呼吸作用和光合作用曲线图的分析.doc

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光合作用和呼吸作用的相关曲线图归纳总结
一、影响关合速率的环境因素：
1.光照强度对光合作用速率的影响
（1）图中纵坐标代表总（实际或真正）光合作用速率还是净光合作用速率？
光合总产量和光合净产量常用的判定方法：
总（实际或真正）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
①表观(净)光合速率通常用O2的表观释放量、CO2的表观吸收量或有机物积累量来表示。
②总 (实际或真正)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造（合成）量来表示。
③呼吸速率只能在黑暗条件下测定。通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。本图纵坐标代表的是净光合速率。
（2）相关的点和线段代表的生物学含义如何？
A点：A点时光照强度为0，光合作用速率为0，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用。由此点获得的信息是：呼吸速率为OA的绝对值，因此净光合速率为负值。
B点：实际光合作用速率等于呼吸速率（光合作用与呼吸作用两者处于动态衡），净光合作用速率为0。表现为既不释放CO2也不吸收CO2，此点为光合作用补偿点。
C点：当光照强度增加到一定值时，光合作用速率达到最大值。此点对应的M点为光合作用速率达到最大值（CM）时所对应的最低光照强度，此光照强度为光合作用饱和点。
AB段：此时光照较弱，此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余，表现为向外界释放CO2。总光合作用速率小于呼吸速率，因此净光合速率为负值。
BC段：此时光照较强，，呼吸产生的CO2不够光合作用所用，表现为从外界吸收CO2。总光合作用速率大于呼吸速率，因此净光合速率为正值。
AC段：在一定的光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用速率逐渐增加。
CD段：当光照强度超过一定值时，光合作用速率不再随光照强度的增加而增加。
（3）AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素有哪些？
在纵坐标没有达到最大值之前，主要受横坐标的限制，当达到最大值之后，限制因素为横坐标之外的其它因素
AC段：限制光合作用速率的因素是光照强度。
CD段：限制光合作用速率的环境因素主要有：CO2浓度、温度等。
内部因素有：色素的含量、酶的活性和数量。
（4）在什么光照强度下植物能正常生长？
1.只有当净光合作用速率>0时，植物才能正常生长，即白天光照强度至少大于B点。
2.在一昼夜中，白天的光照强度还要满足白天的净光合产量>晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。

（5）若该曲线是某阳生植物，那么阴生植物的相关曲线图该如
何表示？为什么？
阴生植物的呼吸速率一般比阳生植物低，所以对应的A点一般上移。阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a／叶绿素b的比值相对较小，叶绿素b的含量相对较多，在光照比较弱时，光合作用速率就达到最大，所以对应的C点左移。阴生植物在光照比较弱时，光合作用速率就等于呼吸速率，所以对应的B点左移。
（6）已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的A点、B点、M点分别如何移动？
根据光合作用和呼吸作用的最适温度可知，温度由25℃上升到30℃时，光合作用减弱，呼吸作用增强，所以对应的A点下移。光照强度增强才能使光合作用速率等于呼吸速率，所以B点右移。由于最大光合作用强度减小了，所需要的光能也应该减少，所以M点应该左移。
（7）若植物体缺Mg，则对应的B点如何移动
植物体缺Mg，叶绿素合成减少，光合作用效率减弱，但呼吸作用没有变，需要增加光照强度，光合作用速率才等于呼吸速率，所以B点右移。
（8）A点、A点之外产生ATP的细胞结构是什么？
A点只进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是细胞质基质和线粒体。A点之外既进行光合作用，又进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构有叶绿体、细胞质基质和线粒体。
（9）处于A点、AB段、B点、BC段时，右图分别对应发生哪些过程？　
A点：e、f（前者是CO2，后者是O2）
AB段：a、b、e、f（a是CO2，b是O2）
B点：a、b
BC段：a、b、c、d（c是O2，d是CO2）
2．CO2浓度对光合作用速率的影响
（1）曲线（一）
①在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度升高而加快，但达到一定浓度后，再增大CO2浓度，光合作用速率不再加快。（图中纵轴代表的是净光合作用速率）
②A点：CO2补偿点，即在光照条件下，叶片进行光合作用所吸收的二氧化碳量与叶片所释放的二氧化碳量达到动态平衡时，外界环境中二氧化碳的浓度。
B点：CO2饱和点，表示光合作用速率达到最大时所应的最低CO2浓度。点以后随着CO2浓度的升高，光合作用速率不再加快，此时限制光合作用速率的环境因素主要是光照强度和温度。
③若CO2浓度一定，光照强度减弱，A点、B点移动趋势如下：
光照强度减弱，光合作用速率增强，由于呼吸速率不变，要使光合作用速率与呼吸作用速率相等，需要提高CO2浓度，故A点右移。由于光照强度减弱，光反应减弱，因而光反应产生的[H]及ATP减少，影响了暗反应中C3的还原，故CO2的固定减弱，所需CO2浓度随之减少，B点应左移。
3．温度对光合作用速率的影响：
主要通过影响暗反应中酶的活性来影响光合作用的速率。在一定温度范围内，随着温度的升高，光合速率随着增加，超过一定的温度，光合速率不但不增大，反而降低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2供应减少，从而间接影响光合速率。
①若Ⅲ表示呼吸速率，则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率和净光合速率，即净光合速率等于实际光合速率减去呼吸速率。
②在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如左图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。在20℃左右，植物中有机物的净积累量最大。
4.水、矿质元素对光合作用速率的影响
水是光合作用原料之一，同时也是代谢的必须介质，缺少时会使光合速率下降；矿质元素如：Mg是叶绿素的组成成分，N是光合作用有关酶的组成成分，P是ATP的组成成分，缺少也会影响光合速率。
5.叶龄对光合作用强度的影响
随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断增加；
壮叶时，叶面积、叶绿体都处于稳定状态，光合速率基本稳定；
老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降。
二、光合作用和细胞呼吸中相关的拓展延伸：
有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收量和释放量变化曲线图，如图1所示：
1．曲线的各点含义及形成原因分析如图1
a点：凌晨3时～4时，因温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少；
b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用；
bc段：光合作用小于呼吸作用；
c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用；
ce段：光合作用大于呼吸作用；
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象；
e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；
ef段：光合作用小于呼吸作用；
fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。
2．有关有机物情况的分析如图2
(1)积累有机物时间段：ce段；
(2)制造有机物时间段：bf段；
(3) 一天中有机物积累最多的时间点：e点；
(4) 一昼夜有机物的积累量表示：Sp－SM－SN
3．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线如图3
(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总
量增加；
(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总
量减少；
(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总
量不变；
(4)CO2含量最高点为c点，该光合速率等于呼吸速率，CO2
含量最低点为e点。
4．在相对密闭的环境下，一昼夜O2含量的变化曲线图如图4
(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；
(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；
(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；
(4) O2含量最低点为c点，该光合速率等于呼吸速率。O2
含量最高点为e点。
三、专项检测：
1．下图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )
A．1和2都具有双层生物膜
B．1和2所含酶的种类不同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、［H］
2.在一定的CO2浓度和适宜的温度下，测得不同光照强度下的番茄叶片光合作用强度，结果如下图。据图分析正确的是( )
A．A点产生ATP的场所只有线粒体
B．番茄正常生长所需的光照强度应大于B点
C．C点时真正的光合速率约为15 mg CO2/ 100 cm2叶·小时
D．C点后限制光合作用强度的因素是温度和CO2浓度
3．在密闭、透光的玻璃钟罩内，放着一株盆栽棉花。下图是夏季晴朗的一天中，钟罩内某物质的变化曲线。该曲线可以表示( )

A．一昼夜中，棉花呼吸速率的变化
B．一昼夜中，棉花体内有机物总量的变化
C．一昼夜中，钟罩内氧气浓度的变化
D．一昼夜中，钟罩内二氧化碳浓度的变化
4.如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构（图中M和N代表两种气体）。据图判断，下列说法错误的是（注：不考虑无氧呼吸）（ ）

A.甲图中的纵坐标数值即为乙图中的m3
B.在甲图中的a点时，乙图中不存在的过程是m3、m4、n3、n4
C.在甲图中c点时，乙图中不存在的过程是m2、m3、n2、n3
D.甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，其主要原因是m1值太低
5．将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是( )
A．一直降低，直至为零
B．一直保持稳定，不变化
C．降低至一定水平时保持相对稳定
D．升高至一定水平时保持相对稳定
6.夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b～c 段和d～e段下降的原因相同
D.两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭

7．下图1表示某绿色植物叶肉细胞中进行的两个相关生理过程，①～⑦表示物质，甲、乙表示细胞器；图2表示在不同温度下，测定该植物叶片lcm2重量(mg)变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题:

(1)从图1分析，甲、乙两种细胞器分别是 。在光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是
(用图中数字表示)。
(2)在图1中，若物质⑦为02，则其在细胞器甲中的产生部位是 ，在细胞器乙中被利用的场所是 ；
(3)从图2分析，该植物在 ℃时呼吸作用最强，15℃时实际光合速率为 (mg/ cm2.h)
(4)分析图2可知，该植物在14℃条件下，若经过12小时光照和12小时黑暗，一昼夜可积累有机物
mg。能使有机物积累量增加的措施是 。
8．某农科所为研究影响植物生长的外界因素，在大棚内种植了大豆等多种植物。请回答下列问题：

(1)与大豆根尖细胞吸收NO3-密切相关的生理过程是________，相关的细胞器有________、________，其中N元素在叶肉细胞中可参与构成的生物大分子有____________。
(2)如果密闭大棚内(温度恒定)一昼夜空气中的CO2含量变化如甲图所示，则①植物光合作用强度和呼吸作用强度相等的是________点，积累有机物最多的是________。②经过一昼夜后，大棚内植物有机物的含量会________(填“增加”、“减少”或“不变”)。据图分析原因是__________________________________________________________________ 。
(3)乙图中曲线代表在一定光照强度下玉米的光合作用强度与CO2浓度的关系，则①若降低光照强度，曲线中A点将向________移动。②若其他条件不变，乙图中纵坐标含义改为二氧化碳吸收速率，请在坐标系中画出相应的变化曲线。
(4)综上所述，请提出两条提高大棚作物产量的措施________
________ 。
9．金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放CO2的微摩尔数表示)。

请据图分析回答下列问题：
(1)该研究探讨了_____________对金鱼藻 ______________的影响，其中因变量是_________________。
(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为________________lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气______________ 。

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