光合作用與細(xì)胞呼吸速率及相關(guān)曲線模型辨析

1、 光合作用與細(xì)胞呼吸速率及相關(guān)曲線模型辨析光合作用與細(xì)胞呼吸速率及相關(guān)曲線模型辨析 1光合作用與細(xì)胞呼吸常用的光合作用與細(xì)胞呼吸常用的2種典型實(shí)驗(yàn)方法種典型實(shí)驗(yàn)方法 (1)“黑白瓶法黑白瓶法”：用黑瓶：用黑瓶(無光照的一組無光照的一組)測得的為呼吸作用測得的為呼吸作用 強(qiáng)度值，用白瓶強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組有光照的一組)測得的為凈光合作用強(qiáng)度測得的為凈光合作用強(qiáng)度 值，綜合兩者即可得到值，綜合兩者即可得到真光合作用真光合作用強(qiáng)度值。強(qiáng)度值。 (2)梯度法：用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或梯度法：用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或CO2濃度的裝濃度的裝 置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或置，可探究光照強(qiáng)度、溫

2、度或CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影濃度對光合作用強(qiáng)度的影 響。響。 2生物呼吸類型判定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生物呼吸類型判定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 探究某生物材料的細(xì)胞呼吸類型探究某生物材料的細(xì)胞呼吸類型(假設(shè)生物材料為植物種假設(shè)生物材料為植物種 子，呼吸底物只有葡萄糖且不考慮外界條件的影響子，呼吸底物只有葡萄糖且不考慮外界條件的影響)，某同，某同 學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，請完善下面的結(jié)果預(yù)測。學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，請完善下面的結(jié)果預(yù)測。 (1)若甲液滴若甲液滴 ，乙液滴，乙液滴，則只進(jìn)行有氧呼吸。，則只進(jìn)行有氧呼吸。 (2)若甲液滴若甲液滴 ，乙液滴，乙液滴，則只進(jìn)行無氧呼吸。，則只進(jìn)行無氧呼吸。 (3)若甲液滴若甲液滴 ，乙

3、液滴，乙液滴，則既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)，則既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn) 行無氧呼吸。行無氧呼吸。 (4)物理誤差的校正：除將裝置中物理誤差的校正：除將裝置中 換為換為 外其余均與乙裝置相同。外其余均與乙裝置相同。 左移左移 不動(dòng)不動(dòng) 不動(dòng)不動(dòng) 右移右移 左移左移 右移右移 生物材料生物材料 殺死的等量同殺死的等量同 種生物材料種生物材料 3光合速率與呼吸速率的測定光合速率與呼吸速率的測定 (1)測定裝置測定裝置 NaOH 吸收吸收CO2 遮光遮光 左左 耗氧量耗氧量 NaHCO3 CO2濃度恒定濃度恒定 較強(qiáng)光照較強(qiáng)光照 (3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的大小

4、可用不同功率的燈泡變量的控制手段，如光照強(qiáng)度的大小可用不同功率的燈泡(或或 相同功率的燈泡，但與植物的距離不同相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進(jìn)行控制，不同溫度可進(jìn)行控制，不同溫度可 用不同恒溫裝置控制，用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖緩沖 液調(diào)節(jié)。液調(diào)節(jié)。 對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn)對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照。行實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)該用一系列裝置進(jìn)行相互對照。 無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為“表觀表觀(凈凈)光合作用強(qiáng)

5、光合作用強(qiáng) 度值度值”。 例例1 呼吸商呼吸商(RQ)指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的生物釋放二氧化碳指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的生物釋放二氧化碳 量與吸收氧氣量的比值量與吸收氧氣量的比值(RQ釋放的二氧化碳體積釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體消耗的氧氣體 積積)。 甲裝置甲裝置乙裝置乙裝置 A1A2B1B2 有色液滴有色液滴 不動(dòng)不動(dòng) 有色液滴左移有色液滴左移 5個(gè)單位個(gè)單位 有色液滴左移有色液滴左移 5個(gè)單位個(gè)單位 有色液滴左移有色液滴左移 10個(gè)單位個(gè)單位 現(xiàn)利用甲現(xiàn)利用甲(A1，A2)、乙、乙(B1，B2)裝置各兩套進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在裝置各兩套進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在 氧氣充足的情況下，分別測量等量蓖麻、玉米種

6、子萌發(fā)過程中氧氣充足的情況下，分別測量等量蓖麻、玉米種子萌發(fā)過程中 的氣體變化情況，所測數(shù)據(jù)如表所示，則屬于測量蓖麻種子的的氣體變化情況，所測數(shù)據(jù)如表所示，則屬于測量蓖麻種子的 裝置是裝置是 和和 ，請解釋出現(xiàn)這種結(jié)果的原，請解釋出現(xiàn)這種結(jié)果的原 因：因： 。 則蓖麻和玉米種子的呼吸商分別是則蓖麻和玉米種子的呼吸商分別是_和和_。 A2B2 蓖麻種子中脂質(zhì)較多，氧化分解時(shí)會(huì)消耗更多的氧氣蓖麻種子中脂質(zhì)較多，氧化分解時(shí)會(huì)消耗更多的氧氣 0.51 例例2 甲圖表示綠色植物葉肉細(xì)胞中的部分結(jié)構(gòu)，表示物質(zhì)；甲圖表示綠色植物葉肉細(xì)胞中的部分結(jié)構(gòu)，表示物質(zhì)； 乙圖表示該植物葉片乙圖表示該植物葉片CO2吸收

7、量隨光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的變化曲線，吸收量隨光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的變化曲線， S1、S2、S3分別表示所屬范圍的面積；丙圖表示在恒溫密閉玻璃分別表示所屬范圍的面積；丙圖表示在恒溫密閉玻璃 溫室內(nèi)，連續(xù)溫室內(nèi)，連續(xù)48小時(shí)測定室內(nèi)小時(shí)測定室內(nèi)CO2濃度及植物濃度及植物CO2的吸收速率。的吸收速率。 據(jù)圖回答下列問題：據(jù)圖回答下列問題： (1)葉綠體中的色素分布于葉綠體中的色素分布于_上。提取綠葉中的色素時(shí)，上。提取綠葉中的色素時(shí)， 為保護(hù)色素，要加入的化學(xué)藥為保護(hù)色素，要加入的化學(xué)藥_，其中葉綠素主要吸收，其中葉綠素主要吸收 _ 光。光。 (2)甲圖中，在供給植物甲圖中，在供給植物CO2后的后的60秒內(nèi)

8、，相隔不同時(shí)間取樣，秒內(nèi)，相隔不同時(shí)間取樣， 殺死細(xì)胞并分析細(xì)胞代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)殺死細(xì)胞并分析細(xì)胞代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)7秒后的代謝產(chǎn)物多達(dá)秒后的代謝產(chǎn)物多達(dá)12種，種， 而而5秒內(nèi)的代謝產(chǎn)物主要是一種物質(zhì)，該物質(zhì)最可能是秒內(nèi)的代謝產(chǎn)物主要是一種物質(zhì)，該物質(zhì)最可能是_ (填圖中序號填圖中序號)。 (3)若該綠色植物長時(shí)間處于黑暗狀態(tài)：則甲圖中若該綠色植物長時(shí)間處于黑暗狀態(tài)：則甲圖中的的 循環(huán)循環(huán)_(填填“能能”或或“不能不能”)進(jìn)行，原因是進(jìn)行，原因是_ _。 (4)當(dāng)光照強(qiáng)度處于乙圖中的當(dāng)光照強(qiáng)度處于乙圖中的D點(diǎn)時(shí)，甲圖中的去向是點(diǎn)時(shí)，甲圖中的去向是 _ 。 類囊體膜類囊體膜 CaCO3 紅光和藍(lán)紫紅

9、光和藍(lán)紫 不能不能 沒有光反應(yīng)提供的沒有光反應(yīng)提供的ATP和和【H】，暗反應(yīng)不能進(jìn)行，暗反應(yīng)不能進(jìn)行 擴(kuò)散到線粒體和外界擴(kuò)散到線粒體和外界 (5)乙圖中乙圖中0D間此幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物的量為間此幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物的量為_， 光合作用有機(jī)物的凈積累量為光合作用有機(jī)物的凈積累量為_。(用用S1、S2、S3表示表示) (6)丙圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)有丙圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時(shí)間點(diǎn)有_個(gè)，個(gè)， 葉綠體吸收葉綠體吸收CO2速率最大的時(shí)刻是第速率最大的時(shí)刻是第_小時(shí)，前小時(shí)，前24小時(shí)比小時(shí)比 后后24小時(shí)的平均光照強(qiáng)度小時(shí)的平均光照強(qiáng)度_。 (7)如果使用相同強(qiáng)度綠光進(jìn)

10、行實(shí)驗(yàn)，丙圖中如果使用相同強(qiáng)度綠光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，丙圖中c點(diǎn)的位置將點(diǎn)的位置將 _(填填“上移上移”“”“下移下移”或或“不變不變”)。 S1+S3 S2-S1 4 36 弱弱 上移上移 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 1、除去葉中原有淀粉除去葉中原有淀粉 除去容器中二氧化碳除去容器中二氧化碳 除去光合作用對呼吸作用的干擾除去光合作用對呼吸作用的干擾 保持容器中保持容器中CO2體積不變體積不變 置于黑暗環(huán)境中置于黑暗環(huán)境中 氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 給植株遮光給植株遮光 NaHCO3溶液溶液 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 2高考?？嫉闹参锔呖汲？嫉闹参铩叭嗜省?總光合速率、凈光合速率、呼吸總光合速率、凈光合速率、呼吸 速

11、率速率)問題歸納問題歸納 (1)植物植物“三率三率”間的內(nèi)在關(guān)系間的內(nèi)在關(guān)系 呼吸速率：植物呼吸速率：植物非綠色組織非綠色組織(如蘋果果肉細(xì)胞如蘋果果肉細(xì)胞)或或綠色組織綠色組織 在黑暗條件下在黑暗條件下測得的值測得的值(CO2釋放量或釋放量或O2吸收量吸收量)。 凈光合速率：植物綠色組織在凈光合速率：植物綠色組織在“有光有光”條件下測得的值條件下測得的值 小室內(nèi)小室內(nèi)CO2減少減少(或增加或增加)量或小室內(nèi)量或小室內(nèi)O2增加增加(或減少或減少)量。量。 真正光合速率真正光合速率 凈光合速率呼吸速率凈光合速率呼吸速率 (2)植物植物“三率三率”的常用表示方法的常用表示方法 項(xiàng)目項(xiàng)目表示方法表示

12、方法 凈光合速率凈光合速率 真正光合速率真正光合速率 呼吸速率呼吸速率(遮光遮光 條件下測得條件下測得) CO2吸收量或小室中吸收量或小室中CO2減少量，減少量，O2釋放釋放 量或小室中量或小室中O2增加量、增加量、C6H12O6積累量積累量 CO2固定量、固定量、O2產(chǎn)生量或葉綠體產(chǎn)生量或葉綠體CO2吸收吸收 量或葉綠體量或葉綠體O2釋放量、釋放量、C6H12O6制造量制造量 CO2釋放量、釋放量、O2吸收量或線粒體吸收量或線粒體CO2釋放釋放 量或線粒體量或線粒體O2吸收量、吸收量、C6H12O6消耗量消耗量 3.高考?？嫉母呖汲？嫉摹叭嗜省毕嚓P(guān)模式圖整合相關(guān)模式圖整合 A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) A

13、B段段 B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)B點(diǎn)后點(diǎn)后 4.高考常考的高考?？嫉摹叭嗜省毕嚓P(guān)模式圖整合相關(guān)模式圖整合 4.高考常考的高考?？嫉摹叭嗜省毕嚓P(guān)模式圖整合相關(guān)模式圖整合 4.高考?？嫉母呖汲？嫉摹叭嗜省毕嚓P(guān)模式圖整合相關(guān)模式圖整合 趁熱打鐵趁熱打鐵 1將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，假定玻將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，假定玻 璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如 下圖。下列有關(guān)說法不正確的是下圖。下列有關(guān)說法不正確的是()。 答案答案A A圖乙中的圖乙中的C點(diǎn)對應(yīng)圖甲中的點(diǎn)對應(yīng)圖甲中的C點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)

14、的氣體交換狀點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀 態(tài)對應(yīng)圖丙中的態(tài)對應(yīng)圖丙中的 B圖甲中的圖甲中的F點(diǎn)對應(yīng)圖乙中的點(diǎn)對應(yīng)圖乙中的H點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀點(diǎn)，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)的氣體交換狀 態(tài)對應(yīng)圖丙中的態(tài)對應(yīng)圖丙中的 C到達(dá)圖乙中的到達(dá)圖乙中的D點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)點(diǎn)時(shí)，玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)濃度最高，此時(shí)細(xì)胞內(nèi) 氣體交換狀態(tài)對應(yīng)圖丙中的氣體交換狀態(tài)對應(yīng)圖丙中的 D經(jīng)過這一晝夜之后，植物體的有機(jī)物含量會(huì)增加經(jīng)過這一晝夜之后，植物體的有機(jī)物含量會(huì)增加 2某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同條件下細(xì)胞某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同條件下細(xì)胞 光合作用速率和呼吸速率的關(guān)系，并繪制了甲、乙、

15、丙、丁光合作用速率和呼吸速率的關(guān)系，并繪制了甲、乙、丙、丁 四幅圖。其中圖中四幅圖。其中圖中“A”點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)胞呼吸點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)胞呼吸 速率相等的是速率相等的是()。 答案答案A 3(多選多選)圖甲表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)圖甲表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放釋放 量和量和O2產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示植物光合速率與光照強(qiáng)度產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示植物光合速率與光照強(qiáng)度 的關(guān)系曲線。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列的關(guān)系曲線。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列 說法不正確的是說法不正確的是()。 A若圖甲代表水稻，圖乙代表藍(lán)藻，則圖甲

16、的若圖甲代表水稻，圖乙代表藍(lán)藻，則圖甲的c時(shí)與圖乙的時(shí)與圖乙的C 時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體 B若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的b相當(dāng)于相當(dāng)于 圖乙的圖乙的B點(diǎn)點(diǎn) C圖甲植物的圖甲植物的d時(shí)單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收時(shí)單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收2個(gè)單位的個(gè)單位的 CO2 D圖乙的圖乙的A、B、C點(diǎn)光合作用限制因素只有光照強(qiáng)度點(diǎn)光合作用限制因素只有光照強(qiáng)度 答案答案ABD 4科研人員在不同條件下測定發(fā)育良好的某植株光合速率的變科研人員在不同條件下測定發(fā)育良好的某

17、植株光合速率的變 化情況，結(jié)果如圖所示，請分析回答問題?；闆r，結(jié)果如圖所示，請分析回答問題。 (1)分析上圖可知，導(dǎo)致兩條表示凈光合速率的曲線不同的主分析上圖可知，導(dǎo)致兩條表示凈光合速率的曲線不同的主 要環(huán)境因素是要環(huán)境因素是_和和_。 (2)J點(diǎn)時(shí)，對于該植物體內(nèi)所有能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞來說，葉點(diǎn)時(shí)，對于該植物體內(nèi)所有能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞來說，葉 綠體消耗的綠體消耗的CO2量量_(填填“大于大于”、“等于等于”或或“小于小于”) 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量。量。 (3)若若B和和F對應(yīng)的數(shù)值分別為對應(yīng)的數(shù)值分別為0.5和和1.3，且不同天氣條件下，且不同天氣條件下， 在同一時(shí)間的氣溫等其他因素相同，則上午在同一時(shí)間的氣溫等其他因素相同，則上午9：30時(shí)，該植物在時(shí)，該植物在 晴