苏教版高中生物补上一课2 “三率”测定及相关实验设计

CO2量或植株消耗CO2）速 制 造 、 生 成 ） 速
率
率
净光合速率或植株 释放O2量
O2释放速率
呼吸速率
黑 暗 中 O2 吸 收 速 率
CO2吸收速率 黑暗中CO2释放速率
有机物积累速率 有机物消耗速率
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重点题型一
重点题型二
2.常考曲线分析 （1）曲线分段解读
@《创新设计》
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重点题型一
重点题型二
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重点题型一
重点题型二
@《创新设计》
3.（2019·信阳市新高三定位考试）下图为在温度和大气CO2浓度恒定的条件下，测定 的植物甲、植物乙在不同光照强度下的CO2吸收量的实验结果。请回答下列问题：
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重点题型一
重点题型二
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（1）在光照强度为5 klx条件下，植物甲的叶绿体中ATP的移动方向为
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重点题型一
重点题型二
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重点题型1 辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率
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重点题型一
重点题型二
1.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用表示方法 （1）微观点悟
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重点题型一
重点题型二
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（2）归纳总结
总光合速率或叶绿 体释放O2量
O2产生速率
CO2 固 定 （ 或 叶 绿 体 利 用 有 机 物 产 生 （ 或
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重点题型一
重点题型二
[慧眼识图 获取信息]
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答案 D
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重点题型一
重点题型二
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5.（2018·全国卷Ⅲ，29）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的
上，该物质主要
捕获可见光中的
。
（2）植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）
天光照时间应大于
h。
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重点题型一
重点题型二
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解析 （1）净光合速率除了可以用O2的释放量来表示，还可以用CO2的吸收量或有机 物的积累量来表示。（2）总光合速率是净光合速率和呼吸速率之和，故题表中总光合 速率最大时对应的培养液的pH是c。（3）本题研究的是不同pH对草莓产量的影响，在 培养过程中，植物根对离子的选择性吸收和根细胞呼吸作用产生的CO2，都会改变培 养液的pH，从而影响实验结果。（4）植物若要正常生长，其光合作用固定的有机物 的量要大于呼吸作用消耗的有机物的量，当pH为e时，要保证草莓幼苗能正常生长 （设每天需要的光照时间为t h），则要满足500×t>250×24，t>12，即每天光照时间 应大于12 h。 答案 （1）CO2的吸收量或有机物的积累量（答出一种即可） （2）c （3）pH （4）大于 12
（答出一
（2）在该实验中，pH为
的培养液中总光合速率最大。
（3）培养草莓幼苗的过程中应隔天更换培养液，除了可以防止缺氧造成烂根和营养
不足，还能防止培养液的
发生变化影响实验结果。
（4）植物若能正常生长，其光合作用固定的有机物的量要
（填“大于”“等于”
或“小于”）呼吸作用消耗的有机物的量。pH为e时，要保证草莓幼苗能正常生长，每
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重点题型一
重点题型二
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视角2 曲线图中3个常考点（“光为0”点、补偿点、饱和点）的移动问题 2.（2019·益阳市、湘潭市调研）图甲中试管A与试管B敞口培养相同数量的小球藻，研
究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管A的结果如图乙所示。据图分析，下 列叙述正确的是（ ）
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重点题型一
（2）三种常考曲线模型分析
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重点题型一
重点题型二
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重点题型一
重点题型二
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重点题型一
重点题型二
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【特别提醒】 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的2倍。
（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验中，当光照强度由0渐变为 2.5 千 勒 克 斯 过 程 中 （ 不 同 光 照 强 度 照 射 的 时 间 均 等 ） ， 液 滴 移 动 的 方 向 是 向 _________（填“左”或“右”）侧移动。 （2）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照组，对照组与实验 组的区别是__________________________________________。 （3）下表数据表示光照强度为10 klx时，1 h内实验组和对照组的气体体积变化（“＋” 表示增加）。
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重点题型一
重点题型二
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照强度小于2.5 klx时，试管中氧气的含量减少，因此（实际）光合作用速率小于呼 吸作用速率，则线粒体产生的二氧化碳就能满足叶绿体中光合作用的需要，因此， d（叶绿体吸收线粒体产生的CO2）存在、a（叶绿体从外界吸收CO2）不存在；叶 绿体光合作用释放的氧气全部供应线粒体的呼吸作用，因此，c（线粒体吸收叶绿体 产生的O2）存在、b（叶绿体向外界释放O2）不存在，线粒体还需要从外界吸收部 分氧气（e存在），同时释放部分二氧化碳到外界环境（f存在）。 答案 （1）左 （2）将新鲜的叶片改为大小相同的死叶片（其他合理答案也可） （3）14.5 （4）b、c、e （5）a、b
重点题型2 三率测定的3种实验模型 模型1 气体体积变化法——测定光合作用O2产生的体积或CO2消耗的体积
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重点题型一
重点题型二
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[实验原理] （1）甲装置在黑暗条件下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）乙装置在光照条件下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。 （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。
或“等于”）植物乙在光照强度为B klx的实际光合速率。
（3）若CO2浓度升高，则植物乙的光饱和点会向
（填“左”或“右”）移动。
答案 （1）由类囊体薄膜到叶绿体基质 光照强度 基本不变
（2）叶肉细胞自身线粒体和细胞外 大于
（3）右
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重点题型一
重点题型二
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3个关键点的移动规律 如图所示,A、B、D依次表示“光为0”点、补偿点与饱和点,其移动规律归纳如下：
光照强度
实验组气体体积变化量
对照组气体体积变化量
10 klx
＋11 mL
＋1.5 mL
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重点题型一
重点题型二
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此时，植物每小时光合作用产生的气体量为
mL（植物叶片呼吸速率不变）。
（4）丙图中可以表示O2的字母有
。
（5）光照强度小于2.5 klx时，丙图中不存在的箭头有
。
解析 （1）根据乙图，在光照强度由0变化为2.5千勒克斯过程中，光合速率小于呼 吸速率，容器内气体（指氧气）体积减小，因此，红色液滴向左侧移动。（2）对 照组中应将新鲜的叶片替换为大小相同的死叶片，其他处理与实验组应保持相同。 （3）根据表中数据，可以得出绿叶每小时释放的氧气量为11－1.5＝9.5（mL），绿 叶每小时光合作用产生的氧气量等于绿叶释放的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量 （为5 mL）之和，即9.5＋5＝14.5（mL）。（4）丙图中A、B分别表示叶绿体、线 粒体，叶绿体中释放氧气，线粒体中消耗氧气，因此，b、c、e表示氧气。（5）光
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重点题型一
重点题型二
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培养液pH a b c d e
呼吸速率 200 210 220 240 250
净光合速率 150 240 300 270 250
注：表格中的数据为O2的吸收速率或释放速率，单位为（μmol·mg－1·h－1）。
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重点题型一
重点题型二
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（1）除了可以通过测定O2释放量，还可以通过测定 种即可）来计算净光合速率。
呼吸释放的CO2量相等时所需要的光照强度即光补偿点。通常，与阳生植物相比，阴 生植物的光饱和点及光补偿点都比较低，即达到此点需要的光照强度低。
答案 （1）类囊体膜 蓝紫光和红光 （2）增加 群体光合速率不变，但群体呼吸
速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低 （3）低
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重点题型一
重点题型二
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所需要的光照强度
（填“高”或“低”）。
解析 （1）高等植物光合作用中捕获光能的物质为叶绿体中的色素，分布于类囊体膜，
主要吸收蓝紫光和红光。（2）由图可知，叶面积系数小于a时，群体干物质积累速率
和群体光合速率都增加；叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍
在增加，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。（3）植物光合作用吸收与
（1）细胞呼吸加强时，其O2吸收量或CO2释放量均增加（离O点越远），图示A点 下移，反之，细胞呼吸减弱时，O2吸收量或CO2释放量均减小（离O点越近），图 示A点上移。
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重点题型一
重点题型二
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（2）若改变的条件有利于光合作用时，补偿点应左移（靠O点越近），即B点左 移，而饱和点（D点）应右移（曲线图上C点向右上移）。 （3）若改变的条件不利于光合作用（如缺Mg2＋，温度变的不适宜等）时，补偿 点（即B点）应右移，饱和点（D）应左移（曲线图上C点向左下移）。
重点题型二
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A.Q点的O2净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零 B.P点为负值的原因是细胞呼吸消耗氧气；适当降低温度，P点将下降 C.在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应右移 D.降低CO2浓度时，在图乙上绘制装置A的曲线，R点应右移 解析 Q点时净光合速率为0，光合作用强度不为0，A错误；P点对应的数值的绝对值 代表呼吸速率，若适当降低温度，呼吸速率会下降，则P点会上移，B错误；装置B中 缺镁影响叶绿素的合成，小球藻光合速率低，Q点应右移，C正确；CO2浓度降低，光 合速率下降，R点应向左下移动，D错误。 答案 C
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重点题型一
重点题型二
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【典例1】 甲图为测定光合速率的装置，在密封的试管内放以新鲜叶片和CO2缓冲液， 试管内气体体积变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的 光照条件下，测得的1 h内气体体积变化情况如乙图。请回答下列问题：
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重点题型一
重点题型二
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重点题型一
重点题型二
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模型2 黑白瓶法——测溶氧量的变化 通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题是常见题型，掌握 常见的“黑白瓶”问题的测定原理，是解答此类试题的关键。具体方法如下： （1）“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。总光合作用量（强度）＝净光合作用量（强度）＋有氧呼吸量（强度）。 （2）有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量（或CO2的增加量）为有氧呼吸量；白 瓶中O2的增加量（或CO2的减少量）为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。 （3）在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合 作用量。
与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：
当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率
均
。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是______。
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重点题型一
重点题型二
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（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时
，此
时限制植物乙光合速率的主要环境因素是
。若光照强度增加到10 klx，则与
5 klx相比，植物甲的叶绿体中C3含量
（填“增加”“减少”或“基本不变”）。
（2）植物甲在光照强度为A klx时，其叶肉细胞进行光合作用所需的CO2来源于
_________（填部位或场所），此时植物甲的实际光合速率
（填“大于”“小于”
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重点题型一
重点题型二
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视角3 结合坐标模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率 4.（2017·北京卷，2）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植
物生理特性理解错误的是（ ）
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重点题型一
重点题型二
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A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 ℃ C.在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
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重点题型一
重点题型二
@《创新设计》
视角1 总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算 1.（2019·广东湛江市调研）为探究不同pH对草莓产量的影响，科研人员先将消毒后生
理状态良好且相同的草莓幼苗进行黑暗处理，然后再分别置于pH为a、b、c、d和e 的培养液中培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，测定草莓幼苗叶片净光 合速率、呼吸速率，结果如表所示。请回答下列问题：