光合作用和呼吸作用点拨拓展

1、1.叶绿体中色素的作用是吸收、传递和转化光能，温室大棚的顶棚用 白色有利于农作物增产光合和呼吸中的H 不是（是/不是）同一物质，光合和有氧呼吸过程中是（是/不是）都有水的产生和消耗。在光下给植物提供 14CQ,其碳原子在叶绿体内的转移途径是14CQt14C3t14C5、（14CHQ）光合作用暗反应过程中 CQ的固定和G的还原 不是（是/不是）都消耗能量。ATP可在有氧呼吸的第 一、二、三 阶段产生,在无氧呼吸的第 一阶段产生.人在剧烈运动时产生的 CQ是（是/不是）都是有氧呼吸产生的.影响光合作用和呼吸作用的主要环境因素分别是光照、CQ浓度、温度,温度、Q浓度 .新疆的哈密瓜特别甜的原因是：昼

2、夜温差大，白天温度高，光合作用强，积累有机物多；晚上温度低，呼吸作用弱，消耗有机物少。大棚农作物增产的措施是：白天适当升温，晚上适当降温、提高CQ浓度、适当延长光照时间 农业生产中主要通过延长光照时间（轮作）、增加光照面积（套种、合理密植）和增强光合作用效率（光的 波长、光照强度、CQ2供应、矿质元素）等途径提高光能利用率 点拨拓展1:分析光照和CQ浓度变化对光合作用中各物质合成量的影响C3的含量突然上升,例1 :将单细胞绿藻置于适宜的条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内 这是由于（B ）光反应仍在进行，形成H 和ATP光反应停止，不能形成H 和ATP暗反应仍在进行，CQ和C

3、5结合，继续形成C3光反应停止，由于没有H 和ATP供应，C3不能形成葡萄糖而积累增加A . B . C . D .从图解分析，b点比a点细胞内的C含量一较低_c NjHCOj推测前提：准确写出光反应和暗反应的反应式CQ浓度不变光反应HATPGC5(CHQ)光照减弱JfJJ光照增强fJff光照不变暗反应C3C5HATP(CHQ)CQ浓度减少JJfJJfCQ浓度增加ffJffJ练习1： 20世纪50年代，卡尔文及其同事发现了卡尔文循环，他因此获得了1961年诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在，一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入CQ,通气管上有一个开关，可以控制CG的供应，密闭容器周围有光源

4、，通过控制电源开关可以控制光照的有无。（1） 卡尔文向密闭容器中通入14CO,发现反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物 （G）和一种六碳糖（C6） 中。将反应时间缩短到0.5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，这说明CO中C的转移路径是 cac V 。上述实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO中碳原子的转移路径。（2） 卡尔文通过改变实验条件来探究卡尔文循环中固定CQ的化合物，这时他发现G的含量快速升高，其改变的实验条件是停止CQ供应，由此得出固定CQ的物质是C503）卡尔文通过停止光照一，探究光反应和碳反应的联系 ，他得到的实验结果为下图中的A 这是因为在没有光照时，光反应

5、产生的 ATF和NADP减少了。5 3 - c CSS点拨拓展2:光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系：例2:在适宜光照条件下若将植物体放在含C8O的环境下，一段时间后，植物周围的空气中有没有可能出现 18O2?为什么？有可能，因为血一狀）一屯一空舗屯幟应）光飽 馳（1）物质变化仝j酮心S塑吗：可2!竺（甲。）型匸吃h:h2o光合柞用J（CHJ）（H2O（2）能量变化光能竺止:出0）亘逊 -ATP各项生命活动 一热能练习2:将一株植物培养在Hb18O中进行光照，过一段时间后，葡萄糖中 光合作用生成的水中A. B. C.* H()有氧呼吸II*co218Q可能存在于（D）周围的水蒸气中周围空

6、气中的二氧化碳中周围空气中的氧气中 D. 点拨拓展3:相关曲线中关键点的移动（光合作用的最适温度为 25 C,呼吸作用的最适温度为 30 C）例3：将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室， 调节小室CG浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合 作用的强度（以CG吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是 （D ）如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移如果光照强度适当降低,如果光照强度适当增加,a点左移，b点右移 a点右移，b点右移 a点左移，b点右移如果光照强度适当增加,当外界条件变化时，C02（光）补偿点、C02（光）饱和点的移动规律:C0（光）补偿点C0（光）饱和点C0（光）饱和点对

7、应曲线上的点呼吸速率增加右移呼吸速率减小左移光合速率增大左移右移右上光合速率减小右移左移左下分析思路如下:补偿点：当某因素导致呼吸速率增加时,因为补偿点意味着呼吸速率等于光合速率，要想达到补偿点，植物需要增加光合速率，横坐标表示光照强度或 co浓度需要量 增加,故补偿点向右移；（表格中的四种情况可将划线部分挖空填写） 饱和点：因为饱和点意味着达到最大光合速率时对应的光照强度（CG浓度），所以当某因素导致光合速率 增大时，植物进行光合作用所需的CG量会增多，而呼吸作用提供的CG量为固定值，故植物从外界吸收的 CO量会增多；光合速率 增大导致合成有机物量增多,在有机物中储存的光能量 增多，对光照强

8、度的需要也增加,故饱和点向右移，饱和 点对应的曲线上的点向 右上方移动。练习3：如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是 （C）a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等 已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25C和30C,如图表 示该植物处于25 C环境中，则将温度提高到30 C时，a点上移，b点左移, d点下移当植物缺镁时，b点将向右移 点拨拓展4:呼吸作用和光合作用的关系: 净光合速率=真正光合速率-呼吸速率02释放量=光合作用产生02量 -呼吸作用消耗02量C02吸收量=光合作用固定C0量 -呼吸作用产生C02量有机

9、物积累量=光合作用产生有机物量-呼吸作用消耗有机物量例4:将某绿色植物放在特定的实验装置内，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C02勺吸收量与释放量为指标，实验结果如下表：温度（C）5101520253035光照下吸收CQ （mg/h）1.001.752.503.153.753.53.00黑暗中释放CO （mg/h）0.500.751.001.752.253.003.50（1 ）昼夜不停地光照，温度在 35 C时该植物能否生长？_能生长昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是多少？_25_C能生（2）每天交替进行12小时光照，12小时黑暗，温度均保持在 3

10、0C的条件下，该植物能否生长？为什么?长。因为12小时光照下植物积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物多（因为12小时光照下植物合成有机物的总量比24小时呼吸消耗有机物的总量多）如何判断题中所求是净光合速率还是真正光合速率:1、看文字有关光合作用与呼吸作用的常用词语的含义：葡萄糖的“制造”、“生产”、“合成”、“生成”、“产生”t总光合量葡萄糖的“积累”、“净生产量”；二氧化碳“减少量”“吸收量”氧气“增加量”“释放量” t净光合量“黑暗或夜晚” t呼吸量“光照或白天” T光合作用、呼吸作用同时进行2、看曲线图起点含义CO 2+4比强蛀（弱一强）练习4:图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内

11、CG释放量和02产生总量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是（C ） a产钛苣口 coMSmLabed光刪厦甲若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c时与图乙的c时细胞中产生ATP勺场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的 b相当于图乙的b点图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收 2个单位的CG图乙的a、b、c点光合作用限制因素只有光照强度点拨拓展5:不同条件下植物能否生长的判断crOz释放量比兮 畑 J SH度fp乙甲图中植物能够生 长的最小光照强度 为b ，乙图中植 物在 t 2温度

12、下 生长的最好。h42o26284o量收吸2OCS3甲图D光照强度E上图所示植物能否生长？为什么?乙图CO 2浓度丙图点拨拓展6:光合速率、呼吸速率的测定方法一、干物质量的积累“半叶法”-测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质积累数例5: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/（d

13、m2 h）。问题：a小时内上述B咅B位截取的叶片光合作用合成有机物的总量（ M）为 M=MB-MA_解析本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。如图所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。题中：MB表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量，MA表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，所以，M=MB-MA就是光合作用有机物的经过 6小时干物质的积累数 （E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就可测得真正光合速率（单位：mg

14、 /dm2 h）练习5：某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。 在叶柄基部作环剥处理（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，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=（3y 一 2zx） /6 g cm2 h-1（不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响）。则M处的实验条件是（ A ）环录！I后的叶柄下午4时后将整个实验装置遮光 3小时下午4时后将整个实验装置遮光 6小时下午4时后在阳光下照射1小时晚上8时后在无光下放置3小时解析 起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重 x克，从上午10时

15、到下午4时，叶片在这6小时内既进行 光合作用，又进行呼吸作用，所以下午 4时移走的叶圆片干重 y克减去上午10时移走时的叶圆片干重 x克的差 值，就等于该叶圆片净光合作用干物质量：（ y x）克。若要求出呼吸作用干物质量，应将叶片遮光处理， 先假设叶片遮光处理为 M小时后干重为z克，下午4时移走的叶圆片干重y克减去叶片遮光处理 M小时后的干重z克差值，就是呼吸作用干物质量：（y Z）克。据真正光合速率=表观光合速已知：测得叶片的叶绿体光合作用速率=（3y 一 2zx） /6 g cm-2 h-1 ,率+呼吸速率，得出：（3y 2z x） /6 = （y 一 x） / 6 +（y 一 Z） /

16、M，计算出 M = 3 小时，A选项正确、气体体积变化法-测光合作用Q产生（或CO消耗）的体积例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 NaO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NaHCO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直。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a.c.测定植物净光合

17、作用强度b.d.解析： 测定植物的呼吸作用强度时，将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼 吸消耗Q，而释放的CO气体被装置烧杯中的 NaOH溶液吸收，导致装置内气体量减小，压强减小，红色液滴向 左移动，向左移动的距离 X，就代表植物进行有氧呼吸消耗的量Q量，也就是有氧呼吸产生的 CO量。测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHC3缓冲溶液可维持装置中的 CO浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，又处在植物的生长期，其光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释 放Q,致装置内气体量增加，红色液滴向右移动，向右移动距离Y,就代表表观光合作用释放 Q量，也就

18、是表观光合作用吸收的 CQ量。所以，依据实验原理：真正光合速率=呼吸速率+表观光合速率，就可以计算出光合速率。答案a 向左移动c 将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗C2,而释放的CO气体被装置烧杯中 NaOH溶液吸收，导致装置内气体量减小，压强减小，红色液滴向左移动b.向右移动 d .装置的烧杯中放入 NaHCO缓冲溶液可维持装置中的 CO浓度；将装置放在光照充足、温度适 宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放Q,致装置内气体量增加，红色液滴向右移动练习6:图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装光獰氢瞬鞭1玻琨糅置

19、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 C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：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。 TOC o 1-5 h z 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20C、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才

20、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。解析 (1 )由光合作用的总反应式 6CO+12H2O t C6H2Q+6Q+6HO,可知反应前后气体体积不变，所以不需 要调节针筒容量就可使水滴维持在X处。(2)光照条件下，由于光合作用吸收的CO由缓冲液补充，缓冲液能维持CO浓度，同时释放出 C2导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内Q气体容量的增加就代表表观光合速率的大小。由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是(0.6-0.2 ) X 3=1.2(mL/h)(3 )瓶中液体改放为 NaOH溶液，则装置内 CO

21、完全被吸收，植物体不能进行光合作用，只能进行呼吸作用， 瓶中气体的变化即呼吸消耗的Q的变化。则在有光条件下该植物的真正光合速率=表观光合速率 +呼吸速率,既 1.2+0.1 X 2=1.4 ( mL/h)。答案(1)不需要(2) 1.2(mL/h)( 3) 1.4 ( mL/h)三、测溶氧量的变化-黑白瓶法例7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：表2光照强度(klx

22、)0 (黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333 黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为7mg/L 24h。 当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为21mg/L 24h。光照强度至少为a(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。当光照强度为d(填字母)时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加。若将a光照下的白瓶移至 d光照下，则瓶中植物细胞的光合作用速率加快，其主要原因是_光反应产生的 ATP和H增多_

23、。被还原后的 G经一系列变化可形成糖类、G_。解析 黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用。 在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量。 黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的Q量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7 (mg/L24h)。 当光照强度为c时，表观光合速率的大小为：24小时后氧含量-原初溶解氧

24、，即24-10=14 ( mg/L 24h)。 呼吸速率为10-3=7 ( mg/L 24h)。真正光合速率为 14+7=21 ( mg/L 24h).黑暗时，黑白瓶都是 3 mg/L 24h，说明水体生物呼吸速率为10-3=7 ( mg/L 24h),所以光照强度至少为a时，净光合速率为 10-3=7 (mg/L 24h)，才能维持水中生物正常生活耗氧量所需。四、定性比较光合作用强度的大小 -小叶片浮起数量法 例8 探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下：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

25、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CO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。观察观察并记录叶片浮起的数量(因变量)。实验预期：烧杯中的小叶片浮起的

26、数目最多。本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量的多少来反映光合作用速率的大小；还可以通过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。但该实验方法只能比较大小，无法测出具体的量变。答案台灯与实验装置间的距离A五、测装置中C02度的变化-红外线C02传感器原理：由于CO对红外线有较强的吸收能力，CO2勺多少与红外线的降低量之间有一线性关系,因此CO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度的变化。CO传感器来监测不同条件下瓶中 6所示。请据图回答：CO2COg隹感器图6时间C min )例9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 度的变化

27、，如下图5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图(1 )在60120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降低。理由是CO2浓度逐渐降低(2)在60120min时间段，瓶内CO浓度下降的原因是植物的光合作用强度大于呼吸作用强度。此时间段该植物光合速率为 25ppm/ min。C02的浓度逐渐解析(1)在60120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降低，理由是 降低。(2)在60120min时间段，瓶内CO浓度下降的原因是：植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，CO不断减少。用瓶中安放的 CO传感器来监测瓶中 CQ浓度60min内的变化是1500 - 500 =

28、 1000 (ppm),该数值是60min 内净光合作用消耗的 CO量。60min内植物呼吸释在060min时间段，瓶内CO浓度上升的原因是：植物在黑暗条件下只进行呼吸作用, 放 CO 量是 1500-1000=500(ppm)。所以，此时间段该植物光合速率为(1000+500) /60=25(ppm / min)。练习9:将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图一3所示。在连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图一 4所示。据此分析可知(A )1二 mnE-=lFi_rEZ&J丐aMa.aa二-=

29、a3上-=J三一 =aA .最初10 min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强B 第20 30 min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强C .第4060 min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率大致相等D .瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为90 ppmCO2/min六细胞呼吸速率的测定例10 酵母菌是一种单细胞真菌， 在有氧和无氧的条件下都能生存， 属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼 吸的不同方式，如图是某研究性学习小组为了探究醉母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质）。下列有关实验装置和结果的分析，不正确的是（D )通过装置1液滴向左移动，能探究