理时被暗反应所消耗，所以S1与S2大致相等。答案大于充分利用光合作用光反应产生的[H]和ATP更快等于据实验结果部分记录图分析，与连续光照6小时，再连续黑暗6小时一、常考基础再判断1.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应()2.无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源()3.人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等()4.线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP()5.酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物()6.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸()7.酶提供了反应过程所必需的活化能()8.酶是由活细胞产生的，因此酶只能在细胞内发挥作用()9.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁()√×××√××××一、常考基础再判断√×××√××××10.同一个体的各种体细胞中，酶的种类相同、数量不同，代谢不同()11.有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解()12.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水()13.有氧呼吸产生的能量全能储存在ATP中()14.人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供()15.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累()16.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏()17.温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量()18.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清()19.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()20.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()×××××××√√×√10.同一个体的各种体细胞中，酶的种类相同、数量不同，代谢不21.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()22.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中()23.叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉()24.离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应过程()25.光合作用和细胞呼吸均能产生[H]，二者还原的物质不同()26.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖(