第3单元 素养提升课3 植物“三率”的测定（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 生物学 第三单元　细胞的能量供应和利用 素养提升课3　植物“三率”的测定 1．液滴移动法 (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计算得到真正光合速率。 2．叶圆片称量法 (1)方法 测定单位时间、单位面积叶片中有机物的生成量，如下图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 (2)计算 ①净光合速率＝(z－y)/2S。 ②呼吸速率＝(x－y)/2S。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 3．黑白瓶法 “黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下： 规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；两者之和为真正光合作用量。 规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即真正光合作用量。 4．半叶法 将植物对称叶片的一部分(A)遮光(或取下置于暗处)，另一部分(B)留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。开始时两者相应的有机物含量视为相等，照光后的叶片重量大于暗处理的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。 5．梯度法探究影响光合作用的因素 用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。 6．红外线CO2传感器 由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系，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．指示剂测定法 利用指示剂在参与细胞代谢的过程中颜色的变化，来判断或测量代谢的过程和方式。 8．叶圆片上浮法 首先通过对叶片进行打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶圆片上浮所用的平均时间。 1．(液滴移动法)下图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对值的变化。下列说法不正确的是 (　　) B A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动 B．若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将不变 C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真正光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率会发生从a到b的变化 D．若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度 解析：图甲装置在较强光照下，植物光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物所需CO2由CO2缓冲液提供，而产生的O2会使装置中气体体积增大，因此有色液滴向右移动，如果再放到黑暗环境中，植物呼吸消耗O2，产生的CO2又被CO2缓冲液吸收，因此有色液滴向左移动，A正确；若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，由于CO2供应不足，暗反应受到影响，从而影响光反应的进行，则产生NADPH的速率将下降，B错误；在光合作用最适温度条件下再升高温度，与光合作用有关的酶活性会下降，真正光合速率下降，而一般情况下与细胞呼吸有关的酶的最适温度 较高，此时酶活性会随温度升高而升高，因此呼吸速率会升高，C正确；光合速率发生由a到b的变化，说明光合速率升高了，影响光合速率的因素有光照强度、CO2浓度、温度等，适当提高CO2浓度会增大光合速率，D正确。　　　　　　　　　　　　　　　 2．(叶圆片称量法)某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做下图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm-2·h-1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响) (　　) A A.(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 解析：分析可知，上午10时到下午4时之间的6个小时，叶片既进行光合作用，也进行呼吸作用，因此其重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，此时叶片只进行呼吸作用，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。故选A。 3．(黑白瓶法)某同学研究甲湖泊中X深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定c瓶中水内氧气含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24 h取出，测两瓶水内氧气含量，结果如下图所示。则24 h待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是 (　　) D A．24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶 B．24 h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶 C．24 h待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k－v) mol/瓶 D．24 h待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k－v) mol/瓶 解析：根据题意可知，a瓶生物在黑暗条件下仅能进行细胞呼吸，24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量为(w－v) mol/瓶，A、C错误；b瓶生物在光照条件下，氧气的增加量为(k－w) mol/瓶，此为瓶内生物24小时进行光合作用和有氧呼吸净积累的氧气量(净光合量)，故24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量＝有氧呼吸消耗的氧气量＋净光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v) mol/瓶，B错误、D正确。 4．(半叶法)某研究小组采用“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)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能量转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题： (1)MA表示6 h后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后________________＋________________________－呼吸作用有机物的消耗量。 (2)若M＝MB－MA，则M表示__________________________ __________________________________________________________。 (3)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。 ________________________________________________________ ________________________________________________________ 答案：(1)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6小时内光合作用合成的有机物总量 (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，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据两者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。 解析：(1)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，又可以进行呼吸作用。分析题意可知，MA表示6小时后叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量，MB表示6小时后叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－呼吸作用有机物的消耗量。(2)MB－MA是光合作用6小时干物质的生成量(B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量)。(3)真正光合速率为M值除以时间再除以面积。(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，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据两者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。 5．(梯度法)图甲为探究光合作用的装置图，图乙为不同CO2浓度下温度对光合速率和呼吸速率的影响示意图。请据图回答有关问题： (1)若用图甲所示装置来探究CO2是否为光合作用的原料，则还应该再增加一个装置，做法是___________________________________ _________________________________________________________。 (2)若用图甲所示装置来探究元素X是否为植物的必需矿质元素，则还应该再增加一个装置，做法是____________________________ ________________________________________________________。 (3)若将图甲所示装置中的质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，则在开始的短暂时间内，植物的叶绿体中C3与C5相对含量的变化情况是______________________________________。 (4)图乙中，若环境温度保持在35 ℃，每日光照12小时，两昼夜后再次测定，植物体干重将________(填“增加”“减少”或“不变”)。 答案：(1)将质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件与图甲所示装置相同 (2)将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的培养液，其他条件与图甲所示装置相同 (3)C3相对含量下降，C5相对含量上升 (4)减少 解析：(1)探究CO2是否为光合作用的原料，自变量为是否有CO2，则增加的装置中应将质量分数为1%的NaHCO3溶液换成等量的质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件与图甲所示装置相同。(2)若探究元素X是否为植物的必需矿质元素，自变量为有无元素X，则增加的装置中应将水槽中的完全培养液替换成等量的只缺少元素X的培养液，其他条件与图甲所示装置相同。(3)若将NaHCO3溶液替换为等量的NaOH溶液，则短时间内CO2含量减少，使CO2的固定减少，C3合成减少而消耗仍在继续，所以C3相对含量下降，C5相对含量上升。(4)由图乙可知，当环境温度为35 ℃时，光照下有机物净积累量为0，所以每日光照12小时，没有有机物的积累，而且黑暗中的12小时有有机物的消耗，所以最终结果是植物体干重减少。 6．(传感器测定法)小球藻是研究光合作用的良好材料，鲁宾和卡门、卡尔文都是利用小球藻取得重大的研究成果。图甲是某同学利用小球藻研究光合作用的装置，图乙是在其他条件适宜的情况下测定的O2吸收量。请结合有关知识回答问题： (1)鲁宾和卡门、卡尔文利用小球藻进行光合作用研究时都使用到的方法是__________，为了保证小球藻正常的生长繁殖，图甲装置培养瓶中应再补充的物质是________________。 (2)与图乙曲线形成有关的两种细胞器是____________________。 (3)图乙中，因NaHCO3溶液浓度偏高而导致光合作用异常的是________段，bc段细胞叶绿体中C3的含量________(填“增加”“减少”或“不变”)。 (4)若用图甲装置探究光照强度对光合作用的影响，结合题中信息写出实验设计思路：___________________________________________________ ___________________________________________________________。 答案：(1)同位素示踪法　无机盐(或矿质元素) (2)线粒体和叶绿体 (3)cf　增加 (4)取多套图甲装置，加入图乙c点对应的NaHCO3溶液浓度(或适宜浓度)，放在相同且适宜温度环境中，调整台灯的亮度(或调整台灯与广口瓶的距离)，测定O2释放量 解析：(1)在探究光合作用过程的实验中，鲁宾和卡门、卡尔文都使用了同位素示踪的方法。植物光合作用需要的条件有光照、水、无机盐、二氧化碳等，图甲装置可以为小球藻光合作用提供光照、二氧化碳、水等条件，因此在培养瓶中还应该补充无机盐。(2)图乙氧气的吸收量与光合作用和呼吸作用的大小关系有关，因此与图示曲线形成有关的两种细胞器是线粒体和叶绿体。(3)NaHCO3溶液可以为小球藻光合作用提供CO2，理论上随着NaHCO3溶液浓度的增加，O2的吸收量应该先逐渐降低后维持相对稳定，因此图乙中cf段出现了异常。bc段随着NaHCO3溶液浓度的增加，CO2 的固定增加，而C3的还原基本不变，因此细胞叶绿体中C3的含量增加。(4)根据题意分析，图甲中的台灯的亮度或与广口瓶之间的距离大小可以模拟不同的光照强度，根据实验的单一变量原则和对照原则设计实验：取多套图甲装置，加入图乙c点对应的NaHCO3溶液浓度(或适宜浓度)，放在相同且适宜温度环境中，调整台灯的亮度(或调整台灯与广口瓶的距离)，测定O2释放量。 7．(指示剂测定法)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离/cm 20 遮光 100 80 60 40 20 50 min后 试管中溶 液的颜色 浅绿 色 X 浅黄 色 黄绿 色 浅绿 色 浅蓝 色 蓝 色 注：遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题： (1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由____________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是____________(填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是____________________________________ _________________________________________________________。 (3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草______________________________________________________ ___________________________________________________________。 答案：(1)不同光照强度下水草的光合作用与呼吸作用　不可靠的 (2)黄色　水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等 解析：(1)依题意并结合表中信息可知，距日光灯的距离表示光照的强弱，1号试管为对照组，2～7号试管为实验组，2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，3～7号试管分别进行不同强度的光照，其内的水草可进行光合作用和呼吸作用。若50 min后，1号试管的溶液是浅绿色(与实验前相同)，则说明2～7号试管的实验结果是由不同光照强度下水草的光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色(与实验前不同)，则说明2～7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所 以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。 8．(叶圆片上浮法)下图表示在一定的光照强度和温度下，植物光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。请回答下列问题。 (1)图中在________点时光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是________________，C点和D点相比，叶绿体中NADPH的含量________(填“较低”“相等”或“较高”)。 (2)从生长状况、部位相同的棉花叶片上剪出大小相同的若干叶圆片，均分成若干份。抽干叶片细胞内的气体，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同且适宜的光照等条件(如图甲)。叶圆片进行光合作用释放氧气，部分氧气存在于叶肉细胞内和细胞间隙，导致叶圆片上浮。测量叶圆片上浮至液面所需时间，将记录结果绘成图乙。 ①该实验的目的是_______________________________________ ___________________________________________________________。　　　　　　　　 ②据图分析，b点比a点细胞内的C5含量________，c点以后曲线上行，原因是_______________________________________________ __________________________________________________________。 (3)另取相同的叶圆片若干，平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得叶圆片干重为x，乙组保持湿润且置于黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于有适宜光照强度的密闭装置内，一小时后，测得乙组叶圆片干重为y，丙组叶圆片干重为z。则叶片净光合速率为________，真正光合速率为________(用x、y、z表示)。 答案：(1)D　光照强度和温度　较高 (2)探究CO2浓度对光合速率的影响　低　NaHCO3溶液浓度太大，导致细胞失水，从而影响叶肉细胞的光合作用 (3)z－x　z－y 解析：(1)图中纵轴代表光合作用强度增长率，D点之前光合速率一直在增长，因此D点时光合速率最大；横坐标表示CO2浓度，D点后光合速率不再随着CO2浓度的升高而加快，说明D点时CO2浓度不再是限制因素，此时限制光合速率的主要环境因素是光照强度和温度；C点CO2浓度比D点低，暗反应产生的C3较少，消耗的ATP和NADPH较少，因此C点和D点相比，叶绿体中NADPH的含量较高。(2)①由题意分析可知，该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，可以为光合作用提供CO2，因此该实验的目的是探究CO2浓度对光合速率的影响。②据图分析可知，b点比a点的CO2浓 度高，消耗的C5多，所以细胞内的C5含量低；c点以后曲线上行的原因是NaHCO3浓度太大，导致细胞失水，从而影响叶肉细胞的光合作用。(3)甲组立即烘干处理并测得叶圆片干重为x，乙组保持湿润且置于黑暗密闭装置内，则乙组只能进行呼吸作用，一小时后，测得乙组叶圆片干重为y，因此x－y表示细胞呼吸速率；丙组保持湿润且置于有适宜光照强度的密闭装置内，则丙组可以进行光合作用，一小时后，测得丙组叶圆片干重为z，因此z－x表示有机物的积累量，即净光合速率；真正光合速率＝细胞呼吸速率＋净光合速率＝(x－y)＋(z－x)＝z－y。 谢谢观看！ $$