光合作用和呼吸作用的图解.docx
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光合作用和呼吸作用的图解
光合作用和呼吸作用的图解
光合作用相关研究过程和呼吸作用密不可分的，因此，要很好的研究光合作用首先要搞清楚二者的关系，其次要了解不同情况下二者的综合表现，然后才能针对性的去面对具体问题分析解答。
一、光合作用与呼吸作用的关系
在同一张叶片中，既有叶绿体吸收CO2，释放O2；又有线粒体释放CO2，吸收O2。
（参见右图）
光合强度（又叫光合速率），它是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量，或O2释放量。
呼吸强度（又叫呼吸速率），它一般是指无光照时，单位时间、单位叶面积的CO2释放量，或O2吸收量。
⑴在光照强度为0时（即黑暗），叶绿体吸收的CO2量是0；释放的O2量是0。
线粒体释放的CO2全部进入空气中；吸收的O2全部来自于空气中。
此时，光合强度情况表示为“呼吸强度”（A点）。
（参见下图）
⑵在光照强度有所增强，但光合速率＜呼吸速率时，叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸；释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2有一部分用于光合作用，一部分进入空气中；吸收的O2一部分来自于光合作用，一部分来自于空气中。
此时，光合强度情况表现为“释放到空气中的CO2量”（例如B点）。
（参见下图）
⑶在光照强度增强到光合速率＝呼吸速率时，叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸；释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2全部用于光合作用；吸收的O2全部来自于光合作用。
此时，光合强度情况表现为“CO2量等于零”（C点）。
（参见下图）
⑷在光照强度增强到光合速率＞呼吸速率时，叶绿体吸收的CO2量有一部分来自于有氧呼吸，一部来自于空气中；释放的O2量一部分用于有氧呼吸，一部分进入空气中。
线粒体释放的CO2量全部用于光合作用；吸收的O2量全部来自于光合作用。
此时，光合强度情况表现为“空气中被吸收的CO2量”（例如D点）。
（参见下图）
⑸在光照强度增强到一定数值时，光合速率将不再提高，有1个最大定值（E点）。
（参见下图）
结合上述知识，得出随光照强度改变时，空气中CO2量的变化曲线：
图1
在光合作用中实测呼吸速率是很困难的，因此在黑暗条件中测定CO2的释放速率（或O2的吸收速率）；在光照条件下测定CO2吸收速率（或O2的释放速率）。
把两者的绝对值相加，称为总光合速率。
总光合速率不扣除线粒体有氧呼吸的消耗，纯为叶绿体进行光合作用时的产物量。
在图1中，光照强度为E时的总光合速率，等于E点对应的CO2值加O点对应的CO2量绝对值。
二、基础巩固
1、在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答：
图1 图2
⑴在图1中，A是_1_、B是__2__、C是_3___、D是__4___、E是__5__
⑵在图2中，A表示____6___、B表示____7____、C表示____8____、D表示___9____、E表示__10__
⑶过程①表示__11___、②表示_12__、③表示__13____、④表示__14____、⑤表示__15____、
⑥表示__16__、⑦表示___17__、⑧表示__18___、⑨表示___19___。
⑷在图2中A点所处的状态时，可以发生图1中的哪些过程？
（用图1中编号表示）___20___；
在图2中B点所处的状态时，可以发生图1中的哪些过程？
（用图1中编号表示）__21____；
在图2中C点所处的状态时，可以发生图1中的哪些过程？
（用图1中编号表示）__22____；
在图2中D点所处的状态时，可以发生图1中的哪些过程？
（用图1中编号表示）__23_____；
在图2中CD段时，限制光合作用的主要因素是___24___。
参考答案：
1、O2 2、CO2 3、葡萄糖 4、丙酮酸 5、淀粉 6、黑暗情况下的有氧呼吸强度
7、光合作用强度小于有氧呼吸强度 8、光合作用强度等于有氧呼吸强度 9、光合作用强度大于有氧呼吸强度 10、最大光合作用强度 11、有氧呼吸释放出的CO2总量12、有氧呼吸释放到空气中的CO2量 13、光合作用消耗的CO2总量 14、光合作用消耗的空气中CO2量 15、有氧呼吸消耗的O2总量 16、光合作用释放出的O2总量 17、光合作用释放到空气中的O2量 18、有氧呼吸消耗的空气中O2量 19、糖酵解 20、①②⑤⑧⑨ 21、①②③⑤⑥⑧⑨ 22、①③⑤⑥⑨ 23、①③④⑤⑥⑦⑨ 24、光照强度
三、实战训练
1、如图所示农田一昼夜温度变化Ⅰ、光照强度变化Ⅱ和植物吸收CO2变化Ⅲ数据绘制成的曲线，则下列说法不正确的是（ ）
A．在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2与细胞呼吸释放的CO2量相等
B．a点的形成是由夜间的低温造成的
C．从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成停止
D．增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度、CO2浓度和充足的水分供应
2、将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。
用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线，下列有关说法正确的是（ ）
A．H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收量多，光合作用最强
B．CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
C．D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等
D．D点较B点CO2浓度高，是因为D点温度高，使植物细胞呼吸强
3、如图所示，甲图表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，乙图表示将A植物放在不同CO2浓度环境条件下，光合速率受光照强度影响的变化曲线，请分析回答下列问题：
（1）在较长连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的是________植物。
（2）甲图a点表示的生理学含义是________________，b点称为光补偿点，若光照强度小于b点，光合速率________细胞呼吸速率；在其他条件不变的情况下，增加CO2浓度，c点将向________移动。
（3）在c点时，叶绿体中ADP的运输方向______________________________________。
（4）乙图中d、e两点比较，限制d点光合速率差异的主要原因是__________，e、f两点比较，限制f点光合速率差异的主要原因是__________________________________________。
（5）增施农家肥可提高光合速率的原因是________________________________________。
4、下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。
甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
（1）甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态_______________________________________________。
（2）根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点，植株积累有机物最多的是________点。
（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________，以致光反应产生的________和________逐渐减少，从而影响了暗反应强度。
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为_______________________。
解析及答案：
1、C此题考查光合作用和细胞呼吸的关系。
c、e两点表示植物光合作用吸收CO2和细胞呼吸放出CO2的量相等，此时植物光合作用合成有机物的量和细胞呼吸消耗有机物的量相等，c点之前、e点之后也进行光合作用。
2、C H点CO2浓度最低，说明此时植物体内积累的有机物最多；D点和H点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，D点之前，H点以后也进行光合作用，只不过是光合作用强度比细胞呼吸强度弱；D点以前由于植物只进行细胞呼吸，或者是细胞呼吸强度大于光合作用强度，所以玻璃罩内的CO2浓度逐渐增大。
3、
（1）甲图中A是阳生植物，B是阴生植物，故长时间连续阴雨天气对A植物生长影响较大。
（2）a点时光照强度为0，表示植物A的呼吸速率；b点时光合速率等于细胞呼吸速率，若光照强度小于b点，则光合速率小于细胞呼吸速率。
增加CO2的浓度，光合作用增强，故c点向右上方移动。
（3）c点时光合作用旺盛，叶绿体类囊体薄膜不断产生ATP，消耗ADP，叶绿体基质不断消耗ATP，产生ADP。
（4）乙图中d，e两点CO2浓度相同，光照强度不同，限制d点光合作用的因素主要为光照强度；e，f两点光照强度相同，CO2浓度不同，故CO2浓度是限制f点光合作用的主要因素。
（5）农家肥被土壤中微生物分解产生CO2，为植物光合作用提供原料。
答案：
（1）A
（2）A植物的细胞呼吸速率 小于 右上方（3）由叶绿体基质向类囊体薄膜移动（4）光照强度 CO2浓度 （5）农家肥被土壤微生物分解产生CO2，为植物光合作用提供原料
4、解析：
甲图C点与E点植物不吸收也不释放CO2，表明植物的光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用强度最高点，应是CO2吸收速率最高点（D），有机物积累最多点应是光合作用减弱到等于呼吸作用时的点（E）。
答案：
（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量
（2）D E （3）光照强度逐渐减弱 ATP NADPH[H] （4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应。
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