光合作用与呼吸作用的综合应用习题课课件.ppt

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1、上课前，请准备好步步高蓝白本，迅速将错题再浏览一遍，或快速浏览一遍蓝本第10讲讲过的考点一、二、三,1、液滴移动法（气体体积变化法）2、黑白瓶法3、称重法4、半叶法5、叶圆片上浮法6、梯度法7、二氧化碳传感器法8、排水法,探究光合作用强度的实验设计方法,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。,2、测定光合作用速率的“黑白瓶法”,蓝本66页例3：高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样，

2、分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由ae逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是,A 瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/LB光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/LC光照强度为c时，在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为28 mg/LD光照强度为d 时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加,1037(mg/L),3 3,呼,呼,氧气产生量=白瓶黑瓶,24 h白瓶氧气增加量（净积累量）是241014(

3、mg/L)，黑瓶呼吸消耗量是10-3=7，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14721(mg/L),C,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。,2、测定光合作用速率的“黑白瓶法”,蓝本66页例3：高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(

4、由ae逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是,C,氧气产生量=白瓶黑瓶,但不能得出呼吸速率和净光合速率的大小,得出呼吸速率和净光合速率的大小 氧气产生量=白瓶黑瓶,总结两点,3、测定光合作用速率的“称重法”,4、测定光合作用速率的“半叶法”,将叶片一半遮光，一半曝光。遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。,蓝本66页例4：现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对

5、称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位为mg/(dm2h)。下列说法正确的是,A该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度B(m2m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量Cm2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小Dm1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小,类似于“黑白瓶”的解题思路,假设A、B中被截取部分原来干重为m0，则m0m1细胞呼吸量，m2m0为光照下的净光合作用积累量，实际光合作用量净光

6、合作用量细胞呼吸量m2m0m0m1m2m1，即为B叶片 被截取部分叶片 在光照时间内 有机物的合成量。,m1m2,因无初始值，故无法求得这段时间截取部分对应的呼吸量和净积累量,A,5.比较光合作用速率的“叶圆片上浮法”,叶圆片上浮法的原理：植物进行光合作用,吸收CO2,释放O2,由于O2在水中溶解度小,而在叶肉细胞间隙积累,使叶片上浮。叶圆片上浮法的不足：该实验方法只能定性比较，无法测出具体的量变。,6、探究光合作用速率的“梯度法”,不同光照强度：不同功率的灯泡、控制灯泡与实验装置的距离；不同温度：可用不同恒温装置控制温度；不同的二氧化碳浓度：设置不同浓度的二氧化碳缓冲液。,红外线CO2传感器

7、测量装置中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CO2传感器来测量CO2浓度的变化。,7、测定光合作用速率的“红外线CO2传感器”,逐渐降低,CO2的浓度降低,植物光合作用强度大于呼吸作用强度,25,真正光合速率=净光合速率呼吸速率,25,8、测定光合作用速率的 其他装置,利用如图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，下列说法正确的是(),A试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量B在光下，如果有气泡产生，可以说明光合作用产生氧气C为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响，

8、可以用不同浓度NaHCO3溶液进行实验D为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生的速率的变化,该植物的氧气释放量,该气体也可能是CO2,变量不唯一，除了光照强度在变化，还有二氧化碳浓度或温度可能都变了,C,气孔是植物表皮所特有的结构，是由保卫细胞之间所形成的凸透镜状的小孔。保卫细胞区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体。气孔在光合、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中，成为空气和水蒸气的通路，其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节。保卫细胞因外壁较薄而内壁（靠近气孔一侧细胞壁）较厚，保卫细胞吸水时，细胞膨胀，细胞厚度增加，两细胞分离，气孔张开，而当气孔张开时，光合、呼吸、蒸腾作用

9、都得以顺利进行，蒸腾作用顺利进行又促进水分的吸收和运输以及无机盐的运输；保卫细胞失水时，细胞收缩，细胞厚度减小，两细胞合并，气孔闭合，而当气孔闭合时，空气无法进出，光合作用得不到二氧化碳，呼吸作用也无法获得氧气，故各反应都无法顺利进行，同样水蒸气无法通过气孔散失，蒸腾作用进行不畅也致使水分的吸收和运输以及无机盐的运输受阻。,题型-气孔变化对光合作用的影响,气孔示意图,气孔张开与闭合,含叶绿体,吸水,失水,实验探究,_,活细胞在不同浓度的溶液中会发生渗透作用失水或吸水,气孔开闭,题型特训 为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征，对其净光合速率和气孔导度(表示气孔张开的程度)进行了测定，结果如下

10、。下列有关叙述不正确的是(),A阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致B晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关C两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关D实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的荫蔽环境中,C,晴天：温度、光照强度,阴天：光照强度,对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一个二氧化碳被一个五碳化合物（C5）固定以后，形成的是两个三碳化合物（C3）。将仅有C3参与二氧化碳固定的植物叫做C3植物，将其固定二氧化碳的途径，叫做C3途径（我们教材已学过）。但是，科学家在研究玉米、甘蔗、谷子、高粱等原产在热带地区绿色植物的光合作用时发

11、现，在这类绿色植物的光合作用中，二氧化碳中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物（C4）中，然后才转移到C3中。科学家将这类植物叫做C4植物，将其固定二氧化碳的途径，叫做C4途径。C4植物中参与光合作用的细胞分化为叶肉细胞和维管束鞘细胞两类，在叶肉细胞叶绿体中有正常的基粒，能进行光反应，但没有与暗反应有关的酶，故不能进行暗反应；在维管束鞘细胞叶绿体中有与暗反应有关的酶，能进行暗反应，但没有基粒，不能进行光反应，故整个光合作用两个阶段有两类细胞共同完成。并且叶肉细胞在高光强，高温及低CO2浓度下利用对CO2亲和力强的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)固定CO2，生成草酰乙酸(OAA)，OAA

12、进一步转化为苹果酸(Mal，一种C4有机物)，这就是C4途径。然后Mal通过胞间连丝进入维管束鞘细胞中，脱羧，释放CO2，维管束鞘细胞叶绿体中利用这些CO2开始进行光合作用暗反应，即开始CO2的固定（进行C3途径）和C3的还原。综上，C4植物在叶肉细胞中发生光反应和C4途径（CO2+C3C4）；而C4在维管束鞘细胞中发生脱羧后，又发生C3途径（CO2+C52C3）和C3的还原，即完成暗反应过程。,补充：C3途径、C4途径和CAM途径（景天酸代谢途径）,但维管束鞘细胞没有从外界摄取二氧化碳的能力，那么摄取二氧化碳的任务得有叶肉细胞完成。,C4植物体内CO2的首次固定和CO2的同化（CO2的再次固

13、定和C3的还原）在不同细胞中发生。,C4植物,光照强度强、气温高，气孔大量关闭，细胞间隙CO2浓度低。,补充：C3途径、C4途径和CAM途径（景天酸代谢途径）,固定：C4途径,固定；C3途径,CAM植物：指生长在热带及亚热带干旱及半干旱地区的一些肉质植物（最早发现在景天科植物），如仙人掌、菠萝、兰花、百合、红豆杉等。它们具有一种光合固定二氧化碳的附加途径：其叶片气孔白天关闭，夜间开放。夜间气孔开放时，吸收的二氧化碳进入叶肉细胞，并被固定形成四碳化合物苹果酸（CAM途径，与C4途径基本相同，都是在叶肉细胞中发生，只是C4途径需要在白天完成，之后C4进入维管束鞘细胞脱羧并进行暗反应，而CAM途径需

14、要在夜间完成，形成的C4暂时储存在液泡中，白天在同一个叶肉细胞中脱羧并继续发生暗反应，即卡尔文循环）。综上，CAM植物在同一个叶肉细胞中：夜间吸收并首次固定二氧化碳，形成C4，即进行CAM途径，白天C4脱羧释放二氧化碳，进行暗反应（C3途径和C3的还原）。,CAM植物体内CO2的首次固定和CO2的同化（CO2的再次固定和C3的还原）在不同时间发生。,它们的这种现象都是长期进化过程中，产生的一种对环境的适应性,C4植物：对CO2亲和力强，在高光强，高温及低CO2浓度条件下，能将低CO2“泵”入叶肉细胞并固定，最终使二氧化碳在维管束鞘细胞中浓缩，提高光合碳同化的效率。,CAM植物：为了免于白天气温

15、高、水分的过多流失，晚上气孔才打开，吸收CO2，在时间上实现二氧化碳摄取和同化分开，抗干旱能力强。,(2020青岛高三质检)如图是北方某干旱地区夏日晴朗天气，黄瓜叶片净光合速率与胞间CO2浓度的日变化曲线。请回答下列问题：,蓝本P63 T8,(3)玉米、甘蔗等植物细胞中有一种酶，能通过一系列反应将CO2“泵”入某些进行光合作用的细胞，保证暗反应顺利进行。在干旱缺水地区，与11：00时相比，13：00时该类植物光合作用速率反而有所升高，除光照、温度等因素外，主要原因是_。,该类植物能利用较低浓度的CO2,气孔关闭，胞间CO2浓度降低，不利于光合作用,C4植物,解析：(1)植物A的气孔在白天关闭,

16、晚上开放,而气孔的开闭与蒸腾作用有关,据此推测植物A可能生活在炎热干旱的环境;植物A夜晚不能进行光反应,不能为暗反应提供ATP、NADPH,所以吸收的CO2不能合成(CH2O);由图示分析：白天植物A进行光合作用所需要的CO2由苹果酸经脱羧作用释放和细胞呼吸产生。(2)由图示知：在上午10:30时,突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内,植物A由于气孔关闭,不吸收CO2,C3的含量基本不变;而植物B吸收的CO2减少,CO2的固定减弱,细胞中C3的含量降低。,CAM植物,白本302页12题,步步高蓝本P61,箭头粗细量的大小,点：植物叶片只进行细胞呼吸，因此吸收O、放出O；点：植物同时进行细胞

17、呼吸和光合作用，且光合作用强度小于细胞呼吸强度，因此吸收O、放出O，但量要比点少。,步步高蓝本P6 T6,由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生植物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时，需要的光照强度比阳生植物低。,1.叶面积系数与群体光合速率、群体干物质积累速率的关系及原因分析：,长句应答,在一定范围内，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率都在增加；当叶面积系数达到一定值后，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在增加，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率下降,生产应用：合理密植,2.与阳生植物相比，阴生植物

18、的光补偿点低的原因是：,生产应用：间作、套种,阳生植物,阴生植物,步步高蓝本P6 T7,由题干“B点开始给予一定强度的光照”，但图示显示二氧化碳浓度仍在增加,密闭容器内O2含量逐渐下降,当O2浓度降低到一定程度，细胞呼吸速率等于光合速率，容器内O2浓度和CO2浓度不再变化，即C点以后,使得容器内CO2浓度的增加速率(=V呼-V光）逐渐减慢。,细胞呼吸速率逐渐降低,可知：光强很弱，光反应限制了光合速率，使得光合速率小于呼吸速率，而二氧化碳的增加也不能影响光合速率的大小。故B点后开始光合作用且光合速率不变,BC段光合速率不变但小于呼吸速率，使得容器内O2浓度低，导致细胞呼吸速率减慢，使得容器内CO

19、2浓度的增加速率减慢,蓝本P67跟踪训练4.,蓝本P64跟踪训练1.,考虑有氧呼吸,NaOH,吸收容器内的CO2,对照,排除微生物及环境因素对实验的干扰,4.(2018全国，30)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：,蓝本P68重温高考 演练模拟,(1)由图可知，A叶片是树冠_(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是_。,下层,A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片,(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作

20、用的_ _反应受到抑制。,暗,CO2吸收量减少，即暗反应减慢,即光反应速率不变,C.若叶肉细胞中过程速率大于过程，则植物干重增加D.过程中ATP的合成与放能反应相联系，过程与吸能反应相联系,步步高白本P301T4.(2018福建宁德高三第二次质检)下图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图，下列叙述正确的是,D,暗反应,光反应,若叶肉细胞中过程速率大于过程，则植物干重不一定增加，因为还有其他不能进行光合作用的细胞通过呼吸消耗有机物，C错误；,T6.(2019南昌质检)将长势相似的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩a、b中，甲给予适宜强度的光照，乙遮光(黑暗)处理，其他条件

21、相同。下列分析正确的是A.a玻璃罩中的CO2含量将持续降低D.甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的细胞,最终：光合作用强度=细胞呼吸强度,A、D错误,步步高白本P302 T10,测定1h该生态系统中生物细胞呼吸的耗氧量,（光照强度）,细胞呼吸强度大于光合作用强度,V真=V净+V呼 10 10,注意单位,甲缸（代表净光合速率）,ABC,V光=V呼，无积累,以上就是我们第10讲的全部复习和讲解内容。后面还有几页幻灯片，是关于教材100页课后题的答案及三个巩固练习，请同学们课下抽出一点时间进行阅读和完成巩固练习。,提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出

22、了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对红、橙光的吸收显著多于对蓝、绿光的吸收，即到达深水层的光线是短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。,教材100页拓展题,A图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后B图甲中的C点对应图乙中的c点C图甲中的DEF段对应图乙中的efgh段D经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加,1、将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(),课堂巩固练习,d,B,2、以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的

23、影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）,A.光照相同时间，35时光合作 用制造的有机物的量与30相等 B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25时，光合作用 制造的有机物的量开始减少 D.的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,净光合速率,呼吸速率,3、如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h 内CO2的吸收量和释放量(单位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2的吸收量和CO2的释放量表示。下列表述不合理的是,A.在18时和6时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等B.假设该植物在24 h内呼吸速率不变，则该植物的呼吸速率为10 mg/h，最大光合速率为85 mg/hC.该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACBD.中午12时左右，与曲线最高点所对应的时间相比，该植物叶绿体内C5的含量下降,补充：C3途径、C4途径和CAM途径（景天酸代谢途径）,