光合作用与呼吸作用专题复习

光合作用与呼吸作用专题复习

一、基本知识回顾及网络构建： 1、光合作用过程：

2

3、光合作用知识网络构建：

4、呼吸作用过程：

核心考点突破(一)：

光照强度对光合作用的影响

一、基础知识：

①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过

影响_______阶段，制约______

的产生，进而制约____________阶段。

②图像分析：A点时只进行____________；AB段随

着光照强度的增强，________强度

也增强，但是仍然小于_________强度；B点时代谢

特点为__________________；BC段随着光照强度的

增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照

强度为_____，限制C点的环境因素可能有__________________等。

完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。

③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于______点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。

例题1：如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法不正确的是(注：不考虑无氧呼吸) A．影响m3大小的外界因素有光照强度和温度等

B．甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有

m1＝n1>0，m2＝n2>0

C．甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，限制因

素主要是光反应

D．甲图中c点时，乙图中有m1＝n1＝m4＝n4

例题2：如下图所示，图A表示鞭植物细胞的部分

结构和相关代谢情况，a～f指的是O2或 CO2 。图B表示在适宜的条件下，环境中的CO2 浓度与CO2 吸收之间的关系曲线，m点是能够进行光合作用的CO2 最低浓度。请据图回答：

⑴题中所说的“适宜条件”主要是指

__________________(至少答两点)

⑵请在图B中绘出b点之前的部分，

使曲线完整，与纵轴的交点为a。

⑶当CO2 浓度分别为c和n时，图A

中，对应的a～f过程分别是：c：

_______；n：________

二、光补偿点与饱和点

1、光补偿点与饱和点概念

光补偿点：同一叶片在同一时间内，光合作用吸收的CO2量和呼吸作用放出的CO2量

相等时的光照强度。

光饱和点：在光照强度较低时，植物光合速度随光照强度增加而增加，但当光照强度进一步提高时，光合速度增加幅度减小。当光照强度超过一定值时，光合速度不再增加时的光照强度。

2、光补偿点与饱和点的变化： ⑴不同植物： ⑵同一植物：

3、光补偿点与饱和点的变化规律

例3、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强，a 点右移，b 点右移

D ．如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移 例4、在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物

光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2，

使光合产量高于m 点的选项是 A. 若a 点在a2，b 点在b2时

B. 若a 点在a1，b 点在b1时

C. 若a 点在a2，b 点在b1时

D. 若a 点在a1，b 点在b2时

当外界条件变化时，光补偿点移动规律如下：

①若呼吸速率增加，光补偿点应______移，反之应_______移。 ②若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应___移，反之应____移。 ③阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和饱和点都相应向_______移动。

核心考点突破(二)：

光合速率的测定方法例析

光合速率指单位时间、单位叶面积的CO 2的吸收量或者是O 2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质积累数表示。通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/ dm 2·h ），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。

1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量

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（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）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

、

1

2 1 2 光合产量

B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为M A、M B，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/(dm2·h)。

问题：若M=M B-M A，则M表示_____________。

变式训练1. 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

的叶绿体光合作用速率=(3y一2z—x)／6

g·cm-2·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．下午4时后将整个实验装置遮光3小时

B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时

C．下午4时后在阳光下照射1小时

D．晚上8时后在无光下放置3小时

2 . 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积

例2：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）。

①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。

②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：表1

变式训练2 . 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。

3. 黑白瓶法---测溶氧量的变化

例3：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

的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的2量为_______mg/L·24h。

（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/L·24h。

（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。

4：小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小

例5：（06全国卷I）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。

实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。

实验步骤和预测实验结果：

（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。

（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。

（3）

分析预测的结果：

5. 红外线CO2传感器---测装置中CO2浓度的变化

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6：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60～120min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60～120min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__________ppm／min。

变式训练3：将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-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，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图-4所示。据此分析可知（）

A．最初10min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20～30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强

C．第40～60min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90ppmCO2/min

核心考点突破(三)：

总光合量与净光合量的比较、分析与计算

一、基础知识

A点：

A——B点：

B点：

B——C点：

例1 测定某绿色植物叶片光合作用的强度，必须先测出该叶片呼吸作用的强度。测定呼吸作用的强度，必须将叶片置于无光的环境中，然后测出某一时间内环境中氧气的减少量或二氧化碳的增加量。现测出某叶片在环境温度为25℃无光条件下，环境中氧气减少的速率是1．5 mg/h.

(1)若将该叶片置于温度为25℃并有较强光照的环境中，环境中氧气增加的速率是2.5 mg/h，计算该叶片光合作用吸收二氧化碳的速度。

⑵若将该叶片置于温度为25℃并有微弱光照的环境中，测得在2小时内环境中氧气减少了

2.5mg，计算该叶片光合作用合成葡萄糖的速度（假设光合作用合成的有机物都是葡萄糖)

二、“总光合”与“净光合”的判断

1、根据数据表格中的关键词作判断

（1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指_____光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是_____光合强度。（2）如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是______光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是______光合强度。

（3）如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指的是____光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”O2的量则指的是_____光合强度。

例2 将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。可以得出的结论是（）

A29℃C．27～29℃下的净光合速率相等D．30℃下的真正光合速率为2mg/h

2、根据坐标系中曲线的起点作判断

（1）坐标系中横坐标是“光照强度”：若纵坐标是“光合速率（强度）”时（图A）,曲线的起点在0点，纵坐标表示的是“_____光合速率”；若纵坐标是“CO2吸收速率”或“O2释放速率”时（图B），曲线的起点在横坐标上（a点:光补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“______光合速率”。

（2）坐标系中横坐标是“CO2浓度”：若纵坐标是“光合速率(强度)”时（图D)，曲线的起点在横坐标上（a点:植物进行光合作用的最低二氧化碳浓度），纵坐标表示的是____光合速率；若纵坐标是“CO2吸收速率”或“O2释放速率”时（图E)，曲线的起点在横坐标上（a点:二氧化碳补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“_____光合速率”。（3)坐标系中横坐标是“光照强度”或“CO2浓度”：若纵坐标出现负值时（图C和图F），纵坐标表示的是“______光合速率”，曲线的起点在纵坐标的负轴上，其对应值表示“呼吸速率”（此点只进行呼吸作用）。

例3 植物的光合作用受CO2浓度、光照强度和温度的影响。右图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物在不同光照强度下的光合作

用速率。下列有关说法正确的是（）

A．在a点所示条件下，该植物细胞只进行呼吸作用，

产生ATP的场所是线粒体

B．b点时该植物的实际光合作用速率为0

C．若将该植物置于c点条件下光照9小时，其余时间

置于黑暗中，则每平方米叶片一昼夜中CO2的净吸收

量为15mg

D．适当提高CO2浓度，则图中a点下移，b点左移，c点上移

例4 图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。图4表示该植物在不同温度(15℃和25℃)下，某一光强度时氧气释放量和时间的关系。请据图回答

（1)当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时，则它们分别是在光强度为＿____________千勒克斯下的测定值。

(2)若该植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO2量／呼吸消耗的02量）为0.8,在25℃条件下,1小时内呼吸作用放出的CO2量为_____毫升。

(3)若该植物的呼吸商为0.8,在25℃,4千勒克斯光强度下，该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的C02外，每小时还应从外界吸收CO2＿___毫升。

(4)在4千勒克斯光强度下，25℃时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15℃时的＿__倍，这主要是因为_____________________________。

3、根据测定模型的实验原理作判断

（1）液滴移动法测定模型：密闭透光小室中放入NaHCO3缓冲液，可维持装置中的CO2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______光合作用释放O2，致装置内气体量增加，红色液滴移动。

（2）圆片上浮法测定模型：利用减压逐出叶圆片组织间隙中的气体，叶片会沉于水底。由于光合作用释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶圆片会由原来的下沉状态而上浮，根据上浮的快慢，即能比较光合作用的强弱。

（3）半叶法测定模型:将对称叶片左侧遮光右侧曝光,并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射一段时间后,从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b(单位:g)，则b-a所代表的是________光合量。

（4）黑白瓶法测定模型：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，所以呼吸作用量=_______瓶中溶解氧的变化。白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以______光合作用量=白瓶中溶解氧的变化。_____光合量=白瓶中溶解氧的变化+黑瓶中溶解氧的变化。

例5 从没有经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积、厚薄相同的叶圆片，称其干重。假定在整个实验过程中温度不变，叶片内有机物不向其他部位转移。以下分析正确的是：（）

A．三个叶圆片的质量大小关系一定是z＞x＞y

B．叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为(z-x-2y)g

C．叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为(z+x-2y)g

D．整个实验过程中呼吸速率可表示为(x-y)g/4h

例6 一同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼

吸时，设计了如下操作：①取三个相同的透明玻璃瓶标号

a、b、c，并将a用不透光黑布包扎起来；②将a、b、c

三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧

量；③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时

后取出；④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。关于24小时内X 深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析正确的是（）

A．光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶

B．光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶

C．有氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶

D．有氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶