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一、明确净光合速率、真正光合速率的相互关系
在黑暗条件下,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,因此此时测得的氧气吸收量(即空气中O2的减少量)或二氧化碳释放量(即空气中的CO2增加量)直接反映呼吸速率。
在光照条件下,植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时测得的空气中氧气的增加量(或二氧化碳减少量)比植物实际光合作用所产生的O2量(或消耗的CO2量要)少,因为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率,而反映出表观光合速率或称净光合速率。图像如右。
计算规律如下:
1.光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 + 呼作用吸耗氧量
2.光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量 + 呼吸作用二氧化碳释放量
3.光合作用葡萄糖净生产量 = 光合作用实际葡萄糖生产量﹣呼吸作用葡萄糖消耗量
二、关注计算中的几个细节
1.只要温度相等,有光照和无光照情况下,植物的呼吸作用强度就默认为相等
2.标准状况下,1mol气体的体积是22.4升(L)
3.摩尔数与质量的关系:摩尔数=物质的质量(克)/ 相对分子质量(或摩尔质量)
4.要注意单位的换算,如1升=1000毫升(ml)
5.一定要记牢光合作用和呼吸作用的总反应式;注意不要算错相对分子质量)
三、典例品析
例题 将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份,在不同温度下分别暗处理1h,再用适当的相同的光照射1h,测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到下表的数据。请分析并回答问题:
据表分析,以下说法错误的是()
A.该植物呼吸作用酶的最适温度为29℃
B.光照时,第一、二、三组植物释放的氧气量不相等
C.光照时,第四组植物光合作用强度大于呼吸作用强度
D.光照时,第四组植物合成葡萄糖总量为4mg
解析针对这类表格类试题,可以将题目提供的信息转换成下表,这样理解简捷一些。
解题时,一定要弄清以下几个问题:
暗处理1小时:植物进行了1小时的呼吸作用
光照1小时:植物进行了1小时的呼吸作用和1小时的光合作用
净光合速率=光照1小时的前后质量之差,即1小时的光合作用— 1小时的呼吸作用
真光合速率=1小时净光合作用+1小时呼吸作用(由暗处理可知)
答案 C
易错点分析错选A的原因是,较多学生在分析表格时,看到29度的前后变化最大,所以就认为是最适温度是29℃。错选B的原因是只看到了光照后与暗处理前质量变化都是3mg,所以认为光合作用相同,产生的氧气量也相同。很多同学计算时,忽视了在进行光合作用的同时,也进行呼吸作用,容易错选D。
四、巩固练习
1.右图为光照强度与光合作用固定CO2的量(光合量)之间的关系,对这一曲线的叙述,错误的是()
A.在A点时,光合量与呼吸量相等
B.在过B点后,再提高光照强度,光合量不再提高
C.在B点时,总的光合量为7mg/m2•h
D.在A点时,总的光合量为0
2.在一定浓度的CO2和适宜温度条件下,测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量,结果如下表。分析表中数据,不正确的推论是()
光照强度(klx) 1.0 3.0 5.0 7.0 8.0 10.0
CO2变化量
(mg/100cm2•h) +2.0 -2.0 -6.0 -10.0 -12.0 -12.0
A.光照强度为1 klx时,光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光照强度为2 klx时,该植物光合作用速率为0
C.光照强度由5 klx增强7klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率增大
D.光照强度为9 klx时,叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因
3.藻和草履虫在光下生长于同一溶液中,已知草履虫每星期消耗0.10 mol 葡萄糖,藻每星期消耗0.12 mol 葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.25 mol。这一溶液中每星期氧的净产量是多少?( )
A 0.03molB0.60mol C1.32molD 0.18mol
4. 下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述错误的是( )
A.若细胞①处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B.细胞②没有与外界发生O2和CO2交换,可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D.对细胞④的分析可得出,此时的光照强度较弱且N1小于m2
5.某研究性学习小组为了研究温度和光照强度对光合作用的影响,分别在15℃和25℃的环境中,测定了不同光照强度(千勒克司)下,某种植物光合作用中氧气的释放速率(mL/h)(忽略光照对植物呼吸作用的影响,CO2浓度适宜),有关数据见下表。请分析回答下列问题:
(1)在绿色植物的光合作用过程中,氧气是在___阶段产生的,该阶段进行的场所是___。
(2)25℃的环境中,该植物呼吸作用消耗氧的速率是___________。
(3)15℃的环境中,光照强度为0.5千勒克司时,该植物光合作用中氧气释放的速率为0,这表明______,光照强度为2.5千勒克司时,该植物光合作用产生氧气的速率是_____。
(4)15℃的环境中,光照强度为1.5千勒克司时,限制该植物光合作用强度的主要环境因素是_____,当光照强度为4.0千勒克司时,限制该植物光合作用强度的主要环境因素是______。
参考答案
1. D
2.B光照强度为2klx时,植物在进行光合作用,速率不可能为0。C选项具有较大的迷惑性,注意合成速率和含量不要混淆。
3.D由于藻能够进行光合作用,同时也进行呼吸作用,草履虫只进行呼吸作用,根据光合作用和呼吸作用的总方程式,两种呼吸作用共消耗6×(0.10+0.12)=1.32mol氧,光合作用净合成0.25mol葡萄糖,应产生6×0.25=1.50mol氧,所以氧的净产量为1.5-1.32=0.18mol.
4. D从图像D可判断出此时植物需要从外界吸收O2,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,光强强度较弱,由图可推:m1=m+m2=N2=N+N1,根据有氧呼吸的特点,可知N=m,所以,N1=m2.
5.光合作用和呼吸作用的过程及影响因素一直是高考的重点,要将数据转换成曲线图,学会分析曲线图所反映出的规律。
答案:(1)光反应 叶绿体的类囊体薄膜(基粒)上 (2)20mL/h (3)植物光合作用产生的氧和呼吸作用消耗的氧相等 40mL/h (4)光照强度温度
责任编辑任占华
在黑暗条件下,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,因此此时测得的氧气吸收量(即空气中O2的减少量)或二氧化碳释放量(即空气中的CO2增加量)直接反映呼吸速率。
在光照条件下,植物同时进行光合作用和呼吸作用,此时测得的空气中氧气的增加量(或二氧化碳减少量)比植物实际光合作用所产生的O2量(或消耗的CO2量要)少,因为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率,而反映出表观光合速率或称净光合速率。图像如右。
计算规律如下:
1.光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量 + 呼作用吸耗氧量
2.光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量 + 呼吸作用二氧化碳释放量
3.光合作用葡萄糖净生产量 = 光合作用实际葡萄糖生产量﹣呼吸作用葡萄糖消耗量
二、关注计算中的几个细节
1.只要温度相等,有光照和无光照情况下,植物的呼吸作用强度就默认为相等
2.标准状况下,1mol气体的体积是22.4升(L)
3.摩尔数与质量的关系:摩尔数=物质的质量(克)/ 相对分子质量(或摩尔质量)
4.要注意单位的换算,如1升=1000毫升(ml)
5.一定要记牢光合作用和呼吸作用的总反应式;注意不要算错相对分子质量)
三、典例品析
例题 将某植物体形态、大小、生理状况相同的绿叶分成四等份,在不同温度下分别暗处理1h,再用适当的相同的光照射1h,测其重量变化(假设在光下和黑暗条件下,细胞呼吸消耗有机物量相同),得到下表的数据。请分析并回答问题:
据表分析,以下说法错误的是()
A.该植物呼吸作用酶的最适温度为29℃
B.光照时,第一、二、三组植物释放的氧气量不相等
C.光照时,第四组植物光合作用强度大于呼吸作用强度
D.光照时,第四组植物合成葡萄糖总量为4mg
解析针对这类表格类试题,可以将题目提供的信息转换成下表,这样理解简捷一些。
解题时,一定要弄清以下几个问题:
暗处理1小时:植物进行了1小时的呼吸作用
光照1小时:植物进行了1小时的呼吸作用和1小时的光合作用
净光合速率=光照1小时的前后质量之差,即1小时的光合作用— 1小时的呼吸作用
真光合速率=1小时净光合作用+1小时呼吸作用(由暗处理可知)
答案 C
易错点分析错选A的原因是,较多学生在分析表格时,看到29度的前后变化最大,所以就认为是最适温度是29℃。错选B的原因是只看到了光照后与暗处理前质量变化都是3mg,所以认为光合作用相同,产生的氧气量也相同。很多同学计算时,忽视了在进行光合作用的同时,也进行呼吸作用,容易错选D。
四、巩固练习
1.右图为光照强度与光合作用固定CO2的量(光合量)之间的关系,对这一曲线的叙述,错误的是()
A.在A点时,光合量与呼吸量相等
B.在过B点后,再提高光照强度,光合量不再提高
C.在B点时,总的光合量为7mg/m2•h
D.在A点时,总的光合量为0
2.在一定浓度的CO2和适宜温度条件下,测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量,结果如下表。分析表中数据,不正确的推论是()
光照强度(klx) 1.0 3.0 5.0 7.0 8.0 10.0
CO2变化量
(mg/100cm2•h) +2.0 -2.0 -6.0 -10.0 -12.0 -12.0
A.光照强度为1 klx时,光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光照强度为2 klx时,该植物光合作用速率为0
C.光照强度由5 klx增强7klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率增大
D.光照强度为9 klx时,叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因
3.藻和草履虫在光下生长于同一溶液中,已知草履虫每星期消耗0.10 mol 葡萄糖,藻每星期消耗0.12 mol 葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.25 mol。这一溶液中每星期氧的净产量是多少?( )
A 0.03molB0.60mol C1.32molD 0.18mol
4. 下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述错误的是( )
A.若细胞①处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B.细胞②没有与外界发生O2和CO2交换,可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D.对细胞④的分析可得出,此时的光照强度较弱且N1小于m2
5.某研究性学习小组为了研究温度和光照强度对光合作用的影响,分别在15℃和25℃的环境中,测定了不同光照强度(千勒克司)下,某种植物光合作用中氧气的释放速率(mL/h)(忽略光照对植物呼吸作用的影响,CO2浓度适宜),有关数据见下表。请分析回答下列问题:
(1)在绿色植物的光合作用过程中,氧气是在___阶段产生的,该阶段进行的场所是___。
(2)25℃的环境中,该植物呼吸作用消耗氧的速率是___________。
(3)15℃的环境中,光照强度为0.5千勒克司时,该植物光合作用中氧气释放的速率为0,这表明______,光照强度为2.5千勒克司时,该植物光合作用产生氧气的速率是_____。
(4)15℃的环境中,光照强度为1.5千勒克司时,限制该植物光合作用强度的主要环境因素是_____,当光照强度为4.0千勒克司时,限制该植物光合作用强度的主要环境因素是______。
参考答案
1. D
2.B光照强度为2klx时,植物在进行光合作用,速率不可能为0。C选项具有较大的迷惑性,注意合成速率和含量不要混淆。
3.D由于藻能够进行光合作用,同时也进行呼吸作用,草履虫只进行呼吸作用,根据光合作用和呼吸作用的总方程式,两种呼吸作用共消耗6×(0.10+0.12)=1.32mol氧,光合作用净合成0.25mol葡萄糖,应产生6×0.25=1.50mol氧,所以氧的净产量为1.5-1.32=0.18mol.
4. D从图像D可判断出此时植物需要从外界吸收O2,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,光强强度较弱,由图可推:m1=m+m2=N2=N+N1,根据有氧呼吸的特点,可知N=m,所以,N1=m2.
5.光合作用和呼吸作用的过程及影响因素一直是高考的重点,要将数据转换成曲线图,学会分析曲线图所反映出的规律。
答案:(1)光反应 叶绿体的类囊体薄膜(基粒)上 (2)20mL/h (3)植物光合作用产生的氧和呼吸作用消耗的氧相等 40mL/h (4)光照强度温度
责任编辑任占华