光合作用与呼吸作用的综合应用习题课课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,探究光合作用强度的实验设计,知识拓展：C4途径等,习题课：第10讲蓝白本,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10讲讲过的考点一、二、三,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,1,1、液滴移动法（气体体积变化法）,2、黑白瓶法,3、称重法,4、半叶法,5、叶圆片上浮法,6、梯度法,7、二氧化碳传感器法,8、排水法,探究光合作用强度的实验设计方法,1、液滴移动法（气体体积变化法）探究光合作用强度的实验设计方,2,光合作用与呼吸作用的综合应用习题课课件,3,黑瓶,为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中,生物只进行细胞呼吸,，而,白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸,，所以用,黑瓶(无光照的一组),测得的为,细胞呼吸强度值,，用,白瓶(有光照的一组),测得的为,表观(净)光合作用强度值,，综合两者即可得到,真正光合作用强度值,。,2、测定光合作用速率的“黑白瓶法”,蓝本66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a,e逐渐加强,)，,其他条件相同,，,24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),a,B,c,d,e,白瓶溶氧量(mg/L),3,10,16,24,30,30,黑瓶溶氧量(mg/L),3,3,3,3,E,E,A,瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/L,B光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L,C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/L,D光照强度为d 时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加,1037(mg/L),3 3,呼,呼,氧气产生量=白瓶黑瓶,24 h白瓶氧气增加量（净积累量）是241014(mg/L)，黑瓶呼吸消耗量是10-3=7，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14721(mg/L),C,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生,4,黑瓶,为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中,生物只进行细胞呼吸,，而,白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸,，所以用,黑瓶(无光照的一组),测得的为,细胞呼吸强度值,，用,白瓶(有光照的一组),测得的为,表观(净)光合作用强度值,，综合两者即可得到,真正光合作用强度值,。,2、测定光合作用速率的“黑白瓶法”,蓝本66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a,e逐渐加强,)，,其他条件相同,，,24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=白瓶黑瓶,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,氧气产生量=白瓶黑瓶,总结两点,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生,5,3、测定光合作用速率的“,称重法,”,3、测定光合作用速率的“称重法”,6,4、测定光合作用速率的“,半叶法,”,将叶片,一半遮光，一半曝光,。,遮光的一半,测得的,数据变化值,代表,细胞呼吸强度值,，,曝光的一半,测得的,数据变化值,代表,表观(净)光合作用强度值,，,综合两者可计算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,防止有机物的运输,。,蓝本66页例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,，在A、B中,截取对应部分相等面积的叶片,，烘干称重，分别记作m,1,和m,2,，单位为mg/(dm,2,h)。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(m,2,m,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,Cm,2,表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小,Dm,1,表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小,类似于“黑白瓶”的解题思路,假设A、B中被,截取部分,原来干重为m,0,，则m,0,m,1,细胞呼吸量，m,2,m,0,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胞呼吸量m,2,m,0,m,0,m,1,m,2,m,1,，,即,为,B叶片,被截取部分叶片,在光照时间内,有机物的合成量,。,m,1,m,2,因无初始值，故无法求得这段时间截取部分对应的呼吸量和净积累量,A,4、测定光合作用速率的“半叶法”将叶片一半遮光，一半曝光。蓝,7,5.,比较,光合作用速率的“,叶圆片上浮法,”,叶圆片上浮法的原理：,植物进行光合作用,吸收CO,2,释放O,2,由于O,2,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：,该实验方法,只能定性比较，无法测出具体的量变,。,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：,8,6、探究光合作用速率的“梯度法”,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；,不同温度,：,可用不同恒温装置控制,温度；,不同的二氧化碳浓度,：,设置不同浓度的二氧化碳缓冲液。,6、探究光合作用速率的“梯度法”不同光照强度：,9,红外线CO,2,传感器测量装置中CO,2,浓度的变化由于CO,2,对红外线有较强的吸收能力，,CO,2,的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系,，因此CO,2,含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO,2,传感器来测量CO,2,浓度的变化。,7、测定光合作用速率的“,红外线CO,2,传感器,”,逐渐降低,CO,2,的浓度降低,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,1000,60,500,60,1500,60,25,红外线CO2传感器测量装置中CO2浓度的变化由于CO2,10,8、测定光合作用速率的 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(),A试管中收集的气体量代表了,光合作用产生的氧气量,B在光下，如果,有气泡产生,，可以说明,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NaHCO,3,溶液进行实验,D为了探究光照强度对光合作用的影响，,用一套装置慢慢向光源靠近,，观察气泡产生的速率的变化,该植物的氧气释放量,该气体也可能是CO,2,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,C,8、测定光合作用速率的 其他装置利用如图所示的实验装置进行与,11,气孔,是植物表皮所特有的结构，是由,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,含有叶绿体,。,气孔,在,光合、呼吸、蒸腾作用,等气体代谢中，成为,空气和水蒸气的通路,，其通过量是由,保卫细胞的开闭,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，,保卫细胞吸水时,，细胞膨胀，细胞厚度增加，,两细胞分离，气孔张开,，而当气孔张开时，,光合、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盐的运输,；,保卫细胞失水时,，细胞收缩，细胞厚度减小，,两细胞合并，气孔闭合,，而当气孔闭合时，,空气无法进出，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的运输受阻,。,题型-气孔变化对光合作用的影响,气孔示意图,气孔张开与闭合,含叶绿体,吸水,失水,气孔是植物表皮所特有的结构，是由保卫细胞之间所形成的,12,实验探究,_,活细胞在不同浓度的溶液中会发生渗透作用失水或吸水,气孔开闭,实验探究_,13,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,净光合速率,和,气孔导度,(表示气孔张开的程度),进行了测定，结果如下。下列有关叙述不正确的是(),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,B晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO,2,浓度下降有关,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,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,C,晴天：温度、光照强度,阴天：光照强度,题型特训A阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时,14,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（C,5,）固定以后，形成的是两个三碳化合物（C,3,）。将,仅有C,3,参与二氧化碳固定,的植物叫做,C,3,植物,，将其固定二氧化碳的途径，叫做,C,3,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，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（,C,4,）中，,然后才转移到C,3,中,。科学家将这类植物叫做,C,4,植物,，将其固定二氧化碳的途径，叫做,C,4,途径,。,C,4,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CO,2,浓度下,利用对CO,2,亲和力强的,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶,(PEPCase)固定CO,2,，生成草酰乙酸(OAA)，OAA进一步转化为苹果酸(Mal，一种,C,4,有机物)，,这就是C,4,途径,。然后Mal通过,胞间连丝,进入维管束鞘细胞中，脱羧，释放CO,2,，维管束鞘细胞叶绿体中利用这些CO,2,开始进行光合作用暗反应，即,开始CO,2,的固定（,进行C,3,途径,）和C,3,的还原,。,综上，C,4,植物在叶肉细胞中发生光反应和C,4,途径（CO,2,+C,3,C,4,）；而C,4,在维管束鞘细胞中发生脱羧后，又发生C,3,途径,（,CO,2,+C,5,2C,3,）和C,3,的还原，即完成暗反应过程。,补充：C,3,途径、C,4,途径和CAM途径（景天酸代谢途径）,但维管束鞘细胞没有从外界摄取二氧化碳的能力，那么摄取二氧化碳的任务得有叶肉细胞完成。,C,4,植物体内CO,2,的首次固定和CO,2,的同化（CO,2,的再次固定和C,3,的还原）在不同细胞中发生。,C4植物,光照强度强、气温高，气孔大量关闭，细胞间隙CO,2,浓度低。,对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶,15,补充：C,3,途径、C,4,途径和CAM途径（景天酸代谢途径）,固定：,C,4,途径,固定；,C,3,途径,补充：C3途径、C4途径和CAM途径（景天酸代谢途径）固定：,16,CAM植物,：指生长在,热带及亚热带干旱及半干旱地区,的一些,肉质植物,（最早发现在景天科植物），如仙人掌、菠萝、兰花、百合、红豆杉等。它们具有一种光合固定二氧化碳的附加途径：其叶片,气孔白天关闭，夜间开放,。夜间气孔开放时，吸收的二氧化碳进入叶肉细胞，并被固定形成,四碳化合物苹果酸,（,CAM途径,，,与C,4,途径基本相同,，都是在,叶肉细胞,中发生，只是C,4,途径需要在白天完成，之后C,4,进入维管束鞘细胞脱羧并进行暗反应，而CAM途径需要在,夜间完成,，形成的C,4,暂时储存在,液泡,中，白天在,同一个叶肉细胞,中脱羧并继续发生暗反应，即卡尔文循环,）。综上，,C