2025版高考生物一轮总复习教案必修1微专题3植物“三率”的判定及测定

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案必修1微专题3植物“三率”的判定及测定，共4页。

1．总光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的辨析
(1)内在关系
①细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值—单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。
(2)根据关键词判定
2.光合速率的测定方法
(1)气体体积变化法——测定气体的变化量
注：装置内氧气充足，不考虑无氧呼吸。
①甲装置在黑暗条件下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，因此单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表有氧呼吸速率。
②乙装置在光照条件下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，因此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总光合速率＝净光合速率＋有氧呼吸速率。
④物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，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。
(2)叶圆片称重法——测定单位时间、单位面积叶片中有机物生成量
①操作图示
②结果分析
a．净光合速率＝(z－y)/2S(S为叶圆片面积，下同)。
b．呼吸速率＝(x－y)/2S。
c．总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
(3)半叶法——测定光合作用有机物的制造量
①测定：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤)阻止物质转移。在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB。
②计算：设被截取部分初始干重为M。
a．被截取部分的呼吸速率＝(M－MA)/6。
b．被截取部分的净光合速率＝(MB－M)/6。
c．被截取部分的总光合速率＝呼吸速率＋净光合速率＝(MB－MA)/6。
(4)黑白瓶法——测水中溶氧量的变化
注：瓶中氧气充足，不考虑无氧呼吸。
(5)间隔光照法——比较有机物的合成量
测定方法：光反应和暗反应在不同的酶的催化作用下相对独立进行，在一般情况下，光反应的速率比暗反应的速率快得多，光反应产生的ATP和NADPH除满足暗反应正常利用外，还有一定量的剩余。持续光照，光反应产生的大量ATP和NADPH不能及时被完全利用，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔可利用光照时积累的光反应产物，再持续进行一段时间的暗反应。因此，在光照强度与光照时间不变的情况下，交替光照较连续光照条件下制造的有机物多。
(6)叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率
①实验原理
eq \x(\a\al(叶片含有空气，,叶片上浮))eq \(――→,\s\up7(抽气))eq \x(\a\al(叶片,下沉))eq \(――――→,\s\up17(光合作用),\s\d15(产生O2))eq \x(\a\al(充满细胞间,隙，叶片上浮))
②实验装置分析
a．自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。
b．中间盛水的玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内的水温产生影响。
c．因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量(或浮起相同数量的叶片所用的时间长短)来衡量光合作用的强弱。
对|点|落|实
1．(2024·江西九江模拟)为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25 ℃条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是( A )
A．在无光条件下，液滴向左移动
B．在有光条件下，液滴向右移动
C．在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率
D．随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大
解析：由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不变，所以引起装置中气压变化的原因是O2变化，无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸，消耗O2，液滴左移，A正确；有光条件下，绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2，又进行光合作用产生O2，若光合作用速率>呼吸作用速率，液滴右移，若光合作用速率＝呼吸作用速率，液滴不移动，若光合作用速率<呼吸作用速率，液滴左移，B错误；在有光条件下，液滴向右移动的距离代表净光合速率，C错误；光照强度小于光补偿点时，液滴向左移，光照强度大于光补偿点，小于光饱和点时，随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大，D错误。
2．(2024·福建厦门双十学校质检)研究者将对称叶片一半遮光，另一半照光处理。经过一段时间后，在对称部位截取同等面积(实验处理前干重相同)的叶片，烘干称重，用于相关速率的计算。不考虑光照条件对叶片呼吸速率的影响，下列说法正确的是( B )
A．遮光处理后叶绿体基质中C3的含量比照光处理后低
B．照光处理时类囊体薄膜上可发生NADP＋与电子和H＋结合
C．照光处理与遮光处理后叶片的干重差是由呼吸作用引起的
D．要计算光合作用速率还需测定同等面积叶片的初始干重
解析：遮光后，光反应停止，短时间内C3被还原成C5的过程减弱乃至停止，而C5固定CO2的过程仍能继续，故遮光后C3含量会比照光时的C3含量高，A错误；照光处理时类囊体薄膜上可产生NADPH，故可发生NADP＋与电子和H＋结合，B正确；照光处理后与遮光处理后叶片的干重差(单位时间内)是真正光合作用速率，因此不需要测定同等面积叶片的初始干重，C、D错误。
3．(2024·河北景县调研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( C )
A．水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3(g·m－3)
B．水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C．水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D．水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
解析： 白瓶透光，瓶内水生植物可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶不透光，瓶内水生植物只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物呼吸作用所消耗的O2量，为1．5(g·m－3)，白瓶中所测得的数据表示瓶内水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值。综上分析可知，在水深1 m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为3＋1．5＝4.5(g·m－3)，A错误；水深2 m处白瓶中水生植物能进行光合作用，因此能进行水的光解和C3的还原，B错误；水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等，因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；在水深4 m处，白瓶中水生植物24小时制造的O2量为－1＋1．5＝0.5(g·m－3)，能进行光合作用，D错误。总(真正)光合速率
净(表观)光合速率
呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2的量
“从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2的量
黑暗中释放的CO2的量
“产生”或“制造”的O2的量
“释放至容器(环境)中”或“容器(环境)中增加”的O2的量
黑暗中吸收的O2的量
“产生”“合成”或“制造”的有机物的量
“积累”“增加”或“净产生”的有机物的量
黑暗中消耗的有机物的量
水深/m
1
2
3
4
白瓶中O2浓度/(g·m－3)
＋3
＋1．5
0
－1
黑瓶中O2浓度/(g·m－3)
－1．5
－1．5
－1．5
－1．5