1、光合作用和呼吸作用專題綜合分析1密閉裝置法(1)裝置中溶液的作用：甲裝置中NaHCO3溶液(或CO2緩沖液)可為光合作用提供CO2，乙裝置中NaOH溶液可吸收容器中的CO2。(2)測定原理甲、乙兩裝置中液滴的移動均是由O2含量的變化引起的。甲裝置單位時間內紅色液滴向右移動的距離為植物O2的釋放速率，可代表凈光合速率(若液滴向左移動，則為負值)。乙裝置單位時間內紅色液滴移動的距離為植物O2的吸收速率，可代表呼吸速率。(3)測定方法將甲裝置置于光下一定時間，記錄紅色液滴向右移動的相對距離(m)，計算凈光合速率。將乙裝置置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴向左移動的相對距離(n)，計算呼吸速率。真正光合

2、速率凈光合速率呼吸速率mn。(4)對照實驗：為防止氣壓、溫度等因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即使用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，若液滴移動，則需要對實驗結果進行校正。例題1、請利用下圖裝置完成對某植物光合作用強度和呼吸作用強度的測定，并分析回答有關問題：D：NaHCO3緩沖液(2)假設紅墨水滴每移動 1 厘米植物體內的葡萄糖增加或減少 1 克，植物的實際光合速率是_克/小時。假設每天光照 15個小時，一晝夜積累葡萄糖_克(不考慮晝夜溫差的影響)。【答案】(1)右移 左移 (2) 12 842圓葉片上浮法利用真空滲入法排除葉肉細胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物

3、吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細胞間積累，結果使原來下沉的葉片上浮。根據在相同時間內上浮葉片數目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。例題2取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cm的葉圓片，將葉圓片細胞間隙中的氣體排出后，平均分裝到盛有等量的不同濃度NaHCO3溶液的培養(yǎng)皿底部，置于光溫恒定且適宜的條件下(如圖甲)，測得各組培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的時間(如圖乙)。下列分析錯誤的是()Aab段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大Bcd段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉綠體基質中C3的生成速率逐漸減小Ccd

4、段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，單個葉圓片有機物的積累速率逐漸減小Dad段如果增加光照強度或溫度，都能明顯縮短葉圓片上浮至液面所用的時間【解析】：NaHCO3溶液能夠分解產生CO2，因此不同濃度的NaHCO3溶液能夠為葉圓片提供穩(wěn)定的CO2來源。分析題圖乙的曲線可知，剛開始增加NaHCO3溶液的濃度，光合作用強度增強；超過一定濃度再增加NaHCO3溶液的濃度，由于外界溶液濃度太高，導致植物的葉肉細胞失水，會使葉肉細胞光合速率降低，葉片上浮時間延長。【答案】：D3半葉法將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數據變化值代表呼吸作用強度，曝光的一半測得的數據變化值代表凈光合作用強度值，最后計算

5、真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。例題3、現采用如圖所示方法測定植物葉片光合作用強度，將對稱葉片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用適當的方法阻止A、B間物質和能量的轉移。在適宜光照和溫度下照射一段時間，在A、B中截取對應部分相等面積的葉片，烘干稱重，分別記作m1和m2，單位mg/(dm2h)。下列說法正確的是()A該方法在未測出細胞呼吸強度的條件下，能測出實際光合作用的強度B(m2m1)表示B葉片被截取的部分在光照時間內有機物的積累量Cm2表示被截取的部分在光照時間內凈光合作用的大小Dm1表示被截取的部分在光照時間內細胞呼吸的

6、大小【解析】(1)光照下光合作用和細胞呼吸生理過程均發(fā)生，則有機物的增加量代表凈光合作用強度；而黑暗中只進行細胞呼吸不進行光合作用，則在黑暗中有機物的減少量代表細胞呼吸強度。(2)假設原來半片葉重為m0，m1和m2分別表示在適宜光照和溫度下照射一段時間后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在該時間段內，前者只進行細胞呼吸，而后者同時進行光合作用和細胞呼吸，則m0m1細胞呼吸速率，m2m0為光照下的凈光合作用速率，實際光合作用速率凈光合作用速率細胞呼吸速率m2m0m0m1m2m1，即為B葉片被截取的部分在光照時間內有機物的合成量。【答案】A4黑白瓶法黑瓶為用黑布罩住的玻璃

7、瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能進行光合作用又能進行呼吸作用，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。例題4下表是采用黑白瓶(不透光瓶可透光瓶)測定夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度，并比較計算后的數據。下列有關分析正確的是()水深(m)1234白瓶中O2濃度(g/m3)31.501黑瓶中O2濃度(g/m3)1.51.51.51.5A.水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣為3 g/m3B水深2 m處黑瓶中水生植物不能進行水的光解但能進行C3的還原C水深3 m處白瓶中水生植

8、物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體D水深4 m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用【解析】白瓶中O2濃度的變化量即為凈光合量，黑瓶中O2濃度的變化量即為呼吸量。水深1 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣凈光合量呼吸量31.5 4.5(g/m3)，A錯誤；黑瓶中植物因缺乏光照不能進行光合作用，B錯誤；水深3 m處白瓶中凈光合速率為0，說明光合速率等于呼吸速率，此時植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體，C正確；在水深4 m處白瓶中水生植物24小時制造的氧氣量11.50.5(g/m3)，故能進行光合作用，D錯誤。【答案】C例題5、用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處

9、的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的O2含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的O2含量，結果如下(不考慮化能合成作用)。有關分析不合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9 mg5.6 mg3.8 mgA.丙瓶中浮游植物的細胞產生H的場所是細胞質基質和線粒體基質B在一晝夜內，丙瓶生物細胞呼吸消耗的O2量約為1.1 mgC在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D在一晝夜內，乙瓶中生產者實際光合作用釋放的O2量約為1.8 mg【解析】丙瓶不透光，生物只能進行細胞呼吸，產生H的場所有細胞質基質和線粒體基質。甲瓶與丙瓶O2量的差表示丙瓶細胞呼吸消耗的量。丙瓶

10、不透光，一晝夜的時間內水樣中生物均在進行呼吸作用，乙瓶透光，有光照時水樣中生物會進行光合作用，消耗部分呼吸作用產生的CO2，因此一晝夜后，乙瓶水樣pH比丙瓶的高。乙、丙瓶取自同一處，生物的種類和數量基本相同，細胞呼吸速率相同，乙瓶一晝夜的凈光合量用O2表示為0.7 mg，細胞呼吸的量用O2表示為1.1 mg，所以一晝夜乙瓶中生產者實際光合作用釋放的O2量為1.8 mg。【答案】C5間隔光照法光反應和暗反應在不同酶的催化作用下相對獨立進行，由于催化暗反應的酶的催化效率和數量都是有限的，因此在一般情況下，光反應的速率比暗反應快，光反應的產物ATP和H不能被暗反應及時消耗掉。持續(xù)光照，光反應產生的大

11、量的H和ATP不能及時被暗反應消耗，暗反應限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替進行，則黑暗間隔有利于充分利用光照時積累的光反應的產物，持續(xù)進行一段時間的暗反應。因此在光照強度和光照時間不變的情況下，制造的有機物相對較多。例題6、某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，作如圖所示實驗在葉柄基部作環(huán)剝處理（僅限制葉片有機物的輸入和輸出），于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合作用速率=（3y2zx）/6gcm2h1（不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響）。則M處的實驗條件是（ ）A下午4時后將整

12、個實驗裝置遮光3小時 B下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C下午4時后在陽光下照射1小時 D晚上8時后在無光下放置3小時【解析】 計算光合作用時，也要計算出呼吸作用的強度，題干中只有光照下，沒有遮光的條件，所以M是在遮光條件下進行測量的數據假設遮光a小時，根據實際光合作用=凈光合作用+呼吸作用，有3y-2z-x/6=y-x/6+y-z/a，解得，a=3小時所以下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時。答案是A。【答案】A6“梯度法”探究影響光合作用的因素用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。例題7、圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a

13、、b、c、d時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍藻光合速率與光照強度的關系，下列說法正確的是()A圖甲中，光照強度為b時，光合速率等于呼吸速率B圖甲中，光照強度為d時，單位時間內細胞從周圍吸收2個單位的CO2C圖乙中，當光照強度為x時，細胞中產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體D圖乙中，限制e、f、g點光合作用速率的因素主要是光照強度【解析】分析甲圖可知，光照強度為b時，CO2釋放量和O2產生總量相等，都為3個單位，細胞呼吸釋放的CO2首先供應葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時細胞呼吸大于光合作用，A項錯誤；光照強度為d時，水稻葉肉細胞光合速率大于細

14、胞呼吸速率，光照強度為a時，CO2釋放量即為細胞呼吸速率，則光照強度為d時，O2產生總量為8個單位，需要消耗的CO2也為8個單位，所以單位時間內需從外界吸收CO2為2個單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍藻，藍藻不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制g點光合作用速率的因素不是光照強度，可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。【答案】B7夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線圖，如圖1所示：1曲線的各點含義及形成原因分析a點：凌晨3時4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少；b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用；bc段：光合作用小于呼吸作用；c點：上午7時左右，光合作用等于呼吸作用；

15、ce段：光合作用大于呼吸作用；d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象；e點：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。2有關有機物情況的分析(見圖2)(1)積累有機物時間段：ce段；(2)制造有機物時間段：bf段；(3)消耗有機物時間段：og段；(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點；(5)一晝夜有機物的積累量表示：SpSMSN。3在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線圖 (見圖3)(1)如果N點低于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量增加；(2)如果N點高于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總

16、量減少；(3)如果N點等于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量不變；(4)CO2含量最高點為c點，CO2含量最低點為e點。4在相對密閉的環(huán)境下，一晝夜O2含量的變化曲線圖(見圖4)(1)如果N點低于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量減少；(2)如果N點高于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量增加；(3)如果N點等于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有機物總量不變；(4)O2含量最高點為e點，O2含量最低點為c點。例題8右圖表示20 時玉米光合作用強度與光照強度的關系，S1、S2、S3表示圖中所示區(qū)域的面積，下列說法中錯誤的是()。AS1S3表示玉米呼吸消耗的有機物量 BS2S

17、3表示玉米光合作用產生的有機物總量C若土壤中缺Mg，則B點右移，D點左移 DS2S3表示玉米光合作用有機物的凈積累量【解析】題圖所示，縱坐標CO2吸收量表示光合作用強度，CO2呼吸量為負值表示呼吸強度，則S1S2表示玉米呼吸消耗的有機物量，S2S3表示玉米光合作用產生的有機物總量，玉米光合作用有機物的凈積累量為(S2S3)(S1S3)S2S1。B點為光補償點，D點為光飽和點，缺Mg條件下，植物光合作用強度低，達到最大光合強度時，光照強度較低，D點左移，B點右移。【答案】D例題9、 如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內CO2的吸收量和釋放量，光合作用速率和呼吸作用速率用單位時間內CO2的吸收量和CO2的釋放量表示（圖中A、B、C表示相應圖形的面積）。下列表述不合理的是（ ）A在18:00時和6:00時，該植物光合作用強度與呼吸作用強度相等B假設該植物在24 h內呼吸速率不變，最大光合速率為85mghC該植物在一晝夜中有機物積累量的代數式可表示為A+CBD中午12:00時左右，與曲線