人教版高中生物必修1分子与细胞第5章素能提升课3植物光合速率和呼吸速率的关系及测定课件

素能提升课3植物光合速率和呼吸速率的关系及测定第5章细胞的能量供应和利用1．表示方法及相互关系(1)细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。(2)净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。(3)真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。提升点1光合速率和呼吸速率的关系2．判定方法(1)根据坐标曲线判定①当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。②当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。(2)根据叶绿体与线粒体之间气体交换图判断(3)根据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量(4)根据实验条件判定实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。1．用某种大小相似的绿色植物叶片，分组进行光合作用实验：已知叶片实验前重量，在不同温度下分别暗处理1h，测其重量变化，再立即光照1h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下表所示结果。仅考虑表中的四个温度，下列相关叙述错误的是(

)组别甲乙丙丁温度/℃27282930暗处理后重量变化/mg－1－2－3－1光照后与暗处理前相比重量变化/mg＋3＋3＋3＋1A．27℃与30℃时，该植物的真正光合速率不相同B．若每天光照12h，该植物在29℃条件下不能正常生长C．该植物在28℃时，光照1h能制造7mg有机物D．温度可通过影响酶的活性来影响细胞的光合速率√B

[暗处理1h后重量减少量，即为其每小时的呼吸速率；光照1h后与暗处理前相比重量变化＝每小时总光合速率－2×每小时呼吸速率，27℃该植物的真正光合速率(即每小时总光合速率)＝3＋2×1＝5；30℃该植物的真正光合速率(即每小时总光合速率)＝1＋2×1＝3，即27℃与30℃时，该植物的真正光合速率不相同，A正确。该植物在29℃条件下每小时总光合速率＝3＋2×3＝9，每小时的呼吸速率＝3，若每天光照12小时，则一天的净光合量＝一天总光合量－一天呼吸量＝12×每小时总光合速率－24×每小时的呼吸速率＝12×9－24×3＝36，由于一天的净光合量大于0，说明植物可以积累有机物，可以正常生长，B错误。该植物在28℃条件下每小时总光合速率＝3＋2×2＝7，即其光照1h能制造7mg有机物，C正确。植物光合速率需要酶的催化，温度会影响酶活性，进而影响细胞的光合速率，D正确。]2．葡萄和草莓都是人们喜爱的水果，如图表示25℃时，葡萄和草莓在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线。据图回答以下问题：(1)据图可知，__________更应该种植在阳光充足的地方，在M点对应条件下，葡萄的真正光合速率为________________(用CO2吸收量表示)。已知葡萄光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃和30℃，若将环境温度由25℃改变为30℃，其他条件不变，则P点向________移动，M点向________移动。葡萄10mg·m-2·h-1右

左下(2)在25℃的环境中，若白天和黑夜的时间各为12h，白天平均光照强度为Yklx，则草莓一天中单位面积叶片积累的葡萄糖约为________mg。(保留小数点后两位)(3)在草莓的大棚种植中，若要提高草莓的产量，则可以采取的措施是_________________________________________________(答出2点即可)。40.91适当增加光照时间、增施有机肥、夜间适当降低温度[解析]

(1)据题图可知，X是草莓的光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，N点是草莓的光饱和点，与草莓相比，葡萄的光补偿点和饱和点都比草莓的高，因此葡萄可能是阳生植物，草莓可能是阴生植物。故葡萄更应该种植在阳光充足的地方。植物的真正光合速率＝呼吸速率＋净光合作用速率，故在M点对应条件下，葡萄的真正光合速率＝葡萄的呼吸速率＋葡萄的净光合作用速率＝2＋8＝10mg·m-2·h-1。P点表示呼吸速率与光合速率相同，若将环境温度改变为30℃，细胞呼吸速率增加，需要更强的光照才能达到CO2吸收量平衡，所以P点将右移，M点向左下移动。(2)据题图可知，草莓的呼吸速率为1mg·m-2·h-1，净光合作用速率为6mg·m-2·h-1，白天和黑夜的时间各为12h，白天平均光照强度在Yklx，则草莓一天的CO2吸收量＝12×6－12×1＝60mg，根据光合作用的总反应式可知，消耗6molCO2会产生1mol葡萄糖，则草莓一天中单位面积叶片积累的葡萄糖约为(180×60)/(6×44)＝40.91mg。(3)适当增加光照时间来增加光合作用合成有机物的量，增施有机肥增加CO2浓度来提高光合作用强度从而提高有机物的合成量，夜间适当降低温度以降低呼吸速率，减少有机物的消耗量，故这些措施均可提高草莓的产量。1．装置中溶液的作用在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。提升点2植物光合速率与呼吸速率的测定2．测定原理(1)在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH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的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。3．测定方法(1)将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。(2)将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。(3)根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。4．物理误差的校正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，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。3．图示实验装置是研究环境因素对植物光合作用影响的经典装置。下列对实验过程中装置条件及实验结果的叙述错误的是(

)A．为了实验的准确性，应设置一组容器内放置一盆等体积死植株的对照组B．若X溶液为CO2缓冲液，液滴移动距离可表示植株的净光合强度C．若X溶液为CO2缓冲液并遮光处理，液滴移动距离可表示植株的有氧呼吸强度D．若X溶液为NaOH溶液并将植株换为消毒的萌发种子，则该装置可用来判断种子的呼吸方式√D

[为了实验的准确性，应设置一组容器内放置一盆等体积死植株的对照组，排除环境因素(如气压、气温等)对实验的影响，A正确；若X溶液为CO2缓冲液，瓶内O2的增加会导致液滴移动，且液滴移动的距离表示的是植株的净光合强度(O2的释放速率)，B正确；若X溶液为CO2缓冲液并遮光处理，则此时植株不能进行光合作用、只能进行呼吸作用，有氧呼吸消耗O2，产生等量的CO2被缓冲液吸收，即O2的减少会导致液滴左移，故液滴移动距离可表示植株的有氧呼吸强度，C正确；若X溶液为NaOH溶液并将植株换为消毒的萌发种子，此时液滴移动距离仅表示种子呼吸时吸收O2的量，但无法判断种子具体的呼吸方式，D错误。]4．图1中的甲表示光照强度对净光合速率的影响曲线图，图1中的乙表示温度对净光合速率和呼吸速率的影响曲线图，图2表示探究与光合作用相关的实验装置示意图。据图回答下列问题。(1)据图1可知，在相应的温度条件下，苹果树幼苗的呼吸速率_____(填“大于”“等于”或“小于”)梨树幼苗的呼吸速率，光照强度大于b时，限制光合速率的主要环境因素是___________________。一般条件下，苹果树幼苗生长速率大于梨树幼苗，原因是___________________________________________________________________。小于温度和CO2浓度相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率(或净光合速率)大于梨树幼苗(2)据图1中的乙分析，最适合植物生长的温度是_________，温度从30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况：_____________________。25℃升高、不变、降低(3)利用图2所示的装置_________(填“能”或“不能”)一次测定出植株的实际光合速率。假设CO2浓度改变不影响呼吸速率，用该装置可以验证适宜浓度的CO2范围内，随着CO2浓度的升高光合速率逐渐增大，请简述实验处理方法及实验结果：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。处理方法：用图中的不能装置设置A、B、C三组，装置内NaHCO3溶液的浓度适宜且大小为A>B>C，其他条件适宜且相同，一段时间后测定装置内的气体增加量；实验结果：气体增加量的大小关系为A>B>C[解析]

(1)图1甲中坐标曲线的起点表示呼吸速率，起点越靠下说明呼吸速率越大，据图可知，苹果树幼苗的呼吸速率小于梨树幼苗。当光照强度大于b时，限制光合速率的主要环境因素是温度和CO2浓度。植物的生长速率取决于净光合速率，从图1甲中可以看出，相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率(或净光合速率)大于梨树幼苗，所以苹果树幼苗的生长速率大于梨树幼苗。(2)据图1中的乙可知，在25℃时植物的净光合速率最大，所以该温度下植物生长速率最快。实线表示呼吸速率，虚线表示净光合速率，二者之和为实际光合速率，所以温度从30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况为升高、不变、降低。(3)由于实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，但在光照下植物同时进行光合作