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以下共包括4道典例，4种分析方法，同学们好好分析原理争取把这个重难点突破了哟。 “液滴移动法”测定光合速率 “黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 “半叶法”测光合作用有机物的生产量 “叶片上浮法”探究影响光合作用的因素 【典例1】 某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图甲所示。请据图回答下列问题： (1)将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜(零点开始)小室内植物O2释放速率的变化，得到如图乙所示曲线，影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是________________(写两点)；观察装置中液滴的位置，c点时刻的液滴位于起始位置的________侧，装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的________点。 (2)在实验过程中的某段光照时间内，记录液滴的移动情况，获得以下数据：
该组实验数据是在乙图曲线的____________段获得的。 (3)该组同学为测定该植物某时间段的O2产生速率。如何设置对照实验？如何处理实验数据？ ①简要写出对照实验设计思路：____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②数据处理：若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物的真正光合速率为________。 【审题关键】 (1)密闭装置甲内有二氧化碳缓冲液，说明实验过程中二氧化碳浓度始终不变，因此影响其内植物光合作用速率变化的主要环境因素就只有光照强度和温度。 (2)密闭装置甲中液滴移动反映密闭装置内氧气浓度的变化情况，只要有氧气释放，液滴就会右移，由图乙曲线可知，c点之前的代谢特点是光合作用强度小于细胞呼吸强度，小室内氧气浓度降低，液滴左移。8点至18点的时间段内氧气浓度一直增加，到18点时达到最大值，则甲装置中的液滴移动到了最右点。 (3)题中表格中所记录的数据为每隔20分钟记录一次刻度数据，则表格中连续3个20分钟之间的氧气变化量相对值分别为5、3、2，由此可看出氧气的释放速率在逐渐减小。 (4)密闭装置甲中液滴移动测得的是装置内植物释放氧气量(净光合量)的变化量，若要测定该植物某时间段的O2产生速率，还需要测定相应时间段内的细胞呼吸消耗氧气的速率，则需要增设对照实验为设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数。 答案 (1)光照强度、温度 左 18(或g) (2)de或fg (3)①设置与甲一样的装置丙，将装置丙置于黑暗条件下，其他条件与甲相同，测单位时间(或相同时间)内甲与丙的读数 ②M－N “液滴移动法”测定光合速率 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率 a．装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 c．置于适宜温度环境中 d．红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 ②测定净光合速率 a．装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。 b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。 c．红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 【典例2】 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( )
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24h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 【审题关键】 (1)黑瓶不透光，不能进行光合作用，因此黑瓶中氧气的减少是由于细胞呼吸消耗，单位时间氧气变化代表细胞呼吸强度。 (2)白瓶透光，能进行光合作用，溶液中氧气的变化是光合作用和细胞呼吸的综合结果，单位时间内氧气的变化可以代表净光合作用强度；实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度。 答案 C 解析 分析黑瓶可知，24 h氧气的消耗量是10－3＝7 mg/L，即瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/L，A项正确；由光照强度0、a、b、c时测得数据可知，光照强度变化，消耗的氧气不变，因此光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L，B项正确；光照强度为c时，24 h氧气的增加量是24－10＝14 mg/L，呼吸消耗量是7，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14＋7＝21 mg/L，C项错误；由表格数据可知，d对应的光照强度是光的饱和点，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加，D项正确。 “黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶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。 【典例3】 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m1和m2，单位mg/(dm2·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．(m2－m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量 C．m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 D．m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小 【审题关键】 (1)光照下光合作用和细胞呼吸生理过程均发生，则有机物的增加量代表净光合作用强度；而黑暗中只进行细胞呼吸不进行光合作用，则在黑暗中有机物的减少量代表细胞呼吸强度。 (2)假设原来半片叶重为m0，m1和m2分别表示在适宜光照和温度下照射一段时间后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在该时间段内，前者只进行细胞呼吸，而后者同时进行光合作用和细胞呼吸，则m0－m1＝细胞呼吸速率，m2－m0为光照下的净光合作用速率，实际光合作用速率＝净光合作用速率＋细胞呼吸速率＝m2－m0＋m0－m1＝m2－m1，即为B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的合成量。 答案 A “半叶法”测光合作用有机物的生产量 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。需要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。 【典例4】 图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线图。下列分析错误的是( ) A．图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度 B．图1中c点与b点相比，叶绿体中[H]的合成速率不变 C．从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度，而c点以后曲线上行，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢 D．适当增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动 【审题关键】 (1)图1中纵坐标是指光合作用强度增长率，从a点至d点光合作用强度一直在增加，在d点时增长率为0，则该点光合作用强度达到最大值，此时CO2足够高，已不再是限制因素，由题干“适宜温度下”可知，此时限制光合作用速率的主要环境因素可能是光照强度。 (2)图1中c点比b点的光合作用强度大，叶绿体中[H]的合成速率增加。 (3)图2中bc段曲线平缓说明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照强度，c点以后曲线上行说明上浮所需时间越来越长，其原因最可能是NaHCO3浓度过大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢。 (4)适当增加光照强度重复图2实验，光合作用强度会增加，产生的O2更多，叶片上浮的时间更短，b点将向下移动。 答案 B “叶片上浮法”探究影响光合作用的因素 利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。 |
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