光合作用和细胞呼吸综合题型专训课件.ppt
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- 光合作用 细胞 呼吸 综合 题型 课件
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1、1模型构建模型构建2模型解读模型解读绿色植物进行光合绿色植物进行光合呼吸过程中,呼吸过程中,O2和和CO2的去路与来的去路与来源:源:(1)叶绿体光合作用产生叶绿体光合作用产生O2的去路:的去路:用于植物呼吸用于植物呼吸作用;作用;释放到周围的环境中。释放到周围的环境中。(2)叶绿体光合作用利用叶绿体光合作用利用CO2的来源:的来源:来自植物自身的呼吸作用;来自植物自身的呼吸作用;从外界环境从外界环境中吸收中吸收(若是水生植物,则从周围的水中吸收若是水生植物,则从周围的水中吸收)。光合作用。光合作用强度与呼吸作用强度间的关系,可参见下表:强度与呼吸作用强度间的关系,可参见下表:光照条件光照条件
2、生理过程生理过程 气体进出图解气体进出图解生物学含义生物学含义无光照无光照(或或黑暗黑暗)和和只进行呼吸作用只进行呼吸作用弱光照弱光照光合作用强度小于呼光合作用强度小于呼吸作用强度吸作用强度较强光照较强光照光合作用强度等于呼光合作用强度等于呼吸作用强度吸作用强度强光照强光照光合作用强度大于呼光合作用强度大于呼吸作用强度吸作用强度二、光合二、光合呼吸中呼吸中“光合速率与光照、温度光合速率与光照、温度”的数学模型的数学模型 更多的曲线参见前面所讲内容!更多的曲线参见前面所讲内容!模型解读模型解读1界定总光合速率、呼吸速率与表观界定总光合速率、呼吸速率与表观(净净)光合速率光合速率(1)呼吸速率呼吸
3、速率概念:是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物概念:是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。的速率。表示方法:单位时间内,释放的表示方法:单位时间内,释放的CO2量或吸收的量或吸收的O2量。量。测定条件:黑暗条件下。测定条件:黑暗条件下。(2)表观表观(净净)光合速率:光照下测定的光合速率:光照下测定的CO2吸收速率吸收速率(或或O2释放速率释放速率)。(3)实际实际(总总)光合速率:植物在光下实际合成有机物的速率。光合速率:植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式:实际光合速率表观计算公式:实际光合速率表观(净净)光合速率呼吸速率。光合速率呼吸速率。具体可表示为:实际光合速率从外
4、界吸收具体可表示为:实际光合速率从外界吸收CO2的速率呼的速率呼吸释放吸释放CO2的速率,或实际光合速率释放的速率,或实际光合速率释放O2的速率呼吸的速率呼吸消耗消耗O2的速率。的速率。(4)真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法真正光合速率、净光合速率与呼吸速率的常用表示方法(如下表如下表)真正光真正光合速率合速率O2产生产生(生成生成)速速率或叶绿体释放率或叶绿体释放O2量量CO2固定速率固定速率或叶绿体吸收或叶绿体吸收CO2量量有机物产生有机物产生(制制造、生成造、生成)速率速率净光合净光合速率速率植物或叶片或叶植物或叶片或叶肉细胞肉细胞O2释放速释放速率率植物或叶片或植物或叶
5、片或叶肉细胞叶肉细胞CO2吸收速率吸收速率有机物积累速有机物积累速率率呼吸呼吸速率速率黑暗中黑暗中O2吸收速吸收速率率黑暗中黑暗中CO2释释放速率放速率有机物消耗速有机物消耗速率率2.光合速率与植物生长的关系光合速率与植物生长的关系(1)当当净净(表观表观)光合速率光合速率0时,植物积累有机物而生长;时,植物积累有机物而生长;(2)净光合速率净光合速率0时,植物不能生长;时,植物不能生长;(3)净光合速率净光合速率N2。(6)农家农家肥即有机肥,分解后可为农作物提供肥即有机肥,分解后可为农作物提供CO2和矿质元素,有利和矿质元素,有利于光合作用的进行。于光合作用的进行。答案答案(1)a(2)a
6、植植物的呼吸速率向右物的呼吸速率向右(3)叶绿体基质叶绿体基质类囊体薄膜类囊体薄膜D(4)低高低高(5)(6)农家肥被微生物农家肥被微生物分解为农作物提供分解为农作物提供CO2;提供矿质元素;促进土壤微生物的;提供矿质元素;促进土壤微生物的活动,提高土壤的通气性,促进植物对矿质元素的吸收活动,提高土壤的通气性,促进植物对矿质元素的吸收(答答出任意两项即可出任意两项即可)【训练训练1】如如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图。以下相关叙述错误的是谢简图。以下相关叙述错误的是()。A细胞细胞处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间释放的处于黑
7、暗环境中,那么该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率量即为呼吸速率B细胞细胞没有与外界发生没有与外界发生O2和和CO2交换,可断定此时光合交换,可断定此时光合速率等于呼吸速率速率等于呼吸速率C细胞细胞处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为量为n1与与n2的和的和D分析细胞分析细胞可得出,此时的光照强度较弱且可得出,此时的光照强度较弱且n1小于小于m2解析解析细胞细胞中,线粒体利用的中,线粒体利用的O2除来自叶绿体外,还要从除来自叶绿体外,还要从细胞外吸收,说明细胞呼吸强度大于光合作用强度,细胞进细胞外吸收,说明细胞呼吸强度大于光合作用强度,
8、细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中,行有氧呼吸和光合作用的过程中,O2的净消耗量的净消耗量(吸收量吸收量)m2与与CO2的净生成量的净生成量n1相等,相等,D错误。错误。答案答案D三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置1表观表观(净净)光合速率的测定方法光合速率的测定方法(1)NaHCO3溶液作用:玻璃瓶中的溶液作用:玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容溶液保证了容器内器内CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指标:植物光合作用释放氧气,使容器植物光合速率指标:植物光合作用释放氧气
9、,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。(3)条件:整个装置必须在光下。条件:整个装置必须在光下。动态分析:当外界条件变化时,动态分析:当外界条件变化时,CO2(光光)补偿点移动规律补偿点移动规律若呼吸速率增加,若呼吸速率增加,CO2(光光)补偿点应右移,反之应左移。补偿点应右移,反之应左移。若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,CO2(光光)补偿点应右移,反之应左移。补偿点应右移,反之应左移。阴生植物与阳生植物相比,阴生
10、植物与阳生植物相比,CO2(光光)补偿点和饱和点都相补偿点和饱和点都相应向左移动。应向左移动。2细胞呼吸状况的实验测定归纳细胞呼吸状况的实验测定归纳欲测定与确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,欲测定与确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,两套呼吸装置中的单一变量为两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水,即用等量与蒸馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一溶液,其他所有项目均应一致,加蒸馏水的装置内气压变化应由致,加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与与O2共同决定。共同决定。两套装置可如下图所示,当然,此时仍有必要设置另一两套装置可如下
11、图所示,当然,此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。组作误差校正之用。结果与分析结果与分析若装置若装置1液滴左移,装置液滴左移,装置2液滴不动,则表明所测生物只进液滴不动,则表明所测生物只进行有氧呼吸行有氧呼吸(因有氧呼吸产因有氧呼吸产CO2量与耗量与耗O2量相等量相等)。若装置若装置1液滴不动,装置液滴不动,装置2液滴右移,则表明所测生物只进液滴右移,则表明所测生物只进行无氧呼吸行无氧呼吸(因无氧呼吸只产因无氧呼吸只产CO2,不耗,不耗O2)。若装置若装置1液滴左移,装置液滴左移,装置2液滴右移,则表明该生物既进行液滴右移,则表明该生物既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。有氧呼吸,又进行无氧呼吸
12、。装置装置1与装置与装置2液滴均左移,则呼吸过程中液滴均左移,则呼吸过程中O2吸收量大于吸收量大于CO2释放量,呼吸底物中可能有脂质参与。释放量,呼吸底物中可能有脂质参与。a为使实验结果精确,排除实验误差还应设置如图装置为使实验结果精确,排除实验误差还应设置如图装置3,以便校正。以便校正。b进行结果与结论的描述时应进行结果与结论的描述时应“先结果后结论先结果后结论”,而不是,而不是“先先结论后结果结论后结果”,如上。,如上。【典例典例2】(2013皖南八校联考皖南八校联考)以以小球藻为材料做下列两组实验,小球藻为材料做下列两组实验,根据实验回答下列问题。根据实验回答下列问题。实验一实验一小小球
13、藻在适宜条件下进行光合作用时,其繁殖球藻在适宜条件下进行光合作用时,其繁殖速度较快。在相同培养液中,以图中的装置速度较快。在相同培养液中,以图中的装置和和(密密封环境封环境)分别培养相同品质和数量的小球藻。将两个装分别培养相同品质和数量的小球藻。将两个装置都放在阳光下,一定时间后,观察装置置都放在阳光下,一定时间后,观察装置和和发生的发生的变化。变化。(1)比较比较B、C两试管中的小球藻的繁殖速度,可以发现两试管中的小球藻的繁殖速度,可以发现_试管的繁殖速度较快,其原因在于试管的繁殖速度较快,其原因在于_。实验二实验二如如果用图中果用图中E试管和试管和F试管敞开口培养小球藻,试管敞开口培养小球
14、藻,E试试管用完全培养液,管用完全培养液,F试管用缺镁的营养液,研究光照强度对试管用缺镁的营养液,研究光照强度对E、F两试管中小球藻产生氧气量的影响,结果如图。据图回答两试管中小球藻产生氧气量的影响,结果如图。据图回答问题。问题。(2)P点的坐标值表示的意义是点的坐标值表示的意义是_。(3)Q点小球藻释放的氧气量为点小球藻释放的氧气量为_,其原因是,其原因是_。(4)当光照强度小于当光照强度小于M时,限制试管中小球藻光合作用强度的时,限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是主要环境因素是_。(5)当光照强度沿当光照强度沿QM方向移动时,造成方向移动时,造成E、F两试管氧气增两试管氧气增加量
15、差异的原因是加量差异的原因是_。实验三实验三将将若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的若干小球藻、水草及一条小鱼放在一个盛有水的玻璃容器内,使之处于气体密闭状态。实验在温度适宜的暗玻璃容器内,使之处于气体密闭状态。实验在温度适宜的暗室中进行,将玻璃容器用黑纸包裹遮光,在距玻璃容器室中进行,将玻璃容器用黑纸包裹遮光,在距玻璃容器0.3 m处用不同功率的灯泡给予光照处用不同功率的灯泡给予光照1 h时时(每换一次灯泡有一个每换一次灯泡有一个间歇期,间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实间歇期,间歇期间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实验状态验状态),其间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化,
16、其间用仪器记录该容器内氧气浓度的变化(浓度单浓度单位:位:g/m3)。遮光实验结束后,去掉黑纸,实施上述同样的实。遮光实验结束后,去掉黑纸,实施上述同样的实验操作步骤实验结果如下。验操作步骤实验结果如下。15 W20 W25 W30 W35 W40 W45 W遮光遮光10101010101010不遮光不遮光64202510(6)不遮光的容器在光照为不遮光的容器在光照为25 W时产生的氧气量是时产生的氧气量是_g/m3,消耗的氧气量是,消耗的氧气量是_g/m3。(7)当光照强度大于当光照强度大于_W时,这个生态系统才有可能得时,这个生态系统才有可能得以长期维持。以长期维持。(8)实验中黑纸包裹容
17、器的作用是用来测定实验中黑纸包裹容器的作用是用来测定_。解析解析(1)A烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物,通过呼吸作烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物,通过呼吸作用可产生用可产生CO2,而,而D烧瓶进行的是乳酸发酵,乳酸发酵不产烧瓶进行的是乳酸发酵,乳酸发酵不产生生CO2,因此,因此B试管小球藻能进行光合作用,繁殖的速度较试管小球藻能进行光合作用,繁殖的速度较快。快。(2)P点时,光照强度为零,小球藻只进行呼吸作用不进点时,光照强度为零,小球藻只进行呼吸作用不进行光合作用,因此行光合作用,因此P点表示光照强度为零时,点表示光照强度为零时,E试管内小球藻试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量。呼吸作用吸收的
18、氧气量。(3)Q点表示光合作用强度等于呼吸点表示光合作用强度等于呼吸作用强度,此时净光合速率为作用强度,此时净光合速率为0,(4)分析坐标图可知,当光分析坐标图可知,当光照强度小于照强度小于M时,限制试管中小球藻光合作用强度的主要环时,限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是光照强度。境因素是光照强度。(5)F试管的培养液中缺少镁元素,影响试管的培养液中缺少镁元素,影响叶绿素的正常合成,因此其中小球藻的光合作用效率比叶绿素的正常合成,因此其中小球藻的光合作用效率比E试试管低。管低。(6)分析表可知,小球藻的呼吸速率为分析表可知,小球藻的呼吸速率为10 g/m3,当光照强度,当光照强度为为2
19、5 W时,产生的氧气量是时,产生的氧气量是8 g/m3。(7)当光照强度大于当光照强度大于30 W时,净光合速率大于时,净光合速率大于0,这个生态系统有可能得以长期维持。,这个生态系统有可能得以长期维持。(8)测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行,这样可以排除测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行,这样可以排除光合作用对测量结果的干扰。光合作用对测量结果的干扰。答案答案(1)BA瓶瓶产生产生CO2,D瓶产生乳酸时不产生瓶产生乳酸时不产生CO2(2)在光照强度为零时,在光照强度为零时,E试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量量(3)0呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧
20、气量呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量(4)光照强度光照强度(5)F试管的培养液中缺少镁元素,影响叶绿素的正常合成,试管的培养液中缺少镁元素,影响叶绿素的正常合成,其中小球藻的光合作用效率比其中小球藻的光合作用效率比E试管低试管低(6)810(7)30(8)呼吸作用消耗的氧气量呼吸作用消耗的氧气量【训练训练2】(2013湖南重点中学调研湖南重点中学调研)下下面三个装置可用于研究萌发的面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物,有关分析不正确的是种子的呼吸作用的方式及其产物,有关分析不正确的是()。A三个装置中的种子都必须进行消毒处理,都不需要设置三个装置中的种子都必须进行
21、消毒处理,都不需要设置对照实验对照实验B甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量C乙装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸乙装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸D丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2解析解析为排除微生物呼吸作用的影响,种子必须进行消毒处为排除微生物呼吸作用的影响,种子必须进行消毒处理,为排除无关变量理,为排除无关变量(外界温度、气压等外界温度、气压等)对实验的影响,上对实验的影响,上述实验需要设置对照实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸,述实验需要设置对照实验。若乙装置中种子进行有氧呼吸
22、,就会有氧气的消耗,产生的等体积的二氧化碳被就会有氧气的消耗,产生的等体积的二氧化碳被NaOH溶液溶液吸收,装置瓶内气体体积减小,液滴左移;若只进行无氧呼吸收,装置瓶内气体体积减小,液滴左移;若只进行无氧呼吸,则没有氧气的消耗,液滴不移动。吸,则没有氧气的消耗,液滴不移动。答案答案A专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型 1.(2013安徽东至一模安徽东至一模)下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分物质和能量代谢的相关图解,其中分析不正确的是物质和能量代谢的相关图解,其中分析不正确的是()。光合作用、细胞呼吸关系的综合题光合作用、细胞呼吸
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