《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 素能提升課 光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn) Word版含答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同步新教材人教生物必修一新突破講義：第5章 素能提升課 光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn) Word版含答案（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 [核心精要] 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)(用裝置甲單位時(shí)間內(nèi)向左移動(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)(用裝置乙單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)的距離代表凈光合速率)。 ③根據(jù)

2、“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)距離對原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。 2．紅外線CO2傳感器 由于CO2對紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有一定的線性關(guān)系，因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳感器來測量CO2濃度的變化。 3．“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率 將裝有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時(shí)間內(nèi)瓶中溶解氧含量的變化，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透

3、光，瓶中生物僅能進(jìn)行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可進(jìn)行光合作用和呼吸作用。因此，真正光合作用量(光合作用總量)＝白瓶中氧氣增加量＋黑瓶中氧氣減少量。 4．“半葉法”測定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)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，并采用適當(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)阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時(shí)后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，即可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/(dm2·h)，則有M＝MB－MA，M表示B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作

4、用合成的有機(jī)物總量。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1．下圖甲為光合作用最適溫度條件下，植物光合速率測定裝置圖，圖乙中a、b為測定過程中某些生理指標(biāo)相對量的變化。下列說法不正確的是 (　　) 甲　　　　　　　　　　　　乙 A．圖甲裝置在較強(qiáng)光照下有色液滴向右移動(dòng)，再放到黑暗環(huán)境中有色液滴向左移動(dòng) B．若將圖甲中的CO2緩沖液換成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，其他條件不變，則植物幼苗葉綠體產(chǎn)生NADPH的速率將不變 C．一定光照條件下，如果再適當(dāng)升高溫度，真光合速率會(huì)發(fā)生圖乙中從b到a的變化，同時(shí)呼吸速率會(huì)發(fā)生從a到b的變化 D．若圖乙表示圖甲植物的光合速率由a到b的變化，則可能是適當(dāng)提高了C

5、O2緩沖液的濃度 B　[圖甲裝置在較強(qiáng)光照下，植物光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，植物所需CO2由CO2緩沖液提供，而產(chǎn)生的O2會(huì)使裝置中氣體體積增大，因此有色液滴向右移動(dòng)，如果再放到黑暗環(huán)境中，植物呼吸消耗O2而產(chǎn)生的CO2又被CO2緩沖液吸收，因此有色液滴向左移動(dòng)。若將圖甲中的CO2緩沖液換成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液，雖然光照條件不變，但由于無CO2提供，暗反應(yīng)不能為光反應(yīng)提供ADP與NADP＋等物質(zhì)，從而影響光反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生NADPH的速率將下降。在光合作用最適溫度時(shí)再升高溫度，與光合作用有關(guān)的酶活性會(huì)下降，真光合速率下降，而一般情況下與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶的最適溫度較高，此時(shí)酶活性會(huì)

6、隨溫度升高而升高，因此呼吸速率會(huì)升高。光合速率由a到b變化，說明光合速率升高了，而影響光合速率的因素有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度等，適當(dāng)提高CO2濃度會(huì)增大光合速率。] 2．如圖為某研究小組測定光照強(qiáng)度對植物葉片光合作用影響的實(shí)驗(yàn)裝置。將該裝置先放在黑暗條件下一段時(shí)間，然后給予不同強(qiáng)度的光照。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．溫度、CO2濃度和有色液滴的移動(dòng)距離都是無關(guān)變量 B．CO2緩沖液的作用是維持容器中CO2濃度的穩(wěn)定 C．如果有色液滴向右移動(dòng)，說明該植物不進(jìn)行光合作用 D．如果有色液滴向左移動(dòng)，說明該植物不進(jìn)行光合作用 B　[依題意可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究光照強(qiáng)度

7、對植物葉片光合作用的影響，自變量是光照強(qiáng)度，因變量是光合作用強(qiáng)度，有色液滴的移動(dòng)距離作為觀測的指標(biāo)，溫度、CO2濃度等都是無關(guān)變量；CO2緩沖液的作用是維持容器中CO2濃度的穩(wěn)定；有色液滴移動(dòng)的距離是由裝置內(nèi)O2的變化量引起的，如果有色液滴向右移動(dòng)，說明光合作用釋放的氧氣量大于呼吸作用吸收的氧氣量；如果有色液滴向左移動(dòng)，說明光合作用釋放的氧氣量小于呼吸作用吸收的氧氣量。] 3．將一株小麥密閉在無色玻璃鐘罩內(nèi)，在室內(nèi)調(diào)溫25 ℃，給予恒定適宜的光照60 min，然后遮光處理60 min。全程用CO2傳感器測定鐘罩內(nèi)CO2濃度的變化，得到圖2曲線。 圖1 圖2 (1)若要獲得小麥的

8、真正光合速率，________(填“需要”或“不需要”)另設(shè)對照組。0～60 min小麥的真正光合速率為________μmol CO2/(L·h)。 (2)實(shí)驗(yàn)10 min時(shí)，小麥葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用所需CO2的來源是______________________________________________________。 在停止光照的瞬間葉綠體內(nèi)C3的含量________。 [解析]　(1)前60 min測定凈光合速率，后60 min測定呼吸速率，不必另設(shè)對照組。真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(2 000－800)＋(1 200－800)＝1 600(μmol CO2/(L

9、·h)。 (2)光合作用旺盛，葉綠體需要較多CO2，包括線粒體供給和胞外吸收。停止光照，葉綠體內(nèi)缺少NADPH和ATP，不能進(jìn)行還原C3的過程。 [答案]　(1)不需要　1 600 (2)線粒體供給和胞外吸收　增多(或升高) 4．某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10 mg/L，白瓶為透明玻璃瓶。黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，24小時(shí)后測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下： 光照強(qiáng)度(klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 2

10、4 30 30 黑瓶溶氧 量(mg/L) 3 3 3 3 3 3 (1)黑瓶中溶解氧的含量降低為3 mg/L的原因是___________ ________________________________________________； 該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為________mg/(L·24 h)。 (2)當(dāng)光照強(qiáng)度為c klx時(shí)，白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為________mg/(L·24 h)。 (3)光照強(qiáng)度至少為________(填字母)klx時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。 [解析]　(1)黑瓶中溶解氧的含量降低為3 mg/

11、L的原因是黑瓶沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，其中的生物呼吸消耗氧氣，該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為原初溶解氧減去24小時(shí)后氧含量，即10－3＝7[mg/(L·24 h)]。 (2)當(dāng)光照強(qiáng)度為c klx時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量即總光合作用量＝凈光合作用量＋呼吸作用消耗量＝(24－10)＋7＝21[mg/(L·24 h)]。 (3)光照強(qiáng)度為a klx時(shí)，白瓶中溶氧量不變，說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣剛好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照強(qiáng)度為a klx時(shí)，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動(dòng)態(tài)平衡。 [答案]　(1)黑瓶中植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，其中的生物呼

12、吸作用消耗氧氣　7 (2)21　(3)a 5.某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合速率進(jìn)行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)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。在適宜光照下照射6 h后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2·h)。請分析回答下列問題： (1)MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量；MB表示6 h后(________________)＋(________________)－呼吸作用有機(jī)物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，

13、則M表示_________________________ ___________________________________________________。 (3)光合速率的計(jì)算方法是_____________________________。 (4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：_________________________________________________________ _____________________________________________________ ___________________________

14、__________________________。 [解析]　葉片A部分遮光，雖不能進(jìn)行光合作用，但仍可照常進(jìn)行呼吸作用。葉片B部分不做處理，既能進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用。分析題意可知，MB表示6 h 后葉片初始質(zhì)量＋光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機(jī)物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6 h有機(jī)物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量)。由此可計(jì)算光合速率，即M除以時(shí)間再除以截取面積。 [答案]　(1)葉片初始質(zhì)量　光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量 (2)B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量 (3)M值除以時(shí)間再除以面積，即M/(截取面積×?xí)r間) (4)將從測定葉片的相對應(yīng)部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在黑暗環(huán)境中保存幾小時(shí)后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計(jì)算出葉片的呼吸速率