光合作用与呼吸作用专题复习.docx
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光合作用与呼吸作用专题复习
光合作用与呼吸作用专题复习
、基本知识回顾及网络构建:
1光合作用过程:
光反应暗反应
2、光反应与暗反应的区别与联系:
项目
光反应
暗反应
条件
需^<等
不需要和，但需要
场所
叶绿体上
叶绿体的中
物质转化
水的光解：
CO2的固定：
ATP的形成：
C3的还原：
能量转化
光能t电能t
t有机物中
联系
光反应为暗反应提供，暗反应为光反应提供
3、光合作用知识网络构建:
4、呼吸作用过程:
5、有氧呼吸与无氧呼吸区别与联系
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
占
八、、
场所
条件
产物
能量
特点
相
同
占
八、、
联系
实质
意义
6、细胞呼吸网络构建
ATP与细胞呼吸
A代表
有％
无0兔
P代表
和
利
~代表
co2J
吸
1
D
C
/I
—
表观光合速率
o
B光照强度
（X）2
/
释
/
速率
放
rA
核心考点突破
（一）:
光照强度对光合作用的影响
一、基础知识：
1原理分析：
光照强度影响光合速率的原理是通过
影响_______阶段，制约______
的产生，进而制约____________阶段。
2图像分析：
A点时只进行；AB段随
着光照强度的增强，强度
也增强，但是仍然小于强度；B点时代谢
特点为；BC段随着光照强度的
增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照
强度为_____，限制C点的环境因素可能有等。
完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转
移方向。
A点时
AB段
③应用分析：
欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于提高可增加大棚作物产量。
例题1：
如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系,
点对应的光照强度；适当
图乙表示该植物叶肉细胞的
部分结构（图中M和N代表两种气体的体积），下列说法不正确的是（注：
不考虑无氧呼吸）
A•影响m3大小的外界因素有光照强度和温度等
B.甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有m1=n1>0,m2=n2>0
C.甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，限制因素主要是光反应
D.甲图中c点时，乙图中有ml=n1=m4=n4例题2:
如下图所示，图A表示鞭植物细胞的部分结构和相关代谢情况，a〜f指的是。
2或CO2。
图
度与CO2吸收之间的关系曲线，m点是能够进行光合作用的CO2最低浓度。
请据图回答:
d.Af
C0u吸“收
⑴题中所说的“适宜条件”主要是指（至少答两点）
⑵请在图B中绘出b点之前的部分，使曲线完整，与纵轴的交点为a。
⑶当CO2浓度分别为c和n时，图A中，对应的a〜f过程分别是：
c:
；n:
:
■、光补偿点与饱和点
1、光补偿点与饱和点概念
光补偿点：
同一叶片在同一时间内，光合作用吸收的
CO2量和呼吸作用放出的CO2量
相等时的光照强度。
光饱和点：
在光照强度较低时，植物光合速度随光照强度增加而增加，但当光照强度进一步提高时，光合速度增加幅度减小。
当光照强度超过一定值时，光合速度不再增加时的光照强度。
2、光补偿点与饱和点的变化：
⑴不同植物：
⑵同一植物：
3、光补偿点与饱和点的变化规律
例3、将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下
测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示），测定结果如下图。
下列相关叙述，正
确的是
A•如果光照强度适当降低，
B•如果光照强度适当降低，
C•如果光照强度适当增强，
D•如果光照强度适当增强，例4、在相同光照和温度条件下,
光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。
理论上某种
当外界条件变化时，光补偿点移动规律如下：
1若呼吸速率增加，光补偿点应移，反之应移。
2若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应—移，反之应移。
3阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和饱和点都相应向移动。
核心考点突破
（二）:
光合速率的测定方法例析
光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量或者是。
2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质积累数表示。
通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/dm2h）,—般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。
若能测出其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则可测得真正光合速率，真正光合速率=表
观光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法有哪些呢？
光合速率又是如何计算的呢？
请看以下几种光合速率的测定方法。
1.半叶法”--测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量
例1.某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行
测定。
其原理是：
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、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分
的物质和能量转移。
在适宜光照下照射6小时后，在A、
B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2h）。
问题：
若M=Mb-Ma，则M表示_____________。
变式训练1.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。
在叶柄基部作环剥处理（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积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=（3y一2z—x）/6
_2_1
gcm•（不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响处的实验条件是（）
A•下午
B.下午
C•下午
D.晚上
2.气体体积变化法---测光合作用02产生（或CO2消耗）的体积例2:
某生物兴趣小组设计了图3装置进行光合速率的测试实验
响）。
1测定植物的呼吸作用强度：
装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。
2测定植物的净光合作用强度：
装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。
请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：
）。
则M
Ma、Mb,获得相应数据，则可
是（
4时后将整个实验装置遮光
4时后将整个实验装置遮光
4时后在阳光下照射1小时
8时后在无光下放置3小时
3小时
6小时
（忽略温度对气体膨胀的影
项目
红墨水滴移动方向
原因分析
测定植物呼吸作
用速率
a.
c.
测定植物净光合作用强度
b.
d.
表1
变式训练2.图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维
持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20C环境中。
实验开始时，针筒的读数是0.2mL,毛
细管内的水滴在位置X。
20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维
持在位置X处。
据此回答下列问题：
（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成
等量清水，重复上述实验，
后，要使水滴维持在位置
筒的容量
需向右/不需要）调节。
（2）若以释放出的氧气量来代表净
光合作用速率，该植物的净光合作
用速率是mL/h。
20min
X处，针（需向左/
在20C、无光条件下，30min后,
（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，
针筒的容量需要调至O.ImL的读数，才能使水滴仍维持在X处。
则在有光条件下该植物的
实际光合速率是mL/h。
3.黑白瓶法---测溶氧量的变化
例3:
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10mg/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，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养
瓶中的氧含量，记录数据如下：
表2
光照强度（klx）
0（黑暗）
a
b
c
d
e
白瓶溶氧量（mg/L）
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量（mg/L）
3
3
3
3
3
3
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是-该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的02
量为_mg/L-24h。
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为—mg/L・24h。
（3）光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。
4:
小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小
例4:
探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下：
表3
步骤
操作方法
说明
材料处理
打孔
取生长旺盛的菠菜叶片绿叶，用直径为1cm的打孔器
打出小圆形叶片30片。
注意避开大的叶脉。
抽气
将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。
这一步骤可重复几次。
沉底
将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
叶片细胞间隙充满水而全都沉到水底。
分组
取3只小烧杯，标记为A、B、C,分别倒入20mL富含CO2的清水。
分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。
事先可用口通过玻璃管向清水内吹气。
对照
用3盏40W台灯分别向A、B、C3个实验装置进行强、中、弱三种光照。
光照强弱（自变量）可通过调节来决定。
观察
观察并记录叶片浮起的数量（因变量）。
实验预期：
烧杯中的小
叶片浮起的数目最多。
例5:
（06全国卷I）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、NaHC03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02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NaHCOs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:
5.红外线C02传感器---测装置中CO2浓度的变化
由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有一线性关系，因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓
度的变化。
例6:
为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO2传感器来
监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图5所示。
相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。
请据图回答：
（1）
在60〜120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为
理由是。
（2）在60〜120min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是<
此时间段该植物光合速率为__=_______ppm/min。
变式训练3:
将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-3所示。
在连续60分钟监测的过程
中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条
件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图-4所示。
据此分析可知（）
A.最初10min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强B.第20〜30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强
C.第40〜60min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率大致相等
D.瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为90ppmCO2/min
核心考点突破（三）:
总光合量与净光合量的比较、分析与计算
一、基础知识
A点：
A――B点:
B点：
B――C点:
例1测定某绿色植物叶片光合作用的强度，必须先测出该叶片呼吸作用的强度。
测定呼吸
作用的强度，必须将叶片置于无光的环境中，然后测出某一时间内环境中氧气的减少量或二氧化碳的增加量。
现测出某叶片在环境温度为25C无光条件下，环境中氧气减少的速率
是1.5mg/h.
（1）若将该叶片置于温度为25C并有较强光照的环境中，环境中氧气增加的速率是2.5mg/h,计算该叶片光合作用吸收二氧化碳的速度。
⑵若将该叶片置于温度为25C并有微弱光照的环境中，测得在2小时内环境中氧气减少了
2.5mg,计算该叶片光合作用合成葡萄糖的速度（假设光合作用合成的有机物都是葡萄糖）
二、总光合”与净光合”的判断
1、根据数据表格中的关键词作判断
（1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是
指光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是合强度。
（2）如果光合强度用C02的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”C02的量表示的是光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的
量则指的是光合强度。
（3）如果光合强度用02的量表示，那么“产生”或“制造”02的量指的是—光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”02的量则指的是光合强
度。
例2将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h（光强相
同），测其重量变化，得到如下表的数据。
可以得出的结论是（）
组别
-一-
-二二
四
温度/C
27
28
29
30
暗处理后重量变化/mg
-1
-2
-3
-1
光照后与暗处理前重量变化
/mg
+3
+3
+3
+1
A.该植物光合作用的最适温度约是27CB.该植物呼吸作用的最适温度是29C
C.27〜29C下的净光合速率相等D.30C下的真正光合速率为2mg/h
2、根据坐标系中曲线的起点作判断
（1）坐标系中横坐标是“光照强度”：
若纵坐标是“光合速率（强度）”时（图A），曲线的起点在0点，纵坐标表示的是“光合速率”；若纵坐标是“CO2吸收速率”或“02释放速率”时（图B），曲线的起点在横坐标上（a点:
光补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“光合速率”。
（2）坐标系中横坐标是“CO2浓度”：
若纵坐标是“光合速率（强度）”时（图D），曲线的起点在横坐标上（a点:
植物进行光合作用的最低二氧化碳浓度），纵坐标表示的是光合速率；若纵坐标是“CO2吸收速率”或“。
2释放速率”时（图E），曲线的起点在横坐标上
（a点:
二氧化碳补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“光合速率”。
（3）坐标系中横坐标是“光照强度”或“CO2浓度”：
若纵坐标出现负值时（图C和图F），
纵坐标表示的是“光合速率”，曲线的起点在纵坐标的负轴上，其对应值表示“呼吸
速率”（此点只进行呼吸作用）。
例3植物的光合作用受CO2浓度、光照强度和温度的影响。
右图为在一定CO2浓度和适
宜温度条件下，测定某植物在不同光照强度下的光合作用速率。
下列有关说法正确的是（）
A•在a点所示条件下，该植物细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体
B.b点时该植物的实际光合作用速率为0
C•若将该植物置于c点条件下光照9小时，其余时间置于黑暗中，则每平方米叶片一昼夜中CO2的净吸收量为15mg
图4表示该植物在不
D•适当提高CO2浓度，则图中a点下移，b点左移，c点上移例4图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。
C
1I
1,1
一.-fel
广
¥
A
L
f
Z1
i
U
/
■
zJ
同温度（15C和25C）下，某一光强度时氧气释放量和时间的关系。
请据图回答
60
40
20
0
■20
光强彦（tPf克巾
33
（1）当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时，则它们分别是在光
强度为千勒克斯下的测定值。
⑵若该植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO2量/呼吸消耗的02量）为0.8,在25C条件下,1小时内呼吸作用放出的CO2量为毫升。
（3）若该植物的呼吸商为0.8，在25C,4千勒克斯光强度下，该植物进行光合作用时除完全
利用呼吸所产生的C02外，每小时还应从外界吸收CO2毫升。
（4）在4千勒克斯光强度下，25C时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15C时的
倍，这主要是因为。
3、根据测定模型的实验原理作判断
（1）液滴移动法测定模型：
密闭透光小室中放入NaHCO3缓冲液，可维持装置中的CO2
浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为光合作用释放02,致装置内气体量增加，红色液滴移动。
（2）圆片上浮法测定模型：
利用减压逐出叶圆片组织间隙中的气体，叶片会沉于水底。
由于光合作用释放出的02多于呼吸作用消耗的02,叶肉细胞间隙中的02增加，叶圆片会由原来的下沉状态而上浮，根据上浮的快慢，即能比较光合作用的强弱。
（3）半叶法测定模型：
将对称叶片左侧遮光右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。
在适宜光照下照射一段时间后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，
分别记为a和b（单位:
g）,贝Ub-a所代表的是光合量。
（4）黑白瓶法测定模型：
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，所以呼吸作用量
=瓶中溶解氧的变化。
白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以光合作用量=白
瓶中溶解氧的变化。
光合量=白瓶中溶解氧的变化+黑瓶中溶解氧的变化。
例5从没有经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积、厚薄相同的叶圆片，称其干
重。
假定在整个实验过程中温度不变，叶片内有机物不向其他部位转移。
以下分析正确的
是:
（）
在中年佗时杠动
戸个整认耳亀V
征上专如醉林走的时H叶片时暮足的叶制叶片¥射刖
在T的叶肾叶片Zkfl）
A.三个叶圆片的质量大小关系一定是z>x>y
B.叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为（z-x-2y）gC.叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为（z+x-2y）g
D.整个实验过程中呼吸速率可表示为（x-y）g/4h
例6一同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼
吸时，设计了如下操作：
①取三个相同的透明玻璃瓶标号
a、b、c，并将a用不透光黑布包扎起来；②将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量；③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时
后取出；④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。
关于24小时内X
深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析正确的是（）
A.光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶B.光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶C.有氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶D.有氧呼吸消耗的氧气量为vmol/瓶
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