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(共44张PPT)
匡廷云，植物生理学家，1934年12月29日出生，四川资中县人。1956年毕业于北京农业大学土壤农业化学系。1962年于苏联莫斯科大学生物系研究生毕业，获副博士学位。中国科学院植物研究所研究员。中国科学院院士，国际欧亚科学院院士。六十多年投身光合作用的研究，致力于揭开光能转化之谜，是我国光合膜结构与功能研究领域的开拓者，为国家农业、能源等重大战略提供基础性、前瞻性理论和技术支持，为我国光合作用研究走向世界做出杰出贡献。
一轮复习 必修1：分子与细胞
匡廷云
第2单元
一轮复习 必修1：分子与细胞
第10讲 光合作用与呼吸作用的综合分析
细胞的能量供应与利用
课标要求 核心素养要求
1.说明光合作用与细胞呼吸的联系 2.掌握光合速率的测定方法。 1.理解光合作用与呼吸作用的联系，学以致用(理性
思维)
2.通过“液滴移动法”、“黑白瓶法”、“半叶法”
等测定光合速率实验，培养学生的实验探究能力
(科学探究)
一轮复习 必修1：分子与细胞
光合作用与呼吸作用的综合分析
本讲目录
考点1 光合作用与细胞呼吸的联系
考点2 光合速率的测定方法
考点聚焦
1.光合作用与有氧呼吸的关系
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
CO2
H2O
(CH2O)
O2
CO2
丙酮酸
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
1.光合作用与有氧呼吸的关系
(2)能量方面
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
1.光合作用与有氧呼吸的关系
(3)NADH([H])、NADPH、ATP
光反应水的光解
还原C3
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
1.光合作用与有氧呼吸的关系
A:只进行呼吸作用
B：光合作用=呼吸作用细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用
BC：光合作用>呼吸作用
AB：光合作用<呼吸作用
2.辨析净光合速率与总光合速率 (1)结合曲线辨析
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
2.辨析净光合速率与总光合速率
(1)结合曲线辨析
提醒　当植株净光合速率为0时，叶肉细胞的净光合速率 0；当叶肉细胞中净光合速率为0时，植株的净光合速率 0。
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
大于
小于
(2)从语言文字中辨析
还有“叶绿体吸收”也表示总光合速率
总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率
“同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量
“产生”或“制造”的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量
“产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量
2.辨析净光合速率与总光合速率
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
a-b点：只进行呼吸作用
b点：开始光合作用
b-c点：光合速率 < 呼吸速率
c点：光合速率 = 呼吸速率
c-g点：光合速率 > 呼吸速率
g-h点：光合速率 < 呼吸速率
h-i点：只进行呼吸作用
g点：光合速率 = 呼吸速率
h点：停止光合作用
4.夏季晴天某一植物的光合速率变化
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
积累有机物的时间段：
制造有机物的时间段：
消耗有机物的时间段：
有机物最多的时间点：
有机物最少的时间点：
cg段
bh段
ai段
c点
g点
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
4.夏季晴天某一植物的光合速率变化
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某一晴天中CO2吸收和释放变化曲线。(大写字母为曲线上的某点，小写字母为对应的时间点，S代表某时间段内有机物的量)
CO2吸收
CO2释放
时间
24
0
A
B
C
D
E
F
G
H
I
b
e
h
i
f
d
c
a
g
S1
S2
S3
S4
S6
S5
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
4.夏季晴天某一植物的光合速率变化
制造有机物的量：
消耗有机物的量：
积累有机物的量：
c-g段积累有机物的量：
b-h段积累有机物的量：
S3+S4
S1+S2+S4+S5+S6
S3-S1-S2-S5-S6
S3
S3-S2-S5
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
4.夏季晴天某一植物的光合速率变化
5.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间（一昼夜）的关系曲线
AB:
BC:
CD:
D :
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
仅呼吸作用能够释放CO2
低温抑制了呼吸作用, CO2释放减少
C点开始光照，呼吸速率>光合速率
光合速率= 呼吸速率
5.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间（一昼夜）的关系曲线
FG:
H:
HI:
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
光合速率 > 呼吸速率
光合午休
光照开始结束，呼吸速率=光合速率
只进行呼吸作用
DH:
AD段: CO2浓度上升，
DH段: CO2浓度下降，
HI段: CO2浓度上升，
光合速率<呼吸速率；
光合速率>呼吸速率;
光合速率<呼吸速率.
(乙图：ad段)
(乙图：dh段)
(乙图：hi段)
5.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间（一昼夜）的关系曲线
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
光照强度下降
光合作用与细胞呼吸的联系
考点1
（1)上图中，光合速率等于呼吸速率的点是 。
D、H
（2)上图中，有机物积累最多的点： 。
H、
（乙图：h）
(乙图：d、h)
6.一昼夜中植物代谢强度变化曲线
（3）甲图中I点低于A点，植物一昼夜表现为 ，其原因是。
生长
M
N
P
（4）乙图中植物一昼夜有机物的积累量表示为： 。
SP－SM－SN
1.(2023·江苏百校大联考)蓝细菌是引起“水华”现象的主要微生物。如图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。下列相关叙述正确的是(　　)
B
A.与过程①②有关的酶分布在叶绿体基质中
B.有氧呼吸中，与过程③相比，过程④产生[H]的量较多
C.过程③④能为过程②提供ATP和NADPH
D.在乳酸菌细胞中能发生的过程是③和④
习题检测
考点1
2.(2023·江苏连云港期初)光合作用和细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
B
习题检测
考点1
3.(2023·河南九师联盟)某科研人员将某品种茄子置于密闭的大棚中，测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
C
习题检测
考点1
A.17 ℃时的呼吸速率大于22 ℃时的呼吸速率
B.22 ℃时B点处叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
C.C点和D点处茄子的净光合速率相同
D.C点和E点处限制茄子光合速率的主要因素相同
4.将某一植株放在密闭玻璃罩内，在夏季晴朗的一天置于室外一昼夜，获得实验结果如图1(C点开始有光照)、2所示。下列有关说法错误的是(　　)
C
习题检测
考点1
A.图1中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱
B.图1、图2中分别出现FG段与ef段的变化，原因是部分气孔关闭，叶片吸收CO2的量减少
C.图2中gh段O2含量增加，且到达i点时，该植株积累的有机物最多
D.图示结果表明，该植株经过这一昼夜之后，植物体内有机物含量有所增加
光合速率测定方法
考点2
总/真实光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
CO2固定量（叶绿体消耗）=CO2吸收量（从外界）+CO2释放量（线粒体产生）
O2产生量（叶绿体产生）=O2释放量（到外界）+O2消耗量（线粒体消耗）
有机物制造量（叶绿体产生）=有机物积累量+有机物消耗量（线粒体消耗）
植物生长的生理基础：净光合速率＞0
光合速率测定方法
考点2
一.“液滴移动法”测定装置中O2的变化量
1.实验装置
①呼吸速率的测定
O2被吸收后，装置内气体总量 ，压强 ，刻度管内的小液滴向 移动。所以，可用 代表细胞有氧呼吸消耗O2的速率
光合速率测定方法
考点2
一.“液滴移动法”测定装置中O2的变化量
2.实验过程
减少
减小
左
单位时间内小液滴左移的距离
②净光合速率的测定
装置的烧杯中放入适宜浓度_________溶液，用于保证容器内 满足光合作用需求，同时使容器中CO2浓度保持恒定。
NaHCO3
CO2
红色液滴向_____移动的距离，是光合作用__________的量。（代表净光合速率）
右
释放O2
光合速率测定方法
考点2
一.“液滴移动法”测定装置中O2的变化量
2.实验过程
另设一组实验，将正常植物换成 植物，其余与实验组相同，作为对照。可以排除 因素对实验结果的干扰。
为了保证实验结果更准确，如何设置对照？对照的目的是什么？
实验组
对照组
NaHCO3
NaHCO3
光合速率测定方法
考点2
一.“液滴移动法”测定装置中O2的变化量
2.实验过程
③对照组的设置
死亡的
温度、气压等非生物
④计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
【知识拓展】光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制
①增加水中O2——泵入空气放入绿色水生植物；
②减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水；
③除去容器中CO2——氢氧化钠溶液；
④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中；
⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热；
⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光；
⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。
光合速率测定方法
考点2
1.(2022·河南九师联盟)某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温25 ℃下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是(　　)
A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度
大小
B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液
C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移
D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移
C
光合速率测定方法
考点2
(1)“黑瓶”不透光，测定的是 量；“白瓶”给予光照，测定的是 量。总光合作用量(强度)＝净光合作用量(强度)＋有氧呼吸量(强度)。
(2)有初始值的情况下：黑瓶中 为有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
(3)在没有初始值的情况下：白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。
光合速率测定方法
考点2
二.黑白瓶法——测溶氧量的变化
有氧呼吸
1.测定原理：
净光合作用
O2的减少量(或CO2的增加量)
适合水生生物
2.测定方法：
光合速率测定方法
考点2
注：另取一瓶直接测定初始溶氧量记作：m0
时间为：t
(1)t时间后，分别测定“黑瓶”与“白瓶”溶氧量，记为m1、m2。
(2)有初始值的情况下：
(3)在没有初始值的情况下：白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。
光合速率测定方法
考点2
二.黑白瓶法——测溶氧量的变化
3.结果分析：
①黑瓶：只细胞呼吸
②白瓶：呼吸、光合
1.(2022·辽宁实验中学高三质检)某生物科研小组从池塘某一深度取水样，分装到六对黑白瓶中(白瓶为透光瓶，黑瓶为不透光瓶)。剩余水样立即测定初始溶解氧为10 mg/L。将瓶密封后有五对置于五种不同强度的光照条件下(温度相同)，一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量。请根据记录数据(如表)判断，下列说法正确的是（ ）
光照强度(klx) a b c d e 原水层
白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 19 30 30 19
黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 2
习题检测
考点2
A.光照强度为a时，白瓶和黑瓶的溶解氧量相同，说明a为黑暗条件
B.光照强度为b时，植物不能发生光合作用
C.原水层与c的白瓶溶解氧含量相同，可以推测原水层的光照强度为c
D.当光照强度大于d时，白瓶中的植物产生的氧气量都是30 mg/L
A
光照强度(klx) a b c d e 原水层
白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 19 30 30 19
黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 2
请根据记录数据(如表)判断，下列说法正确的是（ ）
习题检测
考点2
2.下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是(　　)
A. 水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3 g/L
B. 水深2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率
C. 水深3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用
D. 水深4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体
水深(m) 1 2 3 4
白瓶中O2浓度(g/L) ＋3 ＋1.5 0 －1
黑瓶中O2浓度(g/L) －1.5 －1.5 －1.5 －1.5
D
习题检测
考点2
又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积 总量，常用于大田农作物的光合速率测定。
在测定时，叶片一半 ，一半 ，分别测定两半叶的 重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。
（测定时设法 两部分的物质转移）
光合速率测定方法
考点2
三.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
干物质产生
阻止
遮光
曝光
干物质
1.实验原理
在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度M，M＝MB－MA，单位是mg/(dm2·h)，M表示B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量。
光合速率测定方法
考点2
三.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量
2.结果分析
注意：① M÷6=总光和速率
② A\B处应选择对称于主脉的多组叶圆片，烘干储称重取平均值，以减小误差
1.(2022·福建厦门双十学校质检)研究者将对称叶片一半遮光，另一半照光处理。经过一段时间后，在对称部位截取同等面积(实验处理前干重相同)的叶片，烘干称重，用于相关速率的计算。不考虑光照条件对叶片呼吸速率的影响，下列说法正确的是(　　)
A.遮光处理后叶绿体基质中C3的含量比照光处理后低
B.照光处理时类囊体薄膜上可发生NADP＋与电子和H＋结合
C.照光处理与遮光处理后叶片的干重差是由呼吸作用引起的
D.要计算光合作用速率还需测定同等面积叶片的初始干重
B
习题检测
考点2
2.玻璃温室里栽培植物，对室内空气中CO2含量进行了24小时测定，图中曲线能正确表示测定结果的是(横轴为时间，纵轴为CO2浓度)（ ）
D
习题检测
考点2
3.（2017新课标Ⅰ卷·30） 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸
速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列
问题：
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培
养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 ，
甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_________（填“大于0”“等于0”或
“小于0”）
大于0
适宜条件
照光培养
光合速率
降低
光合速率
大于
呼吸速率
密闭小室中
CO2浓度降低
（植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低）
甲
乙
光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，
即
习题检测
考点2
4.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：
5
10
15
20
25
30
35
5
10
20
15
光照强度（Klx）
25
CO2吸收量 mg/dm2·h
b
c
d
-5
a
⑴该植物的呼吸速率为每小时释放
CO2___mg/dm2。
⑵b点表示：
⑶若该植物叶面积为10dm2，在光照强度
为25Klx条件下光照1小时，则该植物进行光合作用时叶绿体吸收CO2 ___
mg。　　
⑷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
光合作用与呼吸作用速率相等
250
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。
习题检测
考点2
5.如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，其他条件不变且适宜的情况下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，下列有关说法错误的是（　　　）
B
A.光照强度由a到b时，
叶肉细胞净光合速率增加
B.光照强度为b时，
光合速率等于呼吸速率
C.若光照强度长期为c，
该绿色植物不能正常生长
D.光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
光照强度
CO2释放量和O2产生总量
习题检测
考点2
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