光合作用图像(8页).doc

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1、-光合作用图像-第 8 页光合作用和呼吸作用生成物量的计算在近几年的高考及各地市模拟试题中，有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算题频频出现。这类试题涉及植物的光合作用和呼吸作用两大生理过程，同时还与化学知识相结合，是综合性较强的热点试题。一.方法与技巧光合作用强度大小的指标一般用光合速率表示。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。绿色植物每时每刻（不管有无光照）都在进行呼吸作用，分解有机物，消耗氧气，产生二氧化碳。而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，只有在光照条件下才能进行。也就是说，植物在进行光合作用吸收二氧化碳的同时，还进行呼吸作用释放二氧化碳，而呼吸作用

2、释放的部分或全部二氧化碳未出植物体又被光合作用利用，所以把在光照下测定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用从外界吸收的量，没有把呼吸作用产生出的二氧化碳计算在内）称为表现光合速率或净光合速率。如果在测光合速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表现光合速率上去，则得到真正光合速率。即：真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，具体可表达为：真正光合作用CO2吸收量=表观光合作用CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量如果将上述公式推广到氧气和葡萄糖，则得到下列公式：真正光合作用O2释放量=表观光合作用O2释放量+呼吸作用O2吸收量真正光合作用葡萄糖合成量=表观光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量有关光合作用

3、和呼吸作用的计算会涉及葡萄糖的生成量、消耗量和积累量，氧气的生成量、消耗量，二氧化碳的同化量、生成量，能量等计算问题。计算依据的知识是：6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2光能叶绿体光合作用的总反应式：C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量酶有氧呼吸的总反应式：无氧呼吸的总反应式：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量酶 C6H12O6 2C3H6O3+能量酶1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2870KJ，其中1161KJ左右的能量储存在ATP中；1mol的葡萄糖在分解成乳酸后，释放的总能量为，其中的能量储存在A

4、TP中。绿色植物积累的有机物是光合作用制造的有机物的量减去呼吸作用消耗的有机物的量。例 1 将某一绿色植物置于一个大型密封玻璃容器中，在一定条件下给予充足的光照，容器中二氧化碳的含量每小时减少了45mg；放在黑暗条件下，容器中二氧化碳每小时增加了20mg，据实验测定，这绿色植物在上述光照条件下，每小时制造葡萄糖45mg。请据此回答下列问题：（1）在上述光照和黑暗条件下，这绿色植物的呼吸强度哪一个强？（2）若在一昼夜给5h光照，19h黑暗的情况下，此植物体消耗葡萄糖_mg，其有机物含量的变化是增加还是减少？解析：根据光合作用的总反应式可求出在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖所利用的二氧化碳的

5、量为66mg。计算依据光合作用生成1摩尔的葡萄糖需要利用6摩尔的二氧化碳。葡萄糖的相对分子质量为180，6分子的二氧化碳的相对分子质量为264。所以180/264=45/x（x代表在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖所利用的CO2的质量），x =66mg。根据给出的已知条件：充足的光照，容器中二氧化碳含量每小时减少45mg，用于光合作用。由于每小时制造45mg葡萄糖需要66mg的二氧化碳，所以还有21mg的二氧化碳来自呼吸作用产生的（66mg-45mg=21mg）。在黑暗条件下，容器中二氧化碳每小时增加了20mg。在黑暗条件下，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。在光照条件下，绿色植物既能进

6、行光合作用，又能进行呼吸作用，每小时呼吸作用产生的二氧化碳为21mg。相比之下，说明绿色植物在光照条件下呼吸强度大。在光照条件下，每小时呼吸作用产生21mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克：180/264Y/21，消耗葡萄糖约为。光照5小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为5)。在黑暗条件下，每小时呼吸作用产生20mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克：180/264Z/20，消耗葡萄糖约为。黑暗19小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为19)。所以此植物一昼夜共消耗葡萄糖约为330.76mg(71.6mg+259.16mg)。在光照条件下，每小时制造

7、45mg葡萄糖，5小时共制造225mg葡萄糖。一昼夜共消耗约的葡萄糖，所以在此种条件下，有机物的含量在减少。例 2 “半叶法”是测定光合作用强度的常用方法，其基本过程是：将植物对称叶片的一部分（图中A）剪下置于暗处，另一部分（图中B）则留在植株上进行光合作用。一段时间后，在A、B的对应部分截取相同大小的叶片并烘干称重，然后计算出光合作用强度(mg/dm2 h)主要实验步骤： （1）在田间选取有代表性的植物绿叶若干，编号。（2）叶基部处理：为了确定选定叶片的_不外运或从外部运入,同时不影响_的供应,必须采用环割或烫伤等措施破坏叶柄的韧皮部(筛管),而又不伤及木质部(导管).(3)剪最样品:按编号

8、分别剪下对称叶的A部(不剪下主脉),置于湿润黑暗处,5h后再依次剪下B,同样按编号置于湿润黑暗处.(4)称重比较:将各同号之A、B按对应部分重叠,切下等大的方形叶块(如图中的虚线部分),分别烘干至恒重,称重、记录Wa,Wb,请你设计表格，以记录和分析实验数据（假定选定的叶片是4片）(5)W=Wa-Wb,则W表示的生物学意义是：_.(6)若实验步骤(3)中,剪下叶的A部(不剪下主脉),立即烘干,称重,记为Wc,则Wb-Wc的生物学意义是_.解答:(2光合作用产物(有机物),（不要答成“淀粉”，因为光合作用产物可能不是淀粉，也包含其他的有机物）水和矿质元素（要答全）（4)叶片编号WaWbW=Wa-

9、Wb1234平均值（5）求W所表示的生物学意义，可设A、B这两小块叶片初始重量为m,5h内光合作用制造的有机物和呼吸作用消耗的有机物重量分别为a、b,Wa=m+a-b,Wb=m-b,W=Wa-Wb=a,则W表示光照下被截叶片5h内光合作用产生的有机物总量（实际光合作用产量）。（6）同样假设小叶片初始重量为m,5h内光合作用制造有机物的量为a,吸吸消耗的有机物量为b,Wc=m,Wb=m+a-b,Wb-Wc=a-b,表示的是光照下被截取的叶片5h光合作用有机物的积累量（净光合作用量）。让学生不明白的是后两问，同样是求光合作用量，为什么一个是光合作用总量，一个是光合作用净量，光合作用总量等于净量加上

10、呼吸作用消耗量，第（4）步两小块叶都进行了呼吸作用，第（5）步，只有光下的叶进行呼吸作用，烘干的小叶已死亡不再呼吸，所以二者不同，为了更好区分二者，最好用数据来进行设定光合作用和呼吸作用的量，这样学生就不会弄错，且清楚明白，记忆深刻例3：将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg。给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg。据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg。请回答：（1）上述条件下，比较光照时呼吸作用强度与黑暗时呼吸作用强度的大小。（2）在光照时植物每小时葡萄糖的净生产量是_mg。（3）若一昼夜中先光照4h，接着

11、放置在黑暗的条件下20h，该植物体内有机物含量的变化是_。解析：根据上面的分析和题意可知，光照对葡萄糖净（表观）生产量是光合作用每小时产生的真正的（总的）葡萄糖量减去呼吸作用每小时消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量与CO2量有直接关系，可通过CO2量的变化推测葡萄糖量的变化。（1）先利用化学方程式计算出光照条件下，光合作用每小时真正产生30mg葡萄糖需要消耗的CO2量。 644 180 x30解得x=44（mg）从上面的计算结果可知，植物真正产生30mg的葡萄糖，需要44mg的CO2，而实际上容器内CO2的含量每小时只减少36mg，还有4436=8mg的CO2来自光照条件下的呼吸作用。与题干中不给光照

12、时（只能进行呼吸作用）产生的CO2量相等。所以在该条件下，光照时呼吸作用强度与黑暗时呼吸作用强度是相等的。（2）由呼吸作用每小时产生的CO2量是8mg，计算出消耗的葡萄糖量。 180 644 y 8解得y=5.5（mg）由题干知，植物每小时真正（总的）能产生葡萄糖30mg，呼吸作用消耗5.5mg，则净生产量为305.5=24.5mg。解此问还可以根据CO2的实际减少量来计算。由题干知，在光照条件下容器内的CO2的含量每小时减少36mg，这是与植物的呼吸作用无关的，减少的CO2全部作为光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是净产生的葡萄糖。 644 180 36 z解得z=24.5（mg）（3）根据上

13、述（1）（2）的计算结果，可知一昼夜（24h）中，4h制造的葡萄糖总量为430=120mg，消耗总量为245.5=132mg，说明该植物体内有机物含量减少。或者先计算4h产生的葡萄糖量为424.5=98mg，再计算20h黑暗条件下（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量为205.5=110mg，然后再比较这两个数据，可得出同样结论。例析光合作用强度曲线变化规律光合作用是高中生物的重点和难点，光合作用强度曲线变化图解是近几年高考常见题型，是一种综合能力的体现，学生在做有关光合作用强度计算题、点位变换题时，把握不准曲线代表的含义，经常出现错误，现就教学中常见光合曲线有关图形变化归纳分析如下：一、光合作用强度

14、的净值与总值判定二氧化碳浓度FECBDA光照强度光照强度A光合作用CO2吸收量CO2吸收量 CBAO图1图2时间图3分析曲线分三步：一看坐标轴，首先看它的横纵坐标含义；二看关键点，包括起点、转折点、终点等；三看图走向，看曲线趋势。图1：纵坐标为CO2吸收量，曲线的起点为负值，则CO2吸收量代表光合作用强度净值量。A点表示只进行呼吸作用，B点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，即光补偿点；C点表示光合作用强度净值量达到最大值，即光饱和点。AB区段表示呼吸作用强度大于光合作用强度，BC区段表示光合作用强度大于呼吸作用强度，植物有机物积累增多。图2：与1不同之处，曲线的起点为0，光合作用CO2吸收量代

15、表光合作用强度总值。O点表示光合作用强度为0，A点表示光合作用强度达到最大值，在OA之间存在一点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。图3：CO2浓度代表外界环境中CO2的剩余量，其中AB区段和EF区段表示呼吸作用强度大于光合作用强度，B点和E点表示呼吸作用强度等于光合作用强度，BE区段表示光合作用强度大于呼吸作用强度（CD区段表示中午光照过强，温度过高，蒸腾作用增大，导致叶片气孔关闭，从而减少CO2供应，光合作用相对较弱，但光合作用强度还是大于呼吸作用强度的）例1（山东理综）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影响，结果如图所示。下列分析正确的是：A.光照

16、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.两曲线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点评：常见的光合作用总值表示方法：制造（生产）有机物的量；光合作用CO2吸收量；光合作用O2释放量。常见的光合作用净值表示方法：积累有机物的量；光下环境中CO2吸收量；光下环境中O2释放量。由题干信息可知， CO2吸收量与释放量为外界环境下的测得值，则虚线表示光合作用强度净值量，实线表示呼吸强度，在一定温度下，光合作用制造的有机物的量=光合作用净值量+呼吸作用消耗有机物的量，即

17、35时为，25时积累量最多，两曲线的交点表示光合作用净值量与呼吸作用消耗的有机物的量相等。答案： A二、不同植物种类，光合作用强度曲线变化 光照强度AB CD吸收二氧化碳量阳生植物阴生植物C3植物C4植物AB光合作用强度CO2含量图5图4图4：A和B点分别表示阴生植物、阳生植物的光补偿点，阴生植物的光补偿点低于阳生植物。光强只有大于光补偿点时，才会积累有机物图5中A（B）点表示植物进行光合作用时所需最低二氧化碳浓度，即为光合作用启动点，C4植物对CO2的利用率高光照强度光合作用强度ABOP例3（全国卷理综II）右图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。据图回答：（1）A、B两种植

18、物光合作用过程中对光能利用的差异是_。（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在_条件下。点评：在两种C3植物的曲线图中，关键看光合作用起动点和P点。B植物在较低的光照下就可进行光合作用，比A低。P点说明此光照下，两种植物光合作用强度相等。再分析曲线趋势，分析曲线是在描述曲线的基础之上，加入中间环节原因。答案： I、（1）在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物的高，在高于P光照强度下A植物光能利用率比B植物的高。（2）较强光照三、光合作用强度与其他几个影响因素的变换图6图7图6表示某两种植物的光合作用强度与二氧化碳浓度的关系。判断图6中A点为光合作用二氧化碳浓度补偿点的说法是否正确呢

19、？因纵轴含义是“光合作用强度”，而不是“净光合作用强度”，因而是错的。A点表示光合作用起动点，即光合作用进行时所需最低CO2浓度图7表示某种植物的光合作用强度与温度和光照强度的关系。图中显示多个变量，分析这种类型图实行“归一法”， 即把多变量转化为单变量，多因素转变为单因素，确定单一变量，使问题简易化。确定一个变量的方法有两种：一是在横轴取一点画垂直辅助线，确定横轴变量，讨论辅助线与曲线交叉点和纵轴的关系。由图7中C、D两点，也就是固定光照强度，使温度成为影响光合作用强度的单变量。可以分析得出T1T2，还可以得出在此点影响光合作用强度的主导因素是温度而非光照强度。二是从同一曲线取两点，确定不同

20、曲线的变量，讨论横轴变量与纵轴变量的关系。由图7中B、C两点，也就是固定温度，使光照强度成为影响光合作用强度的单变量，从而分析得出在BC范围内影响光合作用强度的主导因素是光照强度而非温度。例3：(北京理综)科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是A光照强度为a时，造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2 浓度不同B光照强度为 b 时，造成曲线 I和 II光合作用强度差异的原因是温度的不同C光照强度为ab，曲线 I、II光合作用强度随光照强度升高而升高D光照强度为ac，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高

21、而升高点评:光合作用强度在不同阶段起决定作用的因素不一样,在ac中, 曲线光合作用强度随光照强度升高而升高, 曲线由于CO2的限制因素不升高.答案 D例4：一个研究人员将三种不同的植物放到不同的光照条件（光照强度从0到全日光照射）下培养几天培养条件为正常空气，温度为32，所有植物都不缺水。这三种植物是：C3植物（阳生植物）；C3植物（阴生植物）；C4植物。研究人员测定了每种植物叶片的光合作用速率，结果如图8。（1）从曲线B可以看出，图8中cd段主要受光合作用的_（光或暗）反应的限制。在60%全日照光强照射下，通过增加光照强度可以提高_（用图中字母表示）植物叶片的光合速率。图8（2）已知某植物光

22、合作用和呼吸作用的最适温度分别是25和30，图9曲线表示该植物在25时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点的移动分别是X点_（填“上移”、“下移”或“不变”）；Y点_（填“左移”、“右移”或“不变”）。图9（3）若图9曲线表示阴生C3植物，则Y点如何移动？_，原因是_；若图9曲线表示C4植物，横坐标为CO2浓度，则Y点如何移动？_原因是_。点评 图8中cd段光照强度增强，但光合效率没有明显变化，说明光不是限制因素。图9是单曲线，但涉及点的移动，实际上是双曲线问题。根据学过的阴生植物和阳生植物的有关知识，可进行C3植物和C4植物

23、的图形转换。参考答案（1）暗；A（2）下移；右移（3）左移；阴生植物在较低光照下使光合作用强度等于呼吸作用强度；左移；C4植物能利用较低浓度的CO2进行光合作用总之,在生物中，寻求其内在规律，把知识从一个问题迁移到另一个问题，从而达到举一反三，触类旁通之功效。这样才能加深对基础知识的理解和掌握，加强知识综合运用,灵活思考，提高应变能力，并学会用科学的语言答题。例1（山东理综）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

24、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.两曲线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光照强度光合作用强度ABOP例2（全国卷理综II）右图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。据图回答：（1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是_。（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在_条件下。例4：一个研究人员将三种不同的植物放到不同的光照条件（光照强度从0到全日光照射）下培养几天培养条件为正常空气，温度为32，所有植物都不缺水。这三种植物是：C3植物（阳生植物）；C3植物（阴生植物）；C4植物。研究人员测定了每种植物叶片的光合作用速率，

25、结果如图8。（1）从曲线B可以看出，图8中cd段主要受光合作用的_（光或暗）反应的限制。在60%全日照光强照射下，通过增加光照强度可以提高_（用图中字母表示）植物叶片的光合速率。图8（2）已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25和30，图9曲线表示该植物在25时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点的移动分别是X点_（填“上移”、“下移”或“不变”）；Y点_（填“左移”、“右移”或“不变”）。图9（3）若图9曲线表示阴生C3植物，则Y点如何移动？_，原因是_；若图9曲线表示C4植物，横坐标为CO2浓度，则Y点如何移动？_原因是_。