光合作用与细胞呼吸综合题型专训.ppt
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1、关于光合作用和细胞呼吸综合题型专训第一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月一、光合一、光合呼吸中呼吸中“CO2与与O2交换交换”的物理模型的物理模型绿绿色色植植物物的的光光合合作作用用是是在在叶叶绿绿体体内内完完成成的的,而而细细胞胞呼呼吸吸主主要要在在线线粒粒体体内内进进行行。两两者者之之间间的的关关系系从从物物质质交交换换的的角角度度来来看看,主主要要涉涉及及的的是是O2和和CO2的的去去路路与与来来源源问问题题。通通过过构构建建物物理理模模型型可可以以进进一一步步加加深深对对光光合合作作用用强强度度与与呼呼吸吸作用强度之间的内在联系的理解和认识。作用强度之间的内在联系的理解和认识。
2、第二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月1模型构建模型构建第三张,PPT共六十四页,创作于2022年6月2模型解读模型解读绿绿色色植植物物进进行行光光合合呼呼吸吸过过程程中中,O2和和CO2的的去去路路与与来来源源:(1)叶叶绿绿体体光光合合作作用用产产生生O2的的去去路路:用用于于植植物物呼呼吸吸作作用用;释释放放到到周周围围的的环环境境中中。(2)叶叶绿绿体体光光合合作作用用利利用用CO2的的来来源源:来来自自植植物物自自身身的的呼呼吸吸作作用用;从从外外界界环环境境中中吸吸收收(若若是是水水生生植植物物,则则从从周周围围的的水水中中吸吸收收)。光光合合作作用用强度与呼吸作用强度间的
3、关系,可参见下表:强度与呼吸作用强度间的关系,可参见下表:光照条件光照条件生理生理过过程程气体气体进进出出图图解解生物学含生物学含义义无光照无光照(或或黑暗黑暗)和和只只进进行呼吸作用行呼吸作用第四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月弱光照弱光照光合作用光合作用强强度小于呼度小于呼吸作用吸作用强强度度较较强强光照光照光合作用光合作用强强度等于呼度等于呼吸作用吸作用强强度度强强光照光照光合作用光合作用强强度大于呼度大于呼吸作用吸作用强强度度第五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月二、光合二、光合呼吸中呼吸中“光合速率与光照、温度光合速率与光照、温度”的数学模型的数学模型 更多的曲线参
4、见前面所讲内容!更多的曲线参见前面所讲内容!第六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月模型解读模型解读1界定总光合速率、呼吸速率与表观界定总光合速率、呼吸速率与表观(净净)光合速率光合速率(1)呼吸速率呼吸速率概概念念:是是指指单单位位面面积积的的叶叶片片在在单单位位时时间间内内分分解解有有机机物物的速率。的速率。表示方法:单位时间内,释放的表示方法:单位时间内,释放的CO2量或吸收的量或吸收的O2量。量。测定条件:黑暗条件下。测定条件:黑暗条件下。(2)表表观观(净净)光光合合速速率率:光光照照下下测测定定的的CO2吸吸收收速速率率(或或O2释放速率释放速率)。第七张,PPT共六十四页,
5、创作于2022年6月(3)实际实际(总总)光合速率:植物在光下光合速率:植物在光下实际实际合成有机物的速率。合成有机物的速率。计计算算公公式式:实实际际光光合合速速率率表表观观(净净)光光合合速速率率呼呼吸吸速速率率。具具体体可可表表示示为为:实实际际光光合合速速率率从从外外界界吸吸收收CO2的的速速率率呼呼吸吸释释放放CO2的的速速率率,或或实实际际光光合合速速率率释释放放O2的的速速率率呼呼吸吸消耗消耗O2的速率。的速率。(4)真真正正光光合合速速率率、净净光光合合速速率率与与呼呼吸吸速速率率的的常常用用表表示示方方法法(如下表如下表)第八张,PPT共六十四页,创作于2022年6月真正光真
6、正光合速率合速率O2产产生生(生成生成)速率速率或叶或叶绿绿体体释释放放O2量量CO2固定速率或固定速率或叶叶绿绿体吸收体吸收CO2量量有机物有机物产产生生(制制造、生成造、生成)速率速率净净光合光合速率速率植物或叶片或叶植物或叶片或叶肉肉细细胞胞O2释释放速放速率率植物或叶片或植物或叶片或叶肉叶肉细细胞胞CO2吸吸收速率收速率有机物有机物积积累速累速率率呼吸呼吸速率速率黑暗中黑暗中O2吸收速吸收速率率黑暗中黑暗中CO2释释放放速率速率有机物消耗速有机物消耗速率率第九张,PPT共六十四页,创作于2022年6月2.光合速率与植物生长的关系光合速率与植物生长的关系(1)当当净净(表表观观)光合速率
7、光合速率0时时,植物,植物积积累有机物而生累有机物而生长长;(2)净净光合速率光合速率0时时,植物不能生,植物不能生长长;(3)净净光光合合速速率率N2。(6)农家肥即有农家肥即有机肥,分解后可为农作物提供机肥,分解后可为农作物提供CO2和矿质元素,有利于光合和矿质元素,有利于光合作用的进行。作用的进行。第十五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月答案答案(1)a(2)a植植物的呼吸速率向右物的呼吸速率向右(3)叶叶绿绿体基体基质质类类囊体薄膜囊体薄膜D(4)低高低高(5)(6)农农家肥被微生物家肥被微生物分解分解为农为农作物提供作物提供CO2;提供;提供矿质矿质元素;促元素;促进进土壤微
8、生物的土壤微生物的活活动动,提高土壤的通气性,促,提高土壤的通气性,促进进植物植物对矿质对矿质元素的吸收元素的吸收(答出答出任意两任意两项项即可即可)第十六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月【训练训练1】如如图图是是叶叶肉肉细细胞胞在在不不同同光光照照强强度度下下叶叶绿绿体体与与线线粒粒体体的的代代谢简图谢简图。以下相关叙述。以下相关叙述错误错误的是的是()。第十七张,PPT共六十四页,创作于2022年6月A细细胞胞处处于于黑黑暗暗环环境境中中,那那么么该该细细胞胞单单位位时时间间释释放放的的CO2量即量即为为呼吸速率呼吸速率B细细胞胞没没有有与与外外界界发发生生O2和和CO2交交换换
9、,可可断断定定此此时时光光合合速率等于呼吸速率速率等于呼吸速率C细细胞胞处处在在较较强强光光照照条条件件下下,细细胞胞光光合合作作用用所所利利用用的的CO2量量为为n1与与n2的和的和D分析分析细细胞胞可得出,此可得出,此时时的光照的光照强强度度较较弱且弱且n1小于小于m2第十八张,PPT共六十四页,创作于2022年6月解解析析细细胞胞中中,线线粒粒体体利利用用的的O2除除来来自自叶叶绿绿体体外外,还还要要从从细细胞胞外外吸吸收收,说说明明细细胞胞呼呼吸吸强强度度大大于于光光合合作作用用强强度度,细细胞胞进进行行有有氧氧呼呼吸吸和和光光合合作作用用的的过过程程中中,O2的的净净消消耗耗量量(吸
10、吸收收量量)m2与与CO2的净生成量的净生成量n1相等,相等,D错误。错误。答案答案D第十九张,PPT共六十四页,创作于2022年6月三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置三、光合作用、细胞呼吸的测定方法及实验装置1表观表观(净净)光合速率的测定方法光合速率的测定方法(1)NaHCO3溶溶液液作作用用:玻玻璃璃瓶瓶中中的的NaHCO3溶溶液液保保证证了了容容器内器内CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。(2)植植物物光光合合速速率率指指标标:植植物物光光合合作作用用释释放放氧氧气气,使使容容器器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。内气体压
11、强增大,毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。单位时间内水滴右移的体积即是光合速率。第二十张,PPT共六十四页,创作于2022年6月(3)条件:整个装置必条件:整个装置必须须在光下。在光下。动态动态分析:当外界条件分析:当外界条件变变化化时时,CO2(光光)补偿补偿点移点移动规动规律律若呼吸速率增加,若呼吸速率增加,CO2(光光)补偿补偿点点应应右移,反之右移,反之应应左移。左移。若若呼呼吸吸速速率率基基本本不不变变,条条件件的的改改变变使使光光合合速速率率下下降降时时,CO2(光光)补偿补偿点点应应右移,反之右移,反之应应左移。左移。阴阴生生植植物物与与阳阳生生植植物物相
12、相比比,CO2(光光)补补偿偿点点和和饱饱和和点点都都相相应应向左移向左移动动。第二十一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月2细胞呼吸状况的实验测定归纳细胞呼吸状况的实验测定归纳欲欲测测定定与与确确认认某某生生物物的的呼呼吸吸类类型型,应应设设置置两两套套呼呼吸吸装装置置,两两套套呼呼吸吸装装置置中中的的单单一一变变量量为为NaOH与与蒸蒸馏馏水水,即即用用等等量量的的蒸蒸馏馏水水取取代代实实验验组组的的NaOH溶溶液液,其其他他所所有有项项目目均均应应一一致致,加加蒸蒸馏馏水水的的装装置置内内气气压压变变化化应应由由CO2与与O2共共同同决决定定。两两套套装装置置可可如如下下图图所所示
13、示,当当然然,此此时时仍仍有有必必要要设设置置另另一一组作误差校正之用。组作误差校正之用。第二十二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月第二十三张,PPT共六十四页,创作于2022年6月结结果与分析果与分析若若装装置置1液液滴滴左左移移,装装置置2液液滴滴不不动动,则则表表明明所所测测生生物物只只进进行有氧呼吸行有氧呼吸(因有氧呼吸因有氧呼吸产产CO2量与耗量与耗O2量相等量相等)。若若装装置置1液液滴滴不不动动,装装置置2液液滴滴右右移移,则则表表明明所所测测生生物物只只进进行无氧呼吸行无氧呼吸(因无氧呼吸只因无氧呼吸只产产CO2,不耗,不耗O2)。若若装装置置1液液滴滴左左移移,装装置
14、置2液液滴滴右右移移,则则表表明明该该生生物物既既进进行行有氧呼吸,又有氧呼吸,又进进行无氧呼吸。行无氧呼吸。装装置置1与与装装置置2液液滴滴均均左左移移,则则呼呼吸吸过过程程中中O2吸吸收收量量大大于于CO2释释放量,呼吸底物中可能有脂放量,呼吸底物中可能有脂质质参与。参与。a为为使使实实验验结结果果精精确确,排排除除实实验验误误差差还还应应设设置置如如图图装装置置3,以便校正。以便校正。b进进行行结结果果与与结结论论的的描描述述时时应应“先先结结果果后后结结论论”,而而不不是是“先先结论结论后后结结果果”,如上。,如上。第二十四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月【典例典例2】(20
15、13皖皖南南八八校校联联考考)以以小小球球藻藻为为材材料料做做下下列列两两组组实实验验,根据根据实验实验回答下列回答下列问题问题。实实验验一一小小球球藻藻在在适适宜宜条条件件下下进进行行光光合合作作用用时时,其其繁繁殖殖速速度度较较快快。在在相相同同培培养养液液中中,以以图图中中的的装装置置和和(密密封封环环境境)分分别别培培养养相相同同品品质质和和数数量量的的小小球球藻藻。将将两两个个装装置置都都放放在在阳阳光光下下,一一定定时时间间后后,观观察察装装置置和和发发生生的的变变化。化。第二十五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月(1)比比较较B、C两两试试管中的小球藻的繁殖速度,可以管中
16、的小球藻的繁殖速度,可以发现发现_试试管的繁殖速度管的繁殖速度较较快,其原因在于快,其原因在于_。第二十六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月实验二实验二如如果用果用图图中中E试试管和管和F试试管敞开口培养小球藻,管敞开口培养小球藻,E试试管用完全培养液,管用完全培养液,F试试管用缺管用缺镁镁的的营营养液,研究光照养液,研究光照强强度度对对E、F两两试试管中小球藻管中小球藻产产生氧气量的影响,生氧气量的影响,结结果如果如图图。据。据图图回答回答问题问题。(2)P点的坐点的坐标值标值表示的意表示的意义义是是_。(3)Q点小球藻点小球藻释释放的氧气量放的氧气量为为_,其原因是,其原因是_。(
17、4)当光照当光照强强度小于度小于M时时,限制,限制试试管中小球藻光合作用管中小球藻光合作用强强度的度的主要主要环环境因素是境因素是_。(5)当光照当光照强强度沿度沿QM方向移方向移动时动时,造成,造成E、F两两试试管氧气增管氧气增加量差异的原因是加量差异的原因是_。第二十七张,PPT共六十四页,创作于2022年6月实验三实验三将将若干小球藻、水草及一条小若干小球藻、水草及一条小鱼鱼放在一个盛有水的放在一个盛有水的玻璃容器内,使之玻璃容器内,使之处处于气体密于气体密闭闭状状态态。实验实验在温度适宜的暗在温度适宜的暗室中室中进进行,将玻璃容器用黑行,将玻璃容器用黑纸纸包裹遮光,在距玻璃容器包裹遮光
18、,在距玻璃容器0.3 m处处用不同功率的灯泡用不同功率的灯泡给给予光照予光照1 h时时(每每换换一次灯泡有一个一次灯泡有一个间间歇期,歇期,间间歇期歇期间间足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始足以使玻璃容器内的含氧量恢复到初始实验实验状状态态),其,其间间用用仪仪器器记录该记录该容器内氧气容器内氧气浓浓度的度的变变化化(浓浓度度单单位:位:g/m3)。遮光。遮光实验结实验结束后,去掉黑束后,去掉黑纸纸,实实施上述同施上述同样样的的实验实验操操作步作步骤骤实验结实验结果如下。果如下。15 W20 W25 W30 W35 W40 W45 W遮光遮光10101010101010不遮光不遮光642025
19、10第二十八张,PPT共六十四页,创作于2022年6月(6)不遮光的容器在光照不遮光的容器在光照为为25 W时产时产生的氧气量是生的氧气量是_g/m3,消耗的氧气量是,消耗的氧气量是_g/m3。(7)当光照当光照强强度大于度大于_W时时,这这个生个生态态系系统统才有可能得才有可能得以以长长期期维维持。持。(8)实验实验中黑中黑纸纸包裹容器的作用是用来包裹容器的作用是用来测测定定_。第二十九张,PPT共六十四页,创作于2022年6月解析解析(1)A烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物,通过呼吸作烧瓶中的酵母菌是兼性厌氧型生物,通过呼吸作用可产生用可产生CO2,而,而D烧瓶进行的是乳酸发酵,乳酸发酵不产
20、烧瓶进行的是乳酸发酵,乳酸发酵不产生生CO2,因此,因此B试管小球藻能进行光合作用,繁殖的速度较试管小球藻能进行光合作用,繁殖的速度较快。快。(2)P点时,光照强度为零,小球藻只进行呼吸作用不进点时,光照强度为零,小球藻只进行呼吸作用不进行光合作用,因此行光合作用,因此P点表示光照强度为零时,点表示光照强度为零时,E试管内小球藻试管内小球藻呼吸作用吸收的氧气量。呼吸作用吸收的氧气量。(3)Q点表示光合作用强度等于呼吸点表示光合作用强度等于呼吸作用强度,此时净光合速率为作用强度,此时净光合速率为0,(4)分析坐标图可知,当光分析坐标图可知,当光照强度小于照强度小于M时,限制试管中小球藻光合作用强
21、度的主要环时,限制试管中小球藻光合作用强度的主要环境因素是光照强度。境因素是光照强度。(5)F试管的培养液中缺少镁元素,影响试管的培养液中缺少镁元素,影响叶绿素的正常合成,因此其中小球藻的光合作用效率比叶绿素的正常合成,因此其中小球藻的光合作用效率比E试试管低。管低。第三十张,PPT共六十四页,创作于2022年6月(6)分析表可知,小球藻的呼吸速率为分析表可知,小球藻的呼吸速率为10 g/m3,当光照强度为,当光照强度为25 W时,产生的氧气量是时,产生的氧气量是8 g/m3。(7)当光照强度大于当光照强度大于30 W时,时,净光合速率大于净光合速率大于0,这个生态系统有可能得以长期维持。,这
22、个生态系统有可能得以长期维持。(8)测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行,这样可以排除光测定呼吸作用强度需要在黑暗条件下进行,这样可以排除光合作用对测量结果的干扰。合作用对测量结果的干扰。第三十一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月答案答案(1)BA瓶瓶产产生生CO2,D瓶瓶产产生乳酸生乳酸时时不不产产生生CO2(2)在在光光照照强强度度为为零零时时,E试试管管内内小小球球藻藻呼呼吸吸作作用用吸吸收收的的氧氧气气量量(3)0呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用呼吸作用消耗的氧气量等于光合作用产产生的氧气量生的氧气量(4)光照光照强强度度(5)F试试管管的的培培养养液液中中缺缺少少镁镁元元素素
23、,影影响响叶叶绿绿素素的的正正常常合合成成,其中小球藻的光合作用效率比其中小球藻的光合作用效率比E试试管低管低(6)810(7)30(8)呼吸作用消耗的氧气量呼吸作用消耗的氧气量第三十二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月【训练训练2】(2013湖湖南南重重点点中中学学调调研研)下下面面三三个个装装置置可可用用于于研研究究萌萌发发的的种子的呼吸作用的方式及其种子的呼吸作用的方式及其产产物,有关分析不正确的是物,有关分析不正确的是()。A三三个个装装置置中中的的种种子子都都必必须须进进行行消消毒毒处处理理,都都不不需需要要设设置置对对照照实验实验B甲装置可用于探究呼吸作用是否甲装置可用于探
24、究呼吸作用是否产产生生热热量量C乙装置可用于探究萌乙装置可用于探究萌发发的种子是否的种子是否进进行有氧呼吸行有氧呼吸D丙装置可用于探究萌丙装置可用于探究萌发发的种子的呼吸作用是否的种子的呼吸作用是否产产生生CO2第三十三张,PPT共六十四页,创作于2022年6月解解析析为为排排除除微微生生物物呼呼吸吸作作用用的的影影响响,种种子子必必须须进进行行消消毒毒处处理理,为为排排除除无无关关变变量量(外外界界温温度度、气气压压等等)对对实实验验的的影影响响,上上述述实实验验需需要要设设置置对对照照实实验验。若若乙乙装装置置中中种种子子进进行行有有氧氧呼呼吸吸,就就会会有有氧氧气气的的消消耗耗,产产生生
25、的的等等体体积积的的二二氧氧化化碳碳被被NaOH溶溶液液吸吸收收,装装置置瓶瓶内内气气体体体体积积减减小小,液液滴滴左左移移;若若只只进进行行无无氧氧呼呼吸,则没有氧气的消耗,液滴不移动。吸,则没有氧气的消耗,液滴不移动。答案答案A第三十四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型专项集训光合作用、细胞呼吸综合题型 第三十五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月1.(2013安徽东至一模安徽东至一模)下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分物下列甲、乙、丙、丁是生物体中部分物质质和能量代和能量代谢谢的相关的相关图图解,其中分析不正确的是解,其中分析不正确的是()。
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