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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上光合作用和呼吸作用綜合計算有關光合作用和呼吸作用的計算,主要是利用光合作用和呼吸作用的反應方程式,根據原料與產物之間的關系進行簡單的化學計算。并通過正確理解凈光合作用、實際光合作用和呼吸消耗之間的關系來對較復雜的問題進行解答。一、光合作用呼吸作用綜合計算中的反應式光合作用總反應式: _(以葡萄糖為產物時):_有氧呼吸的總反應式:無氧呼吸的總反應式:二、凈(表觀)光合作用、實際(真正)光合作用和呼吸消耗之間的關系1.黑暗下, 只進行細胞呼吸,不進行光合作用,有機物減少,植物不能生長.2.弱光下:細胞呼吸速率大于光合作用速率N1=N2-N ,m2=m1-m 有機物減少,植

2、物不能生長.3.弱光情況下:細胞呼吸速率等于光合作用速率,無有機物生成, 植物不能生長.4.較強光照時, 光合作用速率大于細胞呼吸速率, N1=N-N2 , m2= m-m1有機物增加,植物能生長光合作用的指標是光合速率,通常以每小時每平方分米葉面及吸收CO2毫克數表示,總(真)光合作用是指植物在光照下制造的有機物的總量(吸收的CO2總量)。 凈光合作用是指在光照下制造的有機物總量(或吸收的CO2總量)中扣除掉在這一段時間中植物進行細胞呼吸所消耗的有機物(或釋放的CO2)后,凈增的有機物的量。 實際 (真正) 光合速率 = 凈 (表觀) 光合速率 + 呼吸速率“生成量”、“合成量”、“同化量”

3、、“制造量”等意思相同,都指實際 (真正) 光合作用“CO2釋放量”、“容器內CO2的增加量”意思相同“O2吸收量”、“實驗容器內O2的減少量”意思相同“植物干量”、“有機物量”意思相同三、凈光合作用、實際光合作用和呼吸消耗的常見表示方法1、凈光合作用常用單位時間內CO2的_(吸收/消耗/釋放)量、O2的_(吸收/消耗/釋放)量或者 C6H12O6的_(產生/消耗/積累)量來表示。2、實際光合作用常用單位時間內CO2的_(吸收/消耗/釋放)量、O2的_(吸收/產生/釋放)量或者 C6H12O6的_(產生/消耗/積累)量來表示。3、呼吸作用常用單位時間內CO2的_(吸收/消耗/釋放)量、O2的_

4、(吸收/產生/釋放)量或者 C6H12O6的_(產生/消耗/積累)量來表示。例1:判斷下面幾種常見情況對應的是凈光合作用、實際光合作用還是呼吸作用(1)光照條件下封閉容器中測得的O2體積增多量 (2)積累的有機物的量(3)有機物產物中能夠轉化為淀粉或者其它有機物的部分(4)右圖(5)金魚藻每天光合作用能夠制造的氧氣量(6)暗處的CO2增多量(7)實際測得的光合作用速率四、光合作用和呼吸作用綜合計算的解題步驟1、仔細閱讀,從題干中獲取有用信息,并作上相應標記2、看清問題,明確所求為凈光合作用、實際光合作用還是呼吸作用3、根據目的,選擇合適的關系式和信息數據4、帶好單位,選擇合適比例進行運算注意:

5、1、計算一天中的呼吸作用消耗,不要忘記光照條件下同樣也有消耗2、計算一晝夜的積累量時,務必看清光照和黑暗的時間各有多長3、看清問題后所帶的單位到底是g還是mg,L還是ml,mol還是mmol4、進行單位換算時,若出現的條件是ml,最終所求為mg(即從體積換算成質量)時,宜先將體積換算成分子數,再根據分子數換算成質量摩爾數(mol)例2:在20時,測得氧氣的產生量、釋放量分別是560ml/min、336ml/min ,能用于合成淀粉或轉化為其他有機物的葡萄糖量是_mol/min。例3:將該綠色植物置于密閉玻璃罩內,在黑暗條件下,罩內CO2含量每小時增加了25mg;在充足光照條件下,罩內CO2含量

6、每小時減少了50mg。據測定,上述光照條件下,光合作用每小時共合成葡萄糖60mg。若呼吸底物和光合產物均為葡萄糖,請回答:(保留2位小數) 該植物在光照條件下通過光合作用每小時共消耗CO2 mg。則該植物在光照條件下呼吸作用每小時產生CO2 mg。 若上述條件不變,該植物光照10小時,其余時間不給光照,則該植物一晝夜積累葡萄糖 mg。五、光合作用和呼吸作用綜合計算坐標曲線圖 當植物在某一光照強度條件下,進行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進行細胞呼吸所釋放的CO2量達到平衡時,這一光照強度就稱為光補償點,這時光合作用強度主要是受光反應產物的限制。 當光照強度增加到一定強度后,植物的光合

7、作用強度不再增加或增加很少時,這一光照強度就稱為植物光合作用的光飽和點,此時的光合作用強度是受暗反應系統中酶的活性和CO2濃度的限制。(如下圖所示)當外界條件變化時,C02(光)補償點移動規律如下:a、若呼吸速率增加,C02(光)補償點應右移。b、若呼吸速率減小,C02(光)補償點應左移。c、若呼吸速率基本不變,條件的改變使光合速率下降時,C02(光)補償點應右移;條件的改變使光合速率增加時,C02(光)補償點應左移。例5:M右圖表示A、B兩種植物隨著光照強度的變化,CO2吸收量或CO2釋放量的變化曲線。據圖回答:(1)比較A、B植物呼吸作用,較強的是 植物。當光照強度為0時,植物細胞中可以產

8、生ATP的場所有 。(2)當光照強度達到Z點后,限制A植物光合作用的因素主要是_ (答出兩點)。如果在圖中M點突然停止光照,短期內葉綠體內C3化合物的含量將會_。(3)當平均光照強度在X和Y之間(白天和黑夜的時間各為12h),A植物一晝夜中有機物積累量的變化是 (減少或增加),B植物一晝夜有機物積累量的變化是 (減少或增加)(4)光照強度為Z時,A植物光合作用產生的葡萄糖為mg(m2·h)。(保留兩位小數)(5)對B植物而言,假如白天和黑夜的時間各為12h,平均光照強度在 klux以上才能使CO2的吸收量超過CO2的釋放量。3將狀況相同的某種綠葉分成四等組,在不同溫度下分別暗處理1h

9、,再光照1h(光照相同),測其重量變化。得到如下表的數據??梢缘贸龅慕Y論是 (   )組  別一二三四溫度/27282930暗處理后重量變化/mg1231光照后與暗處理前重量變化/mg+3+3+3+1A、該植物光合作用的最適溫度約是27 B、該植物呼吸作用的最適溫度約是29C、2729下的凈光合速率相等 D、30下的真正光合速率為2mg/h答案與提示: 文字信息:暗處理1h測得數據為該溫度下的呼吸速率;真正光合速率即總光合速率;光照后與暗處理前的重量變化是2小時的變化量。圖表中信息可轉換成下表組別27282930呼吸速率(mg/h)1231總光合速率(mg/h)5

10、793凈光合速率(mg/h)4562 答案:B例2:對某植物測得如下數據:303015一定強度的光照10h黑暗下5h黑暗5hCO2減少880mgO2減少160mgO2減少80mg若該植物處于白天均溫30,晚上均溫15、有效日照15h環境下,預測該植物1天24h中積累的葡萄糖為 ( )A315mg B540mg C765mg 1485mg1一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌,1小時后測得該容器中O2減少24 mL,CO2增加48 mL,則在1小時內酒精發酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的()A1/3 B1/2 C2倍 D3倍解析:有氧呼吸過程中每消耗1 mol葡萄糖生成6 mol CO2,

11、同時消耗6 mol O2;無氧呼吸過程中每消耗1 mol 葡萄糖生成2 mol CO2,不消耗O2。由于在相同狀況下,氣體的體積比等于物質的量之比,則由“1小時后測得該容器中O2減少24 mL”可知,有氧呼吸產生24 mL CO2,無氧呼吸產生24 mL CO2,則在1小時內酒精發酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍。答案:D3對某植物作如下處理:(甲)持續光照20 min,(乙)先光照5 s后再黑暗處理5 s,連續交替40 min。若其他條件不變,則在甲、乙兩種情況下植物光合作用所制造的O2和合成的有機物總量符合下列哪項()AO2:甲乙,有機物,甲乙BO2:甲乙,有機物,甲乙CO2:甲乙,有機

12、物,甲乙DO2:甲乙,有機物,甲乙解析:給予植物間歇光照,光反應產物能被及時利用,光能利用率高,故在相同的光照時間內生成的O2量較多,有機物合成總量較多。答案:C4 將某種綠色植物的葉片,放在特定的實驗裝置中。研究在10、20的溫度條件下,分別置于黑暗和5 klx、10 klx條件下的光合作用和呼吸作用。結果如下圖所示(橫坐標為時間,單位:小時)。對以上結果分析正確的是,該葉片()A20時的呼吸速率是10時的4倍B在10、5 klx的光照下,每小時光合作用產生的氧氣量是3 mgC在5 klx光照下,10時積累的有機物比20時少D在20、10 klx光照下,每小時光合作用產生的氧氣量是6 mg解

13、析:20時呼吸速率為2 mg/2小時1 mg/h,10時為1 mg/2小時0.5 mg/h,前者是后者的2倍。10、5 klx的光照下,每小時產生的O2量為6 mg/21 mg/23.5 mg。5 klx光照下,10時氧氣釋放速度為6 mg/2 h3 mg/h,20時為4 mg/2 h2 mg/h。20、10 klx光照下,每小時光合作用產生的氧氣量是:(10 mg2 mg)/26 mg。故只有D項正確。答案:D5請回答下列有關光合作用的問題。(1)光合速度受到溫度、二氧化碳和光照強度的影響。其中,光照強度直接影響光合作用的_過程;二氧化碳濃度直接影響光合作用的_過程。(2)甲圖表示在二氧化碳

14、充足的條件下,某植物光合速度與光照強度和溫度的關系。在溫度為10、光照強度大于_千勒克司時,光合速度不再增加。當溫度為30、光照強度小于L3千勒克司時,光合速度的限制因素是_。根據甲圖,在乙圖的坐標上標出光照強度為L2千勒克司,溫度分別為10、20和30時的光合速度。(3)丙圖表示A、B兩種植物的光合速度與光照強度的關系。當在_千勒克司光照強度條件下,A、B兩種植物的光合速度相同。A植物在光照強度為9千勒克司時,2小時單位葉面積可積累葡萄糖_mg。(計算結果保留一位小數。相對原子質量C12,H1,O16)A植物在1天內(12小時白天,12小時黑夜),要使有機物積累量為正值,白天平均光照強度必須

15、大于_千勒克司。解析:(1)光是光反應的必要條件,光照強度直接影響光合作用的光反應過程。CO2的固定發生在暗反應,CO2濃度直接影響光合作用的暗反應過程。(2)據甲圖可知,溫度為10,光強大于L1千勒克司時,光合速度不再增加;溫度30光強小于L3千勒克司時,限制光合速度的因素是光照強度而不是溫度。據甲圖知光強為L2千勒克司,溫度分別為10、20和30的光合速度分別為2、4、4,在乙圖中標出。(3)由丙圖知當光照強度為6千勒克司時,A和B植物光合速度都是6 mg/h,兩種植物光合速度相同。A植物在光強為9千勒克司,2小時單位葉面積可積累葡萄糖為(8×2)/44×1/6

16、5;18010.9 mg。由圖丙可知A植物每小時產生4 mg CO2,當光強為6千勒克司時,每小時吸收4 mg CO2,凈積累量等于呼吸作用消耗量,當植物白天12小時,黑夜12小時,要使有機物積累量為正值,白天平均光照強度必須大于6千勒克司。 答案:(1)光反應暗反應(2)L1光照強度如右圖所示(3)610.96.思路:例1 將某一綠色植物置于一個大型密封玻璃容器中,在一定條件下給予充足的光照,容器中二氧化碳的含量每小時減少了45mg;放在黑暗條件下,容器中二氧化碳每小時增加了20mg,據實驗測定,這綠色植物在上述光照條件下,每小時制造葡萄糖45mg。請據此回答下列問題:(1)在上述光照和黑暗

17、條件下,這綠色植物的呼吸強度哪一個強?(2)若在一晝夜給5h光照,19h黑暗的情況下,此植物體消耗葡萄糖_mg,其有機物含量的變化是增加還是減少?解析:(1)“制造”葡萄糖45毫克應該是總光合量依據光合作用總反應式,生成1摩爾的葡萄糖需要利用6摩爾的CO2 。葡萄糖的相對分子質量為180,6分子的CO2的相對分子質量為264。所以若X代表在光照條件下,每小時制造45mg葡萄糖所利用的CO2的質量,      則180/264=45/X,X=66mg。   每小時制造45mg葡萄糖所利用的二氧化碳的量為66mg。 &

18、#160;    根據給出的已知條件:充足的光照,容器中CO2含量每小時減少45mg,用于光合作用。由于每小時制造45mg葡萄糖需要66mg的CO2 ,所以還有21mg的CO2來自自身呼吸作用產生的(66mg-45mg=21mg)。     在黑暗條件下,容器中CO2每小時增加了20mg。此時不能進行光合作用,只能進行呼吸作用。在光照條件下,綠色植物既能進行光合作用,又能進行呼吸作用,每小時呼吸作用產生的CO2為21mg。      相比之下,說明綠色植物在光照條件下呼吸強度

19、大。(2) 在光照條件下,每小時呼吸作用產生21mg二氧化碳,可依據有氧呼吸的總反應式推算出每小時消耗葡萄糖多少毫克:180/264Y/21,消耗葡萄糖約為14.32mg。光照5小時,呼吸作用消耗葡萄糖約為71.6mg(14.32mg×5)。在黑暗條件下,每小時呼吸作用產生20mg二氧化碳,可依據有氧呼吸的總反應式推算出每小時消耗葡萄糖多少毫克:180/264Z/20,消耗葡萄糖約為13.64mg。黑暗19小時,呼吸作用消耗葡萄糖約為259.16mg(13.64mg×19)。所以此植物一晝夜共消耗葡萄糖約為330.76mg(71.6mg+259.16mg)。在光照條件下,每

20、小時制造45mg葡萄糖,5小時共制造225mg葡萄糖。一晝夜共消耗約330.76mg的葡萄糖,所以在此種條件下,有機物的含量在減少。2將某綠色植物放在特定的實驗裝置內,研究溫度對光合作用和呼吸作用的影響(其余的實驗條件是理想條件),實驗以CO2的吸收量和釋放量為指標。實驗結果如下表所示。溫度(0)5    10     15     20    25   30  &#

21、160;35  光照下吸收CO2(mg/h)1.00   1.75    2.5 0   3.25  3.75 3.50 3.00 黑暗下釋放CO2(mg/h)0.5 0  0.75    1.00    1.50  2.25  3.00 3.00  

22、0; 下列對該表分析正確的是(    )A、晝夜不停地光照,溫度在35時該植物不能生長。B、晝夜不停地光照,該植物生長的最適溫度是30。C、每天交替進行12小時光照,12小時黑暗,溫度均保持在20條件下該植物積累的有機物最多。D、每天交替12小時光照,12小時黑暗,溫度在30時,該值物積累的有機物是溫度在10的2倍。解析:文字信息:光照下吸收CO2的量為不同溫度下實驗測得值,表示凈光合量;黑暗下釋放CO2的量為相應溫度的呼吸速率。讀準上述兩點關鍵信息,就有了正確解題思路:晝夜不停光照,35時,植物凈光合量為吸收CO2  3.00mg/h,大于0,該植物能

23、生長;晝夜不停照,25該植物凈光合量最大(3.75mg/h),最適于生長發育;每天交替12小時光照,12小時黑暗,20時凈積累有機物最多:(3.251.50)×12=21mg,其它溫度下有機物凈積累量均可算出;同樣條件下,30時該植物積累有機物與10時積累有機物的比為:(3.5-3.0)×12  /  (1.75-0.75)×12  =1  /2正確答案:C【例2】 現有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養液,通入不同濃度的氧氣時,其產生的酒精和二氧化碳的量如圖所示(兩種呼吸作用速率相等),在氧濃度為a時A.酵母

24、菌只進行發酵B.67的酵母菌進行發酵C.33的酵母菌進行發酵D.酵母菌停止發酵 【解析】選B。本題考查有關細胞呼吸的計算。 由圖中的氧濃度為a時讀出酒精的摩爾數為6 mol,則無氧呼吸放出的CO2也為6 mol,而氧濃度為a時的二氧化碳釋放總量為15 mol,因此有氧呼吸放出的CO2為9 mol,所以酵母菌不可能只進行無氧發酵。 計算參與有氧和無氧呼吸的酵母菌的比例,實質是計算兩種呼吸方式所消耗的C6H1206 的量。無氧呼吸消耗的葡萄糖量,可由C6H12062C2H50H列式計算1/x=2/6,得x=3(mol);有氧呼吸消耗的葡萄糖量,可據有氧呼吸反應式C6H12066C02列式1/y=6

25、/9,得y=1.5(mol),則無氧發酵所占比例為3/(3+1.5)=67【例2】 (2008·寧夏高考) 將長勢相同、數量相等的甲、乙兩個品種的大豆幼苗分別置于兩個相同的密閉透明玻璃罩內,在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養,定時測定玻璃罩內的CO2含量,結果如圖。據圖回答:025min期間,影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是_含量。乙植株比甲植株固定CO2的能力_。015min期間植株釋放O2速率的變化趨勢是_。3045min期間兩個玻璃罩內CO2含量相對穩定的原因是_?!窘馕觥勘绢}考查光合作用和呼吸作用的相互關系。植物光合作用大于呼吸作用時,植物吸收CO2釋放氧氣,使得玻璃罩內CO2逐

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