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光合作用和细胞呼吸的综合分析;;;光合作用与有氧呼吸的关系;1.光合作用与有氧呼吸的关系
(1)图解光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系;(2)光合作用和细胞呼吸的比较;物质变化;元素转移的联系;项目;呼吸
速率;(2)曲线模型及分析;3.测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法
方法1测定装置中气体体积变化;(2)测定原理
①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。
②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
③真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。;(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。;方法2“半叶法”测定光合作用有机物的产生量
将叶片一半遮光、一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度,曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值,最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。;方法3“黑白瓶法”测定溶氧量的变化
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,只有细胞呼吸,而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸,所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值,用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值。;方法4叶圆片称重法——测定有机物的变化量
本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。;方法5叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率
本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气,充以水分,使叶片沉于水中;在光合作用过程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用强度的大小。;方法6间隔光照法——比较有机物的合成量
光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行,由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的,因此在一般情况下,光反应的速率比暗反应快,光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照,光反应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗,暗反应限制了光合作用的速率,降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行,则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物,持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下,光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相对多。;1.如果用18O标记土壤中的水,那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O?如果有,写出18O的转移途径。;1.(2023·江苏南通高三期末)如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法不正确的是
A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B.过程②只发生在叶绿体基质中,过程②释放的能量用于C3的还原
C.过程③既产生[H]也消耗[H]
D.若过程①②的速率大于过程③的速率,甘蔗植株的干重不一定增加;过程①表示光反应,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,而胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,A错误;
过程②表示暗反应,只发生在叶绿体基质中,暗反应中释放的能量用于C3的还原,B正确;;③是细胞呼吸过程,有氧呼吸的第一、二阶段产生[H],用于第三阶段与氧气发生反应,因此过程③既产生[H]也消耗[H],C正确;
如图所示为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程,过程①②的速率大于过程③的速率,由于甘蔗植株部分细胞只进行细胞呼吸,甘蔗植株的干重不一定增加,D正确。;2.如图的纵坐标表示某种植物O2吸收相对速率的变化(非适宜条件下),下列说法不正确的是
A.可以判断d点开始进行光合作用
B.降低土壤中的Mg2+浓度,一段时间后d
点将向右移
C.提高大气中的CO2浓度,e点将向右下移
D.该植物细胞呼吸消耗O2的相对速率是4;根据图示分析可知,d点以前就开始进行光合作用了,A错误;
降低土壤中的Mg2+浓度,则叶绿素合成不足,导致光合速率降低,因此一段时间后d点将向右移,B正确;
提高大气中的CO2浓度,光合速率增强,
因此e点将向右下移,
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