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1光合作用与细胞呼吸专题构建网络1.光合作用知识网络构建2.细胞呼吸网络构建2核心考点突破一、光照强度对光合作用的影响1.基础知识：①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响_______阶段，制约______的产生，进而制约____________阶段。②图像分析：A点时只进行____________；AB段随着光照强度的增强，________强度也增强，但是仍然小于_________强度；B点时代谢特点为__________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为_____，限制C点的环境因素可能有__________________等。完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于______点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。例题1：如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法错误的是(注：不考虑无氧呼吸)A．影响m3大小的外界因素有光照强度和温度等B．甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有m1＝n10，m2＝n20C．甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，限制因素主要是光反应D．甲图中c点时，乙图中有m1＝n1＝m4＝n43例题2：如下图所示，图A表示某植物细胞的部分结构和相关代谢情况，a～f指的是O2或CO2。图B表示在适宜的条件下，环境中的CO2浓度与CO2吸收之间的关系曲线，m点是能够进行光合作用的CO2最低浓度。请据图回答：⑴题中所说的“适宜条件”主要是指__________________(至少答两点)⑵请在图B中绘出b点之前的部分，使曲线完整，与纵轴的交点为a。⑶当CO2浓度分别为c和n时，图A中，对应的a～f过程分别是：c：_______；n：________2.光补偿点与饱和点当外界条件变化时，光补偿点移动规律如下：①若呼吸速率增加，光补偿点应______移。②若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应___移。③阴生植物与阳生植物相比，光补偿点和饱和点都相应向_______移动。二、光合速率的测定方法例析光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量或者是O2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质积累数表示。通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/dm2·h），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量例1.某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。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（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）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的对应部位截取同等面积的叶片，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)。问题：若M=MB-MA，则M表示_____________。变式训练1.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z—x)4／6g·cm-2·h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是()A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时C．下午4时后在阳光下照射1小时D．晚上8时后在无光下放置3小时2.气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积例2：某生物兴趣小组设计了图3装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：表1项目红墨水滴移动方向原因分析测定植物呼吸作用速率a．_______________c．_________________________测定植物净光合作用强度b．_______________d．___________________________变式训练2.图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题：5（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量____________（需向左/需向右/不需要）调节。（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是_____mL/h。（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是__________mL/h。3.黑白瓶法---测溶氧量的变化例3：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10mg/L，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，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：表2光照强度（klx）0（黑暗）abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为_______mg/L·24h。（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为______mg/L·24h。（3）光照强度至少为____（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。4：小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小例4：探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下：表3步骤操作方法说明材料处理打孔取生长旺盛的菠菜叶片绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片。注意避开大的叶脉。抽气将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体这一步骤可重复几次。6逸出。沉底将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。叶片细胞间隙充满水而全都沉到水底。分组取3只小烧杯，标记为A、B、C，分别倒入20mL富含CO2的清水。分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。事先可用口通过玻璃管向清水内吹气。对照用3盏40W台灯分别向A、B、C3个实验装置进行强、中、弱三种光照。光照强弱（自变量）可通过调节__________来决定。观察观察并记录叶片浮起的数量（因变量）。实验预期：____烧杯中的小叶片浮起的数目最多。例5：（06全国卷I）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。（3）分析预测的结果：5.红外线CO2传感器---测装置中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例6：为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回答：（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为_______________。理由是_____________________________________。（2）在60～120min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是_________________________。此时间段该植物光合速率为__________ppm／min。三、总光合量与净光合量的比较、分析与计算例1：测定某绿色植物叶片光合作用的强度，必须先测出该叶片呼吸作用的强度。测定呼吸作用的强度，必须将叶片置于无光的环境中，然后测出某一时间内环境中氧气的减少量或二氧化碳的增加量。现测出某叶片在环境温度为25℃无光条件下，环境中氧气减少的速率是1．5mg/h。(1)若将该叶片置于温度为25℃并有较强光照的环境中，环境中氧气增加的速率是2.5mg/h，计算该叶片光合作用吸收二氧化碳的速度。⑵若将该叶片置于温度为25℃并有微弱光照的环境中，测得在2小时内环境中氧气减少了2.5mg，计算该叶片光合作用合成葡萄糖的速度（假设光合作用合成的有机物都是葡萄糖)82.“总光合”与“净光合”的判断根据数据表格中的关键词作判断（1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指_____光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是_____光合强度。（2）如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是______光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是______光合强度。（3）如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指的是____光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”O2的量则指的是_____光合强度。例2：将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。可以得出的结论是（）组别一二三四温度/℃27282930暗处理后重量变化/mg-1-2-3-1光照后与暗处理前重量变化/mg+3+3+3+1A．该植物光合作用的最适温度约是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C．27～29℃下的净光合速率相等D．30℃下的真正光合速率为2mg/h例3：植物的光合作用受CO2浓度、光照强度和温度的影响。右图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物在不同光照强度下的光合作用速率。下列有关说法正确的是（）A．在a点所示条件下，该植物细胞只进行呼吸作用，产生ATP的场所是线粒体B．b点时该植物的实际光合作用速率为0C．若将该植物置于c点条件下光照9小时，其余时间置于黑暗中，则每平方米叶片一昼夜中CO2的净吸收量为15mgD．适当提高CO2浓度，则图中a点下移，b点左移，c点上移9例