1、栏目导航一、光合作用和细胞呼吸的关系一、光合作用和细胞呼吸的关系二、光合作用与细胞呼吸二、光合作用与细胞呼吸“三率三率”的判断及相关计算的判断及相关计算三、光合作用与细胞呼吸的关键点移动三、光合作用与细胞呼吸的关键点移动四、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建四、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建五、五、“三率三率”常用的测定方法及实验探究常用的测定方法及实验探究一、光合作用和细胞呼吸的关系一、光合作用和细胞呼吸的关系据图回答下列问题：据图回答下列问题：(1)图中图中、代表的物质依次是代表的物质依次是_、_、_、_，HH代表的物质主要是代表的物质主要是_。(2)B代表一种反应过程，代表一
2、种反应过程，C代表细胞质基质，代表细胞质基质，D代表线粒体，则代表线粒体，则ATP合成发生在合成发生在A过程，还发生在过程，还发生在_(填填“B和和C”“C和和D”或或“B和和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_。O2 NADP ADPPi C5 NADH(或答：还原型辅酶或答：还原型辅酶)C和和D 在缺氧条件下进行无氧呼吸在缺氧条件下进行无氧呼吸 解析解析(1)分析图示，分析图示，A过程为光合作用的光反应阶段，过程为光合作用的光反应阶段，B过程是光合作用的暗过程是光合作用的暗反应阶段。图中反应阶段。图中为水光解产生的为
3、水光解产生的O2；由；由和和H2O产生产生与与NADPH(HH，即还原型，即还原型辅酶辅酶)可知，可知，是是NADP；由；由转化成转化成ATP可知，可知，是是ADPPi；由；由与与CO2结结合生成合生成C3可知，可知，为为C5。呼吸作用过程中的。呼吸作用过程中的HH代表的物质主要是代表的物质主要是NADH(还原型辅还原型辅酶酶)。(2)光合作用的光反应阶段光合作用的光反应阶段(A)可产生可产生ATP，而暗反应阶段，而暗反应阶段(B)不产生不产生ATP。有氧。有氧呼吸的三个阶段都产生呼吸的三个阶段都产生ATP，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段，其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段(C)，
4、线粒，线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段(D)。(3)在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。在缺氧条件下，植物细胞可进行无氧呼吸，将丙酮酸转化成酒精。1光合作用与细胞呼吸的联系光合作用与细胞呼吸的联系2光合作用与细胞呼吸过程中光合作用与细胞呼吸过程中HH和和ATP的来源和去向的来源和去向光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸HH来源来源H2O光解产生光解产生有氧呼吸第一、二阶段有氧呼吸第一、二阶段去向去向还原还原C3用于第三阶段还原用于第三阶段还原O2ATP来源来源光反应阶段产生光反应阶段产生三个阶段都产生三个阶段都产生去向去向用于用于C3还原供
5、能还原供能用于各项生命活动用于各项生命活动(植物植物C3的还原除外的还原除外)注意：注意：光合作用中产生的光合作用中产生的HH是还原型辅酶是还原型辅酶(NADPH)简化的表示方式，而简化的表示方式，而细胞呼吸中产生的细胞呼吸中产生的HH是还原型辅酶是还原型辅酶(NADH)简化的表示方式，二者不是一种物简化的表示方式，二者不是一种物质，尽管书写形式相同。质，尽管书写形式相同。还原氢的书写形式一定不能写成还原氢的书写形式一定不能写成H、H、H2，只能写成，只能写成HH或或NADH或或NADPH。(2)能量联系能量联系应 考 演 练二、光合作用与细胞呼吸二、光合作用与细胞呼吸“三率三率”的判断及相关
6、计算的判断及相关计算D 解析解析A对、对、B对：据图可知，总光合作用的最适温度约为对：据图可知，总光合作用的最适温度约为30，呼吸作用的，呼吸作用的最适温度要高于最适温度要高于50，净光合作用的最适温度约为，净光合作用的最适温度约为25。C对：在对：在025范围内，范围内，随着温度升高，光合速率曲线的升高幅度要远大于呼吸速率，这说明温度变化对光随着温度升高，光合速率曲线的升高幅度要远大于呼吸速率，这说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大。合速率的影响比对呼吸速率的大。D错：净光合作用是指一定时间内光合作用合成错：净光合作用是指一定时间内光合作用合成量与呼吸作用消耗量的差值，也称为净积累量
7、。只有净积累量为正值时，植物才能量与呼吸作用消耗量的差值，也称为净积累量。只有净积累量为正值时，植物才能生长。在生长。在4550范围内，呼吸速率比光合速率大，净积累量为负值，植物不能生范围内，呼吸速率比光合速率大，净积累量为负值，植物不能生长。长。1不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点2光合作用、呼吸作用的光合作用、呼吸作用的“三率三率”图示分析图示分析(1)“三率三率”的表示方法：的表示方法：呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2释放量或释放量或O2吸收量，即图吸收量，即图1中中A点。
8、点。净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、释放量、CO2吸收吸收量或有机物积累量，即图量或有机物积累量，即图1中的中的CC段对应段对应CO2量，也称为表观光合速率。量，也称为表观光合速率。总光合速率净光合速率呼吸速率，即图总光合速率净光合速率呼吸速率，即图1中的中的AD对应的对应的CO2总量。总量。(2)图图2中曲线中曲线表示总光合量，曲线表示总光合量，曲线表示呼吸量，曲线表示呼吸量，曲线表示净光合量。交表示净光合量。交点点D对应点对应点E，此时净光合量为，此时净光合量为0，B点时植物生长最快。点时植物生长最快。(3)图图3
9、中曲线中曲线c表示净光合速率，表示净光合速率，d表示呼吸速率，表示呼吸速率，cd表示总光合速率。在表示总光合速率。在G点时，总光合速率是呼吸速率的点时，总光合速率是呼吸速率的2倍。倍。(4)图图1中中B对整个植株而言，光合速率呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光对整个植株而言，光合速率呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率呼吸速率。合速率呼吸速率。应 考 演 练三、光合作用与细胞呼吸的关键点移动三、光合作用与细胞呼吸的关键点移动C 解析解析图中图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干光合作用强度。由题干“
10、光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和和30”可可知，当温度从知，当温度从30 降到降到25 时，细胞呼吸强度降低，时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点强，所以光饱和点(d点点)时吸收的时吸收的CO2增多，增多，d点上移。点上移。b点表示光合作用强度细胞点表示光合作用强度细胞呼吸强度，在呼吸强度，在25 时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，条件不变的情况下要使光合
11、作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即即b点左移。点左移。应 考 演 练四、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建四、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建B A光照强度增大是导致光照强度增大是导致ab段、段、lm段段Pn增加的主要原因增加的主要原因B致使致使bc段、段、mn段段Pn下降的原因下降的原因是气孔关闭是气孔关闭C致使致使ef段、段、op段段Pn下降的原因是光照逐渐减弱下降的原因是光照逐渐减弱D适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施解析解析早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的早晨太阳出来后
12、光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，光合速率迅速上升，A A项正确；大棚栽培条件下的油桃在项正确；大棚栽培条件下的油桃在bcbc段段PnPn下降，主要原因是下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量COCO2 2，使大棚内密闭环境中，使大棚内密闭环境中COCO2 2浓度迅速下浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在降，而露地栽培的油桃在mnmn段段PnPn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收吸收COCO2 2，B B项错误；项错误；1515时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是
13、光照强时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，度逐渐减弱所致，C C项正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农项正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加家肥从而增加COCO2 2浓度是提高大田作物产量的重要措施，浓度是提高大田作物产量的重要措施，D D项正确。项正确。1自然环境中一昼夜植物光合作用曲线自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(1)开始进行光合作用的点：开始进行光合作用的点：b。(2)光合作用与呼吸作用相等的点：光合作用与呼吸作用相等的点：c、e。(3)开始积累有机物的点：开始积累有机物的点：c。(4)有机物积累量最大的点：有
14、机物积累量最大的点：e。2密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线(1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。(2)该植物一昼夜表现为生长，其原因是该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点点CO2浓度低于浓度低于A点点CO2浓度，说明一浓度，说明一昼夜密闭容器中昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用呼吸作用，植物生长。浓度减小，即植物光合作用呼吸作用，植物生长。应 考 演 练五、五、“三率三率”常用的测定方法及实验探究常用的测定方法及实验探究*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日
15、光灯100 cm的地方。的地方。试管编号试管编号1234567水草水草无无有有有有有有有有有有有有距日光距日光灯的距灯的距离离(cm)20遮光遮光*1008060402050 min后后试管中溶试管中溶液的颜色液的颜色浅绿色浅绿色X浅黄色浅黄色黄绿色黄绿色浅绿色浅绿色浅蓝色浅蓝色蓝色蓝色若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：(1)本实验中，本实验中，50 min后后1号试管的溶液是浅绿色，则说明号试管的溶液是浅绿色，则说明2至至7号试管的实验结号试管的实验结果是由果是由_引起的；若引起的；若1号试管的溶液是蓝号试管的溶液是蓝色，
16、则说明色，则说明2至至7号试管的实验结果是号试管的实验结果是_(填填“可靠的可靠的”或或“不可靠的不可靠的”)。不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的不可靠的 (2)表中表中X代表的颜色应为代表的颜色应为_(填填“浅绿色浅绿色”“”“黄色黄色”或或“蓝色蓝色”)，判断，判断依据是依据是_。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_。黄色黄色 水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于浓度高于3号管号管 光合作用强度等于呼
17、吸作用强度，吸收与释放的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等量相等 解析解析(1)1号试管中没有加水草，号试管中没有加水草，50 min后后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说号试管的溶液颜色仍为浅绿色，说明无关变量不会引起溶液颜色的变化，明无关变量不会引起溶液颜色的变化，2至至7号试管的实验结果应是由水草的光合作号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的；若用、呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中号试管的溶液是蓝色，说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明含量减少了，无关变量对实验结果有影响，则说明
18、2至至7号试管的实验结果是不号试管的实验结果是不可靠的。可靠的。(2)2号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生号试管进行了遮光，水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用产生CO2，而且与，而且与3号试管号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度光合作用强度小于呼吸作用强度)相比，相比，2号试管溶液中的号试管溶液中的CO2含量更多，颜色应为黄色。含量更多，颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下溶液中此条件下溶液中CO2含量没有变化，水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等，吸含量没有变化，水草的光合作用强度
19、与呼吸作用强度相等，吸收与释放的收与释放的CO2量相等。量相等。1测定光合速率的常用方法测定光合速率的常用方法(1)利用装置法测定植物光合速率与呼吸速率利用装置法测定植物光合速率与呼吸速率将植物将植物(甲装置甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。速率。将同一植物将同一植物(乙装置乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(2)叶圆片称量法叶
20、圆片称量法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率定光合速率(S为叶圆片面积为叶圆片面积)。净光合速率净光合速率(zy)/2S；呼吸速率呼吸速率(xy)/2S；总光合速率净光合速率呼吸速率总光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。(3)黑白瓶法黑白瓶法“黑白瓶黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，其中度的试题，其中“黑瓶黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶白
21、瓶”给予光照，测定给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：规律规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量或二氧化碳的增加量)为有氧为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量呼吸量；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；二者之和为为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。总光合作用量。规律规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有
22、量之差即总光合作用量。差即总光合作用量。(4)半叶法半叶法将植物对称叶片的一部分将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进则留在光下进行光合作用行光合作用(即不做处理即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的
23、叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。(5)红外线红外线CO2传感器传感器由于由于CO2对红外线有较强的吸收能力，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的多少与红外线的降低量之间有一定的线性关系，因此定的线性关系，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传感器来测量传感器来测量CO2浓度的变化。浓度的变化。(6)“梯度法梯度法”探究影响光合作用的因素探究影响光合作用的因素用一系列不同光照强度
24、、温度或用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置，可探究光照强度、温度或浓度的装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。浓度对光合作用强度的影响。2光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧(1)实验设计中必须注意的三点实验设计中必须注意的三点变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的浓度的大小可用不同浓度的大小可用不同浓度的C
25、O2缓冲液调节。缓冲液调节。对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。用一系列装置进行相互对照。无论哪种装置，在光下测得的数值均为无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度净光合作用强度”值。值。(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还还是加是加“NaHCO3”；给予；给予“光照光照”处理还是处理还是“黑暗黑暗”处理；是否有处理；是否有“在温度、光照最在温度、光照最适宜条件下适宜条件下”等信息。等信息。应 考 演 练谢谢观看
