一轮-总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定课件.pptx

《一轮-总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一轮-总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定课件.pptx（30页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高考提分微课高考提分微课(二二)总光合速率、净光合速率、呼吸速率总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定的辨析与测定小专题小专题 总光合速率、净光合速率、总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定呼吸速率的辨析与测定1-2-一二一、总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析1.总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行细胞绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行细胞呼吸呼吸,测得数据为呼吸速率测得数据为呼吸速率(如下页左上图中的如下页左上图中的A点点)。(2)绿色组织在有光条件下绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时光合作用与细胞呼吸同时进行进行,

2、测得的数据为净光合速率。测得的数据为净光合速率。(3)总总(真正真正)光合速率光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率。呼吸速率。(4)对各点对各点(段段)光合作用和细胞呼吸的分析光合作用和细胞呼吸的分析2-3-3-4-在黑暗条件下在黑暗条件下,细胞不进行光合作用细胞不进行光合作用,只进行细胞只进行细胞呼吸。呼吸。O2的吸收量等于的吸收量等于CO2的释放量。的释放量。在较弱光照强度下在较弱光照强度下,细胞呼吸强度大于光合作用细胞呼吸强度大于光合作用强度强度,细胞表现为吸收细胞表现为吸收O2,释放释放CO2。在光补偿点时在光补偿点时,细胞呼吸强度等于光合作用强度细胞呼吸强度等于光合作用强度,细胞

3、表现为既不吸收气体细胞表现为既不吸收气体,也不放出气体。光合作用也不放出气体。光合作用产生的产生的O2全部被线粒体吸收全部被线粒体吸收;细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的CO2全全部被叶绿体吸收。部被叶绿体吸收。在较强光照强度下在较强光照强度下,光合作用强度大于细胞呼吸光合作用强度大于细胞呼吸强度强度,细胞表现为吸收细胞表现为吸收CO2,释放释放O2。4-5-一二常考曲线分析 5-6-一二6-7-一二7-8-注意注意:总光合作用速率曲线与细胞呼吸速率曲线的总光合作用速率曲线与细胞呼吸速率曲线的交点表示交点表示,光合作用速率光合作用速率=细胞呼吸速率细胞呼吸速率,但但不要认为不要认为净光合作用速率曲线

4、与细胞呼吸速率曲线的交点也净光合作用速率曲线与细胞呼吸速率曲线的交点也表示光合作用速率表示光合作用速率=呼吸作用速率呼吸作用速率,此时总光合作用此时总光合作用速率恰恰是细胞呼吸速率的速率恰恰是细胞呼吸速率的2倍。倍。8根据关键词判定根据关键词判定:检测指标检测指标 呼吸速率呼吸速率净光合速率净光合速率 真正真正(总总)光合速率光合速率CO2释放量释放量(黑暗黑暗)吸收量吸收量利用量、固定量、利用量、固定量、消耗量消耗量O2吸收量吸收量(黑暗黑暗)释放量释放量产生量产生量有机物有机物消耗量消耗量(黑暗黑暗)积累量积累量制造量、产生量制造量、产生量9-10-一二典例1在在CO2浓度为浓度为0.03

5、%、温度恒定且适宜的条件下、温度恒定且适宜的条件下,测定植测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率,结果如下图。下列结果如下图。下列有关分析正确的是有关分析正确的是()A.光照强度为光照强度为1 klx时时,植物甲开始进行光合作用植物甲开始进行光合作用B.光照强度为光照强度为3 klx时时,植物乙不进行光合作用植物乙不进行光合作用C.若在若在C点时突然停止点时突然停止CO2供应供应,短时间内植物甲的叶绿体中短时间内植物甲的叶绿体中C3的含的含量会增加量会增加D.D点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是点时限制植物乙的光合速率增大的主要环境因素是C

6、O2的浓度的浓度D10-12-2.净(表观)光合速率与总(真正)光合速率的微观水平分析注注m1,m2表示表示CO2的消耗量的消耗量;n1,n2表示表示O2的产生量。的产生量。(1)呼吸速率呼吸速率用用CO2表示表示:m1,即线粒体释放即线粒体释放CO2的量或的量或“黑暗黑暗”条件下细胞或植条件下细胞或植物体释放物体释放CO2的量。的量。用用O2表示表示:n1,即线粒体吸收即线粒体吸收O2的量或的量或“黑暗黑暗”条件下细胞或植物体条件下细胞或植物体从外界吸收的从外界吸收的O2的量。的量。(2)总光合速率总光合速率用用CO2表示表示:m1+m2,即叶绿体利用即叶绿体利用CO2或固定或固定CO2总量

7、总量(为细胞呼为细胞呼吸量与净光合作用量之和吸量与净光合作用量之和)。用用O2表示表示:n1+n2,即叶绿体产生即叶绿体产生O2的总量的总量(为细胞呼吸量与净光合为细胞呼吸量与净光合作用量之和作用量之和)。12-13-一二典例2 图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系,图乙表示图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构该植物叶肉细胞的部分结构(图中图中M和和N代表两种气体代表两种气体)。据图判断。据图判断,下列下列说法错误的是说法错误的是(注注:不考虑无氧呼吸不考虑无氧呼吸)()A.图甲中图甲中A点对应的纵坐标的数值点对应的纵坐标的数值可用可用图乙中的图

8、乙中的m2或或n2表示表示B.在图甲中在图甲中A点时点时,图乙中不存在的过程是图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4C.在图甲中在图甲中C点时点时,图乙中不存在的过程是图乙中不存在的过程是m2、m3、n2、n3D.图甲中图甲中E点以后点以后,图乙中图乙中n4不再增加不再增加,其主要原因是其主要原因是m1值太低值太低 答案解析图甲中的图甲中的A点表示植物只能进行细胞呼吸点表示植物只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用不能进行光合作用,则图乙中的则图乙中的m2或或n2可表示此时植物的细胞呼吸强度可表示此时植物的细胞呼吸强度,图乙中不存在的过程是图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4,A、B两项

9、正确两项正确;在图甲中在图甲中C点时点时,光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度,植物不吸植物不吸收气体收气体,也不释放气体也不释放气体,所以图乙中不存在的过程是所以图乙中不存在的过程是m2、m3、n2、n3,C项正确项正确;图甲中图甲中E点以后点以后,图乙中图乙中n4不再增加不再增加,其主要原因是其主要原因是m3值太低值太低,D项错误。项错误。D13-14-一二(1)装置中溶液的作用装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可溶液可吸收容器中的吸收容器中的CO2;在测净光合速率时在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供溶液可提供CO2,以以保证容器内保

10、证容器内CO2浓度的恒定。（适宜浓度的浓度的恒定。（适宜浓度的CO2缓冲缓冲液用于保证容器内液用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求浓度恒定，满足光合作用需求）二、总光合速率、净光合速率、呼吸速率的测定1.气体体积变化法测光合作用产生O2(或消耗CO2)的体积14-15-一二(2)测定原理测定原理在黑暗条件下在黑暗条件下,甲装置中的植物只进行细胞呼吸甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的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所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的的距离表示植物的O2吸收速率吸收速率,可代表呼吸速率。可代表呼吸速率。

11、在光照条件下在光照条件下,乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由由于于NaHCO3溶液保证了容器内溶液保证了容器内CO2浓度的恒定浓度的恒定,所以单位时间内红所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率释放速率,可代表净光合速率。可代表净光合速率。总总(真正真正)光合速率光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率。呼吸速率。(3)测定方法测定方法将植物将植物(甲装置甲装置)置于黑暗中一定的时间置于黑暗中一定的时间,记录红色液滴移动记录红色液滴移动的距离的距离,计算呼吸速率。计算呼吸速率。将同一植物将同一植物(乙装置乙装置)

12、置于光下相同时间置于光下相同时间,记录红色液滴移动记录红色液滴移动的距离的距离,计算净光合速率。计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到总根据呼吸速率和净光合速率可计算得到总(真正真正)光合速率。光合速率。(4)物理误差的校正物理误差的校正:为减小气压、温度等物理因素所引起的为减小气压、温度等物理因素所引起的误差误差,应设置对照实验应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述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。根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。15-16-一二典例3某兴趣小组设计了如某兴趣小组设计了如右上右上图所示的实验装置

13、若干组图所示的实验装置若干组,室温室温25 下进行了一系列的实验下进行了一系列的实验,下列有关叙述错误的是下列有关叙述错误的是()注装置内氧气充足,不考虑无氧呼吸。A.若若X溶液为溶液为CO2缓冲液并给予光照缓冲液并给予光照,液滴移动距离可表示净光液滴移动距离可表示净光合作用强度大小合作用强度大小B.若要测真正光合强度若要测真正光合强度,需另加设一装置遮光处理需另加设一装置遮光处理,X溶液为溶液为NaOH溶液溶液C.若若X溶液为清水并给予光照溶液为清水并给予光照,光合作用光合作用强度强度大于细胞呼吸大于细胞呼吸强度强度时时,液滴右移液滴右移D.若若X溶液为清水并遮光处理溶液为清水并遮光处理,消

14、耗的底物为脂肪时消耗的底物为脂肪时,液滴左移液滴左移C16-17-2.“黑白瓶黑白瓶”测透光、不透光两瓶中氧气的剩余量测透光、不透光两瓶中氧气的剩余量“黑瓶黑瓶”不透光不透光,测定的是有氧呼吸量测定的是有氧呼吸量,“白瓶白瓶”给予光照给予光照,测定的是测定的是净光合作用量。净光合作用量。“黑白瓶黑白瓶”试题是一类通过净光合作用强度和有试题是一类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。一般规律如下氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题。一般规律如下:总光合作用量总光合作用量(强度强度)=净光合作用量净光合作用量(强度强度)+有氧呼吸消耗量有氧呼吸消耗量(强度强度);在有初始值的情况

15、下在有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增或二氧化碳的增加量加量)为有氧呼吸量为有氧呼吸量,白瓶中氧气的增加量白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量或二氧化碳的减少量)为净光合作用量为净光合作用量,两者之和为总两者之和为总(真正真正)光合作用量光合作用量;没有初始值的情况下没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量白瓶中测得的现有量-黑瓶中测得的现黑瓶中测得的现有量有量=总总(真正真正)光合作用量。光合作用量。即：总光合作用量即：总光合作用量=净光合量（白瓶中测得的现有量净光合量（白瓶中测得的现有量-初始量初始量）+有氧呼吸消耗量（初始量有氧呼吸消耗量（初始量-黑瓶

16、中测得的现黑瓶中测得的现有量）有量）17-18-A.水深水深1 m处白瓶中水生植物处白瓶中水生植物24 h制造的氧气为制造的氧气为3 g/m3B.水深水深2 m处黑瓶中水生植物不能进行水的光解处黑瓶中水生植物不能进行水的光解,但能进行但能进行C3的的还原还原C.水深水深3 m处白瓶中水生植物产生处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线的细胞器是叶绿体和线粒体粒体D.水深水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用典例典例4下表是采用黑白瓶下表是采用黑白瓶(不透光瓶和可透光瓶不透光瓶和可透光瓶)测定夏季某池测定夏季某池塘不同深度水体中初始平均塘

17、不同深度水体中初始平均O2浓度与浓度与24 h后平均后平均O2浓度浓度,并比较并比较计算后的数据。下列有关分析正确的是计算后的数据。下列有关分析正确的是()答案解析C18-20-3.“半叶法”测光合作用有机物的产生量半叶法的原理半叶法的原理:植物进行光合作用形成有机物植物进行光合作用形成有机物,而有而有机物的积累可使叶片单位面积的干重增加机物的积累可使叶片单位面积的干重增加,但是但是,叶片叶片在光下积累光合产物的同时在光下积累光合产物的同时,还会通过输导组织将同化还会通过输导组织将同化物运出物运出,从而使测得的干重积累值偏低。为了消除这一从而使测得的干重积累值偏低。为了消除这一偏差偏差,必须将

18、待测叶片的一半遮黑必须将待测叶片的一半遮黑,测量相同时间内叶测量相同时间内叶片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值,作为同化物输作为同化物输出量出量(和呼吸消耗量和呼吸消耗量)的估测值。的估测值。“改良半叶法改良半叶法”采用烫伤、环割或化学试剂处理等采用烫伤、环割或化学试剂处理等方法来损伤叶柄韧皮部活细胞方法来损伤叶柄韧皮部活细胞,以防止光合产物从叶中以防止光合产物从叶中输出输出(这些处理几乎不影响木质部中水和无机盐向叶片这些处理几乎不影响木质部中水和无机盐向叶片的输送的输送),),仅用一组叶片仅用一组叶片,且无须将一半叶片遮黑且无须将一半叶片遮黑,就能就能达到实

19、验目的达到实验目的,既简化了实验过程既简化了实验过程,又提高了测定的准又提高了测定的准确性。确性。20-21-一二典例典例5某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,做了如下做了如下图所示实验。在叶柄基部做环剥处理图所示实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入仅限制叶片有机物的输入和输出和输出),在不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为在不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶的叶圆片圆片,烘干后称其质量烘干后称其质量,测得叶片的光合作用速率测得叶片的光合作用速率=(3y-2z-x)/6 g/(cm2h)(不考虑取叶圆片后对叶生理活

20、动的影响和温度微小变不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响化对叶生理活动的影响)。则。则M处的实验条件是处的实验条件是()A.下午下午4时后将整个实验装置遮光时后将整个实验装置遮光3 hB.下午下午4时后将整个实验装置遮光时后将整个实验装置遮光6 hC.下午下午4时后在阳光下照射时后在阳光下照射1 hD.晚上晚上8时后在无光下放置时后在无光下放置3 hA21拓展：拓展：4、连续光照与交替光照类问题、连续光照与交替光照类问题 光合作用中的光反应和暗反应是在不同酶的催化光合作用中的光反应和暗反应是在不同酶的催化作用下相对独立进行的。一般情况下，光反应的速率作用下相对独立

21、进行的。一般情况下，光反应的速率比暗反应快，在连续光照条件下，光反应产生的比暗反应快，在连续光照条件下，光反应产生的H和和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应抑制了光反应不能及时被暗反应消耗，暗反应抑制了光反应的进行，限制了光合作用的速率，降低了光能利用率。的进行，限制了光合作用的速率，降低了光能利用率。而在光照和黑暗交替进行的条件下，光反应刚停而在光照和黑暗交替进行的条件下，光反应刚停止时暗反应仍可进行一段时间，光反应产生的止时暗反应仍可进行一段时间，光反应产生的H和和ATP可以被暗反应充分利用，从而提高了光能利用率。可以被暗反应充分利用，从而提高了光能利用率。25（例（例7）为了探究不同光照

22、处理对植物光合作用的影响，科学家）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验四组实验各组实验的温度、光照强度和各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量处理方法和实验结果如下：合作用产物的含量处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含；光合作用产物的相对含量为量为5

23、0%B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为；光合作用产物的相对含量为70%C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%D组（对照组）：光照时间为组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量；光合作用产物的相对含量为为100%回答下列问题：回答下列问题：26（1）单位光照时间内，）单位光照时间内，C组植物合

24、成有机物的量组植物合成有机物的量_（填（填“高高于于”、“等于等于”或或“低于低于”）D组植物合成有机物的量，依据是组植物合成有机物的量，依据是_ ；C组和组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的，这些反应发生的部位是叶绿体的_ （2）A、B、C三组处理相比，随着三组处理相比，随着_的增的增加，使光下产生的加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中提高了光合作用中CO2的同化量的同化量高于高于 C组光照时间只有组光照时间只有D组的一半，但光合产物的组的一半，但光合产物的相对含量却是相对含量却是D组的组的94%基质基质光照光照光照和黑暗次数（频率）光照和黑暗次数（频率）ATP和还原和还原H275 5、红外线、红外线CO2CO2传感器传感器-测装置内测装置内CO2CO2浓度的变化浓度的变化 利用利用CO2对红外线有较强的吸收能力，对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红的多少与红外线的降低量有一线性关系，故外线的降低量有一线性关系，故CO2含量变化即可灵敏地反含量变化即可灵敏地反映在检测仪上映在检测仪上6 6、小叶片浮起数量法、小叶片浮起数量法-定性比较光合作用强度的大定性比较光合作用强度的大小小28