高中生物(知识归纳 命题探究)课件微专题三 光合作用和呼吸作用过程中“三率”计算及有机物积累量计算

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(3)根据代谢过程图解进行判定：图中①和④分别表示从外界吸 收的 CO2 和释放到外界中的 O2，两者均表示净光合速率；图中 ②和⑤分别表示线粒体进行细胞呼吸产生的 CO2 和消耗的 O2， 两者均表示呼吸速率；图中③和⑥分别表示叶绿体进行光合作 用利用的 CO2 和产生的 O2，两者均表示真正光合速率。 故：③＝①＋②；⑥＝④＋⑤。
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(1)图中资料显示，影响光合作用的环境因素除光照强度外，还有________________，
光照强度影响光合作用的信息来自________图。
(2)如果提高光照强度，则 m 点的位置将会如何移动？________。
(3)甲图中 AB 段和 CD 段影响光合作用的主要限制因子分别是________和________。
该措施的依据来自________图。
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解析：(1)甲图显示的是光照强度和 CO2 浓度对光合作用的影响，乙图显示的是光照强 度对光合作用的影响，丙图显示的是温度对光合作用的影响。(2)m 点表示一定光照强 度下 CO2 的饱和点(即光合速率达到最大时的最小 CO2 浓度)，由甲图可知，随着光照 强度的增大，CO2 饱和点也增大，因此，如果提高光照强度，则 m 值增大，即 m 点向 右移动。(3)甲图中 AB 段表示随着 CO2 浓度的增大，光合速率增大，这说明限制 AB 段光合作用的主要环境因子为 CO2 浓度；CD 段光合速率达到最大值，不受 CO2 浓度 的影响，而此时光照强度增大，最大光合速率也增大，因此限制 CD 段光合作用的主 要环境因子为光照强度。
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命题探究4．将一片新鲜叶片放特殊的装置内，在相同温度下，给予不同强度的光照。测到氧 气释放量如下表所示：
光照强度(klx)
0 2 4 6 8 10 12 14
O2[μL/(cm2 叶面积·min)] －0.2 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2
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2．研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下 CO2 吸收量的变化，每 2 s 记录 一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
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(1)在开始检测后的 200 s 内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解________，同化 CO2。而 在实验的整个过程中，叶片可通过________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为
方法一：有机物积累量＝光合作用产生量－呼吸作用消耗量＝(V 净＋V 呼)·t 光－V 呼·(t 光 ＋t 暗) 方法二：有机物积累量＝光照时的积累量－黑暗时的消耗量＝V 净·t 光－V 呼·t 暗
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2．注意事项 (1)判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物积累量是否大于 0。 (2)注意所求与已知的物质是否一致，如已知 CO2 的量求葡萄糖的量，则需要借助反应 式运用化学计算方法进行换算。 (3)计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。
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答案：(1)CO2 浓度、温度 甲、乙(缺一不可) (2)右移 (3)CO2 浓度 光照强度 (4) 不同植物与光合作用有关的基因不同(意思相同即可) (5)实际光合速率(真光合速率) 净光合速率 (6)丙
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二、植物有机物积累量的计算方法 知识归纳 1．计算方法：常见以下两种情况 (1)持续光照条件下：有机物积累量＝V 净·t。 (2)有时光照有时黑暗条件下，有两种计算方法：
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答案：(1)水 细胞呼吸 ATP 中的化学能 (2)0.2～0.6 释放量 2.4～2.8 (3)逐渐减 少 (4)14C 同位素示踪
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3．(2019·陕西八校联考)植物生理学家对光合作用进行了大量的研究，如图是其中的一 些实验数据曲线，请分析回答：
甲图
(4)乙图中，在相同的光照强度下，不同植物的光合作用速率不同，出现这种差异的根
本原因是________________________________。
(5)若丙图中的曲线Ⅲ表示某植物的呼吸速率，则曲线Ⅰ和Ⅱ表示的速率名称分别是
________、________。
(6)在温室大棚内生产农作物，如遇阴雨天，为了不减产，采取白天适当降温的措施，
对该数据分析错误的是( ) A．该叶片呼吸作用吸收 O2 的速率为 0.2 μL/(cm2 叶面积·min) B．光强为 2 klx 时，光合速率与呼吸速率相等 C．光强为 8 klx 时，光合作用产生 O2 的速率为 0.8 μL/(cm2 叶面积·min) D．不改变其他条件下，光强超过 10 klx 后，光合速度不再提高
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2．“三率”的判断 (1)根据坐标曲线判定：当光照强度为 0 时，若 CO2 吸收值为负值，该值代表呼吸速率， 该曲线则代表净光合速率；若 CO2 吸收值为 0，该曲线代表真正光合速率。 (2)根据实验条件判定：实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼 吸速率；若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
(4)为证明叶片在光下呼吸产生的 CO2 中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，
可利用________技术进行研究。
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解析：(1)细胞进行光合作用时可利用光能分解 H2O 产生 O2 和[H]。细胞呼吸可将储存 在有机物中稳定的化学能转化为 ATP 中活跃的化学能和热能。(2)据图分析，照光条件 下 CO2 吸收量为 0.2～0.6 μmol·m－2·s－1。在 300 s 时 CO2 吸收量为负值，即 CO2 释放 量可达到 2.2 μmol·m－2·s－1。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以总光合速率为 2.4～2.8 μmol·m－2·s－1。(3)根据题中所给信息“转入黑暗条件下 100 s 以后”得出，需 要分析的是 300 s 之后的曲线变化趋势，由图可知 300 s 后 CO2 释放量逐渐减少，最后 达到一个稳定水平。(4)利用同位素示踪技术可以追踪生物体内某元素或某物质的来源 和去路。
微专题三|光合作用和呼吸作用过程中“三率”计算及 有机物积累量计算
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一、光合作用和呼吸作用过程中“三率”的判断和计算
知识归纳 1．“三率”的概念及内在关系 (1)呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值 ——单位时间内一定组织的 CO2 释放量或 O2 吸收量。 (2)真正(总)光合速率：表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗的 CO2 或产 生 O2 的量。 (3)净光合速率：植物绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行时，测得 的数据为净光合速率。数值关系为：净光合速率＝光合速率－呼吸速率。
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5．某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 30 ℃和 35 ℃，图示曲线表示该植物 在恒温 30 ℃时光合速率与光照强度的关系，据图回答问题：
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(1)图示中，X 点时生成 ATP 的场所是________________________，W 点的含义是 ________________________________________________________________________。 (2)若其他条件不变，将温度调节到 35 ℃，Z 点将向________移动，若该植物出现黄化 现象，Y 点将沿横轴向________移动。 (3)同 Y 点相比，Z 点时 C5 含量________，原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)光照强度由 0～W 间此幼苗呼吸作用消耗的有机物量为________，光合作用有机物 的积累量为________。(用 S1、S2、S3 表示)
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(4)根据关键词判定(单位时间内的变化量)
呼吸速率
真正光合速率
净光合速率
主体
线粒体
叶绿体
植物体或细胞
O2 吸收量(黑暗) 有机物 消耗量(黑暗)
产生量 制造量
释放量 积累量
CO2 释放量(黑暗) 利用量、固定量、消耗量 吸收量
提示：表中“CO2 吸收量”是指植物体或植物细胞吸收的 CO2 量，代表净光合速率； 若有文字表述为“光合作用 CO2 吸收量”则代表真正光合速率。
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解析：当光照强度为零时，只进行呼吸作用，此时氧气的释放量可以表示呼吸作用强 度，A 正确；光强为 2 klx 时，氧气释放量为零，说明此时光合速率等于呼吸速率，B 正确；光强为 8 klx 时，光合作用释放氧气的速率为 0.8 μL/(cm2 叶面积·min)，产生氧 气的速率为 1 μL/(cm2 叶面积·min)，C 错误；由表格知：不改变其他条件下，光强超 过 10 klx 后，光合速度不再提高，D 正确。 答案：C
________和热能。
(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下 CO2 吸收量在 ________ μmol·m－2·s－1 范围内， 在 300 s 时 CO2________达到 2.2 μmol·m－2·s－1。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大 约是________ μmol CO2·m－2·s－1。(本小题所填数值保留至小数点后一位) (3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下 100 s 以后，叶片的 CO2 释放________，并达 到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
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(4)不同生物性状不同的根本原因是遗传物质不同，乙图中在相同光照强度下不同植物 的光合速率不同，根本原因是它们所含有的与光合作用有关的基因不同。(5)植物的实 际(或真)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，若曲线Ⅲ表示呼吸速率，曲线Ⅰ先上升后 保持稳定，表示实际(或真)光合速率，曲线Ⅱ随呼吸速率增大先上升后下降，表示净光 合速率。(6)阴雨天，白天光照强度小，此时适当降低温度，可以使呼吸速率下降(根据 丙图)，则植物的净光合速率可能仍大于 0，有利于植物积累有机物。