光合作用二轮复习(学生

考点一光合作用和细胞呼吸的原理及其相互关系1．光合作用过程

2．有氧呼吸过程

小结：

1．光合作用与细胞呼吸过程中[H]和A TP的来源和去向

2.光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系

课堂检测；

过关检测：

1．如图是某植物叶肉细胞中两种细胞器生理活动示意图，其中a～e代表相关物质，①～⑤代表相关生理过程。则图中①代表的生理过程称为

____________________，a代表的物质有

____________________。图中⑤表示的生理过程是

________________________，写出③～⑤所示过程的总

反应方程式__________________________。

考点二辨析影响光合作用和细胞呼吸的因素

1．关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”

(1)光照强度

(2)CO2浓度

(3)多因子影响

2．氧气浓度对细胞呼吸相关两类曲线中关键点

3．密闭容器及自然环境中植物一昼夜光合作用曲线

例题2

过关检测

1．某科研人员将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容

器内，在不同的光照条件下，测定该容器内氧气量的变化

如图所示。则：在0～5 min内，该容器内氧气量减少的

原因是__________________________________。在5～15

min内，该容器内氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为______________________________________。如果小麦叶片的呼吸速率始终不变，则在5～15 min内，小麦叶片光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是________mol/min

2．如图表示夏季某株高等植物在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线，则：

①曲线cd段，植物体内有机物总量的变化情况是

________(填“增加”“减少”或“不变”)。M点

时，对于该植物体内绿色叶肉细胞来说，叶绿体

消耗的CO2量________(填“大于”“等于”或

“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。

②曲线ef段叶肉细胞间CO2浓度急剧下降，该段时间内叶绿体中含量明显升高的物质有

________________。

③研究发现，在田间适宜水肥条件下，该种植物采取合理密植，能大幅提高产量。请结合上图说出两点直接原因：______________________________________________________。3．科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。

(1)若已知某植物X比油桃能利用更低浓度的

CO2，在露地栽培条件下，油桃在13时左右出

现“午休”现象，此时，同条件下栽培

X__________(填“会”或“不会”)出现明显

的“午休”现象。

(2)露地栽培条件下，至10 时左右Pn 出现第一次高峰；之后出现“午休”现象，到达低谷时叶肉细胞叶绿体中C5相对含量的变化是____________，此时细胞中能产生[H]的场所有______________________________。

(3)大棚栽培条件下油桃在上午10时Pn 却处于低谷，其主要原因是_____________________ ___________________________________________________；光合“午休”现象相对不明显，其可能的原因是___________________________________。若遇阴天，大棚内油桃Pn第一次峰值将较晴天____________(填“提前”或“推迟”)。

(4)根据图中曲线分析，提高大棚栽培油桃产量的措施有__________________________；

此外施用有机肥料也有利于产量的提高，原因是________________________________。

考点三区分净光合作用速率和总光合作用速率，掌握相关计算规律

基本计算公式：

不同情况下净光合量、真光合量和呼吸量的判定

条件题目中常见的关键语句所指的含义

光照条件下植物“产生”的O2量，或植物

“合成”的有机物的量

实质上是在叶绿体中产生的量，即光

合作用总量或真光合作用量

植物“释放”的O2量，或植物

“积累”的有机物的量

实质上是净光合作用量，即光合作用

总量－呼吸作用消耗量

植物“吸收”的CO2量实质上是净光合作用量

黑暗条件下植物“释放”的CO2量实质上是呼吸作用释放量植物“吸收”的O2量实质上是呼吸作用吸收量

例题：

1.如图为不同光照条件下，测得马尾松和锥栗的光合速率的变化

曲线。

①图中C点锥栗的总光合速率_____(填“等于”“大于”或

“小于”)马尾松的总光合速度。

②若锥栗每天接受12小时光照，且平均光照强度为1 200 lx，

则一昼夜6 dm2的叶片净产生氧气________mmol。据图分析，马尾松林中的锥栗高度比马尾松低却能正常生长的原因是____________________________________________________。

2.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片1 cm2质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：

①从图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为________(mg·cm－2·h－1)(用图中字母表示)，实际光合速率可表示为____________(mg·cm－2·h－1)(用图中字母表示)。

②从图分析，恒定在上述________℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该植物叶片1 cm2增重最多，增重了____mg。

3.某实验小组在提取与分离该植物的色素过程中，偶然发现其缺失叶黄素色素带。为了研究缺失该色素带的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异，在不同的光照强度下测定2

吸收速率，结果如表：

光照强度(klx) 0 5 10 15 20 25 30

CO2吸收速率(mg·m－2·h－1) 甲－3.6 －0.72 2.4 3.0 4.8 6.9 7.0 乙－4.6 －1 2.4 3.6 5.8 7.9 8.8

根据表格中信息可知，当光照强度为10 klx时，植株甲的光合作用速率______(填“大于”“小于”或“等于”)植株乙；当光照强度为25 klx时，植株甲积累的葡萄糖的量约为_________ mg·m－2·h－1。

过关检测：

1．为探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，某兴趣小组的同学利用盆栽植物进行了相关实验，结果见下表，则据表分析，可用于探究温度对光合速率影响的组别是__________________；Ⅱ组实验中CO2变化量的含义是________________________________；实验中植物生长最旺盛和呼吸作用最弱所对应的温度

组别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ

温度(℃) 10 10 20 20 30 30 40 40

光照强度/lx 1 000 0 1 000 0 1 000 0 1 000 0 CO2初始量(相对值) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 12 h后CO2量(相对值) 4.5 5.1 3.5 5.4 1.9 5.9 2.0 5.8

对某一时刻番茄叶肉细胞中有机物含量的影响进行了研究，实验结果如表所示(土壤含水量

光照强度土壤含水量(%) 有机物含量(g·L－1)

正常光80 1.9 40 1.6

弱光80 1.2 40 1.4

①当土壤含水量为40%时，植物表现为缺水，此时，弱光条件下其叶肉细胞中的有机物含量反而多于土壤含水量为80%时，从水分供应角度分析原因可能是____________________________________________________________________。

②叶肉细胞的净光合作用等于光合作用合成的有机物减去叶肉细胞呼吸作用消耗的有机物。表中所示有机物含量是否是叶肉细胞净光合作用？________(填“是”或“不是”)，说明理由__________________________________________________________________________。

考点四光合作用与细胞呼吸的实验探究

光合作用或细胞呼吸相关探究方法的归类分析

1 液滴移动法

①测定真(总)光合速率：

②验证光合作用需要CO2

③探究CO2浓度对光合速率的影响

④测定有氧呼吸作用强度

⑤探究该植物发生的呼吸作用类型

2 叶圆片上浮法：利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。

例题2：如图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔

器在某绿色植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽

出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至

不同浓度的NaHCO3溶液中(NaHCO3分解能产生CO2

气体)，给予一定的光照，测量每个培养器皿中叶圆

片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。

(1)如果要在曲线bc段对应的NaHCO3浓度范围内缩短叶圆片上浮的时间，可以采取的措施是：_____________________________________________________________(至少答出两点)。

(2)在c点以后叶圆片上浮所用的平均时间变长的原因可能是________________________。3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呼吸作用强度，曝光的一半测得的数据变化值代表表观光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要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。

例题3：某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材料，回答相关问题．

实验一：

（1）探究单株番茄光合作用强度与种植密度

的关系，结果如图1甲所示．与M点相比，

N点限制单株光合作用强度的外界因素是

_______________________．

实验二：

（2）测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化，结果如图2乙所示．B→C时间段，叶绿体内ADP的移动方向是____________________ ，叶绿体内C3含量将_____________ ．图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度相等的点是________________ ．

实验三：

采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定（图2），其原理是：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）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．在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取相等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2?h）．

实验步骤如下：

①请设计一张表格用于记录实验数据．（假设实验选定叶片数目为3）

②若M=MB-MA，则M表示______________________________________

4 黑白瓶法：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。

例题4：图甲是采用黑、白瓶法（黑瓶不透光），分别测定某池塘夏季白天各深度每小时的平均氧浓度变化曲线，纵轴表示水池深度（假定不同

深度的水温不变），横轴表示瓶中O2的变化量（g/m2

﹒h）；图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”

的实验装置图．请回答下列问题：

（1）黑瓶中的水藻及水深4m时白瓶中的水藻都不能

进行光合作用，据图中的数据得知，水藻的呼吸速率

为__________；此时水藻产生ATP的结构有_________________________．

（2）白瓶中测得的O2变化量为净光合作用产生量，则光照适宜时，水深2m处每平方米的水藻1小时制造的O2的总量为____________．

（3）白瓶在水深3m时，O2的变化量为0，表明在此深度时，水藻的光合速率______（填大于、等于、小于）呼吸速率，若将白瓶水藻从3m处移到2m处时，则水藻细胞中C3的含量将______________．

（4）图乙装置中，用排水收集法测定单位时间内气体的产生量，可表示水藻的_______速率．（5）若图乙实验中将试管向右移，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的主要原因是___________________________________________________________．

（6）为了减少实验数据的偶然误差，实验设计过程中，除要控制无关变量相同，设置对照实验外，还应进行_____________________________________________________．

拓展训练：

1．取7株各有5个叶片、株高相近的西红柿植株，分别放在25 ℃的密闭玻璃容器内。实验开始先测定CO2浓度，12小时后，再测定CO2浓度，且以7种不同光照强度进行实验。实

验装置如图，实验结果见表格：

序号光照强度

(%)

CO2浓度(%)

开始时12 h后

1 0 0.35 0.368

2 10 0.35 0.342

3 20 0.35 0.306

4 40 0.3

5 0.289

5 60 0.35 0.282

6 80 0.35 0.280

7 95 0.35 0.279

请回答下列问题：

(1)实验的目的是____________________________。

(2)排除的无关变量包括__________________________________(至少回答出3点)。

(3)依据上表所测数据，用曲线图表示净光合作用强度变化趋势。

(4)评价该实验设计运用实验原则的合理性_______________________

___________________。

(5)若要进一步实验确定哪种光照强度最好。除上述实验评价外，还有的合理建议是________________________________。

2．为研究油茶叶片与果实关系对叶片光合作用及果实产量的影响，研究者进行了一系列实验。(1)研究者对油茶植株进行了处理，处理及结果如图1所示。

①进行实验时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组要选取相同高度、南面生长的树冠外层枝条作为实验材料，目的是____________________________________。

②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组结果表明，库源比(果与叶数目比)越______，叶片的净光合速率越高。

③研究者推测，摘除部分叶片后，剩余叶片的光合产物运输和分配到果实中的比例升高，这是由于植物体对源叶净光合速率进行了________调节。为确定符合生产需求的最佳库源比，研究者还需要测定三组实验的____________。

(2)为了探究不同位置源叶光合产物的分配规律，研究者进一步实验，处理及结果如图2和如表所示。

①研究者用透光性较好的塑料

袋套于枝条底端，扎紧、密封袋

口，抽出袋中空气，注入浓度为

500 μmol·mol－1的13CO2和除去

________的空气。一段时间后，

分别检测标记上枝叶、中枝叶、下枝叶时____________的13C含量。

②实验结果表明：______________________________________________________。

③若需要对图2中的枝叶进行修剪，最好剪去________。

(3)研究者想进一步探究源叶光合产物在不同位置果实中的分配规律，请在图3中绘制实验设计方案。

3.为研究某植物在水分相对缺乏条件下，叶表面气孔是均匀关闭(所有气孔关闭程度相同)、还是不均匀关闭(有的气孔关闭，有的开放)，科研人员用以下两种方法进行实验：

实验①：被测叶片置于含放射性的空气中，光照20 s后将叶片速冻至－60 ℃，通过检测叶片放射性有机物的分布是否均匀，判断气孔是否均匀关闭。

实验②：被测叶片进行光照2 h后，用有机溶剂将叶片脱色后用碘液染色，通过观察叶片蓝色分布是否均匀，判断气孔是否均匀关闭。回答下列问题：

(1)实验①选用的放射性元素应是______，该元素在暗

反应中的转移途径是____________。上述实验中，被

测植株需要预先在黑暗中进行

处理，其目的是

____________________。

(2)与实验①相比，实验②需要

较长时间的光照，原因是_________________________。如果发生气孔

不均匀关闭，叶不同区域的胞间CO2浓度差异为_____________。

4.某校生物兴趣小组利用以下装置探究光照强度对植物净光合速率的影响。

(1)本实验可通过改变____________________________来完成对自变量的控制。可通过测量

处理

13C含量(mg)

果壳种仁果实总量

标记上枝叶 2.93 26.02 28.95

标记中枝叶11.44 27.47 38.91

标记下枝叶8.00 8.37 16.37

________________得出装置中气体的变化量。

(2)为防止温度变化影响实验结果，实验最好选择____________(填“冷光源”或“热光源”)。为防止气压等因素引起误差，应设置对照组来校正误差，对照组与实验组的区别在于___________________________。

(3)若要测量植株的细胞呼吸速率，需要对装置作出的改变有：①____________________；

②________________________(写出两点)。

(4)假如在第(3)小题测量植株的呼吸速率时，将装置中的NaHCO3溶液改为清水，红色液滴向左移动，最可能的原因是________。

A．有无氧呼吸存在B．呼吸底物中有脂肪

C．有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率D．植株呼吸使玻璃罩内温度升高