学生讲义(光合作用与细胞呼吸).doc

光合作用与细胞呼吸光合作用速率的测定方法1、光合速率（概念）：指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或者是O2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质的积累量来表示。2、实际光合速率与净光合速率、呼吸速率之间的关系净光合速率 = 总光合速率（实际光合速率）- 呼吸速率 3、实际光合速率与净光合速率、呼吸速率的表述方式实际光合速率单位时间植物对O2的产生量；CO2的固定量；有机物的产生量（制造量）净光合速率单位时间植物对O2的释放量；CO2的吸收量；有机物的积累量呼吸速率单位时间黑暗条件下CO2的释放量；O2的吸收量；有机物的消耗量一、测干物质量的积累量“半叶法”【例1】某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：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a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作用强度，其单位是mg/(dm2h)。 问题：a小时内上述B部位截取的叶片光合作用合成有机物的总量（M）为_ _。二、测气体体积变化法测光合作用产生的O2或消耗的CO2 体积 【例6】某生物兴趣小组设计了图3装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。 测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。 测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：项目红墨水滴移动方向原因分析测定植物呼吸作用速率ac测定植物净光合作用强度bd【例7】下图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题：（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量（需向左/需向右/不需要）调节。（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是 mL/h。（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是 mL/h。三、测溶氧量的变化黑白瓶法【例8】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：光照强度（klx）0（黑暗）abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为mg/L24h。（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为mg/L24h。（3）光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。【例9】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布置住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下：光照强度（klx）0abcde白瓶溶氧量mg/L31016243030黑瓶溶氧量mg/L333333以下说法正确的是 若只考虑光照强度，该深度湖水中所有生物在晚上8h内呼吸消耗O2的量7/3mg ； 光照强度为a klx时，该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡； 当该水层中的溶氧量达到30mg/L时，光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素；若将eklx光照下的白瓶置于bklx光照下，瓶中光合生物细胞的C3含量会增加，C5含量会减少A B C D四、小叶片浮起数量法步骤操作方法说明材料处理打孔取生长旺盛的菠菜叶片绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片。注意避开大的叶脉。抽气将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。沉底将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。叶片细胞间隙充满水而全都沉到水底。分组取3只小烧杯，标记为A、B、C，分别倒入20mL富含CO2的清水。分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。事先可用口通过玻璃管向清水内吹气。对照用3盏40 W台灯分别向A、B、C 3个实验装置进行强、中、弱三种光照。光照强弱（自变量）可通过调节来决定。观察观察并记录单位时间叶片浮起的数量（因变量）。实验预期：_烧杯中的小叶片浮起的数目最多。五、测装置中CO2浓度的变化红外线CO2传感器原理：由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有一线性关系,因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度的变化。 【例10】为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回答：（1）在60120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为 。理由是 。（2）在60120min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是。此时间段该植物光合速率为ppmmin【例13】将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是：A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移 B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移 C.如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移 D.如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移 【例16】（(2011浙江温州八校联考)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是（ ）A氧浓度为a时，细胞呼吸最弱 B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的3倍C氧浓度为c时，有氧呼吸强度与无氧呼吸相等D氧浓度为d时，该器官只进行有氧呼吸光合作用与细胞呼吸相关计算【例18】将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示； 温度（）5101520253035光照下吸收CO2（mg/h）1.001.752.503.253.753.503.00黑暗下释放CO2（mg/h）0.500.751.001.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是 A昼夜不停地光照，温度在35时该植物不能生长 B每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在20的条件下，该植物积累的有机物最多 C昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30D每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30时，该植物积累的有机物是温度在l0时的2倍【例19】将状况相同的某种绿叶等分成四组，在不同温度下分别暗处理1 h，再用适当的相同的光照射1 h，测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物的量相同)，得到如下表的数据。分析并回答问题：组别1234温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg3331（1）“光照后与暗处理前重量变化”可表示为2 h内有机物的_(合成、积累)量；或者表示为1 h中_(净、总)光合量2 h中的_量，或者表示为后1 h中_(净、总)光合量前1 h中的细胞呼吸量。（2）根据以上表格，完成下表中的数据填空。组别1234温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg33312 h中积累有机物的量/mg 光照1 h中的总光合量/mg 光照1 h中积累有机物的量/mg 根据你所得到的数据可知，该绿叶细胞呼吸的最适温度是_。光合作用的最适温度是_。光照时最有利于有机物积累的温度是_。【例21】将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中，研究其在1