高考生物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创新备考

第1页理清两大代谢物质、能量关系，把握相关曲线及三率测定，全取高考拉分题第2页重点1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关系第3页(以光合速率大于呼吸速率为例)项目表示方法

呼吸速率线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量)线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量净光合速率细胞(植物体)吸收CO2量(m2)；植物(叶片)积累葡萄糖量细胞(植物体)释放O2量(n2)真正光合速率叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生葡萄糖量叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2)第4页2.常考曲线分析第5页第6页以测定CO2吸收量与释放量为指标第7页【尤其提醒】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，此时总光合速率恰恰是呼吸速率2倍。第8页视角1总光合速率、净光合速率及呼吸速率计算1.将生长情况相同某种植物叶片均分成4等份，在不一样温度下分别暗处理1h，再光照1h(光照强度相同)，测其有机物改变，得到如图数据。以下说法正确是(

)第9页A.该植物在27℃时生长最快，在29℃和30℃时不表现生长现象B.该植物呼吸作用和光合作用最适温度在所给4个温度中都是29℃C.在27℃、28℃和29℃时光合作用制造有机物量相等D.30℃时光合作用制造有机物等于呼吸作用消耗有机物都是1mg/h第10页解析暗处理后有机物降低许代表呼吸速率，4个温度下分别为1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h，光照后与暗处理前有机物增加量代表1h光合作用制造有机物量和2h呼吸作用消耗有机物量差值，所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h。该植物在29℃时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在29℃条件下制造有机物量最多；该植物在30℃条件下光合作用制造有机物为3mg/h，呼吸作用消耗有机物为1mg/h。答案

B第11页2.适宜温度和一定CO2浓度等条件下，某同学对甲、乙两种高等植物设计试验，测得相关数据以下表。以下说法错误是(

)

光合速率与呼吸速率相等时光照强度光合速率抵达最大值时最小光照强度光合速率抵达最大值时CO2吸收量黑暗条件下CO2释放量甲植物13115.5乙植物393015注：光照强度单位为klx；CO2吸收量或释放量单位为[mg·(100cm2·h)－1]。第12页A.本试验中，适宜温度和一定CO2浓度属于无关变量B.光照强度为1klx时，甲植物叶肉细胞叶绿体中ATP由叶绿体基质移向类囊体薄膜C.光照强度为3klx时，甲、乙两植物固定CO2速率差为1.5mg/(100cm2·h)D.甲、乙两植物相比较，甲植物更适合在弱光下生长第13页解析本试验中，适宜温度和一定CO2浓度属于无关变量，光照强度为自变量，A正确；光照强度为1klx时，甲植物光合速率与呼吸速率相等，叶绿体中ATP产生于类囊体薄膜，消耗于叶绿体基质，所以叶绿体中ATP由类囊体薄膜移向叶绿体基质，B错误；光照强度为3klx时，甲真正光合速率＝11＋5.5＝16.5mg/(100cm2·h)，而乙真正光合速率＝15mg(100cm2·h)，所以甲、乙两植物固定CO2速率差＝16.5－15＝1.5mg(100cm2·h)，C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光照强度和光合速率到达最大值时最小光照强度均比较小，D正确。答案

B第14页视角2结合曲线模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率3.(·四川卷，5)三倍体西瓜因为含糖量高且无子，备受人们青睐。下列图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)日改变曲线，以下分析正确是(

)第15页A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3速率相对较高B.14：00后叶片Pn下降，造成植株积累有机物量开始降低C.17：00后叶片Ci快速上升，造成叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片Pn先后两次下降，主要限制原因分别是CO2浓度和光照强度第16页[慧眼识图获取信息]答案

D第17页4.以下关于曲线描述，正确是(

)第18页A.图1中，两曲线交点对应温度是净光合速率为0时温度B.图2中，C点对全部进行光合作用细胞来说，叶绿体消耗CO2量等于细胞呼吸产生CO2量C.图3中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等点D.若呼吸作用原料全部为葡萄糖，则图1中30℃时10h需消耗葡萄糖15mg第19页解析本题考查对光合作用图解分析和了解。图1中，虚线表示是净光合速率，实线表示是呼吸速率，A错误；图2中C点表示整个植物体光合作用吸收CO2量等于呼吸作用释放CO2量，但对于进行光合作用细胞来说，叶绿体消耗CO2量大于细胞呼吸产生CO2量，B错误；图3中A、B两点都表示CO2浓度改变转折点，此时光合速率等于呼吸速率，C正确；由图1可知，30℃时植物呼吸作用每小时产生3mgCO2，依据呼吸作用总反应式可推知：6CO2→C6H12O6，设1h需消耗葡萄糖xmg，则(6×44)/3＝180/x，x≈2.045mg/h，则10h约需消耗葡萄糖20.45mg，D错误。答案

C 第20页重点2三率测定三种试验模型模型1

“半叶法”测定光合作用有机物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，惯用于大田农作物光合速率测定。在测定时，叶片二分之一遮光，二分之一曝光，分别测定两半叶干物质重量，进而计算叶片真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。第21页【典例1】

某研究小组采取“半叶法”对番茄叶片光合速率进行测定。将对称叶片一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采取适当方法阻止两部分物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B对应部位截取同等面积叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，取得对应数据，则可计算出该叶片光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答以下问题：第22页(1)MA表示6h后叶片初始质量－呼吸作用有机物消耗量；MB表示6h后(

)＋(

)－呼吸作用有机物消耗量。(2)若M＝MB－MA，则M表示________________________________________________。(3)真正光合速率计算方法是________________________________________________。(4)本方法也可用于测定叶片呼吸速率，写出试验设计思绪。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第23页解析叶片A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部分不做处理，既能进行光合作用，又能够进行呼吸作用。分析题意可知，MB表示6h后叶片初始质量＋光合作用有机物总产量－呼吸作用有机物消耗量，MA表示6h后叶片初始质量－呼吸作用有机物消耗量，则MB－MA就是光合作用6h有机物总产量(B叶片被截取部分在6h内光合作用合成有机物总量)。由此可计算真正光合速率，即M值除以时间再除以面积。第24页答案

(1)叶片初始质量光合作用有机物总产量(2)B叶片被截取部分在6h内光合作用合成有机物总量(3)M值除以时间再除以面积，即M/(截取面积×时间)(4)将从测定叶片相对应部分切割等面积叶片分开，一部分马上烘干称重，另一部分在暗中保留几小时后再烘干称重，依据二者干重差即可计算出叶片呼吸速率。第25页进行光合速率、呼吸速率计算，惯用以下关系：(1)摩尔数数量关系C6H12O6∶CO2∶O2＝1∶6∶6(2)分子量关系：C6H12O6(180)∶6CO2(6×44)∶6O2(6×32)

第26页模型2陆生植物光合速率与呼吸速率试验测定惯用方法第27页(1)装置中溶液作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，确保了容器内CO2浓度恒定。(2)测定原理①在黑暗条件下甲装置中植物只进行细胞呼吸，因为NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生CO2，所以单位时间内红色液滴左移距离表示植物O2吸收速率，可代表呼吸速率。②在光照条件下乙装置中植物进行光合作用和细胞呼吸，因为NaHCO3溶液确保了容器内CO2浓度恒定，所以单位时间内红色液滴右移距离表示植物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。

第28页(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，统计红色液滴移动距离，计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，统计红色液滴移动距离，计算净光合速率。③依据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差校正：为预防气压、温度等物理原因所引发误差，应设置对照试验，即用死亡绿色植物分别进行上述试验，依据红色液滴移动距离对原试验结果进行校正。第29页【典例2】

细胞呼吸是生物非常主要生命活动。请回答：第30页(1)如图表示人体细胞内有氧呼吸过程，其中a～c表示相关过程，甲、乙表示对应物质。①图中物质甲表示

，物质乙表示

。②图中a、b、c所代表过程中，产生能量最多是

，该反应进行场所是

。③图中O2作用是____________________________________________________。第31页(2)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式试验装置，在试验过程中酵母菌一直保持活性(忽略试验室温度和大气压强对试验结果影响)。

红色液滴移动情况结论Ⅰ.向

移动进行有氧呼吸，同时可能进行无氧呼吸Ⅱ.不移动_________

第32页①据图填写上表内容。②若依然经过观察液滴移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应怎样完善试验设计？_______________________________________________________________________________________________________________________________。解析

(1)由题图可知，a表示有氧呼吸第一阶段，发生反应是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并产生少许能量；b表示有氧呼吸第二阶段，发生反应是第一阶段产生丙酮酸和水分解成CO2和[H]，并产生少许能量；c表示有氧呼吸第三阶段，发生反应是前两个阶段产生[H]和氧气结合生成水，产生大量能量。①图中物质甲是有氧呼吸第三阶段产生水，物质乙是有氧呼吸第二阶段产生CO2。第33页②图中a、b、c所代表过程中，产生能量最多是c，该反应进行场所是线粒体内膜。③图中O2作用是与[H]结合成生水并产生大量能量。(2)①分析题图，氢氧化钠溶液可吸收细胞呼吸产生CO2，而有氧呼吸消耗氧气，红色液滴会向压强小一侧移动，即向左移；假如红色液滴不移动，说明容器中气体量没发生改变，能够得出结论是酵母菌只进行无氧呼吸。②要确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，能够将装置中氢氧化钠溶液换成等量蒸馏水，其它条件不变，若只进行有氧呼吸，则红色液滴不移动，若进行无氧呼吸，则红色液滴向右移动。答案

(1)①H2O

CO2

②c线粒体内膜③与[H]结合生成水并产生大量能量(2)①

Ⅰ.在Ⅱ.只进行无氧呼吸②将装置中氢氧化钠溶液换成等量蒸馏水，其它条件相同第34页【典例3】

利用以下装置可探究某绿色植物生理作用。假如该植物光合作用产物和呼吸作用底物均为葡萄糖，且不能进行产生乳酸无氧呼吸。回答以下问题：第35页(1)试验前，应

(填“打开”或“关闭”)活塞，统计有色液滴位置。(2)忽略装置内其它微生物干扰，可利用装置

来探究该植物呼吸作用类型，此时应对试验装置进行

处理，若

，则该植物在进行有氧呼吸同时也进行产生酒精和CO2无氧呼吸；该植物根尖细胞内，能产生CO2，但不伴随ATP合成生理过程是________________________________________________________________。(3)忽略装置内其它微生物干扰，最好选择装置

来验证CO2是植物进行光合作用必需原料。在暗反应阶段中，CO2需要转化成

才能被[H]还原。第36页解析(1)可经过该装置中有色液滴移动情况来反应呼吸作用和光合作用，故需统计有色液滴位置(或所在刻度)；另外，装置必须密闭，即要关闭活塞。(2)可利用装置甲和装置乙来探究该植株呼吸作用类型，试验时一定要对装置进行完全遮光处理，装置甲内含有氢氧化钠溶液，可吸收植株呼吸作用产生CO2，若呼吸作用消耗氧气，则有色液滴向左移；装置乙内无吸收CO2溶液，依据有氧呼吸和无氧呼吸特点可知，若植物进行产生酒精和CO2无氧呼吸，则装置乙中有色液滴会向右移。无氧呼吸第二阶段有CO2产生，但不产生ATP。(3)装置甲内无CO2，而装置丙内有CO2，且CO2浓度在一段时间内不变，故这两套装置适适用于验证CO2是植物进行光合作用必需原料。答案

(1)关闭(2)甲和乙完全遮光装置甲中有色液滴向左移，装置乙中有色液滴向右移无氧呼吸第二阶段(3)甲和丙C3第37页光合作用和细胞呼吸试验探究中惯用试验条件控制①增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；②降低水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水；③除去容器中CO2——氢氧化钠溶液；④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中；⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热；⑥除去光合作用对呼吸作用干扰——给植株遮光；⑦怎样得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光；⑧线粒体提取——细胞匀浆离心。

第38页模型3巧借“黑白瓶”原理，速解光合速率测定及相关数据推算经过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度试题是常见题型，掌握常见“黑白瓶”问题测定原理，是解答这类试题关键。详细方法以下：(1)“黑瓶”不透光，测定是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定是净光合作用量。总光合作用量(强度)＝净光合作用量(强度)＋有氧呼吸量(强度)。(2)有初始值情况下，黑瓶中O2降低许