2019版高考生物一轮复习第三单元细胞的新陈代谢补上一课2“三率”测定及相关实验设计课件中图版.pdf
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1、 理清两大代谢的物质、能量关系,把握相关曲线及三率测定,理清两大代谢的物质、能量关系,把握相关曲线及三率测定, 全取高考拉分题全取高考拉分题 重点重点1 辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率 辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率 1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (以光合速率大于呼吸速率为例以光合速率大于呼吸速率为例) 项目项目表示方法表示方法 呼吸呼吸 速率速率 线粒体释放线粒体释放CO2量量(m1);黑暗条件下细胞;黑暗条件下细胞 (植物体植物体)释放释放CO2量量(葡萄糖消耗量葡萄糖消耗量) 线粒体吸收线粒体吸收O2量量(n
2、1);黑暗条;黑暗条 件下细胞件下细胞(植物体植物体)吸收吸收O2量量 净光合净光合 速率速率 细胞细胞(植物体植物体)吸收的吸收的CO2量量(m2);植物;植物(叶叶 片片)积累葡萄糖量积累葡萄糖量 细胞细胞(植物体植物体)释放的释放的O2量量(n2) 真正光真正光 合速率合速率 叶绿体利用、固定叶绿体利用、固定CO2量量m3或或(m1m2); 植物植物(叶绿体叶绿体)产生葡萄糖量产生葡萄糖量 叶绿体产生、释放叶绿体产生、释放O2量量n3或或(n1 n2) 2.常考曲线分析常考曲线分析 以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为指标吸收量与释放量为指标 【特别提醒】 【特别提醒】 总光合速率与呼
3、吸速率曲线交点处表示此时光合速率呼吸速率,总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率呼吸速率, 不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率呼吸速率,此不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率呼吸速率,此 时总光合速率恰恰是呼吸速率的时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。倍。 视角视角1 总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算 总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算 1.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份,在不同温度下分别暗处理等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再,再 光照光照1 h(光照强度相同光照强度相同),测其有机
4、物变化,得到如图数据。下列说法正确的是,测其有机物变化,得到如图数据。下列说法正确的是( ) A.该植物在该植物在27 时生长最快,在时生长最快,在29 和和30 时不表现生长现象时不表现生长现象 B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是个温度中都是29 C.在在27 、28 和和29 时光合作用制造的有机物的量相等时光合作用制造的有机物的量相等 D.30 时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是1 mg/h 解析 解析 暗处理后有机物减少量代表呼吸速率,暗处理后有机物减少
5、量代表呼吸速率,4个温度下分别为个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、 3 mg/h、1 mg/h,光照后与暗处理前的有机物增加量代表,光照后与暗处理前的有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物光合作用制造有机物 量和量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值,所以呼吸作用消耗有机物量的差值,所以4个温度下总光合速率个温度下总光合速率(有机物制造量有机物制造量) 分别为分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在。该植物在29 时生长最快,时生长最快,4个温度下个温度下 都表现生长现象;该植物在都表现生长现象;该植物在29 条件下制造的有机物量最多;该植物在条件下制造的
6、有机物量最多;该植物在30 条件条件 下光合作用制造的有机物为下光合作用制造的有机物为3 mg/h,呼吸作用消耗的有机物为,呼吸作用消耗的有机物为1 mg/h。 答案答案 B 2.适宜的温度和一定的适宜的温度和一定的CO2浓度等条件下,某同学对甲、乙两种高等植物设计实验,浓度等条件下,某同学对甲、乙两种高等植物设计实验, 测得的相关数据如下表。下列说法错误的是测得的相关数据如下表。下列说法错误的是( ) 光合速率与呼吸光合速率与呼吸 速率相等时的光速率相等时的光 照强度照强度 光合速率达到最光合速率达到最 大值时的最小光大值时的最小光 照强度照强度 光合速率达到最光合速率达到最 大值时的大值时
7、的CO2吸吸 收量收量 黑暗条件下黑暗条件下CO2 释放量释放量 甲植物甲植物13115.5 乙植物乙植物393015 注:注:光照强度单位为光照强度单位为klx;CO2吸收量或释放量单位为吸收量或释放量单位为mg(100 cm2h) 1。 。 A.本实验中,适宜的温度和一定的本实验中,适宜的温度和一定的CO2浓度属于无关变量浓度属于无关变量 B.光照强度为光照强度为1 klx时,甲植物叶肉细胞的叶绿体中时,甲植物叶肉细胞的叶绿体中ATP由叶绿体基质移向类囊体由叶绿体基质移向类囊体 薄膜薄膜 C.光照强度为光照强度为3 klx时,甲、乙两植物固定时,甲、乙两植物固定CO2速率的差为速率的差为1
8、.5 mg/(100 cm2h) D.甲、乙两植物相比较,甲植物更适合在弱光下生长甲、乙两植物相比较,甲植物更适合在弱光下生长 解析 解析 本实验中,适宜的温度和一定的本实验中,适宜的温度和一定的CO2浓度属于无关变量,光照强度为自变量,浓度属于无关变量,光照强度为自变量, A正确;光照强度为正确;光照强度为1 klx时,甲植物光合速率与呼吸速率相等,叶绿体中时,甲植物光合速率与呼吸速率相等,叶绿体中ATP产生于产生于 类囊体薄膜,消耗于叶绿体基质,因此叶绿体中类囊体薄膜,消耗于叶绿体基质,因此叶绿体中ATP由类囊体薄膜移向叶绿体基质,由类囊体薄膜移向叶绿体基质, B错误;光照强度为错误;光照
9、强度为3 klx时,甲的真正光合速率时,甲的真正光合速率115.516.5 mg/(100 cm2h),而乙,而乙 的真正光合速率的真正光合速率15 mg(100 cm2h),因此甲、乙两植物固定,因此甲、乙两植物固定CO2速率的差速率的差16.515 1.5 mg(100 cm2h),C正确;甲、乙植物比较,甲植物更适合在弱光下生长,这是因正确;甲、乙植物比较,甲植物更适合在弱光下生长,这是因 为甲植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度和光合速率达到最大值时的最小光照为甲植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度和光合速率达到最大值时的最小光照 强度均比较小,强度均比较小,D正确。正确。 答案答
10、案 B 视角视角2 结合曲线模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率 结合曲线模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率 3.(2016四川卷,四川卷,5)三倍体西瓜由于含糖量高且无子,备受人们青睐。下图是三倍体三倍体西瓜由于含糖量高且无子,备受人们青睐。下图是三倍体 西瓜叶片净光合速率西瓜叶片净光合速率(Pn,以,以CO2吸收速率表示吸收速率表示)与胞间与胞间CO2浓度浓度(Ci)的日变化曲线,的日变化曲线, 以下分析正确的是以下分析正确的是( ) A.与与11:00时相比,时相比,13:00时叶绿体中合成时叶绿体中合成C3的速率相对较高的速率相对较高 B.14:00后叶片的后叶片的Pn下降,
11、导致植株积累有机物的量开始减少下降,导致植株积累有机物的量开始减少 C.17:00后叶片的后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度浓度和光照强度 慧眼识图 获取信息慧眼识图 获取信息 答案答案 D 4.下列关于曲线的描述,正确的是下列关于曲线的描述,正确的是( ) A.图图1中,两曲线的交点对应的温度是净光合速率为中,两曲线的交点对应的温度是净光合速率为0时的温度时的温度 B.图图2中,中,C点对所有进行光合作用的细胞来说,叶绿体
12、消耗的点对所有进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量等于细胞呼量等于细胞呼 吸产生的吸产生的CO2量量 C.图图3中中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点两点为光合速率和呼吸速率相等的点 D.若呼吸作用的原料全部为葡萄糖,则图若呼吸作用的原料全部为葡萄糖,则图1中中30 时时10 h需消耗葡萄糖需消耗葡萄糖15 mg 解析解析 本题考查对光合作用图解的分析和理解。图 本题考查对光合作用图解的分析和理解。图1中,虚线表示的是净光合速率,中,虚线表示的是净光合速率, 实线表示的是呼吸速率,实线表示的是呼吸速率,A错误;图错误;图2中中C点表示整个植物体光合作用吸收的点表示整个植物体光合作用
13、吸收的CO2量量 等于呼吸作用释放的等于呼吸作用释放的CO2量,但对于进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的量,但对于进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2 量大于细胞呼吸产生的量大于细胞呼吸产生的CO2量,量,B错误;图错误;图3中中A、B两点都表示两点都表示CO2浓度变化的转浓度变化的转 折点,此时光合速率等于呼吸速率,折点,此时光合速率等于呼吸速率,C正确;由图正确;由图1可知,可知,30 时植物呼吸作用每时植物呼吸作用每 小时产生小时产生3 mg CO2,根据呼吸作用的总反应式可推知:,根据呼吸作用的总反应式可推知:6CO2C6H12O6,设,设1 h需需 消耗葡萄糖消耗葡萄糖x m
14、g,则,则(644)/3180/x,x2.045 mg/h,则,则10 h约需消耗葡萄糖约需消耗葡萄糖 20.45 mg,D错误。错误。 答案答案 C 重点重点2 三率测定的三种实验模型 三率测定的三种实验模型 模型模型1 “半叶法半叶法”测定光合作用有机物的生产量测定光合作用有机物的生产量 本方法又叫半叶称重法,即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用本方法又叫半叶称重法,即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用 于大田农作物的光合速率测定。在测定时,叶片一半遮光,一半曝光,分别测于大田农作物的光合速率测定。在测定时,叶片一半遮光,一半曝光,分别测 定两半叶的干物质重量,进而计算
15、叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速定两半叶的干物质重量,进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速 率。率。 【典例【典例1】 某研究小组采用某研究小组采用“半叶法半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片 的一部分的一部分(A)遮光,另一部分遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和 能量转移。在适宜光照下照射能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,的对应部位截取同等面积的叶片, 烘干称重,分别记为烘干称重,分别记为MA、MB,获
16、得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其 单位是单位是mg/(dm2h)。请分析回答下列问题:。请分析回答下列问题: (1)MA表示表示6 h后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量;后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量;MB表示表示6 h后后( )( )呼吸作用有机物的消耗量。呼吸作用有机物的消耗量。 (2)若若MMBMA,则,则M表示表示_。 (3)真正光合速率的计算方法是真正光合速率的计算方法是_。 (4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。 _ _。 解析 解析 叶片叶片A部
17、分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片部分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分部分 不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,MB表示表示6 h后后 叶片初始质量光合作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量,叶片初始质量光合作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量,MA表示表示6 h后后 叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量,则叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量,则MBMA就是光合作用就是光合作用6 h有机物的总产有机物的总产 量量(B叶片被截取部分在叶片被截取部分在6 h
18、内光合作用合成的有机物总量内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算真正光合速率,。由此可计算真正光合速率, 即即M值除以时间再除以面积。值除以时间再除以面积。 答案答案 (1)叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 (2)B叶片被截取部分在叶片被截取部分在6 h内光合内光合 作用合成的有机物总量作用合成的有机物总量 (3)M值除以时间再除以面积,即值除以时间再除以面积,即M/(截取面积截取面积时间时间) (4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部 分在
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