資源簡介

(共27張PPT)
第4節　光合作用與能量轉化
素能提升課3　植物光合速率和呼吸速率測定方法
第5章　細胞的能量供應和利用
提升點　氣體體積變化法
——測光合作用O2產生、CO2消耗的體積
01
謝謝觀看 THANK YOU!
我仰
h
團結守紀勤學春
淺仰芹　氣體體積變化法——測光合作用O2產生、CO2消耗的體積
甲裝置　　　　乙裝置
1．裝置中溶液的作用
在測細胞呼吸速率時NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內CO2濃度的恒定。
2．測定原理
(1)在黑暗條件下甲裝置中的植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產生的CO2，所以單位時間內紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
(2)在光照條件下乙裝置中的植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。
(3)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。
3．測定方法
(1)將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。
(2)將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。
(3)根據呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。
4．物理誤差的校正
為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。
1．某轉基因作物有很強的光合作用能力。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合作用強度測試的研究課題，設計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題：
甲裝置　　　　　　　　　乙裝置
(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中都放入________，裝置乙作為對照。
②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進行________處理，放在溫度等相同且適宜的環境中。
③30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。
(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟如下：
①甲、乙兩裝置的D中放入________________，裝置乙作為對照。
②把甲、乙裝置放在_____________________________________________。
③30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。
(3)實驗進行30 min后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如表：
實驗30 min后紅墨水滴移動情況
測定植物呼吸作用強度 甲裝置 ______(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙裝置 右移0.5 cm
測定植物凈光合作用強度　 甲裝置 ______(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙裝置 右移0.5 cm
(4)假設紅墨水滴每移動1 cm，植物體內的葡萄糖增加或減少1 g，那么該植物的呼吸速率是________g/h；白天光照15 h，一晝夜葡萄糖的積累量是________g(不考慮晝夜溫差的影響)。
[解析]　(1)要測定光合作用強度必須先測定呼吸作用強度，在測定呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內的CO2，植物進行呼吸作用消耗一定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根據一定時間內玻璃鐘罩內氣體體積的減少量即可計算出呼吸作用強度。(2)在測定凈光合作用強度時要滿足光合作用所需的條件：充足的光照、一定濃度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用過程中消耗一定量CO2，產生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內氣體體積的變化只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體減少量的影響。(4)對照實驗裝置乙中紅墨水滴右移是環境因素(如氣壓等)對實驗產生影響的結果，實驗裝置甲同樣也受環境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為(1.5＋0.5)÷0.5＝4 g/h；凈光合速率為(4.5－0.5)÷0.5＝8 g/h，白天光照15 h的凈光合作用量是8×15＝120 g，一晝夜葡萄糖的積累量等于15 h的光合作用實際產生量減去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的凈光合作用量減去9 h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84 g。
[答案]　(1)①NaOH溶液　②遮光　(2)①NaHCO3溶液　②光照充足、溫度等相同且適宜的環境中　(3)左　右　(4)4　84
2．如圖甲是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線并回答下列問題：
甲
(1)由圖甲可看出大約中午12時時，光合作用強度明顯減弱(C點)，其主要原因是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)由B點到C點的過程中，短時間內C3和C5的變化分別是_________________________________________________________________________________。
(3)測得該植物的一些實驗數據如下：
30 ℃ 15 ℃黑暗下5 h
一定光照15 h 黑暗下5 h
吸收CO2 660 mg 釋放CO2 220 mg 釋放CO2 110 mg
若該植物處于白天均溫30 ℃，晚上均溫15 ℃，有效日照12 h的環境下，該植物一晝夜積累的葡萄糖的量為________mg。
(4)將該植物置于一密閉的容器內一晝夜，此過程中容器內O2的相對含量變化如圖乙所示。據圖回答下列問題：
乙
①圖乙中植株光合作用釋放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的點是________________。
②該植株經過一晝夜后，能否積累有機物？________，理由是___________
________________________________________________________________。
[解析]　(1)夏季中午溫度高，植物蒸騰作用比其他時間強，導致部分氣孔關閉，CO2吸收量減少，光合作用強度減弱。(2)由(1)知，B點到C點光合作用強度減弱的根本原因是植物吸收的CO2減少，光合作用的暗反應階段CO2固定減少，C3生成量減少，而C5消耗量減少，由此得出在光合作用的動態變化中，C3減少、C5增多。(3)CO2吸收量代表的是凈光合量，注意題目中白天和晚上對應的溫度，結合題意計算CO2的吸收量為(660/15)×12－(110/5)×12＝264 mg，一晝夜積累的葡萄糖的量為(264×180)/(6×44)＝180 mg。(4)①分析曲線可知，AB段(不含B點)和CD段(不含C點)，密閉容器內O2含量呈下降趨勢，說明光合作用強度小于細胞呼吸強度；BC段(不含B、C點)，密閉容器內O2含量呈上升趨勢，說明光合作用強度大于呼吸作用強度；B、C點為轉折點，所以B點、C點是光合作用強度等于呼吸作用強度的點。②能否積累有機物，是看一晝夜總的光合作用和呼吸作用的大小，可以通過一晝夜CO2或O2的變化量來判斷，本題是比較A點、D點O2的相對含量：D點O2的相對含量低于A點O2的相對含量，說明一晝夜O2的消耗量大于O2的生成量，即一晝夜總的光合作用小于呼吸作用，所以植物不能積累有機物。
[答案]　(1)溫度高，蒸騰作用強，導致部分氣孔關閉，CO2吸收量減少，光合作用強度減弱　(2)C3減少、C5增多　(3)180　(4)①B點和C點　②不能一晝夜O2的消耗量大于O2的生成量，說明該植物一晝夜的呼吸作用大于光合作用
4/5

展開更多......

收起↑