光合作用和呼吸作用综合问题

光合作用 三 光合作用与呼吸作用综合问题 叶肉细胞 O2 汉水丑生侯伟作品 1 明确3种元素的转移途径 1 2 3 有氧呼吸 CO2 H2O H 2 解读总光合速率与呼吸速率的关系 1 图示 2 解读 A点 AB段 总光合速率呼吸速率 C点 为 只进行细胞呼吸 光补偿点 光饱和点 O2 O2 O2 汉水丑生侯伟作品 CO2 CO2 CO2 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 光合速率 呼吸速率 汉水丑生侯伟作品 光合速率 呼吸速率 汉水丑生侯伟作品 光合速率 呼吸速率 汉水丑生侯伟作品 3 明确各种速率的表示方法及相互关系 1 呼吸速率 有机物或 2 净光合速率 有机物积累量 CO2吸收量 3 总光合速率 有机物或O2产生量 CO2消耗量 4 总光合速率 净光合速率 O2消耗量 CO2产生量 O2释放量 呼吸速率 O2的产生量 容器内O2的增加量 CO2的固定量 容器内CO2的减少量 有机物的制造量 产生量 真光合速率 净光合速率 呼吸速率 O2的释放量 细胞呼吸的耗氧量 CO2的吸收量 细胞呼吸的产生的CO2量 有机物的积累量 细胞呼吸的有机物消耗量 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 小结 通常 我们用测量到的密闭容器内的O2释放量或CO2吸收量来表示光合速率 但是因为叶肉细胞中光合作用和呼吸作用同时进行的 我们测量到的其实是光合作用减去细胞呼吸的差数 即净光合速率 植物真正的光合速率是不能直接测量到的 真 总 光合速率 净光合速率 呼吸速率 净光合速率 常用一定时间内O2 CO2 或有机物 表示 真光合速率 常用一定时间内O2 CO2 或有机物 表示 释放量 吸收量 积累量 产生量 固定量 制造量 产生量 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 只要有02产生 就有光合作用 只呼 呼 光 呼 光 呼 光 汉水丑生侯伟作品 判断下图面积与合成 消耗有机物的关系 技法提炼 S1 S3 细胞呼吸消耗有机物量 S2 S3 光合作用产生有机物总量 S2 S1 O D时 光合作用净积累有机物量 1 2 3 据图可知 OA表示细胞呼吸释放的CO2量 由光 CO2 补偿点到光 CO2 饱和点围成 BCD面积代表净光合作用有机物的积累量 改变影响光合作用某一因素 对补偿点和饱和点会有一定的影响 因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化 规律方法 1 注 适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上 光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前 具体分析如下表所示 经典题改编 已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 如图表示30 时光合作用与光照强度的关系 若温度降到25 原光照强度和二氧化碳浓度不变 理论上图中相应点a b d的移动方向分别是A 下移 右移 上移B 下移 左移 下移C 上移 左移 上移D 上移 右移 上移 答案 解析 1 2 3 1 六种探究光合作用强度的实验设计方法 1 液滴移动法 气体体积变化法 黑暗条件下 装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量 适宜光照下 装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率 真光合速率 净光合速率 呼吸速率 2 黑白瓶法 取三个玻璃瓶 一个用黑胶布包上 并包以锡箔 从待测的水体深度取水 保留一瓶以测定水中原来的溶氧量 初始值 将剩余的两个黑 白瓶沉入取水深度 经过一段时间 将其取出 并进行溶氧量的测定 有初始值的情况下 黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量 白瓶中氧气的增加量为净光合作用量 二者之和为总光合作用量 没有初始值的情况下 白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量 3 叶圆片称重法测定单位时间 单位面积叶片中淀粉的生成量 如图所示以有机物的变化量测定光合速率 S为叶圆片面积 净光合速率 z y 2S 呼吸速率 x y 2S 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 x z 2y 2S 4 半叶片法将植物对称叶片的一部分 A 遮光或取下置于暗处 另一部分 B 则留在光下进行光合作用 即不做处理 并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移 一定时间后 在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片 分别烘干称重 记为MA MB 开始时二者相应的有机物含量应视为相等 照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量 超出部分即为光合作用产物的量 再通过计算可得出光合速率 5 叶圆片上浮法首先通过对叶片打孔 抽气 沉底的材料处理 然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作 最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间 6 梯度法用一系列不同光照强度 温度或CO2浓度装置 可探究光照强度 温度或CO2浓度对光合作用强度的影响 1 某同学研究甲湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸 具体操作如下 取三个相同的透明玻璃瓶a b c 将a先包以黑胶布 再包以铅箔 用a b c三瓶从待测水体深度取水 测定瓶中水内氧容量 将a瓶 b瓶密封再沉入待测水体深度 经24小时取出 测两瓶氧含量 结果如图所示 则24小时待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是 技能提升 2 1 2 3 4 A 24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是vmol 瓶B 24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是kmol 瓶C 24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是 k v mol 瓶D 24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是 k v mol 瓶 答案 解析 解析c瓶是对照 a和c的差值能反映呼吸强度 b和c的差值反映的是光合作用和细胞呼吸强度的差 b和a的差值反映的是总光合作用强度 1 2 3 4 2 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率 做如图所示实验 在叶柄基部做环剥处理 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下面积为1cm2的叶圆片 烘干后称其重量 M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时 则测得叶片叶绿体的光合速率是 单位 g cm 2 h 1 不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响 则叶圆片总光合速率为 答案 解析 A 3y 2z x 6B 3y 2z x 3C 2y x z 6D 2y x z 3 1 2 3 4 解析分析题意可知 上午10时到下午16时之间的6个小时 植物既进行光合作用 也进行细胞呼吸 因此其重量变化表示的是净光合作用量 则净光合速率 净光合作用量 6 y x 6 而M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时 此时叶片只进行细胞呼吸 因此可以计算出呼吸速率 y z 3 因此总光合速率 净光合速率 呼吸速率 y x 6 y z 3 3y 2z x 6 1 2 3 4 3 某研究小组用 半叶法 对番茄叶的光合速率进行测定 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MA MB 获得相应数据 则可计算出该叶片的光合速率 其单位是mg dm2 h 请分析回答下列问题 1 MA表示6小时后叶片初始质量 细胞呼吸有机物的消耗量 MB表示6小时后 细胞呼吸有机物的消耗量 答案 叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 解析 1 2 3 4 解析叶片A部分遮光 虽不能进行光合作用 但仍可照常进行细胞呼吸 叶片B部分不做处理 即能进行光合作用 又可以进行细胞呼吸 分析题意可知 MB表示6小时后叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 细胞呼吸有机物的消耗量 MA表示6小时后叶片初始质量 细胞呼吸有机物的消耗量 则MB MA就是光合作用6小时干物质的生成量 B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量 由此可计算总光合速率 即M值除以时间再除以面积 1 2 3 4 2 若M MB MA 则M表示 3 总光合速率的计算方法是 4 本方法也可用于测定叶片的呼吸速率 写出实验设计思路 答案 B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量 M值除以时间再除以面积 即M 截面积 时间 将从测定叶片的相对应部位切割的等面积叶片分开 一部分立即烘干称重 另一部分在黑暗中保存几小时后再烘干称重 根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率 1 2 3 4 4 某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用 据此回答下列问题 1 若要探究植物细胞呼吸的类型 选取的实验装置有 为使实验结果更科学 还需设置 若实验中对照组的红色液滴静止不动 植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 则观察到的实验现象是 装置一和装置二 对照实验 装置一红色液滴左移 装置二红色液滴右移 答案 解析 1 2 3 4 解析若要探究植物细胞呼吸的类型 选取的实验装置有装置一和装置二 为使实验结果更科学 还需设置没有植物 或死植物 的对照实验 排除物理因素的影响 若实验中对照组的红色液滴静止不动 植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 则装置一烧杯中盛放NaOH溶液 能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳 有氧呼吸消耗氧气 则红色液