光合作用和呼吸作用專題綜合分析

1、光合作用和呼吸作用專題綜合分析1.密閉裝置法裝置甲裝置乙裝置丙裝置中溶液的作用：甲裝置中NaHCO3溶液（或CO2緩沖液）可為光合作用提供 CO2,乙裝置中NaOH溶液可吸收容器中的 CO2.（2）測(cè)定原理甲、乙兩裝置中液滴的移動(dòng)均是由O2含量的變化引起的。甲裝置單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴向右移動(dòng)的距離為植物。2的釋放速率，可代表凈光合速率 （若液滴向左移動(dòng)，則為負(fù)值）。乙裝置單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴移動(dòng)的距離為植物。2的吸收速率，可代表呼吸速率 .（3）測(cè)定方法將甲裝置置于光下一定時(shí)間，記錄紅色液滴向右移動(dòng)的相對(duì)距離（m）,計(jì)算凈光合速率。將乙裝置置于黑暗中一定時(shí)間，記錄紅色液滴向左移動(dòng)的相對(duì)距離（n）,

2、計(jì)算呼吸速率.真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率=m+n.（4）對(duì)照實(shí)驗(yàn)：為防止氣壓、溫度等因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即使用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上 述實(shí)驗(yàn)，若液滴移動(dòng)，則需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正例題1、請(qǐng)利用下圖裝置完成對(duì)某植物光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度的測(cè)定，并分析回答有關(guān)問題：死的轎 一因物中裝置乙裝出D： NaHC磁沖液實(shí)的n的實(shí)險(xiǎn) 加 分鐘后打黑水滴移動(dòng)情況測(cè)泥值物凈光甲裝置 H左移*或*右移“ ）4.5 1 犬合作作強(qiáng)度乙裝置右移0. 7甌米測(cè)定植物呼吸甲裝置1.5厘米（陌“左糕"或“右移"）作用強(qiáng)度乙裝置右科0,5匣米（2 ）假設(shè)紅墨水滴每移動(dòng) 1厘米植

3、物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1克，植物的實(shí)際光合速率是 一克/小時(shí).假設(shè)每天光照15個(gè)小時(shí)，一晝夜積累葡萄糖 克（不考慮晝夜溫差的影響）.【答案】（1 ）右移 左移 （2） 12842 .圓葉片上浮法利用真空滲入法排除葉肉細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中.在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少（或者葉片全部上浮所需時(shí)間的長短），即能比較光合作用的強(qiáng)弱。例題2.取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cm的葉圓片，將葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體排出后，平均分裝到盛有等量的不同濃度 NaHC

4、O§液的培養(yǎng)皿底部， 置于光溫恒定且適宜的條件下 （如圖甲），測(cè)得各組培養(yǎng)皿中 葉圓片上浮至液面所用的時(shí)間 （如圖乙）.下列分析錯(cuò)誤的是（光培養(yǎng)皿葉網(wǎng)片NaHCQ、溶裱甲一泣以籬A. ab段隨著NaHCM液濃度的增加，類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大B. cd段隨著NaHCM液濃度的增加，葉綠體基質(zhì)中Q的生成速率逐漸減小C. cd段隨著NaHC燒液濃度的增加，單個(gè)葉圓片有機(jī)物的積累速率逐漸減小D. ad段如果增加光照強(qiáng)度或溫度，都能明顯縮短葉圓片上浮至液面所用的時(shí)間【解析】：NaHCM液能夠分解產(chǎn)生 CO,因此不同濃度的 NaHCO溶液能夠?yàn)槿~圓片提供穩(wěn)定的 CO來源.分析題 圖乙的

5、曲線可知，剛開始增加NaHCO容液的濃度，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；超過一定濃度再增加NaHCO溶液的濃度，由于外界溶液濃度太高，導(dǎo)致植物的葉肉細(xì)胞失水，會(huì)使葉肉細(xì)胞光合速率降低，葉片上浮時(shí)間延長?！敬鸢浮浚篋3 .半葉法將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強(qiáng)度，曝光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表凈光合作用強(qiáng)度值，最后計(jì)算真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。例題3、現(xiàn)采用如圖所示方法測(cè)定植物葉片光合作用強(qiáng)度，將對(duì)稱葉片的一半遮光（A）,另一半不遮光（B）,并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚?A、B間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。在適宜光照和溫度下照

6、射一段時(shí)間，在A B中截取對(duì)應(yīng)部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作 m和m>,單位mg/ （ dm2 h）。下列說法正確的是（）A.該方法在未測(cè)出細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的條件下，能測(cè)出實(shí)際光合作用的強(qiáng)度B. （m2m）表示B葉片被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的積累量C. m2表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)凈光合作用的大小D. m表示被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)細(xì)胞呼吸的大小【解析】（1）光照下光合作用和細(xì)胞呼吸生理過程均發(fā)生，則有機(jī)物的增加量代表凈光合作用強(qiáng)度；而黑暗中只進(jìn) 行細(xì)胞呼吸不進(jìn)行光合作用，則在黑暗中有機(jī)物的減少量代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。（2）假設(shè)原來半片葉重為 m）,m1和m2分別表示在適宜光照

7、和溫度下照射一段時(shí)間后的被截取的部分（A部分）干重和被截取白部分（B部分）干重，而在該時(shí)間段內(nèi)，前者只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，而后者同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸 ，則rom =細(xì)胞呼吸速率，m2-m）為光照下的凈光合作用速率 ，實(shí)際光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸速率=R2-R0+ R0- m= m2- m,即為B葉片被截取的部分在光照時(shí)間內(nèi)有機(jī)物的合成量?！敬鸢浮?A4.黑白瓶法黑瓶為用黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行呼吸作用，所以用黑瓶（無光照 的一組）測(cè)得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶（有光照的一組）測(cè)得的為凈光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正 光合作用強(qiáng)度值。例題

8、4.下表是采用黑白瓶（不透光瓶 -可透光瓶）測(cè)定夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時(shí)后平均氧濃度，并比較計(jì)算后的數(shù)據(jù)。下列有關(guān)分析正確的是（）水深（m）1234白瓶中Q濃度（g/m3）+ 3+ 1.501黑瓶中Q濃度（g/m3）1。51。51.51。5A.水深1 m處白瓶中水生植物 24小時(shí)制造的氧氣為 3 g/m 3B.水深2 m處黑瓶中水生植物不能進(jìn)行水的光解但能進(jìn)行Q的還原C.水深3 m處白瓶中水生植物產(chǎn)生 ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體D.水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進(jìn)行光合作用【解析】白瓶中 Q濃度的變化量即為凈光合量，黑瓶中Q濃度的變化量即為呼吸量。水深 1

9、m處白瓶中水生植物24小時(shí)制造的氧氣=凈光合量+呼吸量=3+1.5= 4。5（g/m3）, A錯(cuò)誤；黑瓶中植物因缺乏光照不能進(jìn)行光合作用，B錯(cuò)誤；水深3 m處白瓶中凈光合速率為 0,說明光合速率等于呼吸速率，此時(shí)植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深 4 m處白瓶中水生植物 24小時(shí)制造的氧氣量=1 + 1.5 =0.5（g/m 3）,故能進(jìn)行光 合作用，D錯(cuò)誤.【答案】C例題5、用等體積的三個(gè)玻璃瓶甲、乙、丙，同時(shí)從某池塘水深0。5 m處的同一位置取滿水樣，立即測(cè)定甲瓶中的Q含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測(cè)定兩瓶中的Q含量，結(jié)果如下（不考慮化能合成

10、作用）.有關(guān)分析不合理的是（）透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4。9 mg5.6 mg3。8 mgA.丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生 H的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)B.在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的Q量約為1。1 mgC.在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D.在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的Q量約為1.8 mg【解析】丙瓶不透光，生物只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生H的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。甲瓶與丙瓶Q量的差表示丙瓶細(xì)胞呼吸消耗的量。丙瓶不透光，一晝夜的時(shí)間內(nèi)水樣中生物均在進(jìn)行呼吸作用，乙瓶透光，有光照時(shí)水樣中生物會(huì)進(jìn)行光合作用，消耗部分呼吸作用產(chǎn)生的CO,因此一晝夜后，乙瓶水

11、樣 pH比丙瓶的高.乙、丙瓶取自同一處，生物的種類和數(shù)量基本相同，細(xì)胞呼吸速率相同，乙瓶一晝夜的凈光合量用Q表示為0.7 mg ,細(xì)胞呼吸的量用 Q表示為1。1 mg,所以一晝夜乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的Q量為1.8 mg?！敬鸢浮緾5 .間隔光照法光反應(yīng)和暗反應(yīng)在不同酶的催化作用下相對(duì)獨(dú)立進(jìn)行，由于催化暗反應(yīng)的酶的催化效率和數(shù)量都是有限的，因此在一般情況下，光反應(yīng)的速率比日f反應(yīng)快，光反應(yīng)的產(chǎn)物 ATP和H不能被暗反應(yīng)及時(shí)消耗掉.持續(xù)光照，光反應(yīng) 產(chǎn)生的大量的H和ATP不能及時(shí)被暗反應(yīng)消耗， 暗反應(yīng)限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。 但若光照、黑暗交替進(jìn)行，則黑暗間隔有利于充分利

12、用光照時(shí)積累的光反應(yīng)的產(chǎn)物，持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間的暗反應(yīng)。因此在光照 強(qiáng)度和光照時(shí)間不變的情況下，制造的有機(jī)物相對(duì)較多。例題6、某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作用速率，作如圖所示實(shí)驗(yàn).在葉柄基部作環(huán)剝處理（僅限制葉片有2 一機(jī)物的輸入和輸出），于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm的葉圓片烘干后稱其重量，測(cè)得葉片的光合作用速率=（3y - 2z-x）/6 9cm "1（不考慮取葉圓片后對(duì)葉生理活動(dòng)的影響和溫度微小變化對(duì)葉生理活動(dòng)的影響）則M處的實(shí)驗(yàn)條件是（）Irv。：/下午4酎花陋片（干事丫有：A.下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí).下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光6小時(shí)C.下午4

13、時(shí)后在陽光下照射1小時(shí).晚上8時(shí)后在無光下放置3小時(shí)10 a he”光照強(qiáng)度C0a的釋放量【解析】 計(jì)算光合作用時(shí)，也要計(jì)算出呼吸作用的強(qiáng)度，題干中只有光照下，沒有遮光的條件，所以 M是在遮光條件下進(jìn)行測(cè)量的數(shù)據(jù).假設(shè)遮光a小時(shí)，根據(jù)實(shí)際光合作用 = 爭光合作用+呼吸作用，有3y-2z x/6=y x/6+y-z/a ,解得,a=3小時(shí).所以下午 4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光 3小時(shí).答案是A.6 . “梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強(qiáng)度、溫度或 CO2濃度的裝置，可探究光照強(qiáng)度、溫度或 CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。例題7、圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d時(shí)

14、，單位時(shí)間內(nèi) CO釋放量和 Q產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍(lán)藻光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系，下列說法正確的是（）二。2的樣放后或（產(chǎn)生總呈CO卡的吸收量巾一笈On產(chǎn)生晶號(hào)g此一匚5的棒放量/A.圖甲中，光照強(qiáng)度為 b時(shí)，光合速率等于呼吸速率B.圖甲中，光照強(qiáng)度為 d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍吸收 2個(gè)單位的CQC.圖乙中，當(dāng)光照強(qiáng)度為 x時(shí)，細(xì)胞中產(chǎn)生 ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.圖乙中，限制e、f、g點(diǎn)光合作用速率的因素主要是光照強(qiáng)度【解析】分析甲圖可知，光照強(qiáng)度為b時(shí)，CO釋放量和Q產(chǎn)生總量相等，都為3個(gè)單位，細(xì)胞呼吸釋放的 CO首先供應(yīng)葉綠體進(jìn)行光合作用， 剩余部分釋放到外界，說明

15、此時(shí)細(xì)胞呼吸大于光合作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為d時(shí)，水稻葉肉細(xì)胞光合速率大于細(xì)胞呼吸速率，光照強(qiáng)度為a時(shí)，CO釋放量即為細(xì)胞呼吸速率，則光照強(qiáng)度為d時(shí)Q2產(chǎn)生總量為8個(gè)單位，需要消耗的CO也為8個(gè)單位，所以單位時(shí)間內(nèi)需從外界吸收CO為2個(gè)單位，B項(xiàng)正確；圖乙中所示生物為藍(lán)藻，藍(lán)藻不含線粒體和葉綠體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙中，限制g點(diǎn)光合作用速率的因素不是光照強(qiáng)度，可能是氧化碳濃度及溫度等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線圖，如圖 1所示:Cl k的 吸收| /T 1Hb/I1 口二的 靜的入，“、£_冽時(shí)圖1【答案】D例題9、如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內(nèi)CO的吸收量和釋放量，光合作用速率和呼吸作用速率用單位時(shí)間內(nèi)CO的吸收量和CO的釋放量表示（圖中 A、B、C表示相應(yīng)圖形的面積）。下列表述不合理的是（）80 -II雷 111時(shí)間L2:0018100:006:0012:00（24:001A.在18:00時(shí)和6: 00時(shí)，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等B.假設(shè)該植物在 24 h內(nèi)呼吸速率不變，最大光合速率為85mg/ hC.該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A+C- BD.中午12: 00時(shí)左右，與曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含