内容正文:
第四章 光合作用和细胞呼吸
素能提升课 光合作用和细胞呼吸(二)
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[核心精要]
1.光合速率与呼吸速率的关系
(1)植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时,还进行呼吸作用释放CO2,所以测定的CO2的吸收量并不是实际光合速率,而是净光合速率。如图,图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系,图2表示线粒体与叶绿体的关系。
图1
图2
结合图2与图1分析如下:
①图1中a点光照强度为0,表示只进行呼吸作用,与图2中B图对应。
②图1中ab段由于光照强度较弱,光合作用速率小于呼吸作用速率,所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体固定,另一部分释放出去,与图2中A图对应。
③图1中b点光照强度为光的补偿点,净光合速率为0,即光合作用速率等于呼吸作用速率,所以呼吸作用释放的CO2全部被叶绿体固定,用于光合作用,与图2中C图对应。
④图1中bc段由于光照强度较强,净光合速率大于0,即光合作用速率大于呼吸作用速率,所以叶绿体固定的CO2除来自呼吸作用释放外,还需要从外界吸收,与图2中D图对应。
(2)表示方法
真光合速率
O2产生(生成)速率
CO2的固定速率
有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率
O2释放速率
CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率(黑暗中测得)
O2吸收速率
CO2释放速率
有机物消耗速率
2.植物光合速率与细胞呼吸速率的实验测定常用方法
气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积
(1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时,NaOH溶液可吸收容器中的CO2;在测净光合速率时,NaHCO3溶液可提供CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理
①在黑暗条件下,甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表细胞呼吸速率。
②在光照条件下,乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
③真光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。
(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗处一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算细胞呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。
③根据细胞呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
1.如图表示绿色植物细胞光下CO2的吸收量和黑暗中CO2的释放量,下列分析正确的是( )
A.光照下CO2的吸收量表示植物的光合速率
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.黑暗中CO2的释放量表示黑暗中植物呼吸作用放出的CO2和光合作用的暗反应吸收的CO2的差值
D.光照条件下,35 ℃时光合作用速率与30 ℃时相等
D [本题的解题突破点在于据图判断光合作用速率和净光合作用速率。光照下CO2的吸收量代表净光合速率,A错误;净光合速率越大,有机物积累量越多,曲线显示光照相同时间,在25 ℃条件下净光合速率最大,B错误;黑暗下CO2的释放量代表呼吸速率,C错误;光照相同时间,35 ℃时光合速率是3.5+3=6.5(mg/h),30 ℃时光合速率是3+3.5=6.5(mg/h),D正确。]
2.对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定,结果如表所示:
下列对结果的分析不合理的是( )
A.在5 klx光照条件下5 h,10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5 mg
B.在20 ℃时,分别用10 klx和5 klx光照10 h,黑暗14 h,氧气增加量前者比后者多30 mg
C.在10 ℃、10 klx光照4.8 h后,转入20 ℃黑暗环境19.2 h,氧气变化量为0
D.该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间,