光合作用与呼吸作用的综合应用习题课课件.ppt
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- 光合作用 呼吸 作用 综合 应用 习题 课件
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1、探究光合作用强度的实验设计探究光合作用强度的实验设计知识拓展:知识拓展:C4C4途径等途径等习题课:第习题课:第10 10讲蓝白本讲蓝白本上课前,请准备好步步高蓝白本,迅速将错题再浏上课前,请准备好步步高蓝白本,迅速将错题再浏览一遍,或快速浏览一遍蓝本第览一遍,或快速浏览一遍蓝本第10讲讲过的考点讲讲过的考点一、二、三一、二、三1、液滴移动法(气体体积变化法)、液滴移动法(气体体积变化法)2、黑白瓶法、黑白瓶法3、称重法、称重法4、半叶法、半叶法5、叶圆片上浮法、叶圆片上浮法6、梯度法、梯度法7、二氧化碳传感器法、二氧化碳传感器法8、排水法、排水法探究光合作用强度的实验设计方法探究光合作用强度
2、的实验设计方法黑瓶黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只进行细胞呼吸生物只进行细胞呼吸,而白瓶中的生物既能进行白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸光合作用又能进行细胞呼吸,所以用黑瓶黑瓶( (无光照的一组无光照的一组) )测得的为细胞呼吸强度细胞呼吸强度值值,用白瓶白瓶( (有光照的一组有光照的一组) )测得的为表观表观( (净净) )光合作用强度值光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值真正光合作用强度值。2、测定光合作用速率的、测定光合作用速率的“黑白瓶法黑白瓶法”蓝本蓝本66页例页例3:高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样,分装于六分装于六对密封黑白瓶中对密
3、封黑白瓶中(白瓶为透明瓶,黑瓶为不透光瓶),剩余的水样测得初始溶氧量为初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由ae逐渐加强),其他条件其他条件相同相同,24小时后小时后,实测获得六对黑白瓶中溶氧量,记录数据如下。下列分析错误的是光照强度(klx)0(黑暗)aBcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA 瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/LB光照强度为d、e时,黑瓶中溶氧量应为3 mg/LC光照强度为c时,在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为28 mg/LD光照强度为d 时,再增加光照强度,瓶中溶
4、解氧的含量也不会增加1037(mg/L) 3 3呼呼呼呼氧气产生量氧气产生量=白瓶白瓶黑瓶黑瓶24 h白瓶氧气增加量(净积累量)是白瓶氧气增加量(净积累量)是241014(mg/L),黑瓶呼吸消耗量是,黑瓶呼吸消耗量是10-3=7,因此在,因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为内白瓶中植物产生的氧气量为14721(mg/L) C 黑瓶黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中生物只进行细胞呼吸生物只进行细胞呼吸,而白瓶中的生物既能进行白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸光合作用又能进行细胞呼吸,所以用黑瓶黑瓶( (无光照的一组无光照的一组) )测得的为细胞呼吸强度细胞呼吸强度值值,用白瓶白瓶( (
5、有光照的一组有光照的一组) )测得的为表观表观( (净净) )光合作用强度值光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值真正光合作用强度值。2、测定光合作用速率的、测定光合作用速率的“黑白瓶法黑白瓶法”蓝本蓝本66页例页例3:高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样,分装于六分装于六对密封黑白瓶中对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶,黑瓶为不透光瓶),剩余的水样测得初始溶氧量为初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由ae逐渐加强),其他条件其他条件相同相同,24小时后小时后,实测获得六对黑白瓶中溶氧量,记录数据如下。下列分析错误的是C 氧气产生量氧
6、气产生量=白瓶白瓶黑瓶黑瓶但不能得出呼吸速率和净光合速率的大小但不能得出呼吸速率和净光合速率的大小得出呼吸速率和净光合速率的大小得出呼吸速率和净光合速率的大小 氧气产生量氧气产生量=白瓶白瓶黑瓶黑瓶总结两点3、测定光合作用速率的、测定光合作用速率的“称重法称重法”4、测定光合作用速率的“半叶法”将叶片将叶片一半遮光,一半曝光一半遮光,一半曝光。遮光的一半遮光的一半测得的测得的数据变化值数据变化值代表代表细胞呼吸强度值细胞呼吸强度值,曝光的一半曝光的一半测得的测得的数据变化值数据变化值代表代表表观表观( (净净) )光合作用强度值光合作用强度值,综合两者可计算出真正光合作用强度值。综合两者可计算
7、出真正光合作用强度值。 需注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以需注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输防止有机物的运输。蓝本蓝本6666页例页例4 4:现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度,将对称叶片的一半遮光(A),另一半不遮光(B),并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间适宜光照和温度下照射一段时间,在A、B中截取对应部分相等面积的截取对应部分相等面积的叶片叶片,烘干称重,分别记作m1和m2,单位为mg/(dm2h)。下列说法正确的是A该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下,能测出实际光合作用的强度B(m2m
8、1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量Cm2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小Dm1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小类似于类似于“黑黑白瓶白瓶”的解的解题思路题思路假设假设A、B中被中被截取部分截取部分原来干重为原来干重为m0,则,则m0m1细胞呼吸量,细胞呼吸量,m2m0为光照下的净光合作为光照下的净光合作用积累量,实际光合作用量净光合作用量细用积累量,实际光合作用量净光合作用量细胞呼吸量胞呼吸量m2m0m0m1m2m1,即即为为B叶片 被截取部分叶片 在光照时间内 有机物的合成量。m1m2因无初始值,故无法求得这段时间因无初始值,故无法求得这段时间截取部分
9、对应的呼吸量和净积累量截取部分对应的呼吸量和净积累量A 5.比较光合作用速率的“叶圆片上浮法”叶圆片上浮法的原理:叶圆片上浮法的原理: 植物进行光合作用,吸收CO2,释放O2,由于O2在水中溶解度小,而在叶肉细胞间隙积累,使叶片上浮。叶圆片上浮法的不足:叶圆片上浮法的不足: 该实验方法只能定性比较,无法测出具体的量变。 6、探究光合作用速率的、探究光合作用速率的 “梯度法梯度法”不同光照强度:不同光照强度: 不同功率的灯泡、控制灯泡与实验装置的距离;不同功率的灯泡、控制灯泡与实验装置的距离; 不同温度不同温度: 可用不同恒温装置控制可用不同恒温装置控制温度;温度;不同的二氧化碳浓度不同的二氧化
10、碳浓度: 设置不同浓度的二氧化碳缓冲液。设置不同浓度的二氧化碳缓冲液。红外线CO2传感器测量装置中CO2浓度的变化由于CO2对红外线有较强的吸收能力,COCO2 2的多少与红外线的降低量之间有一定的的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系线性关系,因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上,常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化。 7、测定光合作用速率的、测定光合作用速率的 “红外线CO2传感器”逐渐降低逐渐降低CO2的浓度降低的浓度降低植物光合作用强度大于呼吸作用强度植物光合作用强度大于呼吸作用强度25真正光合速率=净光合速率呼吸速率 1000 60 500 60 1500 60
11、25 25 8、测定光合作用速率的、测定光合作用速率的 其他装置其他装置利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列说法正确的是利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验,下列说法正确的是()A试管中收集的气体量代表了试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量光合作用产生的氧气量B在光下,如果在光下,如果有气泡产生有气泡产生,可以说明,可以说明光合作用产生氧气光合作用产生氧气C为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度NaHCO3溶液溶液进行实验进行实验D为了探究光照强度对光合作用的影响,为了探究光照强度对光合作用的影
12、响,用一套装置慢慢向光源靠近用一套装置慢慢向光源靠近,观察,观察气泡产生的速率的变化气泡产生的速率的变化该植物的氧气释放量该植物的氧气释放量该气体也可能是该气体也可能是CO2变量不唯一,除了光照强度在变化,还有二氧化碳浓度或变量不唯一,除了光照强度在变化,还有二氧化碳浓度或温度可能都变了温度可能都变了C 气孔气孔是植物表皮所特有的结构,是由是植物表皮所特有的结构,是由保卫保卫细胞细胞之间所形成的凸透镜状的小孔。保卫细胞之间所形成的凸透镜状的小孔。保卫细胞区别于表皮细胞是结构中区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体含有叶绿体。 气孔气孔在在光合、呼吸、蒸腾作用光合、呼吸、蒸腾作用等气体代谢等气体代谢中
13、,成为中,成为空气和水蒸气的通路空气和水蒸气的通路,其通过量是由,其通过量是由保卫细胞的开闭保卫细胞的开闭作用来调节。保卫细胞因外壁作用来调节。保卫细胞因外壁较薄而内壁(靠近气孔一侧细胞壁)较厚,较薄而内壁(靠近气孔一侧细胞壁)较厚,保卫细胞吸水时保卫细胞吸水时,细胞膨胀,细胞厚度增加,细胞膨胀,细胞厚度增加,两细胞分离,气孔张开两细胞分离,气孔张开,而当气孔张开时,而当气孔张开时,光光合、呼吸、蒸腾作用都得以顺利进行,蒸腾作合、呼吸、蒸腾作用都得以顺利进行,蒸腾作用顺利进行又促进水分的吸收和运输以及无机用顺利进行又促进水分的吸收和运输以及无机盐的运输盐的运输;保卫细胞失水时保卫细胞失水时,细
14、胞收缩,细胞厚度减小,细胞收缩,细胞厚度减小,两细胞合并,气孔闭合两细胞合并,气孔闭合,而当气孔闭合时,而当气孔闭合时,空空气无法进出,光合作用得不到二氧化碳,呼吸气无法进出,光合作用得不到二氧化碳,呼吸作用也无法获得氧气,故各反应都无法顺利进作用也无法获得氧气,故各反应都无法顺利进行,同样水蒸气无法通过气孔散失,蒸腾作用行,同样水蒸气无法通过气孔散失,蒸腾作用进行不畅也致使水分的吸收和运输以及无机盐进行不畅也致使水分的吸收和运输以及无机盐的运输受阻的运输受阻。题型题型-气孔变化对光合作用的影响气孔变化对光合作用的影响气孔示意图气孔示意图气孔张开与闭合气孔张开与闭合含叶绿体吸水失水实验探究实验
15、探究_活细胞在不同浓度的溶液中活细胞在不同浓度的溶液中会发生渗透作用失水或吸水会发生渗透作用失水或吸水气孔开闭气孔开闭题型特训题型特训 为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征,对其为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征,对其净光合速率净光合速率和和气孔导度气孔导度(表表示气孔张开的程度示气孔张开的程度)进行了测定,结果如下。下列有关叙述不正确的是进行了测定,结果如下。下列有关叙述不正确的是()A阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致B晴天时出现晴天时出现“午休午休”现象与气孔关闭引起的现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关浓
16、度下降有关C两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关D实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中C晴天:温度、光照强度晴天:温度、光照强度阴天:光照强度阴天:光照强度 对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说,在暗反应阶段,一个二氧化碳被一个五碳化合物(C5)固定以后,形成的是两个三碳化合物(C3)。将仅有C3参与二氧化碳固定的植物叫做C3植物,将其固定二氧化碳的途径,叫做C3途径(我们教材已学过)。但是,科学家在研究玉米、甘蔗、谷子、高粱等原产在热带地区绿色植物的光合作用时发现
17、,在这类绿色植物的光合作用中,二氧化碳中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物(C4)中,然后才转移到C3中。科学家将这类植物叫做C4植物,将其固定二氧化碳的途径,叫做C4途径。 C4植物中参与光合作用的细胞分化为叶肉细胞和维管束鞘细胞两类,在叶肉细胞叶绿体中有正常的基粒,能进行光反应,但没有与暗反应有关的酶,故不能进行暗反应;在维管束鞘细胞叶绿体中有与暗反应有关的酶,能进行暗反应,但没有基粒,不能进行光反应,故整个光合作用两个阶段有两类细胞共同完成。并且叶肉细胞在高光强,高温及低CO2浓度下利用对CO2亲和力强的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)固定CO2 ,生成草酰乙酸(OAA),OA
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