内容正文:
素养提升课2 光合作用与细胞呼吸的综合应用
题型一 光合作用与细胞呼吸过程异同
1.光合作用与细胞呼吸的区别(不考虑原核生物)
实质 合成有机物,
储存能量 分解有机物,
释放能量
代谢
类型 同化作用
(或合成作用) 异化作用
(或分解作用)
范围 主要为绿色
植物叶肉细胞 几乎所有活细胞
2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系
(1)过程联系:线粒体与叶绿体内的联系模型。
(2)物质联系。
(3)能量联系。
(2022·浙江五校联考)如图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是( )
A.过程①产生NADPH,过程③消耗[H]
B.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中
C.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加
D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系
D
解析:过程①为光反应,产生NADPH,过程③为细胞呼吸,产生[H];过程①发生在叶绿体中,过程③发生在细胞溶胶和线粒体中;因为只有叶肉细胞进行光合作用,而所有细胞都能进行细胞呼吸,所以叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率时,植物干重未必增加;过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系。
题型二 植物在自然环境和密闭容器中昼夜间物质变化
1.两种曲线模型的比较
甲图:自然环境中,一昼夜植物表观光合速率的变化。
乙图:密闭环境中,一昼夜CO2浓度变化曲线(C点开始有光照)。
2.甲、乙图曲线中要点对比
项目 甲图曲线 乙图曲线
真正光合速率=呼吸速率 表观光合速率为0时,d点和h点 曲线的最高点和最低点
(D点和H点)
能积累有机物的时间(光合速率大于呼吸速率) 表观光合速率大于0时,
d~h 曲线下降时,
D~H
有机物积累
最多时 h点 H点
开始进行光合
作用的时间 c点 C点
(2022·浙江五校联考)在夏季晴朗白天,某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度,结果见图(假设塑料大棚外环境条件相同;植株大小一致、生长正常,栽培管理条件相同)。下列相关叙述错误的是( )
B
A.6~9时和16~18时,曲线b高于曲线a,主要原因是此时段棚内温度较高
B.光照强度、环境温度、空气中CO2含量是曲线b的峰值低于曲线a的主要因素
C.曲线c高于曲线b,原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于三碳酸的还原
D.在曲线a中,11时和13时分别摘取植株上部成熟
叶片用碘蒸气处理,13时所取叶片显色较深
解析:6~9时由于早晨棚内气温高,有利于光合速率的提升,在16~18时,棚内温度比棚外高,有利于光合作用;曲线b的峰值低于曲线a,主要因素是棚内光强小,CO2浓度低,造成净光合作用强度小,但是棚内温度高于棚外;曲线c高于曲线b,原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP、NADPH用于三碳酸的还原;13时积累的有机物(淀粉)比11时多,所以用碘蒸气处理,13时所取叶片显色较深。
题型三 光合速率的测定方法
1.“液滴移动法”测定
(1)测定装置。
(2)测定方法及解读。
Ⅰ.测定呼吸速率。
①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。
②玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。
③置于适宜温度环境中。
④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。
Ⅱ.测定表观(净)光合速率。
①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用需求。
②必须给予较强光照处理,且温度适宜。
③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表表观光合速率)。
Ⅲ.计算真正光合速率。
真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
2.以有机物变化量为测量指标——半叶法
半叶法:将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值,曝光的一半测得的数据变化值代表表观光合作用强度值,最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。
3.测定有机物的变化量——叶圆片称重法
(1)操作图示。
本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的质量来计算光合速率,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
(2)结果分析。
①表观光合速率=(z-y)/2S。
②呼吸速率=(x-y)/2S。
③真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。
以测定的CO2的吸收量或释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如图甲所示。图乙所示装置可用来测定植物的净光合速率,下列分析正确的是( )
B
A.光照相同时间,在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
B.光照相同时间,35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时的相等
C.如果该植物原重m k