光合作用和呼吸作用的图解.docx
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光合作用和呼吸作用的图解
光合作用和呼吸作用的图解
光合作用相关研究过程和呼吸作用密不可分的,因此,要很好的研究光合作用首先要搞清楚二者的关系,其次要了解不同情况下二者的综合表现,然后才能针对性的去面对具体问题分析解答。
一、光合作用与呼吸作用的关系
在同一张叶片中,既有叶绿体吸收CO2,释放O2;又有线粒体释放CO2,吸收O2。
(参见右图)
光合强度(又叫光合速率),它是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量,或O2释放量。
呼吸强度(又叫呼吸速率),它一般是指无光照时,单位时间、单位叶面积的CO2释放量,或O2吸收量。
⑴在光照强度为0时(即黑暗),叶绿体吸收的CO2量是0;释放的O2量是0。
线粒体释放的CO2全部进入空气中;吸收的O2全部来自于空气中。
此时,光合强度情况表示为“呼吸强度”(A点)。
(参见下图)
⑵在光照强度有所增强,但光合速率<呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸;释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2有一部分用于光合作用,一部分进入空气中;吸收的O2一部分来自于光合作用,一部分来自于空气中。
此时,光合强度情况表现为“释放到空气中的CO2量”(例如B点)。
(参见下图)
⑶在光照强度增强到光合速率=呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸;释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2全部用于光合作用;吸收的O2全部来自于光合作用。
此时,光合强度情况表现为“CO2量等于零”(C点)。
(参见下图)
⑷在光照强度增强到光合速率>呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量有一部分来自于有氧呼吸,一部来自于空气中;释放的O2量一部分用于有氧呼吸,一部分进入空气中。
线粒体释放的CO2量全部用于光合作用;吸收的O2量全部来自于光合作用。
此时,光合强度情况表现为“空气中被吸收的CO2量”(例如D点)。
(参见下图)
⑸在光照强度增强到一定数值时,光合速率将不再提高,有1个最大定值(E点)。
(参见下图)
结合上述知识,得出随光照强度改变时,空气中CO2量的变化曲线:
图1
在光合作用中实测呼吸速率是很困难的,因此在黑暗条件中测定CO2的释放速率(或O2的吸收速率);在光照条件下测定CO2吸收速率(或O2的释放速率)。
把两者的绝对值相加,称为总光合速率。
总光合速率不扣除线粒体有氧呼吸的消耗,纯为叶绿体进行光合作用时的产物量。
在图1中,光照强度为E时的总光合速率,等于E点对应的CO2值加O点对应的CO2量绝对值。
二、基础巩固
1、在高等植物细胞中,线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器,请回答:
图1 图2
⑴在图1中,A是_1_、B是__2__、C是_3___、D是__4___、E是__5__
⑵在图2中,A表示____6___、B表示____7____、C表示____8____、D表示___9____、E表示__10__
⑶过程①表示__11___、②表示_12__、③表示__13____、④表示__14____、⑤表示__15____、
⑥表示__16__、⑦表示___17__、⑧表示__18___、⑨表示___19___。
⑷在图2中A点所处的状态时,可以发生图1中的哪些过程?
(用图1中编号表示)___20___;
在图2中B点所处的状态时,可以发生图1中的哪些过程?
(用图1中编号表示)__21____;
在图2中C点所处的状态时,可以发生图1中的哪些过程?
(用图1中编号表示)__22____;
在图2中D点所处的状态时,可以发生图1中的哪些过程?
(用图1中编号表示)__23_____;
在图2中CD段时,限制光合作用的主要因素是___24___。
参考答案:
1、O2 2、CO2 3、葡萄糖 4、丙酮酸 5、淀粉 6、黑暗情况下的有氧呼吸强度
7、光合作用强度小于有氧呼吸强度 8、光合作用强度等于有氧呼吸强度 9、光合作用强度大于有氧呼吸强度 10、最大光合作用强度 11、有氧呼吸释放出的CO2总量12、有氧呼吸释放到空气中的CO2量 13、光合作用消耗的CO2总量 14、光合作用消耗的空气中CO2量 15、有氧呼吸消耗的O2总量 16、光合作用释放出的O2总量 17、光合作用释放到空气中的O2量 18、有氧呼吸消耗的空气中O2量 19、糖酵解 20、①②⑤⑧⑨ 21、①②③⑤⑥⑧⑨ 22、①③⑤⑥⑨ 23、①③④⑤⑥⑦⑨ 24、光照强度
三、实战训练
1、如图所示农田一昼夜温度变化Ⅰ、光照强度变化Ⅱ和植物吸收CO2变化Ⅲ数据绘制成的曲线,则下列说法不正确的是( )
A.在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时,光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2量相等
B.a点的形成是由夜间的低温造成的
C.从时间轴上的c点开始合成有机物,到e点有机物的合成停止
D.增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度、CO2浓度和充足的水分供应
2、将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。
用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图的曲线,下列有关说法正确的是( )
A.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收量多,光合作用最强
B.CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的
C.D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等
D.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,使植物细胞呼吸强
3、如图所示,甲图表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线,乙图表示将A植物放在不同CO2浓度环境条件下,光合速率受光照强度影响的变化曲线,请分析回答下列问题:
(1)在较长连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的是________植物。
(2)甲图a点表示的生理学含义是________________,b点称为光补偿点,若光照强度小于b点,光合速率________细胞呼吸速率;在其他条件不变的情况下,增加CO2浓度,c点将向________移动。
(3)在c点时,叶绿体中ADP的运输方向______________________________________。
(4)乙图中d、e两点比较,限制d点光合速率差异的主要原因是__________,e、f两点比较,限制f点光合速率差异的主要原因是__________________________________________。
(5)增施农家肥可提高光合速率的原因是________________________________________。
4、下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。
甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请据图回答问题:
(1)甲图曲线中C点和E点(外界环境中CO2浓度变化为零)处,植株处于何种生理活动状态_______________________________________________。
(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点,植株积累有机物最多的是________点。
(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________,以致光反应产生的________和________逐渐减少,从而影响了暗反应强度。
(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可能是因为_______________________。
解析及答案:
1、C此题考查光合作用和细胞呼吸的关系。
c、e两点表示植物光合作用吸收CO2和细胞呼吸放出CO2的量相等,此时植物光合作用合成有机物的量和细胞呼吸消耗有机物的量相等,c点之前、e点之后也进行光合作用。
2、C H点CO2浓度最低,说明此时植物体内积累的有机物最多;D点和H点时,光合作用强度与细胞呼吸强度相等,D点之前,H点以后也进行光合作用,只不过是光合作用强度比细胞呼吸强度弱;D点以前由于植物只进行细胞呼吸,或者是细胞呼吸强度大于光合作用强度,所以玻璃罩内的CO2浓度逐渐增大。
3、
(1)甲图中A是阳生植物,B是阴生植物,故长时间连续阴雨天气对A植物生长影响较大。
(2)a点时光照强度为0,表示植物A的呼吸速率;b点时光合速率等于细胞呼吸速率,若光照强度小于b点,则光合速率小于细胞呼吸速率。
增加CO2的浓度,光合作用增强,故c点向右上方移动。
(3)c点时光合作用旺盛,叶绿体类囊体薄膜不断产生ATP,消耗ADP,叶绿体基质不断消耗ATP,产生ADP。
(4)乙图中d,e两点CO2浓度相同,光照强度不同,限制d点光合作用的因素主要为光照强度;e,f两点光照强度相同,CO2浓度不同,故CO2浓度是限制f点光合作用的主要因素。
(5)农家肥被土壤中微生物分解产生CO2,为植物光合作用提供原料。
答案:
(1)A
(2)A植物的细胞呼吸速率 小于 右上方(3)由叶绿体基质向类囊体薄膜移动(4)光照强度 CO2浓度 (5)农家肥被土壤微生物分解产生CO2,为植物光合作用提供原料
4、解析:
甲图C点与E点植物不吸收也不释放CO2,表明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度;光合作用强度最高点,应是CO2吸收速率最高点(D),有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点(E)。
答案:
(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量
(2)D E (3)光照强度逐渐减弱 ATP NADPH[H] (4)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应。
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- 光合作用 呼吸 作用 图解
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