《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)實驗 Word版含答案》由會員分享，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)實驗 Word版含答案（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(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(用裝置甲單位時間內(nèi)向左移動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．必須給予較強光照處理，且溫度適宜。 c．紅色液滴向右移動(用裝置乙單位時間內(nèi)向右移動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)置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(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)，即可計算出該葉片的光合作用強度，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小時內(nèi)光合作

4、用合成的有機物總量。 [對點訓(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．圖甲裝置在較強光照下有色液滴向右移動，再放到黑暗環(huán)境中有色液滴向左移動 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，真光合速率會發(fā)生圖乙中從b到a的變化，同時呼吸速率會發(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　[圖甲裝置在較強光照下，植物光合作用強度大于細(xì)胞呼吸強度，植物所需CO2由CO2緩沖液提供，而產(chǎn)生的O2會使裝置中氣體體積增大，因此有色液滴向右移動，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。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再升高溫度，與光合作用有關(guān)的酶活性會下降，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，此時酶活性會

6、隨溫度升高而升高，因此呼吸速率會升高。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度、CO2濃度、溫度等，適當(dāng)提高CO2濃度會增大光合速率。] 2．如圖為某研究小組測定光照強度對植物葉片光合作用影響的實驗裝置。將該裝置先放在黑暗條件下一段時間，然后給予不同強度的光照。關(guān)于該實驗的敘述，正確的是(　　) A．溫度、CO2濃度和有色液滴的移動距離都是無關(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，說明該植物不進(jìn)行光合作用 D．如果有色液滴向左移動，說明該植物不進(jìn)行光合作用 B　[依題意可知，該實驗的目的是探究光照強度

7、對植物葉片光合作用的影響，自變量是光照強度，因變量是光合作用強度，有色液滴的移動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，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，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)實驗10 min時，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)光照強度為c klx時，白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為________mg/(L·24 h)。 (3)光照強度至少為________(填字母)klx時，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小時后氧含量，即10－3＝7[mg/(L·24 h)]。 (2)當(dāng)光照強度為c klx時，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)光照強度為a klx時，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，故光照強度為a klx時，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動態(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－呼吸作用有機物的消耗量；MB表示6 h后(________________)＋(________________)－呼吸作用有機物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，

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

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＋光合作用有機物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機物的消耗量，MA表示6 h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機物的消耗量，則MB－MA就是光合作用6 h有機物的總產(chǎn)量(B葉片被截取部分在6 h內(nèi)光合作用合成的有機物總量)。由此可計算光合速率，即M除以時間再除以截取面積。 [答案]　(1)葉片初始質(zhì)量　光合作用有機物的總產(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物總量 (3)M值除以時間再除以面積，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)境中保存幾小時后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率