2019届二轮复习-核心素养2-光合作用与细胞呼吸强度的实验设计方法-课件(31张)

素养提升微课堂(二),-2-,-3-,-4-,-5-,光合作用与细胞呼吸强度的实验设计方法 1.液滴移动法(气体体积变化法),(1)黑暗条件下,装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量。 (2)适宜光照下,装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率。 (3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。,-6-,例1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。 (1)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 。,-7-,(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料,选取的最佳实验装置是 ,实验中给植物提供C18O2后,在玻璃罩内检测到含18O的氧气,其产生的途径为 。,答案: (1)装置一和装置二 对照实验 装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移,-8-,解析: (1)若要探究植物细胞呼吸的类型,选取的实验装置有装置一和装置二,为使实验结果更科学,还需设置没有植物(或死植物)的对照实验,排除物理因素的影响。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,则装置一烧杯中盛放NaOH溶液,能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,有氧呼吸消耗氧气,则红色液滴向左移;装置二烧杯中盛放水,不能吸收二氧化碳,植物有氧呼吸消耗的氧气量小于植物细胞呼吸产生的二氧化碳总量,则红色液滴右移。 (2)装置一烧杯中盛放NaOH溶液,能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳;装置三烧杯中盛放CO2缓冲液,可以为光合作用提供二氧化碳。因此若要验证CO2是植物光合作用的必需原料,选取的最佳实验装置是装置一和装置三。实验中给植物提供C18O2后,光合作用过程中18O的去路是 又作为光反应的原料,在水的光解中产生18O2。,-9-,2.黑白瓶法 取三个玻璃瓶,一个用黑胶布包上,并包以锡箔。从待测的水体深度取水,保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度,经过一段时间,将其取出,并进行溶氧量的测定。 (1)有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 (2)没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。,-10-,例2(2018河北辛集中学月考,9)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10 mg/L,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,24 h后,实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量,记录数据如下,以下说法不正确的是( ),-11-,A.若只考虑光照强度,该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg/L B.光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡 C.当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时,光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素 D.若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下,瓶中光合生物细胞的C3含量会增加,C5含量会减少,答案,解析,-12-,3.叶圆片上浮法 首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理,然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作,最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间。,-13-,例3(2018河南南阳一中第九次考试,2)图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是( ),-14-,A.在AB段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小 B.在BC段,单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度,都可以缩短叶圆片上浮的时间 C.在C点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D.因配制的NaHCO3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶圆片不能进行细胞呼吸,答案,解析,-15-,4.叶圆片称重法 测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率=(z-y)/2S; 呼吸速率=(x-y)/2S; 总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。,-16-,例4某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率,做如图所示实验:在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片,烘干后称其质量,M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3 h,则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位:g·cm-2·h-1,不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响) ( ) A.(3y-2z-x)/6 B.(3y-2z-x)/3 C.(2y-x-z)/6 D.(2y-x-z)/3,答案,解析,-17-,5.半叶片法 将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处,另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理),并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后,在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片,分别烘干称重,记为MA、MB,开始时二者相应的有机物含量应视为相等,照光后的叶片质量大于暗处的叶片质量,超出部分即为光合作用产物的量,再通过计算可得出光合速率。,-18-,例5某研究小组用“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。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,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题。 (1)MA表示6 h后叶片初始质量-细胞呼吸有机物的消耗量;MB表示6 h后( )+( )-细胞呼吸有机物的消耗量。 (2)若M=MB-MA,则M表示 。 (3)总光合速率的计算方法是 。 (4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。,答案,解析,-19-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,1.下列关于基因工程中有关酶的叙述,不正确的是( ) A.限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA B.DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接 C.DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA D.逆转录酶以一条RNA链为模板合成互补的DNA,答案,解析,-20-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,2.下图是探究影响酵母菌种群数量变化因素时获得的实验结果。下列有关分析不正确的是( ) A.MN时期酵母菌的呼吸方式为无氧呼吸 B.与M点相比,N点时酵母菌种内斗争更为激烈 C.酵母菌种群数量从P点开始下降的主要原因除营养物质大量消耗外,还有酒精浓度过高,培养液的pH下降等 D.图示时间内种群的年龄组成变化为增长型稳定型衰退型,答案,解析,-21-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,3.某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。,-22-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,注 chl叶绿素;FW鲜重;DCIP Red还原型DCIP;plant植株。 希尔反应活力测定的基本原理:将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光,水在光照下被分解,产生氧气等,而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。,-23-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,请回答下列问题。 (1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中 阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可用于颜色反应,还可作为 。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定 得到。 (2)从表中可知,施用细胞分裂素后, 含量提高,使碳反应中相关酶的数量增加。 (3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由 产生。合理施用细胞分裂素可延迟 ,提高光合速率,使总初级生产量大于 ,从而增加植物的生物量。,-24-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,答案: (1)光反应 氢载体 氧气释放速率 (2)叶片氮 (3)根(或根尖分生组织) 叶片衰老 呼吸量 解析: (1)根据题干中希尔反应活力测定的基本原理可知,该反应利用的原理是水的光解反应,因此希尔反应模拟了光合作用叶绿体中光反应阶段的部分变化。氧化剂DCIP在光照条件下接受了水的光解产生还原性氢,故其可作为氢载体。希尔反应中,溶液中的DCIP被还原发生颜色变化的同时,还产生O2,因此,也可通过测定氧气的释放速率得到希尔反应活力。(2)因为氮是组成酶的重要元素,所以施用细胞分裂素后,叶片氮含量提高可使碳反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根(或根尖分生组织)产生,运入所需部位。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老,提高光合速率;如果总初级生产量-呼吸量0,则生物量增加,因此要增加植物的生物量,总初级生产量要大于呼吸量。,-25-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,4.如图1是某池塘生态系统中碳循环模式图,图中A、B、C、D表示生态系统的成分,图2为其中四种鱼(甲、乙、丙、丁)的营养结构关系。请据图分析回答下列问题。 (1)图1中过程表示的生理过程主要是 ,图2中的生物对应图1中哪些成分? (用字母表示)。 (2)图1 过程中碳的传递形式是 。,-26-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,(3)科研人员对该池塘由浮游藻类、甲和丁三个环节组成的食物链进行了能量流动分析,得到下表相关数据。NP(净同化量)=GP(总同化量)-R(呼吸量) 分析上表中的数据:第一营养级与第二营养级的净同化量与总同化量的比值不同,主要原因是 ,该食物链中,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 。,-27-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,(4)下图表示此池塘生态系统中的甲和丁利用食物的部分过程: 则甲的粪便属于 (填字母)的部分,能量由甲流向丁的传递效率可表示为 (用序号表示)。若图中的保持不变,气温逐渐降低后与降低前相比较,单位时间内青蛙的/的值将 (填“缓慢增加”“缓慢降低”或“基本不变”)。,-28-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,答案: (1)光合作用 D、B (2)含碳有机物 (3)呼吸作用消耗的能量不同 0.3% (4)A /×100% 缓慢增加 解析: (1)据图1中碳循环过程分析,过程表示的生理过程主要是植物的光合作用;图2中生产者及消费者对应图1中D、B。(2)图1过程即第一营养级到第二营养级碳的传递形式是含碳有机物。(3)据表中信息分析,第一营养级与第二营养级的净同化量与总同化量的比值不同,主要原因是不同营养级通过呼吸作用消耗的能量不同;在该食物链中,第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(17.6×104)÷(59.3×106)×100%0.3%。(4)甲的粪便属于图中的A,即粪便中的能量没有被下一个营养级同化;能量由甲流向丁的传递效率为丁同化的能量占甲同化能量的比例,即/×100%。青蛙为变温动物,所以当气温逐渐降低的时候,青蛙呼吸减弱,产生的热量减少,故青蛙的/的比值缓慢增加。,-29-,交汇点一,交汇点二,交汇点三,交汇点四,交汇点五,交汇点六,5.某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图