光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用習(xí)題課課件

1、探究光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)拓展：C4途徑等習(xí)題課：第10講藍(lán)白本上課前，請(qǐng)準(zhǔn)備好步步高藍(lán)白本，迅速將錯(cuò)題再瀏覽一遍，或快速瀏覽一遍藍(lán)本第10講講過的考點(diǎn)一、二、三1、液滴移動(dòng)法（氣體體積變化法）2、黑白瓶法3、稱重法4、半葉法5、葉圓片上浮法6、梯度法7、二氧化碳傳感器法8、排水法探究光合作用強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，而白瓶中的生物既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測(cè)得的為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。2、測(cè)定光合作用速率的“黑白瓶法”藍(lán)本66頁例

2、3：高一生物科研興趣小組從校博雅湖的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對(duì)密封黑白瓶中(白瓶為透明瓶，黑瓶為不透光瓶)，剩余的水樣測(cè)得初始溶氧量為10 mg/L。將六對(duì)密封黑白瓶分別置于六種不同的光照條件下(由ae逐漸加強(qiáng))，其他條件相同，24小時(shí)后，實(shí)測(cè)獲得六對(duì)黑白瓶中溶氧量，記錄數(shù)據(jù)如下。下列分析錯(cuò)誤的是光照強(qiáng)度(klx)0(黑暗)aBcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA 瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h內(nèi)為7 mg/LB光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，黑瓶中溶氧量應(yīng)為3 mg/LC光照強(qiáng)度為c時(shí)，在24 h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為28 mg/LD

3、光照強(qiáng)度為d 時(shí)，再增加光照強(qiáng)度，瓶中溶解氧的含量也不會(huì)增加1037(mg/L) 3 3呼呼氧氣產(chǎn)生量=白瓶黑瓶24 h白瓶氧氣增加量（凈積累量）是241014(mg/L)，黑瓶呼吸消耗量是10-3=7，因此在24 h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為14721(mg/L) C 黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，而白瓶中的生物既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以用黑瓶(無光照的一組)測(cè)得的為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。2、測(cè)定光合作用速率的“黑白瓶法”藍(lán)本66頁例3：高一生物科研興趣小組從校博雅湖的某一深度

4、取得一桶水樣，分裝于六對(duì)密封黑白瓶中(白瓶為透明瓶，黑瓶為不透光瓶)，剩余的水樣測(cè)得初始溶氧量為10 mg/L。將六對(duì)密封黑白瓶分別置于六種不同的光照條件下(由ae逐漸加強(qiáng))，其他條件相同，24小時(shí)后，實(shí)測(cè)獲得六對(duì)黑白瓶中溶氧量，記錄數(shù)據(jù)如下。下列分析錯(cuò)誤的是C 氧氣產(chǎn)生量=白瓶黑瓶但不能得出呼吸速率和凈光合速率的大小得出呼吸速率和凈光合速率的大小 氧氣產(chǎn)生量=白瓶黑瓶總結(jié)兩點(diǎn)3、測(cè)定光合作用速率的“稱重法”4、測(cè)定光合作用速率的“半葉法”將葉片一半遮光，一半曝光。遮光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，曝光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者可計(jì)算出真正光合作用

5、強(qiáng)度值。 需注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。藍(lán)本66頁例4：現(xiàn)采用如圖所示方法測(cè)定植物葉片光合作用強(qiáng)度，將對(duì)稱葉片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚笰、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照射一段時(shí)間，在A、B中截取對(duì)應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和m2，單位為mg/(dm2h)。下列說法正確的是A該方法在未測(cè)出細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的條件下，能測(cè)出實(shí)際光合作用的強(qiáng)度B(m2m1)表示B葉片被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量Cm2表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)凈光合作用的大小Dm1表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)細(xì)胞呼吸的大小類

6、似于“黑白瓶”的解題思路假設(shè)A、B中被截取部分原來干重為m0，則m0m1細(xì)胞呼吸量，m2m0為光照下的凈光合作用積累量，實(shí)際光合作用量?jī)艄夂献饔昧考?xì)胞呼吸量m2m0m0m1m2m1，即為B葉片 被截取部分葉片 在光照時(shí)間內(nèi) 有機(jī)物的合成量。m1m2因無初始值，故無法求得這段時(shí)間截取部分對(duì)應(yīng)的呼吸量和凈積累量A 5.比較光合作用速率的“葉圓片上浮法”葉圓片上浮法的原理： 植物進(jìn)行光合作用,吸收CO2,釋放O2,由于O2在水中溶解度小,而在葉肉細(xì)胞間隙積累,使葉片上浮。葉圓片上浮法的不足： 該實(shí)驗(yàn)方法只能定性比較，無法測(cè)出具體的量變。 6、探究光合作用速率的 “梯度法”不同光照強(qiáng)度： 不同功率的燈

7、泡、控制燈泡與實(shí)驗(yàn)裝置的距離； 不同溫度： 可用不同恒溫裝置控制溫度；不同的二氧化碳濃度： 設(shè)置不同濃度的二氧化碳緩沖液。紅外線CO2傳感器測(cè)量裝置中CO2濃度的變化由于CO2對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有一定的線性關(guān)系，因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線CO2傳感器來測(cè)量CO2濃度的變化。 7、測(cè)定光合作用速率的 “紅外線CO2傳感器”逐漸降低CO2的濃度降低植物光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度25真正光合速率=凈光合速率呼吸速率 1000 60 500 60 1500 60 25 8、測(cè)定光合作用速率的 其他裝置利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行與光

8、合作用有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量B在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可以說明光合作用產(chǎn)生氧氣C為了探究二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響，可以用不同濃度NaHCO3溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D為了探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，用一套裝置慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生的速率的變化該植物的氧氣釋放量該氣體也可能是CO2變量不唯一，除了光照強(qiáng)度在變化，還有二氧化碳濃度或溫度可能都變了C 氣孔是植物表皮所特有的結(jié)構(gòu)，是由保衛(wèi)細(xì)胞之間所形成的凸透鏡狀的小孔。保衛(wèi)細(xì)胞區(qū)別于表皮細(xì)胞是結(jié)構(gòu)中含有葉綠體。 氣孔在光合、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中，成為空氣和水蒸氣的通路，其通過量是由保衛(wèi)細(xì)胞

9、的開閉作用來調(diào)節(jié)。保衛(wèi)細(xì)胞因外壁較薄而內(nèi)壁（靠近氣孔一側(cè)細(xì)胞壁）較厚，保衛(wèi)細(xì)胞吸水時(shí)，細(xì)胞膨脹，細(xì)胞厚度增加，兩細(xì)胞分離，氣孔張開，而當(dāng)氣孔張開時(shí)，光合、呼吸、蒸騰作用都得以順利進(jìn)行，蒸騰作用順利進(jìn)行又促進(jìn)水分的吸收和運(yùn)輸以及無機(jī)鹽的運(yùn)輸；保衛(wèi)細(xì)胞失水時(shí)，細(xì)胞收縮，細(xì)胞厚度減小，兩細(xì)胞合并，氣孔閉合，而當(dāng)氣孔閉合時(shí)，空氣無法進(jìn)出，光合作用得不到二氧化碳，呼吸作用也無法獲得氧氣，故各反應(yīng)都無法順利進(jìn)行，同樣水蒸氣無法通過氣孔散失，蒸騰作用進(jìn)行不暢也致使水分的吸收和運(yùn)輸以及無機(jī)鹽的運(yùn)輸受阻。題型-氣孔變化對(duì)光合作用的影響氣孔示意圖氣孔張開與閉合含葉綠體吸水失水實(shí)驗(yàn)探究_活細(xì)胞在不同濃度的溶液中會(huì)發(fā)

10、生滲透作用失水或吸水氣孔開閉題型特訓(xùn) 為研究枇杷植株在不同天氣條件下的光合特征，對(duì)其凈光合速率和氣孔導(dǎo)度(表示氣孔張開的程度)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如下。下列有關(guān)敘述不正確的是()A陰天時(shí)凈光合速率下降的時(shí)間與氣孔導(dǎo)度的下降時(shí)間不一致B晴天時(shí)出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象與氣孔關(guān)閉引起的CO2濃度下降有關(guān)C兩種條件下枇杷凈光合速率峰值出現(xiàn)的早晚均與光照強(qiáng)度無關(guān)D實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示枇杷植株適合種植在光線弱的蔭蔽環(huán)境中C晴天：溫度、光照強(qiáng)度陰天：光照強(qiáng)度 對(duì)于小麥、水稻等大多數(shù)綠色植物來說，在暗反應(yīng)階段，一個(gè)二氧化碳被一個(gè)五碳化合物（C5）固定以后，形成的是兩個(gè)三碳化合物（C3）。將僅有C3參與二氧化碳固定的植物叫做C3植

11、物，將其固定二氧化碳的途徑，叫做C3途徑（我們教材已學(xué)過）。但是，科學(xué)家在研究玉米、甘蔗、谷子、高粱等原產(chǎn)在熱帶地區(qū)綠色植物的光合作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，在這類綠色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先轉(zhuǎn)移到含有四個(gè)碳原子的有機(jī)物（C4）中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中?？茖W(xué)家將這類植物叫做C4植物，將其固定二氧化碳的途徑，叫做C4途徑。 C4植物中參與光合作用的細(xì)胞分化為葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞兩類，在葉肉細(xì)胞葉綠體中有正常的基粒，能進(jìn)行光反應(yīng)，但沒有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，故不能進(jìn)行暗反應(yīng)；在維管束鞘細(xì)胞葉綠體中有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，能進(jìn)行暗反應(yīng)，但沒有基粒，不能進(jìn)行光反應(yīng)，故整個(gè)光合作用兩個(gè)階段有兩類細(xì)胞共同完成。并且葉

12、肉細(xì)胞在高光強(qiáng)，高溫及低CO2濃度下利用對(duì)CO2親和力強(qiáng)的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)固定CO2 ，生成草酰乙酸(OAA)，OAA進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為蘋果酸(Mal，一種C4有機(jī)物)，這就是C4途徑。然后Mal通過胞間連絲進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞中，脫羧，釋放CO2，維管束鞘細(xì)胞葉綠體中利用這些CO2開始進(jìn)行光合作用暗反應(yīng)，即開始CO2的固定（進(jìn)行C3途徑）和C3的還原。 綜上，C4植物在葉肉細(xì)胞中發(fā)生光反應(yīng)和C4途徑（CO2+C3C4）；而C4在維管束鞘細(xì)胞中發(fā)生脫羧后，又發(fā)生C3途徑（CO2+C52C3）和C3的還原，即完成暗反應(yīng)過程。 補(bǔ)充：C3途徑、C4途徑和CAM途徑（景天酸代謝途徑）但

13、維管束鞘細(xì)胞沒有從外界攝取二氧化碳的能力，那么攝取二氧化碳的任務(wù)得有葉肉細(xì)胞完成。C4植物體內(nèi)CO2的首次固定和CO2的同化（CO2的再次固定和C3的還原）在不同細(xì)胞中發(fā)生。C4植物光照強(qiáng)度強(qiáng)、氣溫高，氣孔大量關(guān)閉，細(xì)胞間隙CO2濃度低。補(bǔ)充：C3途徑、C4途徑和CAM途徑（景天酸代謝途徑）固定：C4途徑 固定； C3途徑CAM植物：指生長(zhǎng)在熱帶及亞熱帶干旱及半干旱地區(qū)的一些肉質(zhì)植物（最早發(fā)現(xiàn)在景天科植物），如仙人掌、菠蘿、蘭花、百合、紅豆杉等。它們具有一種光合固定二氧化碳的附加途徑：其葉片氣孔白天關(guān)閉，夜間開放。夜間氣孔開放時(shí)，吸收的二氧化碳進(jìn)入葉肉細(xì)胞，并被固定形成四碳化合物蘋果酸 （CA

14、M途徑，與C4途徑基本相同，都是在葉肉細(xì)胞中發(fā)生，只是C4途徑需要在白天完成，之后C4進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞脫羧并進(jìn)行暗反應(yīng)，而CAM途徑需要在夜間完成，形成的C4暫時(shí)儲(chǔ)存在液泡中，白天在同一個(gè)葉肉細(xì)胞中脫羧并繼續(xù)發(fā)生暗反應(yīng)，即卡爾文循環(huán)）。綜上，CAM植物在同一個(gè)葉肉細(xì)胞中：夜間吸收并首次固定二氧化碳，形成C4，即進(jìn)行CAM途徑，白天C4脫羧釋放二氧化碳，進(jìn)行暗反應(yīng)（C3途徑和C3的還原）。CAM植物體內(nèi)CO2的首次固定和CO2的同化（CO2的再次固定和C3的還原）在不同時(shí)間發(fā)生。它們的這種現(xiàn)象都是長(zhǎng)期進(jìn)化過程中，產(chǎn)生的一種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性C4植物：對(duì)CO2親和力強(qiáng)，在高光強(qiáng)，高溫及低CO2濃度條件

15、下，能將低CO2“泵”入葉肉細(xì)胞并固定，最終使二氧化碳在維管束鞘細(xì)胞中濃縮，提高光合碳同化的效率。CAM植物：為了免于白天氣溫高、水分的過多流失，晚上氣孔才打開，吸收CO2，在時(shí)間上實(shí)現(xiàn)二氧化碳攝取和同化分開，抗干旱能力強(qiáng)。(2020青島高三質(zhì)檢)如圖是北方某干旱地區(qū)夏日晴朗天氣，黃瓜葉片凈光合速率與胞間CO2濃度的日變化曲線。請(qǐng)回答下列問題：藍(lán)本P63 T8(3)玉米、甘蔗等植物細(xì)胞中有一種酶，能通過一系列反應(yīng)將CO2“泵”入某些進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，保證暗反應(yīng)順利進(jìn)行。在干旱缺水地區(qū)，與11：00時(shí)相比，13：00時(shí)該類植物光合作用速率反而有所升高，除光照、溫度等因素外，主要原因是_。該類植

16、物能利用較低濃度的CO2氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度降低，不利于光合作用C4植物解析：(1)植物A的氣孔在白天關(guān)閉,晚上開放,而氣孔的開閉與蒸騰作用有關(guān),據(jù)此推測(cè)植物A可能生活在炎熱干旱的環(huán)境;植物A夜晚不能進(jìn)行光反應(yīng),不能為暗反應(yīng)提供ATP、 NADPH,所以吸收的CO2不能合成(CH2O);由圖示分析：白天植物A進(jìn)行光合作用所需要的CO2由蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放和細(xì)胞呼吸產(chǎn)生。(2)由圖示知：在上午10:30時(shí),突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時(shí)間內(nèi),植物A由于氣孔關(guān)閉,不吸收CO2,C3的含量基本不變;而植物B吸收的CO2減少,CO2的固定減弱,細(xì)胞中C3的含量降低。CAM植物白本302頁1

17、2題步步高藍(lán)本P61箭頭粗細(xì)量的大小點(diǎn)：植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，因此吸收O、放出O；點(diǎn)：植物同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞呼吸和光合作用，且光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，因此吸收O、放出O，但量要比點(diǎn)少。步步高藍(lán)本P6 T6由于陰生植物的呼吸作用強(qiáng)度小于陽生植物，即陰生植物通過呼吸作用放出的CO2比陽生植物少，因此陰生植物光合作用吸收CO2量與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)，需要的光照強(qiáng)度比陽生植物低。1.葉面積系數(shù)與群體光合速率、群體干物質(zhì)積累速率的關(guān)系及原因分析：長(zhǎng)句應(yīng)答在一定范圍內(nèi)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率都在增加；當(dāng)葉面積系數(shù)達(dá)到一定值后，由于群體光合速率不變，而群體呼吸速率仍在增加

18、，導(dǎo)致群體凈光合速率降低，干物質(zhì)積累速率下降生產(chǎn)應(yīng)用：合理密植2.與陽生植物相比，陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)低的原因是：生產(chǎn)應(yīng)用：間作、套種陽生植物陰生植物步步高藍(lán)本P6 T7由題干“B點(diǎn)開始給予一定強(qiáng)度的光照”，但圖示顯示二氧化碳濃度仍在增加密閉容器內(nèi)O2含量逐漸下降當(dāng)O2濃度降低到一定程度，細(xì)胞呼吸速率等于光合速率，容器內(nèi)O2濃度和CO2濃度不再變化，即C點(diǎn)以后使得容器內(nèi)CO2濃度的增加速率(=V呼-V光）逐漸減慢。細(xì)胞呼吸速率逐漸降低可知：光強(qiáng)很弱，光反應(yīng)限制了光合速率，使得光合速率小于呼吸速率，而二氧化碳的增加也不能影響光合速率的大小。故B點(diǎn)后開始光合作用且光合速率不變BC段光合速率不變但小于

19、呼吸速率，使得容器內(nèi)O2濃度低，導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率減慢，使得容器內(nèi)CO2濃度的增加速率減慢藍(lán)本P67跟蹤訓(xùn)練4.藍(lán)本P64跟蹤訓(xùn)練1.考慮有氧呼吸NaOH吸收容器內(nèi)的CO2對(duì)照排除微生物及環(huán)境因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾4.(2018全國(guó)，30)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測(cè)定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：藍(lán)本P68重溫高考 演練模擬(1)由圖可知，A葉片是樹冠_(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_。下層A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度低于B葉片(2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，A葉片的凈光合速率開始下降，但測(cè)得放氧速

20、率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的_ _反應(yīng)受到抑制。暗CO2吸收量減少，即暗反應(yīng)減慢即光反應(yīng)速率不變C.若葉肉細(xì)胞中過程速率大于過程，則植物干重增加D.過程中ATP的合成與放能反應(yīng)相聯(lián)系，過程與吸能反應(yīng)相聯(lián)系步步高白本P301T4.(2018福建寧德高三第二次質(zhì)檢)下圖為綠色植物部分物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程的示意圖，下列敘述正確的是D暗反應(yīng)光反應(yīng)若葉肉細(xì)胞中過程速率大于過程，則植物干重不一定增加，因?yàn)檫€有其他不能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞通過呼吸消耗有機(jī)物，C錯(cuò)誤；T6.(2019南昌質(zhì)檢)將長(zhǎng)勢(shì)相似的甲、乙兩株同種植物分別置于兩個(gè)同樣大小密閉的透明玻璃罩a、b中，甲給予適宜強(qiáng)度的光照，乙遮光(黑暗)處理，其他條件相同。下列分析正確的是A.a玻璃罩中的CO2含量將持續(xù)降低D.甲植株的光合作用強(qiáng)度不會(huì)等于乙植株的細(xì)胞最終：光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度A、D錯(cuò)誤步步高白本P302 T10測(cè)定1h該生態(tài)系統(tǒng)中生物細(xì)胞呼吸的耗氧量（光照強(qiáng)度）細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度V真=V凈+V呼 10 10注意單位甲缸（代表凈光合速率）ABCV光=V呼，無積累 以上就是我們第10講的全部復(fù)習(xí)和講解內(nèi)容。后面還有幾頁幻燈片，是關(guān)于教材100頁課后題的答案及三個(gè)鞏固練習(xí)，請(qǐng)同學(xué)們課下抽出一點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行閱讀和完成鞏固練習(xí)。提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出