呼吸作用、光合作用专题

呼吸作用、光合作用专题一、非选择题常考题型分类（①曲线分析②实验探究）1、探呼吸作用的类型及光合作用的条件的实验（主要是课本实验）2、探究光合作用与呼吸作用反应场所和过程的实验3、环境条件的改变引起光合作用过程中相关物质变化的分析4、环境因素对呼吸作用与光合作用的影响的曲线分析与实验探究5：光合作用与呼吸作用的相关计算6：光合作用和细胞呼吸强度的测定及细胞呼吸类型的判断的实验设计二、例题分析1、探呼吸作用的类型及光合作用的条件的实验（基础：主要是课本实验）(1)探呼吸作用的类型(2)探究光合作用的条件的实验①恩格尔曼的水绵实验：方法是什么？变量是什么？结论是什么？②普利斯特利的实验：方法是什么？结论是什么？③萨克期的实验：方法是什么？变量是什么？结论是什么？④鲁宾和卡门的实验：方法是什么？结论是什么？例1：为验证光合作用所需的条件，现提供如下材料和用品：离体叶绿体、0.5mol/L的蔗糖溶液、浓度为1%的DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、试管若干、离心机。请依据“希尔反应”涉及的实验原理，完成下面的实验设计并回答下列问题。(1)方法步骤：第一步：离体叶绿体溶解于0.5mol/L的蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液。第二步：(填表)加入试剂处理方法试管1①1%的DCPIP0.5mL②叶绿体悬浮液5mL光照试管2试管3第三步：一段时间后，各试管用离心机离心5分钟。(2)可能的实验结果及相应的结论：①观察结果：离心后三支试管内上清液的颜色分别是__________、__________、__________。②实验结论：光合作用的条件__________。(3)实验分析与思考：配制叶绿体悬浮液时加入0.5mol/L蔗糖溶液的目的是__________________。2、探究光合作用与呼吸作用反应场所和过程的实验（基础：光合作用P33，呼吸作用P28）例2、下图是光合作用过程实验图解，请分析实验结果（1）装置C中产生含碳有机物是由于在装置A中结构（）进行了反应，为在结构（）中进行的反应提供了等物质的缘故。（2）装置B中不能产生含14C的有机物，主要是结构①中缺少和。（3）此实验说明叶绿体是进行光合作用完整的单位。（4）适当增强，增加，以及适当提高温度可提高，从而提高含碳的有机物的产量，并能产生较多的。例3、为了验证高等动物细胞有氧呼吸第二阶段发生的场所，有人进行了如下实验。请分析回答：（1）该实验的自变量是（2）根据所学知识可预测号试管能检测到CO2。但此人的实验结果是：1、2号试管中均检测到CO2，其实验结果与预测不相符合的原因是（不考虑空气中CO2的影响），应如何进行改正？（3）若校正了上述（2）中的操作问题后，又考虑到1、2号试管的空气中均含有CO2，为了排除其带来的实验误差，还应该对实验设计做如下改进：①、分别为1、2号试管设置对照组3、4号试管；②、3、4号试管应依次加入，但均不能加入3、环境条件的改变引起光合作用过程中相关物质变化的分析（基础：P34）例4、下图为光照和CO2浓度改变后，与光合作用有关的C5化合物和C3化合物在细胞内的变化曲线。（1）曲线a表示，在无光照时其含量下降的原因是；曲线b表肝细胞加入适量丙酮酸溶液破碎离心细胞质基质置于适宜的保存液中线粒体CO2检测加入加入CO2检测12示，在CO2浓度降低时含量下降的原因是（2）由（1）得出光照强度和CO2浓度与光合作用的关系是：前者主要影响；后者主要影响。4、环境因素对呼吸作用与光合作用的影响的曲线分析与实验探究（基础：环境因素对呼吸作用影响的曲线分析P29，环境因素对光合作用影响的曲线分析P35）题型一：自然和密闭状态下植物“光合作用和呼吸作用”曲线分析密闭状态：例5、将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于室外进行培养(如甲图所示)，假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：⑴BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是_______________。⑵D点时植物生理活动过程的特点是___________。⑶EF段说明此时植物光合作用速度_______(填“较快”或“较慢”)，EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5的含量较____________；若此时的植物是大豆，那么将之换成甘蔗，则F点将_______（填“上移”或“下移”）。⑷24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是________________。自然状态：例6、某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了下图（1）所示的装置。实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如下图（2）所示曲线。试回答下列问题：⑴从图⑵中可知一天中光合作用开始于点，结束于点，一天中干重最多的时间点大约在点。⑵图二曲线表明6～8h时，小室内氧气减少量逐渐减小，其可能的主要原因是。⑶曲线中表明中午12h左右光照最强，光合作用释放的氧气量反而降低（呈“午休”现象），产生这一现象的主要原因为：。如果以甘蔗幼苗代替大豆幼苗，“午休”现象将。⑷如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则曲线中a点将如何变化？变式训练：自然状态：下图为某植株在夏季晴天一昼夜内CO2吸收量的变化情况，以下判断正确的是A．①⑤⑥B．②④⑦C．①②④D．②⑥⑦①该植株进行光合作用的时间区段是bg②植株在a和h时刻只进行细胞呼吸，不进行光合作用③影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度④ce段与fg段光合速率下降的原因相同⑤若c、f时刻的光合速率相等，则植株呼吸速率为c时刻大于f时刻⑥该植株处于生长时期⑦ce段下降是由于气孔关闭造成题型二：光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律（基础：光合作用与细胞呼吸的关系P35）例7：如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C.以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的dD.以H182O作原料进行光合作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b方法规律：绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，分解有机物、吸收O2、产生CO2。注意四种情况：(1)强光照射：光合作用速率大于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2的去向：供给线粒体＋释放到叶片外。叶绿体需要的CO2的来源：线粒体产生＋外界吸收。过程如图1所示：(2)中性光照：光合作用速率等于细胞呼吸速率。叶绿体产生的O2供给线粒体进行细胞呼吸。线粒体产生的CO2供给叶绿体进行光合作用，叶片与外界环境不进行气体交换。过程如图2所示：(3)弱光光照：光合作用速率小于细胞呼吸速率。叶绿体产生的全部O2供给线粒体利用。线粒体产生的CO2除供给叶绿体利用外，其余释放到叶片外。过程如图3所示：(4)黑暗情况：不进行光合作用，只进行细胞呼吸，叶片从外界吸收O2，释放CO2。过程如图4所示：变式训练：如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜的条件下O2净产量(光合作用的O2产生量－呼吸作用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：(1)在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的________。(2)在适宜的条件下，若用CO2、H182O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有______________，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是________________、________。(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向____(左、右)移动。(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是______________________。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程(用图中字母表示)？____；D点时发生(字母表示)______。题型三：改变一定环境条件后，曲线上点的移动方向的判断例8：将植物一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2吸收速率表示），测定结果如图。下列相关叙述正确的是：A、如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B、如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C、如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D、如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移5：光合作用与呼吸作用的相关计算例9、如图表示绿色植物鸭茅(属禾本科鸭茅属，为多年生草本植物，幼叶呈折叠状)相对光合速率(%)与叶龄的关系。请据图回答：(1)B点表示_______________________________________(2)新形成的嫩叶净光合速率(净光合速率＝真光合速率－呼吸速率)很低，从光合作用的光反应角度分析，是由于___________________；从光合作用的暗反应角度分析，是由于________________；此外还有___________等原因。(3)CD段相对光合速率明显下降的原因是_____________________。(4)光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。若摘除花或果实，叶片光合速率随之降低的原因是________________________。(5)用与鸭茅大小相似的绿色叶片，分组进行如下实验。已知叶片实验前，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即再光照1h(光强度相同)，再测其质量变化，得到如下结果：组别甲乙丙丁温度/℃27282930暗处理后质量变化/mg－1－2－3－1光照后与暗处理前质量变化/mg＋3＋3＋3＋1参与光合作用的酶的最适温度大约在______；温度为30℃时，叶片真正的光合作用速率为____________。方法规律：1．光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。2、在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。如上图所示。3．呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。4．一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。abCO2浓度CO2吸收速率5．判定方法(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正(实际)光合速率，若是负值则为表观光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。(3)有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正(实际)光合速率变式训练：将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：下列对该表数据分析正确的是()A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍6：光合作用和细胞呼吸强度的比较及细胞呼吸类型的判断的实验设计例10：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基因作物光合强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置。请利用以上装置完成对该转基因作物光合作用强度的测试。实验步骤：(1)测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：①