2025版新教材高考生物總復習拓展微課3光合速率與呼吸速率的模型分析與實驗測定教案

PAGEPAGE8拓展微課3光合速率與呼吸速率的模型分析與試驗測定一、光合速率與呼吸速率的模型分析1.真正光合速率、凈光合速率和細胞呼吸速率的模型分析(1)內在關系①細胞呼吸速率:植物非綠色組織或綠色組織在黑暗條件下測得的值——單位時間內肯定量組織的CO2釋放量或O2汲取量。②凈光合速率:植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內肯定量葉面積所汲取的CO2量或釋放的O2量。③真正光合速率=凈光合速率+細胞呼吸速率。(2)判定方法①依據坐標曲線判定a.當光照強度為0時,若CO2汲取量為負值,該值的肯定值代表細胞呼吸速率,該曲線代表凈光合速率,如圖甲。b.當光照強度為0時,光合速率也為0,該曲線代表真正光合速率,如圖乙。②依據關鍵詞判定檢測指標細胞呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)汲取量利用量、固定量、消耗量O2汲取量(黑暗)釋放量產生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產生量2.光合作用與呼吸作用的相關曲線分析圖中曲線c表示凈光合速率,d表示呼吸速率,c+d表示總光合速率。在A點時,總光合速率是呼吸速率的2倍?！敉卣刮⒕?1.某校生物愛好小組以玉米為試驗材料,探討不同條件下光合作用速率和細胞呼吸速率,繪制了甲、乙、丙、丁所示的四幅圖。圖中“a”點不能表示光合作用速率與細胞呼吸速率相等的是 ()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁1.答案A圖甲中a點的含義是光照下CO2的汲取量等于黑暗中CO2的釋放量,表示凈光合作用速率等于細胞呼吸速率,此時間合作用速率是細胞呼吸速率的2倍,A錯誤。2.(2024山東威海一模)下圖表示25℃時,葡萄和草莓在不同光照強度條件下CO2汲取量的變更曲線。下列敘述正確的是 ()A.M點時葡萄的凈光合速率為10mg·m-2·h-1B.已知葡萄光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃,若將環(huán)境溫度變更為30℃,其他條件不變,則P點將左移C.對草莓而言,若白天和黑夜的時間各為12h,則平均光照強度在Xklx以上才能正常生長D.光照強度為Yklx時葡萄和草莓光合作用合成有機物的量相等2.答案C由圖可知,M點時葡萄的凈光合速率為8mg·m-2·h-1,A錯誤;已知葡萄光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃,若將環(huán)境溫度變更為30℃,其他條件不變,則呼吸速率上升,光合速率下降,P點將右移,B錯誤;光照強度為Yklx時葡萄和草莓光合作用積累的有機物的量相等,但呼吸速率不相等,故合成的有機物的量不相等,D錯誤。3.(2024寧夏銀川二中高三一模)某探討小組探討溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響(其他試驗條件均相同且相宜),結果如圖所示。下列關于該試驗的敘述正確的是 ()A.溫度高于35℃時,該植物不能正常生長的緣由是不能進行光合作用B.25℃和30℃時,該植物的CO2消耗量基本相等C.該植物的呼吸作用最適溫度為35℃D.溫度由5℃上升到25℃的過程中,該植物積累的有機物量漸漸削減3.答案B由圖可知:大于35℃時,光合作用消耗CO2的量小于呼吸作用產生CO2的量,說明光合速率小于呼吸速率,植物體不能生長,A錯誤;大于35℃時,呼吸作用產生的CO2量還在增加,說明呼吸速率的最適溫度大于35℃,C錯誤;5℃~25℃,光合作用CO2消耗量始終大于呼吸作用產生的CO2量,說明凈光合速率大于0,該植物積累的有機物量漸漸上升,D錯誤。4.(2024湖北武漢華中師大一附中高三測試)某同學在探究光照強度對某植物光合作用速率影響的試驗中,繪制了如圖所示的柱形圖(在光照強度分別為a、b、c和d,其他條件相同且相宜時,單位時間內該植物某葉肉細胞中CO2與O2量的變更,其中M代表葉綠體中O2的產生總量,N代表葉肉細胞的CO2釋放量)。已知光照強度不影響葉肉細胞的呼吸速率。下列有關敘述錯誤的是 ()A.光照強度為b時,該葉肉細胞光合作用速率等于細胞呼吸速率B.光照強度為c時,該葉肉細胞葉綠體產生的O2全部供應線粒體利用C.光照強度為a時,光合作用強度為0D.光照強度為d時,光合作用從外界環(huán)境中汲取2個相對單位的CO24.答案A由題意可知,M代表單位時間內葉綠體中O2的產生總量,即光合作用速率。光照強度為b時,葉肉細胞CO2釋放量>0,故此時該葉肉細胞光合作用速率小于細胞呼吸速率,A錯誤。二、光合速率與呼吸速率的試驗測定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.裝置甲燒杯中放入相宜濃度的NaOH溶液用于汲取CO2。b.玻璃鐘罩遮光處理,以解除光合作用干擾。c.置于相宜溫度環(huán)境中。d.單位時間內向左移動距離代表呼吸速率。②測定凈光合速率(裝置乙)a.裝置乙燒杯中放入相宜濃度的CO2緩沖液,用于保證容器內CO2濃度恒定,滿意光合作用需求。b.賜予較強光照處理,且溫度相宜。c.單位時間內向右移動距離代表凈光合速率。③依據“總(真正)光合速率=呼吸速率+凈光合速率”可計算得到總(真正)光合速率。(3)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,應設置比照試驗,即用死亡的相同綠色植物分別進行上述試驗,依據紅色液滴的移動距離對原試驗結果進行校正。2.“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題,其中“黑瓶”不透光,瓶中氧氣的削減量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量;“白瓶”賜予光照,瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的削減量)為凈光合作用量。3.“半葉法”測定光合作用有機物的產生量“半葉法”的原理是將對稱葉片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做處理,并采納適當?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻擋兩部分的物質和能量轉移。在相宜光照下照耀6小時后,在A、B的對應部位截取同等面積的葉片,烘干稱重,分別記為MA、MB,M=MB-MA,M表示B葉片被截取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量。4.“葉片上浮法”探究影響光合作用的因素利用針筒排出葉肉細胞間隙的空氣,使葉片沉于水中。在光合作用過程中植物汲取CO2放出O2,O2在細胞間積累,使下沉的葉片上浮。依據在相同時間內上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮至液面所需時間的長短),就能比較光合作用的強弱。5.葉圓片稱量法測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量,如圖所示以有機物的變更量測定光合速率(S為葉圓片面積)。(1)凈光合速率=(z-y)/2S;(2)呼吸速率=(x-y)/2S;(3)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。[特殊提示]光合作用與細胞呼吸試驗設計中試驗條件的限制方法(1)增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。(2)削減水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或煮沸冷卻。(3)除去容器中的二氧化碳——氫氧化鈉溶液。(4)保持容器中二氧化碳濃度不變——NaHCO3溶液。(5)除去葉片中原有的淀粉——置于黑暗環(huán)境中較長時間。(6)除去光合作用對細胞呼吸的干擾——給植株遮光。(7)消退種子表面微生物對種子細胞呼吸速率測定的影響——消毒。(8)除去葉片中葉綠素——酒精隔水加熱(脫色)。(9)得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光?！敉卣刮⒕?5.(2024山東威海一模)如圖是探究有活性的水稻種子呼吸作用的裝置。下列敘述正確的是 ()A.將種子浸透的作用是增加種子細胞中結合水的含量,從而增加種子的代謝作用B.試驗起先時,紅色小液滴位于0點,在其他條件相宜的狀況下,一段時間后,紅色小液滴將向右移動C.小液滴停止移動后,種子的呼吸方式是有氧呼吸D.為確保紅色小液滴的移動僅由種子的生理活動引起,需另設放置煮熟種子的比照試驗裝置5.答案D將種子浸透的作用是增加種子細胞中自由水的含量,從而增加種子的代謝作用,A錯誤;試驗起先時,紅色小液滴位于0點,在其他條件相宜的狀況下,一段時間后,種子呼吸會消耗氧氣,故紅色小液滴將向左移動,B錯誤;小液滴停止移動后,說明其不再消耗氧氣,即進行無氧呼吸,C錯誤。6.下圖表示測定金魚藻光合作用強度的試驗密閉裝置,氧氣傳感器可監(jiān)測O2濃度的變更,下列敘述錯誤的是 ()A.該試驗探究不同單色光對光合作用強度的影響B(tài).加入NaHCO3溶液是為了汲取呼吸作用釋放的CO2C.拆去濾光片,單位時間內,氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度D.若將此裝置放在黑暗處,可測定金魚藻的細胞呼吸作用強度6.答案B分析題圖,該試驗的自變量是不同單色光,因變量是光合作用強度,故試驗目的是探究不同單色光對光合作用強度的影響,A正確;加入NaHCO3溶液是為保證容器中CO2濃度的恒定,B錯誤;相同條件下,自然光下比單色光下金魚藻的光合作用要強,因此拆去濾光片,單位時間內,氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度,C正確;若將此裝置放在黑暗處,可測定金魚藻的呼吸作用強度,D正確。7.(2024湖北武漢部分學校摸底)下表是采納黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法測定夏季某池塘不同深度24h的水體中平均O2濃度與初始O2濃度比較后發(fā)生的變更。下列敘述正確的是 ()水深(m)1234白瓶中O2濃度(g/m3)+3+1.50-1黑瓶中O2濃度(g/m3)-1.5-1.5-1.5-1.5注:“+”表示增加;“-”表示削減A.在水深1m處白瓶中水生植物產生的氧氣為3g/m3B.在水深2m處白瓶中水生植物光合速率等于全部生物的呼吸速率C.在水深3m處白瓶中水生植物不進行光合作用D.在水深4m處白瓶中水生植物產生ATP的場全部葉綠體、細胞質基質和線粒體7.答案D在水深1m處白瓶中水生植物產生的氧氣為3+1.5=4.5(g/m3),A錯誤;在水深2m處白瓶中水生植物光合速率=1.5+1.5=3(g/m3),其大于全部生物的呼吸速率1.5g/m3,B錯誤;在水深3m處白瓶中水生植物光合速率為0+1.5=1.5(g/m3),進行光合作用,C錯誤。8.(2024黑龍江大慶試驗中學模擬)如圖所示,將對稱葉片左側遮光,右側曝光,并采納肯定的方法阻擋兩部分之間的物質與能量的轉移。在相宜光照下照耀6小時,從兩側截取同等單位面積的葉片,烘干稱重,分別記為a和b(單位:g)。下列相關敘述正確的是 ()A.右側葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍紫光,不汲取綠光B.葉片右側脫色后,用碘蒸氣處理呈深藍色C.(b-a)/6代表該葉片的呼吸速率D.(b+a)/6代表該葉片的總光合速率8.答案B葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍紫光,較少汲取綠光,A錯誤;照光與不照光部分的生理過程中的差別是光合作用是否進行,但它們都進行呼吸作用,b=葉片原重量+總光合作用產生量-呼吸消耗量,a=葉片原重量-呼吸消耗量,因此b-a=光合作用合成有機物的總量,(b-a)/6代表該葉片的總光合速率,C、D錯誤。9.光合作用受多種因素的影響,某試驗小組想利用如圖所示裝置對影響植物光合作用的兩大因素進行探討,以便為大棚種植時條件的限制供應依據,試驗中溫度條件相宜且穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}。組別123456789試驗條件光照強度/lx06006008008001000100015001500CO2濃度/%0.010.010.020.020.030.030.050.050.06液滴移動/(mm·h-1)左移20左移20不移動右移40右移60右移90右移112右移112右移112(1)假定光合作用的產物和呼吸作用的底物都是葡萄糖,忽視無氧呼吸,密閉容器中不放緩沖液時,液滴不移動,緣由是。

(2)由表中數(shù)據可以看出,為限制光合作