高三生物-光合作用与细胞呼吸的综合分析专题课件

光合作用与细胞呼吸的综合分析光合作用与细胞呼吸的综合分析光合作用与细胞呼吸的综合分析请同学们用关键词、箭头、方框构建有关光合作用与细胞呼吸的知识网络请同学们用关键词、箭头、方框构建有关光合作用与细胞呼吸的知识2高三生物-光合作用与细胞呼吸的综合分析专题课件3 考情分析考情分析 光光合合作作用用与与细细胞胞呼呼吸吸是是细细胞胞代代谢谢的的核核心心知知识识，一一般般以以坐坐标标曲曲线线图图、表表格格和和流流程程图图为为载体载体来考查来考查，选择题与非选择题均有选择题与非选择题均有较大较大概率概率出现出现。主要考查角度有以下几点。主要考查角度有以下几点：1.1.光合作用和细胞呼吸的过程及相互关系光合作用和细胞呼吸的过程及相互关系2.2.影响光合作用和细胞呼吸的因素影响光合作用和细胞呼吸的因素光合速率、呼吸速率的测定光合速率、呼吸速率的测定3.3.有关光合作用和细胞呼吸的实验有关光合作用和细胞呼吸的实验探究环境因素对光合作用强度、细胞呼吸强度的影响探究环境因素对光合作用强度、细胞呼吸强度的影响绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验考情分析1.光合作用和细胞呼吸的过程及相互关系2.影响光CO2H2O（CH2O）O2光光叶绿体C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量能量酶5一一.光合速率和呼吸速率的衡量指标光合速率和呼吸速率的衡量指标CO2H2O（CH2O）O2光叶绿2.2.若若所给数值为所给数值为有光条件有光条件下绿色植物下绿色植物O O2 2释放量或释放量或COCO2 2吸收量的测定值，则吸收量的测定值，则为为净净光合光合速率速率。二二.净净(表观表观)光合速率光合速率与与真正真正(总总)光合速率的判光合速率的判断断方法方法1.1.若若为为坐坐标标曲曲线线形形式式，当当光光照照强强度度为为0 0时时，COCO2 2吸吸收收量量为为0 0，则则该该曲曲线线表表示示真真正正光光合合速速率率，若若COCO2 2吸收吸收量量为负值，则该曲线表示为负值，则该曲线表示净净光合速率。光合速率。3.3.有机物有机物积累量积累量为为净净光合光合速率，速率，制造量制造量为为真正光合真正光合速率。速率。2.若所给数值为有光条件下绿色植物O2释放量或CO2吸收量的三三.光合速率、呼吸速率的测定方法光合速率、呼吸速率的测定方法(一一)“液滴移动法液滴移动法”(二二)“半叶法半叶法”(三三)“)“黑白瓶法黑白瓶法”三.光合速率、呼吸速率的测定方法(一)“液滴移动法”(二)模型模型一一黑暗黑暗模型二模型二弱弱光光模型三模型三补偿点光照补偿点光照模型四模型四强光强光O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2(一一)“液滴移动法液滴移动法”测定光合速率与呼吸速率测定光合速率与呼吸速率思考：思考：下列四种情况下密闭容器内的氧气和二氧化碳含量下列四种情况下密闭容器内的氧气和二氧化碳含量是怎样是怎样变化变化的？的？模型一模型二模型三模型四O2CO2O2CO2O2CO2O2C8思考：思考：1.1.装置中装置中NaOHNaOH溶液溶液、NaHCO NaHCO3 3溶液的作用溶液的作用分别是什么分别是什么?2.2.甲甲（黑黑暗暗条条件件）、乙乙（有有光光条条件件）装装置置中中单单位位时时间间内内红红色色液液滴滴移移动动的的距离距离分别分别表示表示什么？什么？甲甲：（：（有氧）有氧）呼吸速率呼吸速率乙：净光合乙：净光合速率速率思考：甲：（有氧）呼吸速率乙：净光合速率3.3.测定光合速率与呼吸速率的具体方法是什么测定光合速率与呼吸速率的具体方法是什么?将植物将植物(甲装置甲装置)置于黑暗条件置于黑暗条件下下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。将同一植物将同一植物(乙装置乙装置)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。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.测定光合速率与呼吸速率的具体方法是什么?将植物(甲装置4.4.该实验需要设置对照组吗该实验需要设置对照组吗?为什么？为什么？需要，需要，为防止气压、温度等物理因素所引起的误差。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差。5.5.对照组应怎样设置对照组应怎样设置?用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。进行校正。4.该实验需要设置对照组吗?为什么？需要，为防止气压、温度等例例1 1 某某转转基基因因作作物物有有很很强强的的光光合合作作用用能能力力。某某中中学学生生物物兴兴趣趣小小组组在在暑暑假假开开展展了了对对该该转转基基因因作作物物光光合合作作用用强强度度测测试试的的研研究究课课题题，设设计计了了如如图图所所示示装装置置。请请你你利利用用这这些些装装置置完完成成光光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：(1)(1)先测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤先测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤如下：如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D D中都放入中都放入_，装置乙作为对照。装置乙作为对照。将甲、乙装置的玻璃钟罩进行将甲、乙装置的玻璃钟罩进行_处理处理，放放在温度等相同且适宜的环境中。在温度等相同且适宜的环境中。3030分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。等量的等量的NaOHNaOH溶液溶液遮光遮光例1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(2)(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D D中放入中放入_。把甲、乙装置放在把甲、乙装置放在_。3030分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。等量的等量的NaHCONaHCO3 3溶液溶液（COCO2 2缓冲缓冲液液），装置乙作为对照装置乙作为对照光照充足、温度等相同且适宜的环境中光照充足、温度等相同且适宜的环境中(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：等量的NaHC(3)(3)实验进行实验进行3030分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：项目项目实验实验3030分钟后红墨水滴移动情况分钟后红墨水滴移动情况测定植物细胞呼吸强度测定植物细胞呼吸强度甲装置甲装置_(_(填填“左左”或或“右右”)移移1.5 cm1.5 cm乙装置乙装置右移右移0.5 cm0.5 cm测定植物净光合作用强度测定植物净光合作用强度甲装置甲装置_(_(填填“左左”或或“右右”)移移4.5 cm4.5 cm乙装置乙装置右移右移0.5 cm0.5 cm左左右右(4)(4)假假设设红红墨墨水水滴滴每每移移动动1 1 cmcm，植植物物体体内内的的葡葡萄萄糖糖增增加加或或减减少少1 1 g g，那那么么该该植植物物的的呼呼吸吸速速率率是是_ _ g/hg/h；白白天天光光照照15 15 h h，一一昼昼夜夜葡葡萄萄糖糖的的积积累累量量是是_ _ g g(不不考考虑虑昼昼夜夜温温差差的影响的影响)。4 4848415 8-94=8415 8-94=84(3)实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况怎样用怎样用“液滴移动法液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡萄糖）底物假定是葡萄糖）思考思考1 1：装置装置1 1、装置、装置2 2中液滴的移动距离分别表示什么？中液滴的移动距离分别表示什么？思考思考2 2：由装置由装置1 1、装置、装置2 2的液滴移动情况分别能的液滴移动情况分别能确定发芽种子进行哪确定发芽种子进行哪一种呼吸类型一种呼吸类型？装置装置1 1：细胞呼吸消耗的氧气量：细胞呼吸消耗的氧气量装置装置2 2：细胞：细胞呼吸释放的呼吸释放的COCO2 2量量与与O O2 2消耗量之间的差值消耗量之间的差值装置装置1 1：确定是否进行了有氧呼吸：确定是否进行了有氧呼吸装置装置2 2：确定是否进行了：确定是否进行了产酒精产酒精的无氧呼吸的无氧呼吸怎样用“液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡15实验现象实验现象实验实验结论结论装置一装置一装置二装置二不动不动不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动不动右移右移只进行产酒精的无氧呼吸只进行产酒精的无氧呼吸左移左移右移右移左移左移不动不动进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产乳酸的乳酸的无氧呼吸无氧呼吸实验现象装置一装置二不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死16怎样用怎样用“液滴移动法液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡萄糖）底物假定是葡萄糖）思考思考3 3：该实验需要设置对照组吗？该实验需要设置对照组吗？需要需要设置对照设置对照组，将以上装置中发芽的种子换成死亡的种子，组，将以上装置中发芽的种子换成死亡的种子，其其他他条件均不变。条件均不变。怎样用“液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡17例例2 2 某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：据此回答下列问题：若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有_，为使实验结，为使实验结果更科学，还需设置果更科学，还需设置_。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移装置一和装置二装置一和装置二对照实验对照实验例2某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的18例例3 3 某某研究小组采用研究小组采用“半叶法半叶法”对番茄叶片的光对番茄叶片的光合合作用作用强度进行测定，如图所示。强度进行测定，如图所示。“半叶法半叶法”的的原理是原理是将将对称叶片的一部分对称叶片的一部分(A)(A)遮光，另一部分遮光，另一部分(B)(B)不做处理，并采用适当的方法不做处理，并采用适当的方法(可先在叶可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射在适宜光照下照射6 6小时后，在小时后，在A A、B B的对应的对应部位部位都都截取面积截取面积为为ScmScm2 2的的叶片，烘干称重，叶片，烘干称重，分别记为分别记为M MA A mgmg、M MB B mgmg，获得相应数据，获得相应数据，则该叶片的则该叶片的真正真正光合光合速率为速率为 _mg/(cm_mg/(cm2 2hh)。(二二)“半叶法半叶法”测定光合速率测定光合速率（M MB BM MA A）/S/SM MA A M MB B例3某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合(二)“半叶(三三)“黑白瓶法黑白瓶法”测定光合速率测定光合速率适用于测定水生生态系统适用于测定水生生态系统中植物的中植物的光合速率光合速率取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A A、B B瓶，另一白瓶不做处瓶，另一白瓶不做处理，记为理，记为C C瓶，其中瓶，其中B B、C C瓶中放入长势良好的同种植物。从待测的水体深度取水，瓶中放入长势良好的同种植物。从待测的水体深度取水，保留保留A A瓶以测定水中原来的溶氧量瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值初始值)假设为假设为M MA A。将。将B B、C C瓶沉入取水深度，经瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定，结果为过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定，结果为M MB B、M MC C。(1)(1)有初始值有初始值(2)(2)无无初始值：初始值：总光合作用量总光合作用量 =黑瓶中氧气的减少量黑瓶中氧气的减少量 +白瓶中氧气的增加量白瓶中氧气的增加量总光合作用量总光合作用量 =白瓶中测得的现有氧气量白瓶中测得的现有氧气量 -黑瓶中测得的现有氧气量黑瓶中测得的现有氧气量(三)“黑白瓶法”测定光合速率适用于测定水生生态系统中植物的光照强度光照强度(klx)(klx)0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧量mg/Lmg/L3 310101616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量mg/Lmg/L3 33 33 33 33 33 3例例4 4 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，2424小时后，实测获得六对黑白瓶中溶小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下：解氧的含量，记录数据如下：（1 1）黑瓶中溶解氧的含量降低为）黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L3 mg/L的原因是的原因是，该瓶中所有生物该瓶中所有生物24h24h细胞呼吸消耗的细胞呼吸消耗的O O2 2量为量为 mg/Lmg/L。（2 2）当水层光照强度为）当水层光照强度为c c时，白瓶中植物时，白瓶中植物24 h24 h产生的氧气量为产生的氧气量为 mg/Lmg/L，光照强度，光照强度至少为至少为 (填字母填字母)时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，瓶中的生物还要进行呼吸作用消耗氧气瓶中的生物还要进行呼吸作用消耗氧气7 72121a a光照强度(klx)0（黑暗）abcde白瓶溶氧量mg/L31变变式式 用用等等体体积积的的三三个个玻玻璃璃瓶瓶甲甲、乙乙、丙丙，同同时时从从某某池池塘塘水水深深0.5 0.5 m m处处的的同同一一位位置置取取满满水水样样，立立即即测测定定甲甲瓶瓶中中的的氧氧气气含含量量，并并将将乙乙、丙丙瓶瓶密密封封后后沉沉回回原原处处。一一昼昼夜夜后后取取出出玻玻璃璃瓶瓶，分分别别测测定定两两瓶瓶中中的的氧氧气气含含量量，结结果果如如下下(不不考考虑虑化化能能合合成成作作用用)。有有关关分分析合理的析合理的是是 （）透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙不透光玻璃瓶丙4.9 mg4.9 mg5.6 mg5.6 mg3.8 mg3.8 mgA.A.丙瓶中浮游植物的细胞产生丙瓶中浮游植物的细胞产生NADHNADH的场所是线粒体内膜的场所是线粒体内膜B.B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg1.1 mgC.C.在一昼夜后，乙瓶水样的在一昼夜后，乙瓶水样的pHpH比丙瓶的低比丙瓶的低D.D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg1.1 mgB B变式用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5