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(共25张PPT)
光合作用与细胞呼吸的综合应用
C
呼吸作用释放的能量可用于吸收无机盐离子
光合作用
呼吸作用
【变式】在适宜的光照条件下，图中④过程所需的CO2来自？
细胞呼吸提供
从外界吸收
物质上的联系：
光合作用
呼吸作用
有机物、O2
CO2、H2O
能量上的联系：
如主动运输
【变式】在光照等条件均适宜的环境下，给植物提供H218O，一段时间内，能否在检测到（CH218O）？若可以，请写出18O转移路径。
类型二：（真、净）光合速率和呼吸速率的关系及综合曲线
净光合速率=总（真）光合速率—呼吸速率
1．(2021·北京卷)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是(　　)
A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
B
净光合
(3)图丁中24小时内不进行光合作用的时段是________。
(4)图丁中测得该植物一昼夜的O2净释放量为300 mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O2总量是________mg。图丁中阴影部分所表示的O2释放量________(填“大于”“等于”或“小于”)300 mg。
0～5和20～24
大于
588
S1
S2
S3
24h净光合量：300
（S2-S1-S3）
呼吸量：12×24=288
⑤a点出现的原因是：
⑥ d点出现的原因是：
5．自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析
温度下降，呼吸作用下降
气温太高引起气孔（部分）关闭，CO2吸收量下降，光合作用下降
(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线。
分析以下曲线段的形成原因：
AD：
DF:
FH：
HI：
呼吸＞光合
光合＞呼吸
光合＞呼吸
呼吸＞光合
①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：
②该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用>呼吸作用，植物生长。
思考：若该密闭容器不是置于自然环境中，而是一直给予适宜的光照、温度条件，则容器中的CO2含量会如何变化？
D、H
降低到一定程度，维持稳定
思考：若该密闭容器不是置于自然环境中，而是一直给予适宜的光照、温度条件，容器中CO2浓度变化：
光合＞呼吸
光合=呼吸
第五课时
5．小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，小麦籽粒中的有机物约50%来自旗叶。小麦籽粒形成期间，下列分析正确的是( )
A．旗叶一昼夜内有机物的增加速率就是其净光合作用速率
B．为小麦旗叶提供14CO2，籽粒中的淀粉都含14C
C．与同株其它叶片相比，限制旗叶光合速率提高的主要因素是光照强度
D．去掉一部分籽粒，一段时间后旗叶的光合速率会下降
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体 是其高产的原因之一。
光能利用率较高
2023广东高考
组别 一 二 三 四
温度/℃ 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理前重量变化/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
1．将生长状况相同的某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其重量变化，得到如下数据。由此可以得出的结论是(　　)
A．27 ℃是该植物光合作用的最适温度
B．29 ℃时该植物呼吸作用消耗有机物最多
C．27～29 ℃净光合速率相等
D．30 ℃下实际光合速率为6 mg/h
假设原来重量是a
组一：a
1h暗处理
a—1
1h光照
a+3
呼吸消耗 1mg
净光合（积累） 4mg
真光合 5mg
B
由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均____。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是
。
叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率升高，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示
增加
生产实践：合理密植
据图分析：叶面积系数在 范围时，可获得较高产量，依据是？
类型3 ：光合速率和呼吸速率的测定方法
呼吸速率（黑暗）
（测定O2消耗量）
（测定O2释放量）
净光合速率（光照）
补充CO2,维持较高浓度的CO2
如何测真光合速率？
(2019·全国卷Ⅱ，节选)通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量(A)；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题：
生产者净光合作用的放氧量
生产者光合作用的总放氧量
生产者呼吸作用的耗氧量
净光合=C—A
呼吸=A—B
真光合=C—B
真光合=白瓶-黑瓶
光照强度/klx 0(黑暗) a b c d e
白瓶溶氧量/(mg/L) 3 10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量/(mg/L) 3 3 3 3 3 3
3．某生物科研小组，从鸭绿江的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下(aA．黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧
B．光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用
C．当光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为21 mg/L
D．当光照强度为d时，再增加光照强度，白瓶中植物的光合速率不再增加
白—黑=
真光合
7 13 21 27 27
净光合放氧量为0（光合=呼吸）
x
实验开始
y
2h黑暗
z
2h光照
叶面积为S，2h呼吸作用为？
叶面积为S，2h净光合作用为？
x-y
z-y
叶面积为S，2h的总光合作用为？
x+z-2y
【补充1】
【变式1】若白天光照时间为10h，平均光照强度为P，植物Ι是否能正常生长？理由是？
=10×净光合-14×呼吸
10h净光合作用积累的有机物大于14h呼吸作用所消耗的有机物，
植物每天均有有机物积累，能正常生长。
干旱环境植物如何适应？
（2）白天：关闭气孔，以减少水分散失；
苹果酸分解形成CO2，进行光合作用，积累有机物。
（1）晚上：开放气孔吸收CO2，生成苹果酸，储存在液泡中；
【补充2】
【补充3】为研究CO2浓度的增加对植物光合速率产生的影响，研究人员以大豆为材料，分别进行了3组实验：甲组提供大气CO2浓度；乙组提供CO2浓度倍增的环境，丙组先在CO2浓度倍增的环境培养60天，测定前一周恢复大气CO2浓度。整个过程保证各种条件适宜。
请比较三组的光合速率： ＞ ＞ 。
请推测甲组光合速率比丙组高的原因？
长期高CO2浓度环境下，作物固定CO2的酶活性（含量）下降，在恢复大气CO2浓度时（当降低CO2浓度时），光合作用会降低。
长期处于弱光环境的作物，叶绿素含量一般较 ，以利于植物吸收更多的光能。
【补充4】
取生理相同植物甲乙，甲光照10min后黑暗处理10min；
乙光照5S后黑暗处理5S，交替进行20min。
比较两者光合作用制造的有机物：甲 乙
光、暗交替频率的增加，能使光下产生ATP和NADPH充分利用和及时再生，提高了CO2同化量。
部分习题评讲
(4)图丁中测得该植物一昼夜的O2净释放量为300 mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O2总量是________mg。图丁中阴影部分所表示的O2释放量________(填“大于”“等于”或“小于”)300 mg。
24h净光合量：300
呼吸量：12×24=288
588
S1
S2
S3
（S2-S1-S3）
大于
光照强度/(μmol·m－2·s－1) 右侧液面刻度变化/(格·h－1)
0 -2
50 6
100 12
150 18
200 18
3．下图是探究光照强度对黑藻光合作用影响的实验装置简图，将该装置置于不同光照强度但温度适宜且恒定、气压稳定的条件下得到下表实验数据，其中每小格刻度对应气体变化量是10 μmol。整个过程中呼吸速率保持不变，回答下列问题：
维持CO2浓度不变，即可吸收也可释放CO2
(2)光照强度在0～100 μmol·m－2·s－1范围内时，限制光合速率的主要环境因素是__________。当光照强度大于150 μmol·m－2·s－1时，限制光合速率的主要环境因素是______________，此时可通过____________________ __来解决。
呼吸速率
净光合速率
　　适当提高CO2缓冲液的浓度
光照强度
CO2浓度
(3)如果给予锥形瓶光照且要保持U形管右侧有色液体不动，则光照强度应控制在表格中的____________范围内的某一强度，此光照强度下，叶肉细胞中光合速率和呼吸速率的大小关系是________。
光照强度/(μmol·m－2·s－1) 右侧液面刻度变化/(格·h－1)
0 -2
50 6
100 12
150 18
200 18
维持CO2浓度不变，即可吸收也可释放CO2
呼吸速率
净光合速率
0～50 μmol·m－2·s－1
光合速率大于呼吸速率

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