光合作用与呼吸作用的关系及影响因素真正光合速率的辨析及相关实验知识点一辨析真正光合速率、表观光合速率与呼吸速率1.真正光合速率、表观光合速率和细胞呼吸速率的关系图解(1)常考曲线分析(2)真正光合速率、表观光合速率和呼吸速率的常用表示方法(以光合速率大于呼吸速率为例)微观点悟归纳总结真正光合速率O2产生速率CO2固定(或消耗)速率有机物产生(或制造、生成)速率表观光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率黑暗中有机物消耗速率2.植物有机物积累量的计算方法(1)计算方法：常见以下两种情况持续光照条件下：有机物积累量V表t。有时光照有时黑暗条件下，有两种计算方法：方法一：有机物积累量光合产生量呼吸消耗量(V表V呼)t光V呼(t光t暗)方法二：有机物积累量光照时的积累量黑暗时的消耗量V表t光V呼t暗(2)注意事项判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物积累量是否大于0。注意所求与已知的物质是否一致，如已知CO2的量求葡萄糖的量，则需要借助反应式运用化学计算方法进行换算。计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。3.常考曲线分析以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标【特别提醒】真正光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率呼吸速率，不要认为表观光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率呼吸速率，此时真正光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。【典例】 三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片表观光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是()A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成三碳酸的速率相对较高B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片碳反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度慧眼识图答案D【对点小练】(201610月浙江选考)在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验，结果如图所示。补光的光强度为150 (molm2s1)，补光时间为上午7：0010：00，温度适宜。下列叙述正确的是()A.给植株补充580 nm光源，对该植株的生长有促进作用B.若680 nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降C.若450 nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6(molm2s1)时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少解析与对照组相比，补充580 nm光源，CO2的吸收速率较低，所以补充580 nm光源不能促进植物生长，A错误；光合色素增加则光饱和点会升高，B错误；由于补充450 nm光源可促进植物的光合作用，所以突然停止了补光后，释放O2的量应降低，C错误。答案D光合速率的测定方法(1)以气体体积变化为测量指标测定方法光合作用速率可用上图所示装置进行测定，NaHCO3可以维持瓶内空间CO2浓度稳定，小液滴的移动量表示植物放氧量(表观光合量)。物理实验误差的校对为了防止气压、温度等非光合作用因素引起误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如死的幼苗)，其他条件均不变。利用装置进行光合速率的测定，测出的结果是表观光合速率，要得到真正的光合速率，还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率，二者相加即为真正光合速率。(2)以有机物变化量为测量指标半叶法如图，可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。若给B照光，A不照光，将A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同，但无光的环境中保存，一段时间后，与取下的B同时烘干、称重，重量差值与时间的比值表示真正的光合速率假设最初A、B初始重量为X，实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB，则(XWA)表示呼吸消耗量，(WBX)表示净光合量，总光合量(WBX)(XXA)，真正光合速率(WBWA)/t。若先将A取下烘干称重，B照光一段时间后再取下烘干称重，则重量差值与时间比值表示表观光合速率(A、B初始干重相等，故WBWA表示有机物积累量)。知识点二“探究光强度对光合作用的影响”设计思路设计思路(一)1.实验流程(1)打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径1 cm)。(2)抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)。(3)小圆形叶片沉水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底。(4)对照实验及结果：项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光强度叶片浮起数量甲10片20 mL强多乙10片20 mL中中丙10片20 mL弱少2.实验结论在一定范围内，随着光强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。设计思路(二)实验目的设计思路原理现象结论相互对照探究光照度对净光合作用的影响改变白炽灯具与玻璃容器间的距离强光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2多于细胞呼吸消耗的O2，使容器内压强增大有色液滴右移强光下，净光合作用强度0较强光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2等于细胞呼吸消耗的O2，容器内压强不变有色液滴不移动较强光下，净光合作用强度0弱光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2少于细胞呼吸消耗的O2，使容器内压强减小有色液滴左移弱光下，净光合作用强度0【对点小练】1.(2017嘉兴期末)在右图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中，然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面，光照后叶片重新浮出液面的原因是()A.叶片吸水膨胀，密度减小的缘故B.溶液内产生的CO2大量附着在叶面上的缘故C.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上的缘故D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大的缘故解析叶片浮出水面的原因是叶片的光合速率大于呼吸速率，释放的气体浮在叶面上，A错误，C正确；溶液内不会产生过多的二氧化碳，NaHCO3溶液的作用是保持容器内二氧化碳的浓度稳定，B错误，D错误。答案C2.(2017绿色联盟高三3月适应)如图1表示高等植物光合作用的某反应过程；图2表示某同学为探究影响光合作用的速率的实验装置，取几株有5个叶片、株高相近的西红柿植株，分别放在密闭的玻璃容器内。(1)图1表示光合作用的_反应过程，图中的物质为该反应提供了_，影响图1过程的主要环境因素有_；每1分子物质离开该反应会同时有_分子的物质参与RuBP的再生。(2)利用图2装置可用于研究_对光合速率的影响，该实验光合速率的大小是用一定时间内的_表示，此数值应_(填“大于”“等于”或“小于”)该植物的实际光合速率。答案(1)碳氢和能量CO2浓度和温度5(2)光照强度或光质(波长)二氧化碳传感器数值的变化量(或玻璃罩内CO2的减少量)小于(时间：40分钟分数：100分)一、选择题1.(2017浙江新高考研究联盟高三联考)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响，图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物表观光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是()A.图甲中叶绿素含量的测定，可先用95%的乙醇提取叶片中的色素B.据图甲推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力C.图乙中8：00到12：00表观光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱D.图乙中18：00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等解析叶绿体色素可以溶于有机溶剂，故可用95%的乙醇提取叶片中的色素，A正确；图甲中遮光程度越大，叶片中的色素含量越多，据此推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力，B正确；由图乙可知8：00到12：00气孔导度基本不变，光合作用速率不会减小，推测表观光合速率降低的原因可能是呼吸强度的增大，C错误；由图乙可知18：00时表观光合速率等于0，说明此时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等，D正确。答案C2.(2017浙江名校协作体高三模拟)在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用下图一的实验装置测量一小时密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图二所示。下列叙述错误的是()A.AB段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50 ppm CO2/minC.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将下降D.若第10 min时突然黑暗，叶绿体基质中3磷酸甘油酸的含量将增加解析前30 min CO2含量1 680 ppm下降到180 ppm，表观光合速率为(1 680180)3050 ppm CO2/min，而后30 min呼吸速率为(600180)3014 ppm CO2/min，由于温度恒定，所以真正光合速率为501464 ppm CO2/min。答案B3.(2017杭州市周边重点中学高三模拟)研究人员测定了不同浓度镉和钙处理12天后，秋茄(一种红树林植物)的各项生理指标，结果如图(注：气孔导度即气孔开放程度)，下列说法错误的是()A.实验结果表明，随着镉浓度增大，秋茄的表观光合速率降低B.低浓度钙能促进镉对秋茄的胁迫(环境对生物体所处的生存状态产生的压力)C.在相同且适宜光照和温度下，镉浓度5 mg/L、钙浓度400 mg/L时秋茄叶肉细胞中ATP、NADPH的产生速率大于镉浓度0.5 mg/L、钙浓度0 mg/L时的产生速率D.秋茄对土壤中铜、镉、汞等重金属的吸收能力不同，根本原因是基因的选择性表达解析图中可以反映出随着镉浓度增大，表观光合速率降低，A正确；低浓度钙处理镉溶液处理过的秋茄，其净光合作用速率和气孔导度有所增加，所以低浓度钙能缓解镉对秋茄的影响，B错误；据图，镉浓度5 mg/L、钙浓度400 mg/L时秋茄净光合速率（气孔导度）高于镉浓度0.5 mg/L、钙浓度0 mg/L时的净光合速率（气孔导度），可推测，真正光合速率前者高于后者，ATP、NADPH的产生速率前者高于后者，C正确；秋茄对土壤中铜、镉、汞等重金属的吸收能力不同，直接原因是根细胞表面的吸收矿质离子的载体不同，根本原因是不同基因表达的mRNA数量不同（基因的选择性表达），D正确。答案B4.(2017宁波新高考选考适应)为探究某植物生长的最佳光强度，设计下图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是()A.光合作用产生O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示B.若装置中的液体为NaOH溶液，给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为厌氧呼吸消耗的O2量C.为使测得的O2变化量更精确