1、光合作用与细胞呼吸的综合分析光合作用与细胞呼吸的综合分析请同学们用关键词、箭头、方框构建有关光合作用与细胞呼吸的知识网络请同学们用关键词、箭头、方框构建有关光合作用与细胞呼吸的知识网络 考情分析考情分析 光合作用与细胞呼吸是细胞代谢的核心知识光合作用与细胞呼吸是细胞代谢的核心知识，一般，一般以坐标曲线图、表格以坐标曲线图、表格和流程图和流程图为为载体载体来考查来考查，选择题与非选择题均有选择题与非选择题均有较大较大概率概率出现出现。主要考查角度有以下几点。主要考查角度有以下几点：1.1.光合作用和细胞呼吸的过程及相互关系光合作用和细胞呼吸的过程及相互关系2.2.影响光合作用和细胞呼吸的因素影响
2、光合作用和细胞呼吸的因素光合速率、呼吸速率的测定光合速率、呼吸速率的测定3.3.有关光合作用和细胞呼吸的实验有关光合作用和细胞呼吸的实验探究环境因素对光合作用强度、细胞呼吸强度的影响探究环境因素对光合作用强度、细胞呼吸强度的影响绿叶中色素的提取和分离实验绿叶中色素的提取和分离实验COCO2 2H H2 2O O （CHCH2 2O O）O O2 2光光叶绿体叶绿体C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶5一一.光合速率和呼吸速率的衡量指标光合速率和呼吸速率的衡量指标2.2.若若所给数值为所给数
3、值为有光条件有光条件下绿色植物下绿色植物O O2 2释放量或释放量或COCO2 2吸收量的测定值，则吸收量的测定值，则为为净净光合光合速率速率。二二.净净(表观表观)光合速率光合速率与与真正真正(总总)光合速率的判光合速率的判断断方法方法1.1.若为坐标曲线形式，当光若为坐标曲线形式，当光照照强度为强度为0 0时，时，COCO2 2吸收吸收量量为为0 0，则该曲线表示真正光合速率，则该曲线表示真正光合速率，若若COCO2 2吸收吸收量量为负值，则该曲线表示为负值，则该曲线表示净净光合速率。光合速率。3.3.有机物有机物积累量积累量为为净净光合光合速率，速率，制造量制造量为为真正光合真正光合速率
4、。速率。三三.光合速率、呼吸速率的测定方法光合速率、呼吸速率的测定方法(一一)“液滴移动法液滴移动法”(二二)“半叶法半叶法”(三三)“)“黑白瓶法黑白瓶法”模型模型一一黑暗黑暗模型二模型二弱弱光光模型三模型三补偿点光照补偿点光照模型四模型四强光强光O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2(一一)“液滴移动法液滴移动法”测定光合速率与呼吸速率测定光合速率与呼吸速率思考：思考：下列四种情况下密闭容器内的氧气和二氧化碳含量下列四种情况下密闭容器内的氧气和二氧化碳含量是怎样是怎样变化变化的？的？思考：思考：1.1.装置中装置中NaOHNaOH溶液溶液、NaHCO NaHCO3 3溶液的作用溶液的作用
5、分别是什么分别是什么?2.2.甲（黑暗条件）、乙（有光条件）装置中甲（黑暗条件）、乙（有光条件）装置中单位时间内红色液滴移单位时间内红色液滴移动动的的距离距离分别分别表示表示什么？什么？甲甲：（：（有氧）有氧）呼吸速率呼吸速率乙：净光合乙：净光合速率速率3.3.测定光合速率与呼吸速率的具体方法是什么测定光合速率与呼吸速率的具体方法是什么?将植物将植物(甲装置甲装置)置于黑暗条件置于黑暗条件下下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。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。将同一植物将同
6、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，计算净光合速率。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。4.4.该实验需要设置对照组吗该实验需要设置对照组吗?为什么？为什么？需要，需要，为防止气压、温度等物理因素所引起的误差。为防止气压、温度等物理因素所引起的误差。5.5.对照组应怎样设置对照组应怎样设置?用用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。进行校正。例例1 1 某某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转转基因作物有很强的
7、光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：(1)(1)先测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤先测定植物的细胞呼吸强度，方法步骤如下：如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D D中都放入中都放入_，装置乙作为对照。装置乙作为对照。将甲、乙装置的玻璃钟罩进行将甲、乙装置的玻璃钟罩进行_处理处理，放放在温度等相同且适宜的环境中。在温度等相同且适宜的环境中。3030
8、分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。等量的等量的NaOHNaOH溶液溶液遮光遮光(2)(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：甲、乙两装置的甲、乙两装置的D D中放入中放入_。把甲、乙装置放在把甲、乙装置放在_。3030分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。等量的等量的NaHCONaHCO3 3溶液溶液（COCO2 2缓冲缓冲液液），装置乙作为对照装置乙作为对照光照充足、温度等相同且适宜的环境中光照充足、温度
9、等相同且适宜的环境中(3)(3)实验进行实验进行3030分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：项目项目实验实验3030分钟后红墨水滴移动情况分钟后红墨水滴移动情况测定植物细胞呼吸强度测定植物细胞呼吸强度甲装置甲装置_(_(填填“左左”或或“右右”)移移1.5 cm1.5 cm乙装置乙装置右移右移0.5 cm0.5 cm测定植物净光合作用强度测定植物净光合作用强度甲装置甲装置_(_(填填“左左”或或“右右”)移移4.5 cm4.5 cm乙装置乙装置右移右移0.5 cm0.5 cm左左右右(4)(4)假设红墨水滴每移动假设红墨水滴每移动
10、1 cm1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g1 g，那么该植物的呼，那么该植物的呼吸速率是吸速率是_ g/h_ g/h；白天光照白天光照15 h15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是一昼夜葡萄糖的积累量是_ g(_ g(不考虑昼夜温差不考虑昼夜温差的影响的影响)。4 4848415 15 8-98-94=844=84怎样用怎样用“液滴移动法液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡萄糖）底物假定是葡萄糖）思考思考1 1：装置装置1 1、装置、装置2 2中液滴的移动距离分别表示什么？中液滴的移动距离分别表示什么？思考思考2 2：由
11、装置由装置1 1、装置、装置2 2的液滴移动情况分别能的液滴移动情况分别能确定发芽种子进行哪确定发芽种子进行哪一种呼吸类型？一种呼吸类型？装置装置1 1：细胞呼吸消耗的氧气量：细胞呼吸消耗的氧气量装置装置2 2：细胞：细胞呼吸释放的呼吸释放的COCO2 2量量与与O O2 2消耗量之间的差值消耗量之间的差值装置装置1 1：确定是否进行了有氧呼吸：确定是否进行了有氧呼吸装置装置2 2：确定是否进行了：确定是否进行了产酒精产酒精的无氧呼吸的无氧呼吸实验现象实验现象实验实验结论结论装置一装置一装置二装置二不动不动不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动不动右移
12、右移只进行产酒精的无氧呼吸只进行产酒精的无氧呼吸左移左移右移右移左移左移不动不动进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产乳酸的乳酸的无氧呼吸无氧呼吸怎样用怎样用“液滴移动法液滴移动法”来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸来判断细胞呼吸类型呢？（呼吸底物假定是葡萄糖）底物假定是葡萄糖）思考思考3 3：该实验需要设置对照组吗？该实验需要设置对照组吗？需要需要设置对照设置对照组，将以上装置中发芽的种子换成死亡的种子，组，将以上装置中发芽的种子换成死亡的种子，其他其他条件均不变。条件均不变。例例2 2 某生物兴趣小组利用下图所示的实验
13、装置来探究绿色植物的生理作用。某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：据此回答下列问题：若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有_，为使实验结，为使实验结果更科学，还需设置果更科学，还需设置_。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是_装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移装置一和装置二装置一和装置二对照实验对照实验例例3 3 某某研
14、究小组采用研究小组采用“半叶法半叶法”对番茄叶片的光对番茄叶片的光合合作用作用强度进行测定，如图所示。强度进行测定，如图所示。“半叶法半叶法”的的原理是原理是将将对称叶片的一部分对称叶片的一部分(A)(A)遮光，另一部分遮光，另一部分(B)(B)不做处理，并采用适当的方法不做处理，并采用适当的方法(可先在叶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。阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射在适宜光照下照射6 6小时后，在小时后，在A A、B B的对应的对应部位部位都都截取面积截取面积为为ScmScm2 2的的
15、叶片，烘干称重，叶片，烘干称重，分别记为分别记为M MA A mgmg、M MB B mgmg，获得相应数据，获得相应数据，则该叶片的则该叶片的真正真正光合光合速率为速率为 _mg/(cm_mg/(cm2 2hh)。(二二)“半叶法半叶法”测定光合速率测定光合速率（M MB BM MA A）/S/SM MA A M MB B(三三)“黑白瓶法黑白瓶法”测定光合速率测定光合速率适用于测定水生生态系统适用于测定水生生态系统中植物的中植物的光合速率光合速率取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为取三个玻璃瓶，两个用黑胶布包上，并包以锡箔，记为A A、B B瓶，另一白瓶不做处瓶，另一白瓶不做处
16、理，记为理，记为C C瓶，其中瓶，其中B B、C C瓶中放入长势良好的同种植物。从待测的水体深度取水，瓶中放入长势良好的同种植物。从待测的水体深度取水，保留保留A A瓶以测定水中原来的溶氧量瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值初始值)假设为假设为M MA A。将。将B B、C C瓶沉入取水深度，经瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定，结果为过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定，结果为M MB B、M MC C。(1)(1)有初始值有初始值(2)(2)无无初始值：初始值：总光合作用量总光合作用量 =黑瓶中氧气的减少量黑瓶中氧气的减少量 +白瓶中氧气的增加量白瓶中氧气的增加量
17、总光合作用量总光合作用量 =白瓶中测得的现有氧气量白瓶中测得的现有氧气量 -黑瓶中测得的现有氧气量黑瓶中测得的现有氧气量光照强度光照强度(klxklx)0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧量mg/Lmg/L3 310101616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量mg/Lmg/L3 33 33 33 33 33 3例例4 4 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的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L10 mg/L，白瓶
18、为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻，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，璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，2424小时后，实测获得六对黑白瓶中溶小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下：解氧的含量，记录数据如下：（1 1）黑瓶中溶解氧的含量降低为）黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L3 mg/L的原因是的原因是 ，该瓶中所有生物该瓶中所有生物24h24h细胞呼吸消耗的细胞呼吸消耗的O O2 2量为量为 mg/Lmg/L。（2 2）当水层光照强度为）当水层光照强度为c c时，白瓶中植物时，白瓶中植物24 h24 h产生的氧气量为产生的
19、氧气量为 mg/Lmg/L，光照强度，光照强度至少为至少为 (填字母填字母)时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，没有光照，植物不能进行光合作用产生氧气，瓶中的生物还要进行呼吸作用消耗氧气瓶中的生物还要进行呼吸作用消耗氧气7 72121a a变式变式 用用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m0.5 m处的同一位置取处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，
20、并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用不考虑化能合成作用)。有关分。有关分析合理的析合理的是是 （）透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙不透光玻璃瓶丙4.9 mg4.9 mg5.6 mg5.6 mg3.8 mg3.8 mgA.A.丙瓶中浮游植物的细胞产生丙瓶中浮游植物的细胞产生NADHNADH的场所是线粒体内膜的场所是线粒体内膜B.B.在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg1.1 mgC.C.在一昼夜后，乙瓶水样的在一昼夜后，乙瓶水样的pHpH比丙瓶的低比丙瓶的低D.D.在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg1.1 mgB B
