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2012年高中生物 光合作用与呼吸作用综合应用课件1 新人教版必修1


与呼吸作用

光合作用与呼吸作用

——计算

1、根据光合作用反应式进行有关物质的计算 2、根据光合作用反应式进行有关能量的计算 3、光合作用与呼吸作用的综合计算 光合作用的指标是光合速率,通常以每小时每 平方分米叶面积及吸收CO2毫克数表示。 真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率
光合作用实际产O2

量 =实测O2释放量+呼吸作用耗O2量 光合作用实际CO2消耗量 =实测CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量 光合作用C6H12O6净生产量 =光合作用实际C6H12O6生产量- 呼吸作用C6H12O6消耗量

例1、下图是在一定 的CO2浓度和温度下,某 阳生植物CO2的吸收量和 25 光照强度的关系曲线, 20 15 据图回答: 10 (1)该植物的呼吸 5 速率为每小时释放CO2 0 5 mg/dm2。 -5 (2)b点表示光合 -10 作用与呼吸作用速 率 相等 。

CO2吸收量mg/dm2· h c d

b 5 10 a 15 20 25 30 35 光照强度(Klx)

(3)若该植物叶面积为10dm2,在光照强度 为25Klx条件下光照1小时,则该植物光合作用吸 收CO2 250 mg/dm2;合成葡萄糖 170.5 mg。

1.以C02的吸收量与释放量为指标,研究温度对某植物光 合作用与呼吸作用的影响(其余实验条件均适宜),结果如下表。 下列对该表数据分析正确的是

0 A.昼夜不停地光照,温度在35C时该植物不能生长 0 B.昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是30C 0 C.在恒温条件下,每天光照、黑暗各12小时,20C时该植物积 累的有机物最多 0 0 D.每天光照、黑暗各12小时,在35C、5C的昼夜温差下,该植 物积累的有机物最多

真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率

审题、分析
在黑暗条件下植物不进行光合作用,只进行呼吸作 用
呼吸速率:用氧气吸收量(即空气中O2的减少量)或二氧化碳释 放量(即空气中的CO2增加量)直接 表示。

光合作用实际二氧化碳消耗量 = 实测的二氧 化碳吸收量+ 呼吸作用二氧化碳释放量

在光照条件下,植物同时进行光合作用和呼吸作用, 此时测得的空气中氧气的增加量(或二氧化碳减少 量)比植物实际光合作用所产生的O2量(或消耗 的CO2量要)少,因为植物在光合作用的同时也在 通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此 时测得的值并不能反映植物的实际光合速率,而 反映出表观光合速率或称净光合速率。

以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究 温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列 分析正确的是( A) A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等 B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量 相等

真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率

? 将状况相同的某植物绿叶分成四等组,在不同温 度下分别暗处理1h,再用适当的相同的光照射1h, 测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下,细胞 呼吸消耗有机物量相同),得到下表的数据。请 分析并回答问题:

? 根据本实验所测数据,该绿叶细胞呼吸速率最 高的温度是_______________; ? 27℃时绿叶的净光合速率是_____________mg/h; 29℃时真光合速率为___________mg/h。 ? _______________________________。

审题、分析
27度 暗 光 -1
植物积累有机物:3

-1

? 光合作用实际有机物生产量 =植物积累有 机物的量 +呼吸作用消耗有机物 ? 光合作用只有一段,呼吸作用有两段
真正光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率

光合作用和呼吸作用的计算总结
注意以下几条基本原理: ⑴光合作用、呼吸作用的速率一般为一 段时间内CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。 ⑵在有光和无光条件下,植物都能够进 行呼吸作用。 ⑶净生产量=实际光合作用量-呼吸作 用量。 ⑷计算时,应该先列出光合作用和呼吸 作用的反应式,然后列出方程予以计算。

光合作用与呼吸作用

——实验与探究

? 解实验题一般思路
? 1、明确的实验目的,了解题目要求 . ? 2、找出实验变量、反应变量和无关变量. ? 3、构思实验变量的操作方法和实验结果的获 得手段。 ? 4、依据实验原理和材料用具,合理设计实验 步骤 。 ? 5、依据实验过程,得出实验现象和结果。 ? 6、依据实验结果,分析得出实验结论并准确 表述。

有氧呼吸与无氧呼吸

——实验设计

为探究酵母菌所进行的呼吸作用类型,某同学设计了装置1(呼吸底物 为葡萄糖),请你完成该实验设计,对预测结果提出相应结论。 (1)想得到实验结论还必须同时设计另一个实验装置(装置2), 简要说明思路。

(2)结果预测和结论:

右图所示的是检测气压变化的密闭装置。反应瓶和中心 小杯中放置有关实验材料和试剂,关闭活栓后,U形管右 管夜面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右 管夜面高度调至参考点,实验中定时记录右管液面高度相 对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。

在科学研究中常用呼吸商(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧体积) 表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置 如下图。

关闭活塞,在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置1 和2的着色液分别向左移动x和y(mm)。x和y值反映了容器内气体体 积的减少。请回答:

(1)装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是 。 (2)x代表 值,y代表________________________________值。 (3)若测得x=200(mm),y=30(mm),则该发芽种子的呼吸商是 。 (4)若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值,则应将该装置放于何种条件下进 行,为什么? (5)为使测得的x和y值更精确,还应再设置一对照装置。对照装置的容器和 小瓶中应分别放入 。设对照的目的是________________。

右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。 (1)关闭活塞,在适宜温度下,30分钟后,读取有色 液滴向 (左/右)移动的距离。 (2)为了使测得的有色液滴移动数值更准确,必须进 行校正。 校正装置的容器和小瓶中应分别放入 、 。 (3)生活中发现,受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤 引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验 探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。 ①实验变量: 。 ②实验假设: 。 ③实验步骤: 第一步:按装置图中所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离为a。 第二步: 。 有色液滴 活塞 第三步: 。 ④预期结果及结论: 结果1:___________,结论1:_________________________________; 橡皮塞 刻度管 结果2:___________,结论2:__________________________________; 容器 结果3:___________,结论3:______________________________。
消毒的 鲜樱桃 20%NaOH5mL

测定呼吸速率装置图

有色液滴 活塞

通过装置反映因变量
橡皮塞 容器 刻度管 消毒的 鲜樱桃 20%NaOH5mL 测定呼吸速率装置图

? 当实验中的研究或观察变量不是单一的 情况下,应该想办法使变量成为单一, 这是实验设计过程中的一个基本的原则。

自变量: NaOH 与蒸馏水

?若装置1液滴左移,装置2不动,说明种 子只进行有氧呼吸。 ?若装置1液滴不动,装置2右移,说明种 子只进行无氧呼吸。 ?若装置1液滴左移,装置2右移,说明种 子既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。

无关变量

1.校正物理误差时应将生物处死, 但测呼吸类型时应用活生物,只 是将单一变量改为NaOH吸收 掉CO2。 2.用植物进行呼吸测定时,应避 免光合作用吸收CO2与释放O2 对装置气压的干扰,因而有必 要对整个装置进行遮光处理, 以防光合作用。

? 右图为探究CO2是否为植物光合作用原料的 实验装置示意图。其中a为实验装置,b为对 照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计 思路是 ? A.确保植株与外界空气进一步隔绝 ? B.排除土壤中微生物代谢活动的干扰 ? C.防止NaOH溶液对植物根系的影响 ? D.避免土壤中自养微生物光合作用形成淀 粉 ?

? 因变量:可观察,可测量
若乳酸菌进行呼吸,则不耗O2,也不产生CO2
若用含脂肪高的种子如油菜种子做测定实验,则液 滴移动更明显(因其耗O2更大)

? 自变量:可操作性 ? 无关变量:可控制

为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体 的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具, 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继 续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你 的预测结果进行分析。 实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、蒸 馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、 真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和 温度等条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解量 及无氧呼吸忽略不计)。 实验步骤和预测实验结果: (1)剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等 量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中,此时, 叶片均浮在液面上。 (2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间 隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下 沉到试管底部。 (3) 分析预测的结果:

正确审题
1、题干给出的NaHCO3稀溶液可满足光合作用对二氧
化碳的需求,也可以吸收二氧化碳。 2、根据实验目的,就需要从两方面来证明: 既要验证:叶片光合作用产生O2 , 又要验证:呼吸作用消耗O2 , 3、材料用具提供的:暗培养箱、日光灯 4、根据题干给出的实验步骤1、2可知本实验的观 测指标为:叶片是否上浮或下沉。

分析:验证叶片在光合作用过程中产生O2
实验变量:是否有二氧化碳; 观测指标:下沉的叶片上浮。 实验分组法:等组实验法; 实验对照:空白对照。 原 因:
NaHCO3 稀溶液

蒸馏水

A组(对照组) 条件 有CO2 有水、光

B组(实验组) 无CO2 有水、光

生理反 光合作用﹥呼吸作 无光合作用、呼吸作 应 用/O2不溶于水 用 结果 有气体产生,下沉 无气体产生,下沉的 的叶片上浮 叶片没有上浮

分析:验证叶片在呼吸作用过程中消耗O2
实验变量:是否有O2 观测指标:上浮的叶片下沉 实验分组法:等组实验法 实验对照:空白对照 无关变量: 光照 原 因:
NaHCO3 稀溶液
黑暗 黑暗

蒸馏水

A组 条件 有O2 生理 呼吸作用吸收O2产 反应 生CO2,CO2溶解于 NaHCO3稀溶液中 结果 上浮的叶片下沉 无O 2

B组 无呼吸作用,无气体 产生 下沉的叶片没有上浮

答案:(3)将这两支试管放在日光灯下,照光一段时间。 结果:NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片在 试管底部。(5分) (4)再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果: NaHCO3稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水中的叶片仍在试管 底部。(5分) 分析预测的结果: (1)光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用, 释放出来的氧气多于消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增 加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不 能进行光合作用和呼吸作用,叶肉细胞间隙缺乏气体,因 此叶片仍位于试管底部。(6分) (2)黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片呼吸作用,消耗 了叶肉细胞间隙中的氧气,放出二氧化碳溶于NaHCO3稀 溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉。蒸馏水中缺 乏氧气,叶片不能进行呼吸作用,叶肉细胞间隙仍缺乏气 体,因此叶片仍位于试管底部。(6分)

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