总光合速率净光合速率与呼吸速率的辨析(教师版)

总光合速率、净光合速率与呼吸速率的辨析

重点1：总光合速率、净光合速率与呼吸速率的测定(三率测定)

1.测定组织细胞呼吸速率的方法

(1)测定组织细胞呼吸速率的装置与原理

①装置

②指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。

③原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器

内气体压强减小，刻度管内的水滴左移。单位时间内水滴左移的体积即表示呼吸

速率。

(2)物理误差的校正

①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。

③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，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。

注用脂肪(或脂质)含量高的种子，如油料种子做测定实验，则水滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。

2.植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法

(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，保证了容器内

CO2浓度的恒定。

(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。

【典例1】如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是(B)

A.试管内加入的试剂是NaOH溶液

B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定

C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动

D.该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量

【典例2】.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。

(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：

①甲、乙两装置的D中都放入________，装置乙作为对照。

②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。

③30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。

(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：

①甲、乙两装置的D中放入_____________________________________。

②把甲、乙装置放在___________________________________________。

③30 min后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。

(3)实验进行30 min后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：

实验30 min后红墨水滴移动情况

测定植物呼吸作用强度甲装置____(填“左”或“右”)移1.5 cm 乙装置右移0.5 cm

测定植物净光合作用强度甲装置____(填“左”或“右”)移4.5 cm 乙装置右移0.5 cm

(4)假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15 h.一昼夜葡萄糖的积累量是________g(不考虑昼夜温差的影响)。

答案(1)①NaOH溶液②遮光(2)①NaHCO3溶液，装置乙作为对照②光照充足、温度等相同且适宜的环境中(3)左右(4)484

重点2：辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率

1.理清净光合速率和真正光合速率内涵

在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中单位时间O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，用于表示净光合速率，而真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

项目表示方法（单位时间内）

净光合速率①“测定的”植物(叶片)吸收CO2量或“实验容器内”CO2的减少量；②“植物(叶片)”释放O2量或“容

器内”O2的增加量；③植物(叶片)“积累”葡萄糖量或植物(叶片)质量(有机物)增加量

真正光合速率①叶绿体“吸收”CO2量；②叶绿体“释放”O2量；③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量

呼吸速率(遮光条件下测得) 黑暗条件下，植物CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量

注：若试题以坐标曲线形式出现，如果光照强度为0时，CO2吸收量为0，则为真正光合速率，如果光合速率数值有负值，则为净光合速率。

2.通过曲线图分析总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系

(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得数据为呼吸速率(A点)。

(2)绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。

(3)总(真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

(4)各点(段)光合作用和呼吸作用分析

曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所细胞或植物体外观表现图示

A点只进行细胞呼吸，不进行

光合作用——呼吸速率

只在细胞质基质

和线粒体

从外界吸收O2，向外界

排出CO2

AB段

(不含A、B点) 呼吸量＞光合量——净

光合＜0

细胞质基质、线

粒体、叶绿体

从外界吸收O2，向外界

排出CO2

B点光合量＝呼吸量——净

光合＝0

与外界不发生气体交换

B点之后光合量＞呼吸量——净

光合＞0

从外界吸收CO2，向外界

释放O2——此时植物可

更新空气

(5)常考曲线分析