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光合作用典型题型的汇总分析
绿色植物光合作用综合题型,一直是高考的重点,常见的题型有装置图题、黑白瓶题、叶片干重称重题、和坐标曲线题。下面从不同角度对本难点进行归类和浅析:
一、知识储备
1.光合作用强度:
①含义:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
②指标:一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
2.影响光合作用的环境因素有:光照时间长短与强弱、光质、CO2浓度、温度、水分等。
项目
含 义
表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)
O2
CO2
有机物
真正光合速率
植物在光下实际合成有机物的速率
O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量
CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量
有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率
植物有机物的积累速率
植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率
植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸
速率
单位面积的叶片在单位时间内分解有机物(主要要是糖类)的速率
黑暗中O2吸收速率
黑暗中CO2释放速率
有机物消耗速率
表1 光合速率与呼吸速率的常用表示方法
表2 抓住此类问题的本质
条件
题目常见的关键语句
所指的含义
光照条件下
植物“产生”的O2量或植物“合成”的有机物的量
实质上是在叶绿体中产生的量,即光合作用总量或真光合作用量
植物“释放”的O2量或植物“积累”的有机物的量
实质上是净光合作用量,即光合作用总量-呼吸作用消耗量
植物“吸收”的CO2量
实质上是净光合作用量
黑暗条
件下
植物“释放”的CO2量
实质上是呼吸作用释放量
植物“吸收”的O2量
实质上是呼吸作用吸收量
关系式
光合作用实际产O2量=实测的O2释放量+呼吸作用消耗的O2量;
光合作用实际CO2消耗量=实测的CO2吸收量+呼吸作用释放的CO2量
光合作用葡萄糖积累量=光合作用产生葡萄糖量-呼吸作用消耗葡萄糖量
二、题型分析
1.装置图题
与光合作用和呼吸作用相关的装置图,常将氧气的变化量作为观测指标。
表三 解读装置图时,要注意图示中的三个因素和一个变化量:
项目
图中信息
信息所指的含义
因 素
光源与植物间的距离
光照强度的变化
CO2的缓冲液
使CO2浓度保持稳定
温度计或恒温箱
温度对光合作用速率的影响
光照下气体变化量
体积增大
光合作用速率>呼吸作用速率
体积不变
光合作用速率=呼吸作用速率
体积减小
光合作用速率<呼吸作用速率
常见的装置如图1或相似:
图1 常见装置图
解答问题时要注意:
①图甲中常用气泡的释放速率(或单位时间内释放的气泡数)作为观测指标;
②图乙中常将毛细刻度管中有色液滴的移动位置作为观测指标;
③上述两个指标,指的都是净光合作用量,即光合作用总量-呼吸作用消耗量。
例 例5图4为某研究小组在其他条件均适宜时,测定光照强度对植物叶片光合作用速率和呼吸速率影响的实验装置,请据图回答:
将图4装置先放在黑暗条件下一段时间,然后给予逐渐增强的光照,整个过程有色液滴的移动方向是 。当有色液滴回到起始位置时,光合作用速率 (选填“>”“〈”或“=”)呼吸作用速率。
【答案】先向左,后向右 >
【解析】图4的装置在黑暗条件下不进行光合作用,因呼吸作用消耗O2,瓶内压强变小,有色液滴会向左移动。由黑暗到给予逐渐增强的光照,在弱光时光合作用速率小于呼吸作用速率,有色液滴继续左移;随着光照的继续增强,当光合作用速率大于呼吸作用速率时,有O2释放,瓶中压强增大,有色液滴向右移动。有色液滴的移动方向是先向左,后向右。当有色液滴回到起始位置时,当有色液滴回到起始位置时,是处于瓶中压强增大的过程中,即光合作用速率大于呼吸作用速率,此时瓶中净光合速率应大于0
2.黑白瓶题装置图题
将装有测样点的水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中,测定单位时间内溶解氧含量的变化,借此测定水生植物光合速率。黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,在相同条件下放置一定时间,黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,白瓶中含氧量的变化为表观光合作用量(即净光合量),然后就可以计算出总光合作用量。 (总光合作用量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量)
【例】用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深0.5 m 处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的氧气含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量,结果如下(不考虑化能合成作用)。下列有关分析合理的是( )
透光玻璃