光合与呼吸知识点梳理.doc

凝练方法规律
题型一 坐标曲线题的解题技巧
解决坐标曲线题的方法，可概括为“一识标”、 “二明点”、“三析线”三个基本步骤。
一识标 坐标曲线，实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响结果，“标”不同，曲线的含义就不同，形状也不相同。所以，认真识别坐标图中纵、横坐标的含义，找出纵、横坐标之间的联系，是解题的前提。
二明点 曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点中，有些点特殊，如：曲线的起点、转折点、终点，曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等，往往隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解题的基础。例如，下图曲线中，特殊点就有A、B、C、D四个，而这些点的含义往往就是试题考查的内容。

三析线 正确分析曲线形状，如：何时开始上升、何时趋向平缓、何时出现转折、其原因分别是什么等等，这是解题的关键。如右图，我们就要在“一识标”、“二明点”的基础上，进一步分析得出：A点为光合作用面积的饱和点；OA段表明叶面积指数从0→6时，光合作用实际量随叶面积的不断增大而增大；当叶面积指数大于6时，光合作用实际量不再随叶面积的增大而增大，因为有很多叶子被遮挡在光补偿点以下；OB段表明干物质量随光合作用的增加而增加；由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加其呼吸量也不断增加（直线OC）,所以干物质积累量不断降低，如BC段。
对位训练
3.某生物兴趣小组欲研究密闭的温室一昼夜内O2浓度变化的情况，当地日照时间为6时至18时，在适宜的生长条件下,预期一昼夜内温室中O2变化的曲线最可能是

解析 夜间，温室内的植物进行有氧呼吸消耗O2，温室内O2的浓度降低，当光照强度增强，光合作用强度大于呼吸作用强度时，释放O2，温室内O2的浓度升高。18点时光合作用强度等于呼吸作用强度，之后，光合作用强度小于呼吸作用强度或光合作用停止，植物吸收O2，O2的浓度降低。答案 D
4.图中纵轴表示植物光合作用或呼吸作用的速度，横轴表示各种外界条件（其余的条件都是适宜的）。对曲线中M点的描述，不正确的是 （ ）
A.若横轴表示光强度，则M点光合速度最大
B.若横轴表示CO2浓度，则M点光合速度最大
C.若横轴表示O2浓度，则M点呼吸速度最大
D.若横轴表示光强度或CO2浓度，则M点表示光合速度与呼吸速度相等
题型二 光合作用与细胞呼吸的相关测定
1.光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
2.在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量,称为表观光合速率，而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。如下图所示。
3.呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
4.一昼夜有机物的积累量（用CO2量表示）可用下式表示:积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。
5.判定方法
(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，则为真正（实际）光合速率，若是负值则为表观光合速率。
(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。
(3)有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正（实际）光合速率。
5.将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其他实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
温度（℃）
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下列对该表数据分析正确的是 ( )
A.昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍
解析 光照下吸收CO2的量代表的是有机物的积累量，黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量；35℃时该植物的有机物积累量为3，能正常生长；植物生长最快时的温度为25℃；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物为：3.25×12-1.5×12=21 mg；同理可算出其他温度条件下有机物的积累量，在所有的温度中20℃时有机物积累量最多；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在10℃时该植物积累的有机物为：1.75×12-0.75×12=12 mg；在30℃时该植物积累的有机物为：3.5×12-3.0×12=6 mg；在10℃时该植物积累的有机物是30℃时的2倍。答案 C
题型三 光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律
1.黑暗状态时，植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。此状态下，植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外，如图甲所示。

2.弱光情况下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。
（1）细胞呼吸速率大于光合作用速率，此状态下，植物的气体代谢特点与黑暗情况下相同。但吸收O2与放出CO2量较少（如图乙）。细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：①用CO2释放量表示：N1=N2-N；②用O2吸收量表示：m2=m1-m；③用植物重量（有机物）减少量表示。
（2）细胞呼吸速率等于光合作用速率时，植物与外界不进行气体交换,即没有O2和CO2的吸收与释放（如图丙）。此时表现为呼吸速率或光合速率等于0。
3.较强光照时，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，且光合作用速率大于细胞呼吸速率。
（1）气体代谢特点（如图丁）：植物光合作用所利用的CO2（用N表示）除来自植物自身细胞呼吸（N2）之外，不足部分来自外界（N1）；植物光合作用产生的氧气（m）除用于自身细胞呼吸之外(m1),其余氧气释放到周围环境中 （m2）。分析图可知：N=N1+N2，m=m1+m2。
(2)光合作用相对强度的表示方法
①用O2释放量（或容器中O2的增加量）表示：m2 =m-m1；②用CO2吸收量(或容器中CO2的减少量)表示:N1=N-N2；③用植物重量（或有机物量）的增加量表示。
对位训练
6.如下图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a~f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜的条件下，O2净产量（光合作用的O2产生量-呼吸作用的O2消耗量）与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：

1）在图甲中，b可代表 ，物质b进入箭头所指的结构后与 结合，生成大量的 。
（2）在适宜的条件下,若用CO2、H218O供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是 。
（3）在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有 ，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是 、 。
（4）在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向 （左、右）移动。
（5）在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是 。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程（用图中字母表示）？ ；D点时发生（字母表示） 。
解析 该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用、呼吸作用的过程。两者互相提供原料，光合作用需要线粒体呼吸作用释放的CO2来合成有机物，线粒体呼吸作用要消耗光合作用产生的O2，同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质。曲线的A点光照强度为零，此时只进行呼吸作用，P点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。
答案 （1）O2 ［H］ ATP和水 （2）18O2 （3）CO2和H2O 叶绿体的数量 二氧化碳浓度（或温度） （4）左 （5）从类囊体膜到 叶绿体基质 ef abcd
题型四 根据特定装置进行光合作用和呼吸作用强度的比较
测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物（活种子或植物或动物），通过生物呼吸过程中释放CO2或吸入O2引起的气压变化，进而推测或计算生物的呼吸状况，如图装置所示。

由于生物呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中,往往用NaOH或KOH吸收掉呼吸所产生的CO2，这样，整个装置中的气压变化，只能因吸收O2所引起，从而排除CO2对气压变化的干扰。
1）物理误差的校正 由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与呼吸装置相比，应将所测生物灭活，如将种子煮熟，而其他各项处理应与实验组完全一致（包括NaOH溶液，所用种子数量，装置瓶及玻璃管的规格等）。
2）探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系将上述装置置于不同光照强度（可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距离进行控制）条件下，被研究生物应为绿色植物。
结果分析：①若红色液滴右移，说明光照较强，光合作用大于细胞呼吸，释放O2使瓶内气压增大。②若红色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸大于光合作用，吸收O2使瓶内气压减小。③若红色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸，释放O2等于吸收O2,瓶内气压不变。
3）细胞呼吸状况的实验测定归纳 欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼
吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图
对位训练
7.两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下探究实验。请据题分析作答：（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如图 Ⅰ（A~D）所示：

①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。有氧条件下的装置序号： ；无氧条件下的装置序号： 。
②装置中C瓶的作用是 ，B瓶中澄清的石灰水还可用代替 。
（2）乙兴趣小组利用图Ⅱ 所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型。①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为Ⅲ）如何设计？ 。
②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
序号
装置中红色液滴的移动现象
结论
装置Ⅱ
装置Ⅲ
1
a
b不移动
只进行有氧呼吸
2
c不移动
d
只进行无氧呼吸
3
e
f
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
③若酵母菌消耗的O2为3 mol，而释放的CO2为9 mol，则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的倍 。
解析 （1）在探究酵母菌进行有氧呼吸产生CO2时，检验产生的CO2可以用澄清的石灰水，在向装置中通入空气时，为排除空气中CO2对实验结果的干扰，需要先通过10%的NaOH溶液除去CO2,所以实验装置的顺序为C→A→B(或C→B→A→B)。在无氧条件下，不需要通入空气，所以装置只需要D→B即可。(2)在探究酵母菌的细胞呼吸类型时,可以根据液滴是否移动及移动方向来判断细胞呼吸的类型。在设计对照实验时,可以将10%NaOH溶液换成蒸馏水，其他设计同装置Ⅱ。若酵母菌进行有氧呼吸,消耗氧气,产生的CO2被NaOH溶液吸收，导致装置Ⅱ内气压下降，液滴左移；若酵母菌进行无氧呼吸,不消耗氧气,产生的CO2被NaOH溶液吸收，不会引起装置Ⅱ内气压的改变，液滴不动。根据有氧呼吸的反应式可知，每消耗1 mol氧气产生1 mol CO2，消耗1/6 mol葡萄糖。根据题目信息，消耗3 mol O2，释放CO2 9 mol,可知有氧呼吸产生CO2为3 mol，无氧呼吸产生CO2为
6 mol。则酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/2 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3 mol。
故无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的6倍。
答案 （1）①C→A→B(或C→B→A→B) D→B ②吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰（其他合理答案亦可） 溴麝香草酚蓝水溶液（不可有错别字） （2）①装置Ⅲ除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同 ②a向左移 d向右移 e向左移 f向右移 ③6
题型五 比较光合作用和细胞呼吸的关系
1.生物层面区别
生物类型
自养生物
异养生物
光合作用
能进行
不能进行
细胞呼吸
能进行
能进行
碳源
无机碳如CO2
有机碳如糖类
2.细胞层面区别
器官及细胞
能否光合作用
能否细胞呼吸
根
导管细胞
不能
不能
其它细胞
不能
能
茎
纤维细胞
导管细胞
不能
不能
皮层细胞
能
能
其它细胞
不能
能
叶
导管细胞
不能
能
表皮细胞
不能
能
叶肉细胞
能
能
保卫细胞
能
能
3.细胞器层面区别
光合作用场所只有一个叶绿体，细胞呼吸场所有两个：细胞质基质和线粒体，主要场所为线粒体，且只能利用丙酮酸不能利用葡萄糖。因两种细胞器的功能不同，所以产生的气体不同，叶绿体产生O2，线粒体则产生CO2。
对位训练
8.培养单细胞绿藻的培养液和培养单细胞酵母菌的培养液,在所含成分上最大区别是( )
A.前者必须含有机成分 B.后者必须含有机成分
C.前者可以不含无机盐 D.后者可以不含无机盐
解析 单细胞绿藻因含叶绿体，可进行光合作用自己制造有机物；单细胞酵母菌既无叶绿
体，也无叶绿素，不能进行光合作用，因而必须提供现成的有机成分。至于无机盐，二者都不能缺少。
9.现将提取的含新鲜完整线粒体和叶绿体的悬浮液，分别加入盛有丙酮酸溶液和NaHCO3溶液的两支大小相同的试管中，给予充足光照，都会产生气泡。请问这两种气泡成分是否一样？解释原因。
答案 气泡成分不一样。因为丙酮酸在线粒体中进行有氧呼吸，产生的是CO2，而叶绿体利用NaHCO3溶液分解产生的CO2气体进行光合作用，产生的是O2。