呼吸作用和光合作用曲線圖的分析

1、光合作用和呼吸作用的相關(guān)曲線圖歸納總結(jié)一、影響關(guān)合速率的環(huán)境因素：1.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用速率的影響（1）圖中縱坐標(biāo)代表總（實(shí)際或真正）光合作用速率還是凈光合作用速率？光合總產(chǎn)量和光合凈產(chǎn)量常用的判定方法：總（實(shí)際或真正）光合速率凈光合速率呼吸速率。表觀(凈)光合速率通常用O2的表觀釋放量、CO2的表觀吸收量或有機(jī)物積累量來(lái)表示?？?(實(shí)際或真正)光合速率通常用O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物制造（合成）量來(lái)表示。呼吸速率只能在黑暗條件下測(cè)定。通常用黑暗中CO2釋放量、O2吸收量或有機(jī)物消耗量來(lái)表示。本圖縱坐標(biāo)代表的是凈光合速率。（2）相關(guān)的點(diǎn)和線段代表的生物學(xué)含義如何？A點(diǎn)：A點(diǎn)時(shí)光照強(qiáng)度為0

2、，光合作用速率為0，植物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用。由此點(diǎn)獲得的信息是：呼吸速率為OA的絕對(duì)值，因此凈光合速率為負(fù)值。B點(diǎn)：實(shí)際光合作用速率等于呼吸速率（光合作用與呼吸作用兩者處于動(dòng)態(tài)衡），凈光合作用速率為0。表現(xiàn)為既不釋放CO2也不吸收CO2，此點(diǎn)為光合作用補(bǔ)償點(diǎn)。C點(diǎn)：當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定值時(shí)，光合作用速率達(dá)到最大值。此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的M點(diǎn)為光合作用速率達(dá)到最大值（CM）時(shí)所對(duì)應(yīng)的最低光照強(qiáng)度，此光照強(qiáng)度為光合作用飽和點(diǎn)。AB段：此時(shí)光照較弱，此時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2除了用于光合作用外還有剩余，表現(xiàn)為向外界釋放CO2?？偣夂献饔盟俾市∮诤粑俾?，因此凈光合速率為負(fù)值。BC段：此時(shí)光照較強(qiáng)，呼吸

3、產(chǎn)生的CO2不夠光合作用所用，表現(xiàn)為從外界吸收CO2?？偣夂献饔盟俾蚀笥诤粑俾?，因此凈光合速率為正值。AC段：在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加，光合作用速率逐漸增加。CD段：當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)一定值時(shí)，光合作用速率不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加。（3）AC段、CD段限制光合作用強(qiáng)度的主要因素有哪些？在縱坐標(biāo)沒(méi)有達(dá)到最大值之前，主要受橫坐標(biāo)的限制，當(dāng)達(dá)到最大值之后，限制因素為橫坐標(biāo)之外的其它因素AC段：限制光合作用速率的因素是光照強(qiáng)度。CD段：限制光合作用速率的環(huán)境因素主要有：CO2濃度、溫度等。內(nèi)部因素有：色素的含量、酶的活性和數(shù)量。（4）在什么光照強(qiáng)度下植物能正常生長(zhǎng)？1.只有當(dāng)凈光合作

4、用速率>0時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)，即白天光照強(qiáng)度至少大于B點(diǎn)。2.在一晝夜中，白天的光照強(qiáng)度還要滿(mǎn)足白天的凈光合產(chǎn)量>晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生長(zhǎng)。（5）若該曲線是某陽(yáng)生植物，那么陰生植物的相關(guān)曲線圖該如 何表示？為什么？陰生植物的呼吸速率一般比陽(yáng)生植物低，所以對(duì)應(yīng)的A點(diǎn)一般上移。陰生植物葉綠素含量相對(duì)較多，且葉綠素a葉綠素b的比值相對(duì)較小，葉綠素b的含量相對(duì)較多，在光照比較弱時(shí)，光合作用速率就達(dá)到最大，所以對(duì)應(yīng)的C點(diǎn)左移。陰生植物在光照比較弱時(shí)，光合作用速率就等于呼吸速率，所以對(duì)應(yīng)的B點(diǎn)左移。（6）已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25和30，則溫度由25上升到30

5、時(shí)，對(duì)應(yīng)的A點(diǎn)、B點(diǎn)、M點(diǎn)分別如何移動(dòng)？根據(jù)光合作用和呼吸作用的最適溫度可知，溫度由25上升到30時(shí)，光合作用減弱，呼吸作用增強(qiáng)，所以對(duì)應(yīng)的A點(diǎn)下移。光照強(qiáng)度增強(qiáng)才能使光合作用速率等于呼吸速率，所以B點(diǎn)右移。由于最大光合作用強(qiáng)度減小了，所需要的光能也應(yīng)該減少，所以M點(diǎn)應(yīng)該左移。（7）若植物體缺Mg，則對(duì)應(yīng)的B點(diǎn)如何移動(dòng)植物體缺Mg，葉綠素合成減少，光合作用效率減弱，但呼吸作用沒(méi)有變，需要增加光照強(qiáng)度，光合作用速率才等于呼吸速率，所以B點(diǎn)右移。（8）A點(diǎn)、A點(diǎn)之外產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是什么？A點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。A點(diǎn)之外既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生

6、ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。（9）處于A點(diǎn)、AB段、B點(diǎn)、BC段時(shí)，右圖分別對(duì)應(yīng)發(fā)生哪些過(guò)程？A點(diǎn)：e、f（前者是CO2，后者是O2）AB段：a、b、e、f（a是CO2，b是O2）B點(diǎn)：a、bBC段：a、b、c、d（c是O2，d是CO2）2CO2濃度對(duì)光合作用速率的影響（1）曲線（一）在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度升高而加快，但達(dá)到一定濃度后，再增大CO2濃度，光合作用速率不再加快。（圖中縱軸代表的是凈光合作用速率）A點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即在光照條件下，葉片進(jìn)行光合作用所吸收的二氧化碳量與葉片所釋放的二氧化碳量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，外界環(huán)境中二氧化碳的濃度。B點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)

7、，表示光合作用速率達(dá)到最大時(shí)所應(yīng)的最低CO2濃度。點(diǎn)以后隨著CO2濃度的升高，光合作用速率不再加快，此時(shí)限制光合作用速率的環(huán)境因素主要是光照強(qiáng)度和溫度。若CO2濃度一定，光照強(qiáng)度減弱，A點(diǎn)、B點(diǎn)移動(dòng)趨勢(shì)如下：光照強(qiáng)度減弱，光合作用速率增強(qiáng)，由于呼吸速率不變，要使光合作用速率與呼吸作用速率相等，需要提高CO2濃度，故A點(diǎn)右移。由于光照強(qiáng)度減弱，光反應(yīng)減弱，因而光反應(yīng)產(chǎn)生的H及ATP減少，影響了暗反應(yīng)中C3的還原，故CO2的固定減弱，所需CO2濃度隨之減少，B點(diǎn)應(yīng)左移。3溫度對(duì)光合作用速率的影響：主要通過(guò)影響暗反應(yīng)中酶的活性來(lái)影響光合作用的速率。在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，光合速率隨著增加，

8、超過(guò)一定的溫度，光合速率不但不增大，反而降低。因溫度太高，酶的活性降低。此外溫度過(guò)高，蒸騰作用過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，從而間接影響光合速率。若表示呼吸速率，則、分別表示實(shí)際光合速率和凈光合速率，即凈光合速率等于實(shí)際光合速率減去呼吸速率。在一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會(huì)促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。如左圖所示。所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。在20左右，植物中有機(jī)物的凈積累量最大。4.水、礦質(zhì)元素對(duì)光合作用速率的影響水是光合作用原料之一，同時(shí)也是代謝的必須介質(zhì)，缺少時(shí)會(huì)使光合速率下降；礦質(zhì)元素如：Mg是葉綠素的組成成分，

9、N是光合作用有關(guān)酶的組成成分，P是ATP的組成成分，缺少也會(huì)影響光合速率。5.葉齡對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響隨幼葉不斷生長(zhǎng)，葉面積不斷增大，葉內(nèi)葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率不斷增加；壯葉時(shí)，葉面積、葉綠體都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率基本穩(wěn)定；老葉時(shí)，隨葉齡增加，葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率下降。二、光合作用和細(xì)胞呼吸中相關(guān)的拓展延伸：有關(guān)光合作用和呼吸作用關(guān)系的變化曲線圖中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收量和釋放量變化曲線圖，如圖1所示：1曲線的各點(diǎn)含義及形成原因分析如圖1a點(diǎn)：凌晨3時(shí)4時(shí)，因溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少；b點(diǎn)：上午6時(shí)左右，太陽(yáng)出來(lái)，開(kāi)始進(jìn)行光合作用；bc

10、段：光合作用小于呼吸作用；c點(diǎn)：上午7時(shí)左右，光合作用等于呼吸作用；ce段：光合作用大于呼吸作用；d點(diǎn)：溫度過(guò)高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象；e點(diǎn)：下午6時(shí)左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段：太陽(yáng)落山，停止光合作用，只進(jìn)行呼吸作用。2有關(guān)有機(jī)物情況的分析如圖2 (1)積累有機(jī)物時(shí)間段：ce段；(2)制造有機(jī)物時(shí)間段：bf段；(3) 一天中有機(jī)物積累最多的時(shí)間點(diǎn)：e點(diǎn)；(4) 一晝夜有機(jī)物的積累量表示：SpSMSN3在相對(duì)密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線如圖3(1)如果N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加；(2)如果N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)

11、過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少；(3)如果N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變；(4)CO2含量最高點(diǎn)為c點(diǎn)，該光合速率等于呼吸速率，CO2含量最低點(diǎn)為e點(diǎn)。4在相對(duì)密閉的環(huán)境下，一晝夜O2含量的變化曲線圖如圖4(1)如果N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少；(2)如果N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加；(3)如果N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變；(4) O2含量最低點(diǎn)為c點(diǎn)，該光合速率等于呼吸速率。O2含量最高點(diǎn)為e點(diǎn)。 三、專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)：1下圖表示細(xì)胞呼吸作用的過(guò)程，其中13代表有關(guān)生理過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表

12、有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是( )A1和2都具有雙層生物膜 B1和2所含酶的種類(lèi)不同C2和3都能產(chǎn)生大量ATP D甲、乙分別代表丙酮酸、H2.在一定的CO2濃度和適宜的溫度下，測(cè)得不同光照強(qiáng)度下的番茄葉片光合作用強(qiáng)度，結(jié)果如下圖。據(jù)圖分析正確的是( )AA點(diǎn)產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線粒體B番茄正常生長(zhǎng)所需的光照強(qiáng)度應(yīng)大于B點(diǎn)CC點(diǎn)時(shí)真正的光合速率約為15 mg CO2/ 100 cm2葉·小時(shí)DC點(diǎn)后限制光合作用強(qiáng)度的因素是溫度和CO2濃度3在密閉、透光的玻璃鐘罩內(nèi)，放著一株盆栽棉花。下圖是夏季晴朗的一天中，鐘罩內(nèi)某物質(zhì)的變化曲線。該曲線可以表示( )A一晝夜中，棉花呼吸速率的變化B一

13、晝夜中，棉花體內(nèi)有機(jī)物總量的變化C一晝夜中，鐘罩內(nèi)氧氣濃度的變化D一晝夜中，鐘罩內(nèi)二氧化碳濃度的變化4.如圖甲表示某種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)（圖中M和N代表兩種氣體）。據(jù)圖判斷，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（注：不考慮無(wú)氧呼吸）（ ）A.甲圖中的縱坐標(biāo)數(shù)值即為乙圖中的m3B.在甲圖中的a點(diǎn)時(shí)，乙圖中不存在的過(guò)程是m3、m4、n3、n4C.在甲圖中c點(diǎn)時(shí)，乙圖中不存在的過(guò)程是m2、m3、n2、n3D.甲圖中e點(diǎn)以后，乙圖中n4不再增加，其主要原因是m1值太低5將一株生長(zhǎng)正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，玻璃容器內(nèi)CO2濃度

14、可出現(xiàn)的變化趨勢(shì)是( ) A一直降低，直至為零 B一直保持穩(wěn)定，不變化C降低至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定D升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定6.夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 甲植株在a點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行光合作用B.乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多C.曲線bc 段和de段下降的原因相同D.兩曲線bd段不同的原因可能是甲植株氣孔無(wú)法關(guān)閉7下圖1表示某綠色植物葉肉細(xì)胞中進(jìn)行的兩個(gè)相關(guān)生理過(guò)程，表示物質(zhì)，甲、乙表示細(xì)胞器；圖2表示在不同溫度下，測(cè)定該植物葉片lcm2重量(mg)變化情況(均考慮為有機(jī)物的重量變化)的操作流程及結(jié)果，據(jù)圖分析回答問(wèn)題:(1

15、)從圖1分析，甲、乙兩種細(xì)胞器分別是 。在光合作用過(guò)程中，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是 (用圖中數(shù)字表示)。(2)在圖1中，若物質(zhì)為02，則其在細(xì)胞器甲中的產(chǎn)生部位是 ，在細(xì)胞器乙中被利用的場(chǎng)所是 ；(3)從圖2分析，該植物在 時(shí)呼吸作用最強(qiáng)，15時(shí)實(shí)際光合速率為 (mg/ cm2.h)(4)分析圖2可知，該植物在14條件下，若經(jīng)過(guò)12小時(shí)光照和12小時(shí)黑暗，一晝夜可積累有機(jī)物 mg。能使有機(jī)物積累量增加的措施是 。8某農(nóng)科所為研究影響植物生長(zhǎng)的外界因素，在大棚內(nèi)種植了大豆等多種植物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)與大豆根尖細(xì)胞吸收NO3-密切相關(guān)的生理過(guò)程是_，相關(guān)的細(xì)胞器有_、_，其中N元素在葉肉細(xì)胞中可參與構(gòu)成的生物大分子有_。(2)如果密閉大棚內(nèi)(溫度恒定)一晝夜空氣中的CO2含量變化如甲圖所示，則植物光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等的是_點(diǎn)，積累有機(jī)物最多的是_。經(jīng)過(guò)一晝夜后，大棚內(nèi)植物有機(jī)物的含量會(huì)_(填“增加”、“減少”或“不變”)。據(jù)圖分析原因是_ 。(3)乙圖中曲線代表在一定光照強(qiáng)度下玉米的光合作用強(qiáng)度與CO2濃度的關(guān)系，則若降低光照強(qiáng)度，曲線