光合作用和呼吸作用專題綜合分析

1、光合作用和呼吸作用專題綜合分析1. 密閉裝置法燕憎水裝置甲 裝並乙 裝籠兩1. 密閉裝置法燕憎水裝置甲 裝並乙 裝籠兩(1)裝置中溶液的作用：甲裝置中NaHCO 3溶液(或C02緩沖液)可為光合作用提供C02，乙裝置中NaOH溶液可 吸收容器中 的 C02。(2 )測定原理甲、乙兩裝置中液滴的移動均是由 02含量的變化引起的。甲裝置單位時間紅色液滴向右移動的距離為植物02的釋放速率，可代表凈光合速率(若液滴向左移動，則為負(fù)值)。乙裝置單位時間紅色液滴移動的距離為植物02的吸收速率，可代表呼吸速率。(3 )測定方法將甲裝置置于光下一定時間，記錄紅色液滴向右移動的相對距離(m),計算凈光合速率。將

2、乙裝置置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴向左移動的相對距離(n)，計算呼吸速率。真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率= m+ n。(4)對照實驗：為防止氣壓、溫度等因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即使用死亡的綠色植物分別進行上述 實驗，若液 滴移動，則需要對實驗結(jié)果進行校正。例題1、請利用下圖裝置完成對某植物光合作用強度和呼吸作用強度的測定，并分析回答有關(guān)問題:剜2剜211的實臉30分鐘后紅:最水滴祎動犧況甲裝宜M 左移-或”右移)4來合作川鎖度右移05便來甲裝*1.5理米區(qū)圧卡曠或円右務(wù))作屮強度Z4W右移5匣杲D: NaHCO緩沖液 假設(shè)紅墨水滴每移動 1厘米植物體的葡萄糖增加或減少1克，植

3、物的實際光合速率是 克/小時。假設(shè)每天光照15個小時，一晝夜積累葡萄糖 克(不考慮晝夜溫差的影響)?！敬鸢浮坑乙谱笠?2842. 圓葉片上浮法C02禾UC02放出。2，由于02在水中溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間上浮葉片數(shù)目的多少(或者 葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。例題2取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cm的葉圓片，將葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體排出后，平均分裝到盛有等量的不同濃度NaHCO溶液的培養(yǎng)皿底部，置于光溫恒定且適宜的條件下（如圖甲），測得各組培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的時間 （如圖乙）。下列分析錯誤的是（）尙H

4、佇0溶液濃度乙ab段隨著NaHCO溶液濃度的增加，類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大cd段隨著NaHCO溶液濃度的增加，葉綠體基質(zhì)中Q的生 成速率逐漸減小cd段隨著NaHCO溶液濃度的增加，單個葉圓片有機物的積累速率逐漸減小ad段如果增加光照強度或溫度，都能明顯縮短葉圓片上浮至液面所用的時間【解析】：NaHCO溶液能夠分解產(chǎn)生CO，因此不同濃度的NaHCO溶液能夠為葉圓片提供穩(wěn)定的CO來源。分析 題圖乙的 曲線可知，剛開始增加NaHCO溶液的濃度，光合作用強度增強；超過一定濃度再增加NaHCO溶液的濃度，由于外界溶液濃度太高，導(dǎo)致植物的葉肉細(xì)胞失水，會使葉肉細(xì)胞光合速率降低，葉片上浮時間延長?！?/p>

5、答案】：D3. 半葉法將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強度，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值 代表凈光合 作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理， 以防止有機物的運 輸。例題3、現(xiàn)采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的一半遮光適當(dāng)?shù)模ˋ），另一半不遮光（B），并采 方法阻止A、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間，在用的葉片，烘干稱重，分別記作m和m2,單位mg/（dm2 h）。下列說確的是（該方法在未測出細(xì)胞呼吸強度的條件下，能測出實際光合作用的強度（m- m）表示B葉片被截取的部分

6、在光照時間有機物的積累量2m2表示被截取的部分在光照時間凈光合作用的大小m表示被截取的部分在光照時間細(xì)胞呼吸的大小【解析】（1）光照下光合作用和細(xì)胞呼吸生理過程均發(fā)生，則有機物的增加量代表凈光合作用強度；而黑暗中只進 行細(xì)胞呼 吸不進行光合作用，則在黑暗中有機物的減少量代表細(xì)胞呼吸強度。（2）假設(shè)原來半片葉重為m,m和m分別表示在適宜光照和溫度下照射一段時間后的被截取的部分（A部分）干重和被截取的部分（B部分）干重，而在該時間段，前者只進行細(xì)胞呼吸，而后者同時進行光合作用和細(xì)胞呼吸，則mm二細(xì)胞呼吸速率，m2 m為光照下的凈光合作用速率，實際光合作用速率二凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸速率二m mo

7、+ m- mi= m- m,即為B葉片被截取的部分在光照時間有機物的合成量?！敬鸢浮?A4. 黑白瓶法黑瓶為用黑布罩住的玻璃瓶， 只有呼吸作用，而白瓶既能進行光合作用又能進行呼吸作用，所以用黑瓶（無光照的一組）測得的為呼吸作用強度值，用白瓶 （有光照的一組）測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合 作用強 度值。例題4.下表是采用黑白瓶（不透光瓶一可透光瓶）測定夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度，并比較計算后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是 （）水深（m）1234白瓶中Q濃度（g/m3）+ 3+ 1.501黑瓶中Q濃度（g/m 3） 1.51.5 1.51.5A

8、. 水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣為3 g/m水深2 m處黑瓶中水生植物不能進行水的光解但能進行 C3的還原水深3 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用【解析】白瓶中02濃度的變化量即為凈光合量，黑瓶中Q濃度的變化量即為呼吸量。水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣二凈光合量+呼吸量二3+ 1.5 = 4.5 （g/m 3）, A錯誤；黑瓶中植物因缺乏光照不能進行光合作用，B錯誤；水深3 m處白瓶中凈光合速率為0,說明光合速率等于呼吸速率，此時植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深4 m處白瓶

9、中水生植物24小時制造的氧氣量=1 + 1.5 = 0.5（g/m 3），故能進行光合 作用，D 錯誤?！敬鸢浮緾例題5、用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的Q含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的Q含量，結(jié)果如下（不考慮化能合成作用）。有關(guān)分析不合理的是（）透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.6 mg3.8 mg丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生H的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)在一晝夜，丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的Q量約為1.1 mg在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低在一晝夜，乙瓶中生產(chǎn)者實際光合

10、作用釋放的 Q量約為1.8 mg【解析】 丙瓶不透光，生物只能進行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生H的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。甲瓶與丙瓶02量的差表示丙瓶細(xì)胞呼吸消耗的量。丙瓶不透光，一晝夜的時間水樣中生物均在進行呼吸作用，乙瓶透光，有光照時水 樣中生物會 進行光合作用，消耗部分呼吸作用產(chǎn)生的CO,因此一晝夜后，乙瓶水樣pH比丙瓶的高。乙、丙瓶取自Q表示為Q表示為0.7 mg,細(xì)胞呼吸02 量為 1.8 mg。02 量為 1.8 mg?！敬鸢浮緾5間隔光照法光反應(yīng)和暗反應(yīng)在不同酶的催化作用下相對獨立進行,由于催化暗反應(yīng)的酶的催化效率和數(shù)量都是有限的,因此在一般情況下，光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)快，光反應(yīng)的產(chǎn)物A

11、TP和H不能被暗反應(yīng)及時消耗掉。持續(xù)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的大量的H和ATP不能及時被暗反應(yīng)消耗，暗反應(yīng)限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進 行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應(yīng)的產(chǎn)物，持續(xù)進行一段時間的暗反應(yīng)。因此在 光照強度和光照時間不變的 情況下，制造的有機物相對較多。例題6、某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，作如圖所示實驗在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸 出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cnf的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合作用速率二(3y - 2z - x) /6 gcm汕1 (不考慮取葉圓片后對葉生理活動的

12、影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)則M處的實驗條件是)A.下午4則M處的實驗條件是)A.下午4時后將整個實驗裝置遮光 3小時B.下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C.下午 4時后在下照射1小時D.晚上8時后在無光下放置 3小時【解析】計算光合作用時，也要計算出呼吸作用的強度，題干中只有光照下，沒有遮光的條件，所以M是在遮光條件下進行測量的數(shù)據(jù).假設(shè)遮光a小時，根據(jù)實際光合作用二凈光合作用+呼吸作用，有3y-2z-x/6二y-x/6+y-z/a解得，a=3小時.所以下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時。答案是A?！敬鸢浮緼6. “梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強度、溫度或CO2

13、濃度的裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。例題7、圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強度分別為a、b、c、d時，單位時間CQ釋放量和02產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍藻光合速率與光照強度的關(guān)系，下列說確的是 ()屮乙A.圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率B.圖甲中，光照強度為d時，單位時間細(xì)胞從周圍吸收2個單位的CQC.圖乙中，當(dāng)光照強度為x時，細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.圖乙中，限制e、f、屮乙A.圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率B.圖甲中，光照強度為d時，單位時間細(xì)胞從周圍吸收2個單位的CQC.圖乙中，當(dāng)光照強度為x時，細(xì)胞中產(chǎn)

14、生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.圖乙中，限制e、f、g點光合作用速率的因素主要是光照強度【解析】分析甲圖可知，光照強度為 b時，CQ釋放量和02產(chǎn)生總量相等，都為3個單位，細(xì)胞呼吸釋放的CO首先供應(yīng)葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時細(xì)胞呼吸大于光合作用，A項錯誤；光照強度為d時，水稻葉肉細(xì)胞光合速率大于細(xì)胞呼吸速率，光照強度為a時，CQ釋放量即為細(xì)胞呼吸速率，則光照強度為d時,Q2產(chǎn)生總量為8個單位，需要消耗的CQ也為8個單位，所以單位時間需從外界吸收CQ為2個單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍藻，藍藻不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制g點光合作用速率的因素

15、不是光照強度,可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。【答案】B1所示：7.夏季的一天中CQ2吸收和釋放變化曲線圖，如圖CQ2釋放減少；1 曲線的各點含義及形成原因分析a點：凌晨3時4時，溫度降低，呼吸作用減弱，b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用；be段：光合作用 小于呼吸作用；c點：上午7時左右，光合作用等于呼吸作用；ee段：光合作用大于呼吸作用；d點：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)午休”現(xiàn)象；e點：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。膠收/jra b /i1i ii1 f s _24 HCS 的7 lri

16、 )3 的坪放1S 1的吸吹2 有關(guān)有機物情況的分析(見圖2)(1)積累有機物時間段：ce段；制造有機物時間段：bf段；消耗有機物時間段：og段；(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點;的含雖一晝夜有機物的積累量表示： Sp SM SN。的含雖CC2含量的變化曲線圖CC2含量的變化曲線圖(見圖3)如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體的有機物總量增加；如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體的有機物 總量減少；/計 仝址%Eib*(3)如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體的有機物總量不變;C02含量最高點為c點，C02含量最低點為e點。4.在相對密閉的環(huán)境下，一晝夜如果N點低于M點，如

17、果N點高于M點，如果N點等于M點，O24.在相對密閉的環(huán)境下，一晝夜如果N點低于M點，如果N點高于M點，如果N點等于M點，O2含量的變化曲線圖(見圖4) 說明經(jīng)過一晝夜 說明經(jīng)過一晝夜， 說明經(jīng)過一晝夜，植物體的有機物總量減少; 植物體的有機物總量增加; 植物體的有機物總量不變;02含量最高點為e點，02含量最低點為c點。例題&右圖表示20 c時玉米光合作用強度與光照強度的關(guān)系,S、S2、S3表示圖中所示區(qū)域的面積，下列說法中錯誤的是()。的仃MV1 ”dI時IMA. Si +s3表示玉米呼吸消耗的有機物量收址EP光呢応度B . S+ 表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量C.若土壤中缺Mg則B點右

18、移，D點左移D . Sa-丄表示玉米光合作用有機物的凈積累量【解析】題圖所示，縱坐標(biāo)C0吸收量表示光合作用強度，C0呼吸量為負(fù)值表示呼吸強度，則 吸消耗 Si + S2表示玉米呼 的有機物量，S+S表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量，玉米光合作用有機物的凈積累量為+ S3) = S2(s+ S) (s.2i Sj。B點為光補償點，D點為光飽和點，缺Mg條件下，植物光合作用強度低，達到最大光合強度時，光 照強度較低，D點左移，B點右移。答案】 D例題9、如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 hCQ的吸收量和釋放量，光合作用速率和呼吸作用速率用單位時間CQ的吸收最和CQ的釋放帚表示(圖中間CQ的吸收最和CQ的釋放帚表示(圖中入。下列表述不合理的是(A.在18:00時和6:00時，該植物光合作用強度與呼吸作用強度相等假設(shè)該植物在24 h假設(shè)該植物在24 h呼吸速率不變，最大光合速率為85mg/ h該植物在一晝夜中有機物積累量的代數(shù)式可表示為 A+C- BB.D.中午1