2025版新教材高考生物總復(fù)習(xí)拓展微課3光合速率與呼吸速率的模型分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)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(yàn)測(cè)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(xì)胞呼吸速率的模型分析(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(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)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(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)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(xì)胞呼吸速率。(2)判定方法①依據(jù)坐標(biāo)曲線(xiàn)判定a.當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí),若CO2汲取量為負(fù)值,該值的肯定值代表細(xì)胞呼吸速率,該曲線(xiàn)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(xiàn)代表真正光合速率,如圖乙。②依據(jù)關(guān)鍵詞判定檢測(cè)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)汲取量利用量、固定量、消耗量O2汲取量(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.光合作用與呼吸作用的相關(guān)曲線(xiàn)分析圖中曲線(xiàn)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(diǎn)時(shí),總光合速率是呼吸速率的2倍?！敉卣刮⒕?1.某校生物愛(ài)好小組以玉米為試驗(yàn)材料,探討不同條件下光合作用速率和細(xì)胞呼吸速率,繪制了甲、乙、丙、丁所示的四幅圖。圖中“a”點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)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(diǎn)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(xì)胞呼吸速率,此時(shí)間合作用速率是細(xì)胞呼吸速率的2倍,A錯(cuò)誤。2.(2024山東威海一模)下圖表示25℃時(shí),葡萄和草莓在不同光照強(qiáng)度條件下CO2汲取量的變更曲線(xiàn)。下列敘述正確的是 ()A.M點(diǎn)時(shí)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(diǎn)將左移C.對(duì)草莓而言,若白天和黑夜的時(shí)間各為12h,則平均光照強(qiáng)度在Xklx以上才能正常生長(zhǎng)D.光照強(qiáng)度為Yklx時(shí)葡萄和草莓光合作用合成有機(jī)物的量相等2.答案C由圖可知,M點(diǎn)時(shí)葡萄的凈光合速率為8mg·m-2·h-1,A錯(cuò)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(diǎn)將右移,B錯(cuò)誤;光照強(qiáng)度為Yklx時(shí)葡萄和草莓光合作用積累的有機(jī)物的量相等,但呼吸速率不相等,故合成的有機(jī)物的量不相等,D錯(cuò)誤。3.(2024寧夏銀川二中高三一模)某探討小組探討溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響(其他試驗(yàn)條件均相同且相宜),結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于該試驗(yàn)的敘述正確的是 ()A.溫度高于35℃時(shí),該植物不能正常生長(zhǎng)的緣由是不能進(jìn)行光合作用B.25℃和30℃時(shí),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(guò)程中,該植物積累的有機(jī)物量漸漸削減3.答案B由圖可知:大于35℃時(shí),光合作用消耗CO2的量小于呼吸作用產(chǎn)生CO2的量,說(shuō)明光合速率小于呼吸速率,植物體不能生長(zhǎng),A錯(cuò)誤;大于35℃時(shí),呼吸作用產(chǎn)生的CO2量還在增加,說(shuō)明呼吸速率的最適溫度大于35℃,C錯(cuò)誤;5℃~25℃,光合作用CO2消耗量始終大于呼吸作用產(chǎn)生的CO2量,說(shuō)明凈光合速率大于0,該植物積累的有機(jī)物量漸漸上升,D錯(cuò)誤。4.(2024湖北武漢華中師大一附中高三測(cè)試)某同學(xué)在探究光照強(qiáng)度對(duì)某植物光合作用速率影響的試驗(yàn)中,繪制了如圖所示的柱形圖(在光照強(qiáng)度分別為a、b、c和d,其他條件相同且相宜時(shí),單位時(shí)間內(nèi)該植物某葉肉細(xì)胞中CO2與O2量的變更,其中M代表葉綠體中O2的產(chǎn)生總量,N代表葉肉細(xì)胞的CO2釋放量)。已知光照強(qiáng)度不影響葉肉細(xì)胞的呼吸速率。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.光照強(qiáng)度為b時(shí),該葉肉細(xì)胞光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率B.光照強(qiáng)度為c時(shí),該葉肉細(xì)胞葉綠體產(chǎn)生的O2全部供應(yīng)線(xiàn)粒體利用C.光照強(qiáng)度為a時(shí),光合作用強(qiáng)度為0D.光照強(qiáng)度為d時(shí),光合作用從外界環(huán)境中汲取2個(gè)相對(duì)單位的CO24.答案A由題意可知,M代表單位時(shí)間內(nèi)葉綠體中O2的產(chǎn)生總量,即光合作用速率。光照強(qiáng)度為b時(shí),葉肉細(xì)胞CO2釋放量>0,故此時(shí)該葉肉細(xì)胞光合作用速率小于細(xì)胞呼吸速率,A錯(cuò)誤。二、光合速率與呼吸速率的試驗(yàn)測(cè)定1.“裝置圖法”測(cè)定光合速率與呼吸速率(1)測(cè)定裝置(2)測(cè)定方法及解讀①測(cè)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(shí)間內(nèi)向左移動(dòng)距離代表呼吸速率。②測(cè)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(nèi)CO2濃度恒定,滿(mǎn)意光合作用需求。b.賜予較強(qiáng)光照處理,且溫度相宜。c.單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)距離代表凈光合速率。③依據(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。(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(yīng)設(shè)置比照試驗(yàn),即用死亡的相同綠色植物分別進(jìn)行上述試驗(yàn),依據(jù)紅色液滴的移動(dòng)距離對(duì)原試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。2.“黑白瓶法”測(cè)定光合速率與呼吸速率“黑白瓶”問(wèn)題是一類(lèi)通過(guò)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,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(cè)定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量“半葉法”的原理是將對(duì)稱(chēng)葉片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做處理,并采納適當(dāng)?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(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在相宜光照下照耀6小時(shí)后,在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片,烘干稱(chēng)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(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)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(xì)胞間隙的空氣,使葉片沉于水中。在光合作用過(guò)程中植物汲取CO2放出O2,O2在細(xì)胞間積累,使下沉的葉片上浮。依據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮至液面所需時(shí)間的長(zhǎng)短),就能比較光合作用的強(qiáng)弱。5.葉圓片稱(chēng)量法測(cè)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)物的變更量測(cè)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(xì)胞呼吸試驗(yàn)設(shè)計(jì)中試驗(yàn)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——?dú)溲趸c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(zhǎng)時(shí)間。(6)除去光合作用對(duì)細(xì)胞呼吸的干擾——給植株遮光。(7)消退種子表面微生物對(duì)種子細(xì)胞呼吸速率測(cè)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(xì)胞中結(jié)合水的含量,從而增加種子的代謝作用B.試驗(yàn)起先時(shí),紅色小液滴位于0點(diǎn),在其他條件相宜的狀況下,一段時(shí)間后,紅色小液滴將向右移動(dòng)C.小液滴停止移動(dòng)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(dòng)僅由種子的生理活動(dòng)引起,需另設(shè)放置煮熟種子的比照試驗(yàn)裝置5.答案D將種子浸透的作用是增加種子細(xì)胞中自由水的含量,從而增加種子的代謝作用,A錯(cuò)誤;試驗(yàn)起先時(shí),紅色小液滴位于0點(diǎn),在其他條件相宜的狀況下,一段時(shí)間后,種子呼吸會(huì)消耗氧氣,故紅色小液滴將向左移動(dòng),B錯(cuò)誤;小液滴停止移動(dòng)后,說(shuō)明其不再消耗氧氣,即進(jìn)行無(wú)氧呼吸,C錯(cuò)誤。6.下圖表示測(cè)定金魚(yú)藻光合作用強(qiáng)度的試驗(yàn)密閉裝置,氧氣傳感器可監(jiān)測(cè)O2濃度的變更,下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.該試驗(yàn)探究不同單色光對(duì)光合作用強(qiáng)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(shí)間內(nèi),氧氣傳感器測(cè)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(cè)定金魚(yú)藻的細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度6.答案B分析題圖,該試驗(yàn)的自變量是不同單色光,因變量是光合作用強(qiáng)度,故試驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坎煌瑔紊鈱?duì)光合作用強(qiáng)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(cuò)誤;相同條件下,自然光下比單色光下金魚(yú)藻的光合作用要強(qiáng),因此拆去濾光片,單位時(shí)間內(nèi),氧氣傳感器測(cè)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(cè)定金魚(yú)藻的呼吸作用強(qiáng)度,D正確。7.(2024湖北武漢部分學(xué)校摸底)下表是采納黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法測(cè)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(chǎn)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(jìn)行光合作用D.在水深4m處白瓶中水生植物產(chǎn)生ATP的場(chǎng)全部葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體7.答案D在水深1m處白瓶中水生植物產(chǎn)生的氧氣為3+1.5=4.5(g/m3),A錯(cuò)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(cuò)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(jìn)行光合作用,C錯(cuò)誤。8.(2024黑龍江大慶試驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示,將對(duì)稱(chēng)葉片左側(cè)遮光,右側(cè)曝光,并采納肯定的方法阻擋兩部分之間的物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)移。在相宜光照下照耀6小時(shí),從兩側(cè)截取同等單位面積的葉片,烘干稱(chēng)重,分別記為a和b(單位:g)。下列相關(guān)敘述正確的是 ()A.右側(cè)葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍(lán)紫光,不汲取綠光B.葉片右側(cè)脫色后,用碘蒸氣處理呈深藍(lán)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(lán)紫光,較少汲取綠光,A錯(cuò)誤;照光與不照光部分的生理過(guò)程中的差別是光合作用是否進(jìn)行,但它們都進(jìn)行呼吸作用,b=葉片原重量+總光合作用產(chǎn)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(jī)物的總量,(b-a)/6代表該葉片的總光合速率,C、D錯(cuò)誤。9.光合作用受多種因素的影響,某試驗(yàn)小組想利用如圖所示裝置對(duì)影響植物光合作用的兩大因素進(jìn)行探討,以便為大棚種植時(shí)條件的限制供應(yīng)依據(jù),試驗(yàn)中溫度條件相宜且穩(wěn)定?；卮鹣铝袉?wèn)題。組別123456789試驗(yàn)條件光照強(qiáng)度/lx06006008008001000100015001500CO2濃度/%0.010.010.020.020.030.030.050.050.06液滴移動(dòng)/(mm·h-1)左移20左移20不移動(dòng)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(chǎn)物和呼吸作用的底物都是葡萄糖,忽視無(wú)氧呼吸,密閉容器中不放緩沖液時(shí),液滴不移動(dòng),緣由是。

(2)由表中數(shù)據(jù)可以看出,為限制光合作