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1、 光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 概念 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 生成二氧化碳或其他产物 释放出能量并生成ATP的过程 类型 有氧呼吸和无氧呼吸 C6H12O6 6H2O 6O2 6CO2 12H2O能量 多 C6H12O6 2C3H6O3能量 少 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2能量 少 影响细胞呼吸的因素 一 呼吸作用的指标 1 呼吸速率又称呼吸强度 指单位时间内单位重量的植物材料释放的CO2的量或吸收O2的量 2 呼吸商 R Q 又称呼吸系数 指植物组织在一定时间内 释放CO2的量与吸收O2的量的比值 二 内部因素对呼吸速率的影响 1 不同种类植物呼吸速率不同 1 低等植
2、物 高等植物 2 生长快的植物 生长慢的植物 3 草本植物 木本植物 2 不同器官 组织呼吸速率不同 1 幼嫩器官 衰老器官 2 生殖器官 营养器官 1 温度 呼吸作用在最适温度 25 35 时最强 超过最适温度 呼吸酶活性降低甚至变性失活 呼吸作用受抑制 低于最适温度 酶活性下降 呼吸作用受抑制 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温 抑制呼吸作用 减少有机物的消耗 可达到提高产量的目的 三 影响呼吸速率的外界因素 记忆 温度影响呼吸作用 主要是通过影响呼吸酶的活性 无氧呼吸 有氧呼吸 细胞呼吸 在氧气浓度为零时 只进行无氧呼吸 氧气浓度为10 以下时
3、 既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 氧气浓度为10 以上时 只进行有氧呼吸 2 氧气浓度 2 无土栽培通入空气 中耕松土等都是为了增加氧气的含量 加强根部的有氧呼吸 保证能量供应 促进矿质元素的吸收 1 生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用 减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间 但是 在完全无氧的情况下 无氧呼吸强 分解的有机物也较多 一样不利于蔬菜水果的保质 保鲜 所以一般采用低氧 5 保存 此时有氧呼吸较弱 而无氧呼吸又受到抑制 3 二氧化碳浓度 CO2是呼吸作用产生的 从化学平衡角度分析 CO2浓度增加 呼吸速率下降 在密闭的地窖中 氧气浓度低 CO2浓度较高 抑制细胞的呼吸作
4、用 使整个器官的代谢水平降低 有利于保存蔬菜水果 4 含水量 呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的 自由水含量增加 代谢加强 粮油种子的贮藏 必须降低含水量 使种子处于风干状态 从而使呼吸作用降至最低 以减少有机物消耗 如果种子含水量过高 呼吸作用加强 使贮藏的种子堆中温度上升 反过来又进一步促进种子的呼吸作用 使种子的品质变坏 光合作用强度 光合作用强度指的是植物在光照下 单位时间 单位面积同化二氧化碳的量 常用单位为毫克二氧化碳 平方分米 小时 实际光合作用强度是植物在光照下实际同化二氧化碳的量 但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用 会同时放出二氧化碳 因此所测得的一般为表观光合作用或净
5、光合作用 就是实际光合作用所同化的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化碳的量 光合作用 1 总光合作用 净光合作用 呼吸作用 2 光合作用 制造的有机物 合成的有机物 积累的有机物干物质量 消耗的有机物 呼吸作用 3 叶绿体固定的CO2 光合作用所需要的CO2 从外界吸收的CO2 呼吸释放的CO2 搞清楚几个关键的生物量 影响光合作用的因素 内部因素 1 植物种类 2 同一植物在不同的生长发育阶段 3 同一植物在不同部位的叶片 4 叶龄 5 叶面积指数 叶龄 OA段 幼叶 随幼叶的不断生长 叶面积增大 叶绿体增多 叶绿素含量增加 光合速率增加 AB段 壮叶 叶片面积 叶绿体和叶绿素都处于稳
6、定状态 光合速率稳定 BC段 老叶 随叶龄的增加 叶绿素被破坏 光合速率也随之下降 应用措施 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶 可降低其呼吸作用消耗有机物 光合面积 叶面指数 OA段 随叶面积的增大 光合作用实际量不断增大 A点为光合作用面积的饱和点 超过A点 光合作用不再增强 原因是有很多叶被遮挡而处于光补偿点以下 OB段 干物质量随光合作用增强而增加 B点以后干物质的量不再增加 原因是光合总量不变 但呼吸消耗量增大 所以干物质积累量不断降低如BC段 应用措施 叶面积指数不能超过点 否则植物将入不敷出 无法生活下去 D D 增加光合作用面积 如合理密植 间作和套种 适当间苗 修剪 合理
7、施肥 浇水 避免陡长 封行过早 使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下 白白消耗有机物 造成不必要的浪费 2 外部因素 色素 酶 Mg N等矿质元素 酶的活性受温度等影响 光照强度 光质 光照时间 气体反应物 作为反应物和反应的媒介 水分 气孔关闭 CO2供应 光质 光的波长 1 光照 光照时间 应用 延长光合作用时间 大田 复种 一年种两茬或三茬 温室 人工光照 复色 白色 光 蓝紫光 红光 绿光 0 吸收量 光照强度 A B C B 光补偿点 C 光饱和点 CO2 B 光补偿点 光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度 或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放CO2的量 C 光饱和点 光
8、合速率最大时的光照强度 释放量 CO2 A点 光照强度为零 只有呼吸作用 主要受光反应产物的限制 主要受暗反应酶活性和CO2浓度限制 光照强度 0 吸收量 光照强度 A1 B1 C1 B 光补偿点 C 光饱和点 CO2 阳生植物 阴生植物 阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点 A2 B2 C2 释放量 CO2 1 在强光环境中生长发育健壮 在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物 2 在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物 纵坐标代表实际光合速率 强度 还是净光合速率 强度 如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值 ABC点各代表的意义 如果图中曲线表示
9、的是阳生植物 那么阴生植物的曲线应当怎样 A B 光照强度 0 阳生植物 阴生植物 A 呼吸强度 B 光补偿点 C 光饱和点 C 净光合速率 光合速率 强度 阴生植物的光补偿点 光饱和点阳生植物 净值 总值 实际值 呼吸消耗值 不过原点的曲线代表的是净值 题干交代 测定 的值 一定是净值 两种表示方法有什么区别呢 A B 光照强度 0 C S1 S2 S3 呼吸消耗量 净积累量 总光合作用量 D E OA与OD围成的面积 S1 S3 AC与AE围成的面积 呼吸消耗 S2 S1 净值 呼吸消耗量 S2 S3 对应训练 以测定的CO2吸收量与释放量为指标 研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影
10、响 结果如图所示 下列分析正确的是 A 光照相同时间 35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等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 温度高于25 时 光合作用制造的有机物的量开始减少D 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 A 制造的 产生的 值测定的 积累的 值 总净 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点处 植株处于何种生理活动状态 2 根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段 其中光合作用强度最高的是点 植株积累
11、有机物最多的是点 3 乙图中F G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 使化合物数量减少 影响了CO2固定 4 乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低 可能是因为 温度高 蒸腾作用过强 气孔关闭 影响了原料CO2的供应 V光合 V呼吸 B F D E 光强逐渐减弱 ATP H 例题 下图是在一定的CO2浓度和温度下 某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线 据图回答 1 该植物的呼吸速率为每小时释放CO2mg dm2 2 b点表示光合作用与呼吸作用速率 3 若该植物叶面积为10dm2 在光照强度为25Klx条件下光照1小时 则该植物光合作用吸收CO
12、2mg dm2 合成葡萄糖mg 5 相等 225 153 45 4 若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长 为什么 5 若该植物为阴生植物 则b点应向移动 不能正常生长 白天光照强度为b时 无有机物积累 而夜间消耗有机物 从全天来看 有机物的消耗多于积累 不能正常生长 左 2 CO2浓度 A 进行光合作用所需最低外界CO2浓度B CO2饱和点 A 呼吸作用强度C CO2补偿点S CO2饱和点 应用 温室栽培时适当提高CO2的浓度 措施 多施有机肥或农家肥 大田生产 正其行 通其风 即为提高CO2浓度 增加产量 释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料 施NH4HCO3 对应训练 1 下列相关叙
13、述 正确的是 A 如果光照强度适当降低 a点左移 b点左移B 如果光照强度适当降低 a点左移 b点右移C 如果光照强度适当增强 a点右移 b点右移D 如果光照强度适当增强 a点左移 b点右移 解析 光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响 分析曲线图可知 a点时 CO2吸收速率为0 此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度 b点时 CO2吸收速率最大 CO2浓度达到饱和点 当光照强度适当增强时 光合作用增强 由于呼吸作用强度不变 此时CO2浓度只有小于a点时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度 故a点左移 光照强度增强 光能增多 光反应增强 CO2浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因
14、素 因此CO2浓度只有大于b点时的浓度 光合作用强度才能达到最大值 故b点右移 此题的答案为D D 2 下列四个选项中 能代表细胞中发生的情况与曲线中C点相符的是 3 某绿色植物呼吸和光合作用的最适温度分别为250C和300C 开始的温度为25 当变为300C时 a c d分别怎样移动 上图 a b c d CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 A B C D C 答 a点向上移 c点向左移 d点向右 上移 3 温度 应用措施 1 大田中适时播种 2 温室栽培植物时 冬天适当增温 夏天适当降温 白天调到最适温度或适当提高温度 晚上适当降温 阴雨天白天适当降温 维持昼夜温差 3 适时浇
15、水 使气孔开放 加强蒸腾 降低植物体温度 生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用 能 请判断图中曲线哪条代表的是光合作用 呼吸作用 净光合速率曲线怎样绘制 1 在温室中栽培农作物 如遇到持续的阴雨连绵天气 为保证作物的产量 对温度的控制应当 A 降低温室温度 保持昼夜温差B 提高温室温度 保持昼夜温差C 提高温室温度 昼夜恒温D 降低温室温度 昼夜恒温 A 2 下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述 正确的是 A 无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B CO2的固定过程发生在叶绿体中 C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能
16、和ATPD 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降低温度 可提高作物产量 4 矿质元素 矿质元素 矿质元素是光合作用的产物 葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质 如缺少N 就影响蛋白质 酶 的合成 缺少P就会影响ATP NADP 的合成 缺少Mg就会影响叶绿素的合成 K既使茎秆健壮抗倒伏 同时又促进淀粉的形成和向储存器官 块茎 的运输 应用措施 合理施肥可促进叶片面积增大 提高酶的合成率 提高光合作用速率 5 水分 水分 水分既是光合作用的原料 又是化学反应的媒介 水分是植物蒸腾的对象 缺水 气孔关闭 CO2进入受阻 间接影响光合作用 应用措施 合理灌溉 植物夏季为何 午休 对应例题 1 导致植物夏季中午光合作用 午休 的直接原因是 A 温度过高 蒸腾过强 缺乏光反应原料水B 温度过高 酶活性降低C 气孔关闭 缺乏CO2D 呼吸作用过强 无有机物积累 C 3 0 0 5 1 1 5 2 1 2 黑暗时间 氧气吸收量 mg h 0 0 5 1 1 5 2 7 10 12 9 光照时间 氧气释放量 h mg 20000勒克斯 5000勒克斯 10 20 2 某叶片在不同温度和
