高三生物一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案光合作用的原理和應(yīng)用曲線

第三課時(shí)光合作用的原理和應(yīng)用曲線學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.學(xué)習(xí)掌握真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的曲線辨析2.光合呼吸作用的綜合運(yùn)用學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)：真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的曲線辨析知識(shí)回顧1．光合作用與細(xì)胞呼吸在物質(zhì)和能量上的聯(lián)系①；②；③；④；⑤；⑥；⑦；⑧；⑨；⑩；?。(1)物質(zhì)方面①C：CO2eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第一階段))eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第二階段))。②O：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第三階段))。③H：H2Oeq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第一、二階段))eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸第三階段))(2)能量方面：光能eq\o(→,\s\up7(光反應(yīng)))eq\o(→,\s\up7(暗反應(yīng)))中的能量eq\o(→,\s\up7(細(xì)胞呼吸))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(熱能,ATP中的能量→各項(xiàng)生命活動(dòng)))知識(shí)生成案1．真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的曲線辨析(1)內(nèi)在關(guān)系①細(xì)胞呼吸速率：植物非綠色組織或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時(shí)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(shí)間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。③真正光合速率＝凈光合速率＋細(xì)胞呼吸速率。(2)判定方法①根據(jù)坐標(biāo)曲線判定a．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若CO2吸收值為負(fù)值，該值的絕對(duì)值代表細(xì)胞呼吸速率，該曲線代表凈光合速率，如圖甲。b．當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，光合速率也為0，該曲線代表真正光合速率，如圖乙。②根據(jù)關(guān)鍵詞判定檢測指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機(jī)物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量2．光合作用與細(xì)胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)(1)細(xì)胞呼吸對(duì)應(yīng)點(diǎn)(A點(diǎn))的移動(dòng)：細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移；細(xì)胞呼吸減弱，A點(diǎn)上移。(2)補(bǔ)償點(diǎn)(B點(diǎn))的移動(dòng)①細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。②細(xì)胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(或光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。(3)飽和點(diǎn)(C點(diǎn))和D點(diǎn)的移動(dòng)：相關(guān)條件的改變(如增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度)使光合速率增大時(shí)，C點(diǎn)右移，D點(diǎn)上移的同時(shí)右移；反之，移動(dòng)方向相反。3．植物光合作用和細(xì)胞呼吸的日變化曲線分析(1)自然環(huán)境中一晝夜植物CO2吸收或釋放速率的變化曲線a點(diǎn)：凌晨，溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少。b點(diǎn)：有微弱光照，植物開始進(jìn)行光合作用。bc段：光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。c點(diǎn)：上午7時(shí)左右，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ce段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。d點(diǎn)：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。e點(diǎn)：下午6時(shí)左右，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。ef段：光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。fg段：沒有光照，光合作用停止，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。bf段：制造有機(jī)物的時(shí)間段。ce段：積累有機(jī)物的時(shí)間段。一晝夜有機(jī)物的積累量＝S1－(S2＋S3)(S1、S2、S3分別表示曲線和橫軸圍成的面積)。(2)密閉容器中一晝夜CO2濃度的變化曲線(注意：分析光合作用或細(xì)胞呼吸速率的變化時(shí)，應(yīng)分析曲線變化趨勢的快慢，也就是斜率。)AB段：無光照，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。BC段：溫度降低，細(xì)胞呼吸減弱(曲線斜率下降)。CD段：4時(shí)后，微弱光照，開始進(jìn)行光合作用，但光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。D點(diǎn)：隨光照增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。DH段：光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點(diǎn)：隨光照減弱，光合作用強(qiáng)度下降，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。HI段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，直至光合作用完全停止。I點(diǎn)低于A點(diǎn)：一晝夜后，密閉容器中CO2濃度減小，即光合作用大于細(xì)胞呼吸，植物能正常生長(若I點(diǎn)高于A點(diǎn)，植物不能正常生長)。三、測定光合速率和呼吸速率的方法1．“裝置圖法”測定光合速率與呼吸速率(1)測定裝置(2)測定方法及解讀①測定呼吸速率(裝置甲)a．裝置甲燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液用于吸收CO2。b．玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用的干擾。c．置于適宜溫度環(huán)境中。d．紅色液滴向左移動(dòng)(用紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向動(dòng)的距離代表呼吸速率)。②測定凈光合速率(裝置乙)a．裝置乙燒杯中放入適宜濃度的CO2緩沖液，用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿足光合作用需求。b．必須給予較強(qiáng)光照處理，且溫度適宜。c．紅色液滴向右移動(dòng)(用紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)的距離代表)。③根據(jù)“總(真正)光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率”可計(jì)算得到總(真正)光合速率。物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，根據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。2．葉圓片稱重法測定單位時(shí)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為葉圓片面積)。凈光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。3．黑白瓶法“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題，其中“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，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規(guī)律如下：規(guī)律1：有初始值的情況下，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。規(guī)律2：沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量與黑瓶中測得的現(xiàn)有量之差即總光合作用量。4．半葉法如圖所示，將植物對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)則留在光下進(jìn)行光合作用(即不做處理)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。一定時(shí)間后，在這兩部分葉片的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB，開始時(shí)二者相應(yīng)的有機(jī)物含量應(yīng)視為相等，照光后的葉片重量大于暗處的葉片重量，超過部分即為光合作用產(chǎn)物的量，再通過計(jì)算可得出光合速率要點(diǎn)提升1．綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。2．綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測得的數(shù)值表示凈光