綠色植物光合作用與呼吸作用的相關(guān)計算

1、綠色植物光合作用與呼吸作用的相關(guān)計算教學(xué)目標(biāo)：1、知識與技能：概述綠色植物光合作用與呼吸作用的關(guān)系、測量光合作用的指標(biāo)以及它們之間的 關(guān)系。2、過程與方法：（1）通過解析有關(guān)綠色植物光合作用與呼吸作用的練習(xí)題，一方面學(xué)會解析題目 的方法，另一方面理解綠色植物光合作用與呼吸作用的關(guān)系，并能總結(jié)出測 量光合作用的指標(biāo)以及它們之間的關(guān)系。（2）運(yùn)用所學(xué)綠色植物光合作用與呼吸作用的知識解析實(shí)際生活中的自然現(xiàn)象。3、情感態(tài)度與價值觀：（1）、通過小組比賽的形式激發(fā)學(xué)習(xí)研究的熱情，逐步形成鍥而不舍、探索創(chuàng)新 的學(xué)習(xí)態(tài)度，促進(jìn)自身的可持續(xù)發(fā)展。（2）增強(qiáng)關(guān)注自然、關(guān)注生活、熱愛生活的積極的生活態(tài)度。（3）采

2、用小組合作的學(xué)習(xí)方式，在合作交流中獲得知識、促進(jìn)理解、提高能力， 潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀和人生觀。教學(xué)重點(diǎn)：測量光合作用的指標(biāo)以及它們之間的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用測量光合作用的指標(biāo)以及它們之間的關(guān)系解析練習(xí)題。教學(xué)過程：課前準(zhǔn)備：比賽：每個學(xué)習(xí)小組解析兩道有關(guān)綠色植物光合作用與呼吸作用的練習(xí)題。導(dǎo)入：多媒體演示：新疆素有“瓜果之鄉(xiāng)”的美稱。在民間流傳著一首優(yōu)美的“順口溜”，對新疆不同 地區(qū)的不同瓜果加以概括。吐魯番葡萄哈密的瓜葉城的石榴人人夸，吐魯番葡萄哈密的瓜葉城的石榴人人夸，庫爾勒的香梨甲天下，阿圖什的無花果名聲大，喀什櫻桃賽珍珠，庫爾勒的香梨甲天下，阿圖什的無花果名聲大，喀什櫻桃賽

3、珍珠，和田的薄皮核桃不用敲，一年四季有瓜果，伊犁蘋果頂呱呱，下野地的西瓜甜又沙，伽師甜瓜甜掉牙，庫車白杏味最佳。來到新疆不想家?！窘處煟骸客卖敺貐^(qū)屬于高緯度地區(qū)，日照時間比內(nèi)地地區(qū)長，光合作用時 間長；吐魯番地區(qū)屬于沙漠性氣候，日夜溫差大，有利有機(jī)物質(zhì)的積累。通過 這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們會有更全面的認(rèn)識。【學(xué)生活動：】每組匯報練習(xí)題的答案【教師：】公布答案例 1：參考答案：（1）3（2）4（3）7.03例 2: 60 mg【學(xué)生活動：】由做錯的或?qū)Φ闹v講解題步驟?！窘處煟骸恳龑?dǎo)學(xué)生分析錯題原因。【學(xué)生活動：】談?wù)劷馕鲞@兩道題目的關(guān)鍵?！窘處煟骸筷P(guān)鍵一：綠色植物光合作用與呼吸作用的關(guān)系【學(xué)生活動：】

4、討論總結(jié)【教師：】綠色植物光合作用與呼吸作用的關(guān)系：綠色植物既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行呼吸作 用，光合作用進(jìn)行的必要條件是有光，呼吸作用則時刻進(jìn)行與光無關(guān)。光合作用:6CO2+12H2O .也 q C6Hi2O6+6O2+ 6H2O呼吸作用:C6H12O6+ 60 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量【學(xué)生活動：】分析下圖，植物體中光合作用與呼吸作用的關(guān)系【教師：】光合作用等于呼吸作用，植物不從大氣中吸收 CO2也不釋放o2到大氣中。光合作用小于呼吸作用，植物從大氣中吸收02 且釋放C02到大氣中光合作用大于呼吸作用，植物從大氣中吸收CO2且釋放o2到大氣中【教師：】關(guān)鍵二：測量光合作用的

5、指標(biāo)：【學(xué)生活動：】討論總結(jié)測量光合作用的指標(biāo)【教師：】通常有三個：CO吸收量、O釋放量、有機(jī)物的積累量。【教師：】關(guān)鍵三：已知條件中的測量2值是凈產(chǎn)量還是總產(chǎn)量，二者的關(guān)系。【學(xué)生活動：】討論總結(jié)【教師：】測量值（凈產(chǎn)量）=實(shí)際值（總產(chǎn)量）一呼吸作用消耗值解析題目：例1將某種綠色植物的葉片，放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中。研究在10C、20。的 溫度下，分別置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗條件下的光合作用和呼 吸作用。結(jié)果如圖所示。氧氣W放氧氣W放ft(mg黑踣時間（h）光照時向（h）（1）該葉片的呼吸速率在20C下是10C下的 倍。（2）該葉片在10C、5000勒克斯的光照條件下,每小

6、時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量是 mg。（3）該葉片在20C、20000勒克斯的光照條件下，如果光合作用合成的有機(jī)物都是葡萄糖，每小時產(chǎn)生的葡萄糖為 mg。解析：1、要弄清題十中告訴我們的信息是什么？一一要抓住所示氣體量變化量為實(shí)際 測得的，即“植物從外界吸收的氧氣量是凈產(chǎn)量，而不是植物實(shí)際的產(chǎn)生量” 是關(guān)鍵。測量值實(shí)際值消耗量光合作用。2釋放量（凈）二光合作用實(shí)際的制造量（總）一呼吸作用消耗量2、需要解決的問題是什么？ 一一每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量和每小時產(chǎn)生 的葡萄糖是實(shí)際產(chǎn)生量還是凈產(chǎn)量（均為實(shí)際產(chǎn)量）。測量值實(shí)際值消耗量光合作用葡萄糖積累量（凈產(chǎn)量）二光合作用實(shí)際的葡萄糖制造量（總）呼吸

7、作用葡萄糖消耗量（1）黑暗時因只進(jìn)行呼吸作用，因此測得的氧氣吸收量就是它實(shí)際消耗的02 量，在20OC時呼吸速率：1.5mg，在10OC時呼吸速率：0.5mg，因此該葉片的呼 吸速率在200C時是100C時的3倍；（2）光照時測得的02釋放量則是釋放到外界的，是凈產(chǎn)量。光合作用實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量=測得的+自身呼吸消耗的=釋放的02量3.5 mg （凈產(chǎn)量）+呼吸消耗0.5mg =4mg（3）光合作用實(shí)際產(chǎn)生的氧氣量=測得的+自身呼吸消耗的=釋放的02量6 mg （凈產(chǎn)量）+呼吸消耗1.5mg=7.5mg根據(jù)反應(yīng)式，設(shè)產(chǎn)生葡萄糖為X，則6CO2+12HO C6H12O6+6O2+ 6H6CO2+1

8、2HO C6H12O6+6O2+ 6H2O180X:192=7.03 mg(2) 4(3) 7.031927.5X = 180X 7.5參考答案：（1）3例2在25r，有氧條件下，某植物在黑暗中足光照后，每小時吸收44mgCO，則該植物每小時實(shí)際合成的C H O的量為解析：26 12 6教師：首先，該植物在黑暗中產(chǎn)生的CO2來自有氧呼吸，因此測得的產(chǎn)生的CO2 就是呼吸作用實(shí)際消耗量。其次，該植物每小時向外界吸收CO244mg為測量值， 即為光合作用凈產(chǎn)量。它們之間的關(guān)系并以量化的形式表達(dá)出來。測量值實(shí)際值每小時產(chǎn)生CO2為44mg，給予充消耗量光合作用C02吸收量（凈）二 光合作用實(shí)際的頃）

9、2消耗量（總）mg。呼吸作用C02產(chǎn)生量測量值實(shí)際值消耗量光合作用葡萄糖積累量（凈產(chǎn)量）二光合作用實(shí)際的葡萄糖制造量（總）呼吸作用葡萄糖消耗量光合作用實(shí)際消耗的CO2量=測得的+自身呼吸產(chǎn)生的=CO2吸收量44 mg （凈產(chǎn)量）+呼吸產(chǎn)生CO244mg=88mg據(jù)光合作用反應(yīng)方程式：6CO,+12H,O CH0 +6O,+6 HO22612 62226418088X =88X180 + 264則該植物每小時實(shí)際合成C6H12O6為60 mg。教師小節(jié):測量值光合作用葡萄糖積累量（凈產(chǎn)量）光合作理野放量（凈）A2光合作用C%測量值光合作用葡萄糖積累量（凈產(chǎn)量）光合作理野放量（凈）A2光合作用C%

10、吸收量（凈）A3實(shí)際值消耗量光合作用實(shí)際的葡萄糖制造量（總）一呼吸作用葡萄糖消耗量 B1I光合作用實(shí)際螞護(hù)造量（總）B2光合作用實(shí)際的電消耗量（總）B3C1-呼吸作黔申耗量C2呼吸作用CO?產(chǎn)生量C3其中A1、A2、A3這三項(xiàng)可以按1： 6： 6的摩爾比計算；B1、B2、B3； C1、 C2、C3也可以按1： 6： 6的摩爾比計算。呼吸作用葡萄糖消耗量亦可由黑暗中測得的氧氣消耗量（減少量）或CO釋 放量（增加量）通過呼吸作用總反應(yīng)式求出。8日 2C H1 O +6O2+ 6H2O 6CO2+12H2O+能量例3:有一位科學(xué)家做/這樣一個實(shí)驗(yàn)，將10g葉肉細(xì)胞中榆十綠體和線粒體分 離開來，在離體

11、條件下分別測定其光合作用中CO的吸收量和呼吸作用中CO的 釋放量，圖A曲線表示：分別在15C和30C條樣下，測定葉綠體在不同光照和 不同溫度條件下每小時CO的吸收量；圖B曲線表示：在不同溫度條件下測得的 線粒體呼吸作用每小時co2的釋放量。請仔細(xì)分析后回答下列問題：(80UM/3i)lM身炭 ZOU05 10 15 20 25 30 35溫度也）B(80UM/3i)lM身炭 ZOU05 10 15 20 25 30 35溫度也）B（1）在溫度為30C,光照為8000勒克斯的條件下，離體葉綠體的光合作用強(qiáng)度為 H g/h/10g；在溫度為15C，光照為8000勒克斯時，離體葉綠體的光 合作用強(qiáng)度

12、為 H g/h/10g。在光照強(qiáng)度相同，溫度不同的的條件下，光合作用 強(qiáng)度不同，是因?yàn)槭芄夂献饔玫?過程的限制。（2）離體線粒體在溫度為15 C和30C時的呼吸作用強(qiáng)度分別為 H g /h/10g 和 H g / h/10g。（3）假定離體葉綠體和線粒體與在葉肉細(xì)胞內(nèi)的生理活性基本一致，在30C條件下的葉肉細(xì)胞內(nèi)既不吸收CO2也不釋放CO2的光照強(qiáng)度為勒克斯，此時光合作用正好補(bǔ)償呼吸作用的消耗，呼吸作用所釋放出的 CO2正好用于（4）假定離體葉綠體和線粒體與在葉肉細(xì)胞內(nèi)的生理活性基本一致，在溫度 為30C，光照強(qiáng)度為8000勒克斯時，光照10h，然后轉(zhuǎn)入無光條件下，溫度也 為30C時，10克葉

13、肉組織一晝夜能積累葡萄糖 H g。如果黑暗條件下的日g。(比賽看看誰的解溫度平均為15C日g。(比賽看看誰的解根據(jù)第(4)小題計算的結(jié)果，解釋種在新疆吐魯番的哈密瓜比種在江蘇的 品質(zhì)要好的原因是。解析 讀懂曲線，本題目所設(shè)條件葉綠體與線粒體已分離，在測定葉綠體的 光合作用時不存在呼吸作用的影響。所以光合作用和呼吸作用速率(或強(qiáng)度)只 要直接讀取曲線中的有關(guān)數(shù)據(jù)就可以了。第(3)小題所設(shè)條件是葉肉細(xì)胞，內(nèi)有葉綠體和線粒體，在光下既進(jìn)行光合 作用又進(jìn)行呼吸作用，光合作用釋放的O2有一部分被呼吸作用消耗掉，呼吸作 用釋放的CO2被光合作用吸收掉。當(dāng)光合作用吸收的CO2與呼吸作用釋放的CO2 量相等時

14、的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。在圖B曲線中查出在30C時每小時產(chǎn)生CO22 量為1. 5 h g，在圖A中查出在30C時的每小時吸收CO1. 5 h g時的光照強(qiáng)度 為1500勒克斯。2第(4)小題可以通過以下幾種方法來計算：解法一：先通過光合作用反應(yīng)式，算出10g葉肉細(xì)胞在30C、8000勒克斯光照 條件下光合作用10h葡萄糖的總生成量。6CO2+ 12H2O C6H12O6+ 6O2+ 6H2O TOC o 1-5 h z 2641808 h gX 10=80 h gXX = 80 X 180 : 264=54.55 h g再通過呼吸作用反應(yīng)式計算出一晝夜所消耗的葡萄糖量。CH O + 6O +

15、 6HO 6CO + 12HO + 能量6 12 622221806X44=264X36X = 180X36 + 264=24.55最后計算出一晝夜能積累葡萄糖：54.5524.55=30 h g解法二：先通過光合作用反應(yīng)式，根據(jù)10g葉肉細(xì)胞在30C、8000勒克斯光照 條件下光合作用10hCO2的凈吸收量計算出葡萄糖的凈產(chǎn)量。6CO +212H2O C6H12O6+6 O2 + 6H6CO +2180264180XX = 65 X 180 + 264=44.32 h g再通過呼吸作用反應(yīng)式計算出無光條件下14h所消耗的葡萄糖量。(在30t條件下14h的呼吸作用消耗為1. 5 h gX 14

16、=21 h g。)CH O + CH O + 6O + 6HO6 12 622180 6CO + 12HO + 能量2264221X =180X21 + 264=14.32最后計算出一晝夜能積累葡萄糖：44.3214.32=30 g解法三：過光合作用反應(yīng)式，由葉肉細(xì)胞一晝夜CO2的凈吸收量直接計算出。根 據(jù)題意，CO2的凈吸收量二葉肉細(xì)胞一晝夜在光下的總吸收量(8 gX 10=80 pg) 減去一晝夜呼吸的總釋放量(1.5 p gX24 = 36 p g) =44 p g6CO2+ 12H2O C6H*O6+ 6O2 + 6H2O264 22180 62244 p gXX= 44 X 180

17、: 264=30p g在15C條件下14h的呼吸作用消耗為0.75 p gX 14=11. 5 p g, 一晝夜積累有機(jī) 物為6CO2+ 12H2O C6H12O6 + 6O2+ 6H2O2642180 62280-15-10.5 (0.75 p gX14) =54.5 p g XX = 54.5X 180 : 264 = 37.16 p g第5小題主要是考慮光照和溫度對光合作用和呼吸作用的影響。答案(1)8 4暗反應(yīng)(2) 0. 75 1. 5 (3) 1500光合作用(4) 3036. 5 (5)吐魯番地區(qū)屬于高緯度地區(qū)，日照時間比江蘇長，光合作用時間長;吐魯番地區(qū)屬于沙漠性氣候，日夜溫差

18、大，有利有機(jī)物質(zhì)的積累?！緦W(xué)生活動：】在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高農(nóng)作物產(chǎn)量有哪些措施？【教師：】適當(dāng)提高光照強(qiáng)度延長光合作用時間對溫室大棚用無色透明玻璃溫室栽培植物時，可增加光合作用面積，合理密植是增加光合作用面積的一 項(xiàng)重要措施。溫室栽培植物時適當(dāng)提高室內(nèi)CO的濃度，如釋放一定量的干冰或多施有機(jī)肥，使根部吸收的CO2增多。大田生產(chǎn)“正其行，通其風(fēng)”，即為提高co2濃度、 增加產(chǎn)量22溫室栽培植物時，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫【學(xué)生活動：】課題研究一一影響光合作用的因素【練習(xí)題:】1、將一株植物置于密閉的容器中，用紅外測量儀進(jìn)行測量，測量時間均為1小時。測定時 的條件和結(jié)果如下表所示。(數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)

19、狀況下測得。單位：mL)對其結(jié)果仔細(xì)分析后回答下列問題：在充分光照下暗處15r25 r15r25 rCO2減少量22.456.0-CO增加量_11.222.4在25r條件下，這株植物在充分光照下1小時總共制造葡萄糖。在25 r條件下，這株植物在充分光照下1小時積累的有機(jī)物都是葡萄糖，則積累葡 萄糖?如果一天有10小時充分光照，其余時間在黑暗下度過且晝夜溫度均為25r，假定 積累的有機(jī)物都是葡萄糖，則積累葡萄糖?如果光照時的溫度為25r，光照時間10小時，黑暗下溫度為15r，則一晝夜積累 葡萄糖。根據(jù)你的計算，解釋種在新疆吐魯番地區(qū)的西瓜比種在江蘇的甜的原因是 參考答案：(1) 0.105g (

20、2) 0.075g (3) 0.33g (4) 0.54g (5)新疆的吐魯番地區(qū) 是沙漠中的綠洲，屬于沙漠性氣候，日夜溫差比江蘇大，有利于有機(jī)物的積累，特別是糖的 積累，各界的糖多所以特別甜。2、1999年11月21日，我國載人航天飛機(jī)“神舟”號，首次試飛成功，這標(biāo)志著我國的航 天技術(shù)已居世界領(lǐng)先地位。在長期的航天飛行中，比較難解決的問題是宇航員的食物與氧氣 供應(yīng)問題。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在太空艙內(nèi)“飼養(yǎng)”小球藻可以很好地解決這個問題，因?yàn)樾∏蛟?經(jīng)過光合作用，即可釋放氧氣，也能合成有機(jī)物。在一般光照條件下，每500克小球藻(鮮 重)經(jīng)光合作用每小時約可釋放氧氣224mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況)。一名宇航員要維持正常的生命活動， 每小時約需0.25mol的葡萄糖來提供能量。請回答下列有關(guān)問題： 每公斤小球藻在光照條件下，每小時可產(chǎn)生 克葡萄糖。若宇航員維持生命活動所需的氧氣全部來自小球藻的光合作用，則在太空艙內(nèi)至少要“飼養(yǎng)”小球藻 公斤。若宇航員每天(24小時)消耗的900克葡萄糖全部由小球藻提供(不考慮小球