绿色植物光合作用与呼吸作用的相关计算

绿色植物的新陈代谢绿色植物的新陈代谢是指植物体内一系列的化学反应过程，包括光合作用、呼吸作用、营养吸收和释放、水分运输等。

这一系列反应的进行，使得植物在不断地生长、发育、繁殖的过程中，能够满足其对能量和养分的需求。

本文将详细探讨绿色植物的新陈代谢及其相关的生理机制。

一、光合作用光合作用是绿色植物进行能量获取的一种重要途径。

在这一过程中，植物通过光合色素吸收太阳能，并将其转化为化学能，最终合成有机物质，如葡萄糖。

光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应发生在叶绿体的葉綠體簇光系統中，利用太阳能将光能转化为化学能。

暗反应则是在质体中进行的一系列化学反应，通过将光合作用的产物转化为能储存的形式，如淀粉。

二、呼吸作用呼吸作用是植物体内的一种生理过程，通过此过程，植物将有机物质分解为二氧化碳和水，从而释放出能量。

呼吸作用在昼夜间都会发生，但光合作用只发生在光照的条件下。

呼吸作用产生的能量主要用于维持植物的生命活动，如细胞分裂、有机物合成、细胞膜的稳定等。

呼吸作用还参与到光合作用的调节中去，通过调节呼吸速率，植物能够实现对光合作用产物的利用和储存。

三、营养吸收和释放绿色植物通过根系吸收土壤中的营养元素，并通过根尖细胞壁与土壤形成共生关系，如根瘤菌共生以及菌根共生等。

其中，根瘤菌共生体系中的根瘤菌能固定大气氮，并将其转化为植物可以利用的形式，满足植物对氮的需求。

而菌根共生体系中的真菌能够促进土壤中养分的吸收，提高植物对养分的利用效率。

同时，植物在生长过程中也会释放一部分营养物质到土壤中，与土壤微生物发生相互作用，形成营养循环。

四、水分运输水分运输是绿色植物体内一种重要的生理过程。

植物通过根系吸收水分，并通过导管系统将水分运输到地上部分，满足光合作用的需求。

导管系统中主要有xylem和phloem组织，前者负责水分的向上运输，后者负责有机物质的运输。

水分的运输是通过蒸腾作用驱动的，即植物从气孔散发水分，使地上的水分形成负压，从而引起水分的上升。

绿色植物光合作用与呼吸作用的相关计算松江一中赵金萍教学目标：1、知识与技能：概述绿色植物光合作用与呼吸作用的关系、测量光合作用的指标以及它们之间的关系。

2、过程与方法：(1)通过解析有关绿色植物光合作用与呼吸作用的练习题，一方面学会解析题目的方法，另一方面理解绿色植物光合作用与呼吸作用的关系，并能总结出测量光合作用的指标以及它们之间的关系。

(2) 运用所学绿色植物光合作用与呼吸作用的知识解析实际生活中的自然现象。

3、情感态度与价值观：（1）、通过小组比赛的形式激发学习研究的热情，逐步形成锲而不舍、探索创新的学习态度，促进自身的可持续发展。

（2）增强关注自然、关注生活、热爱生活的积极的生活态度。

（3）采用小组合作的学习方式，在合作交流中获得知识、促进理解、提高能力，潜移默化地培养学生正确的价值观和人生观。

教学重点：测量光合作用的指标以及它们之间的关系。

教学难点：运用测量光合作用的指标以及它们之间的关系解析练习题。

教学过程：课前准备：比赛：每个学习小组解析两道有关绿色植物光合作用与呼吸作用的练习题。

导入：多媒体演示：新疆素有“瓜果之乡”的美称。

在民间流传着一首优美的“顺口溜”，对新疆不同地区的不同瓜果加以概括。

吐鲁番葡萄哈密的瓜叶城的石榴人人夸，库尔勒的香梨甲天下，伊犁苹果顶呱呱，阿图什的无花果名声大，下野地的西瓜甜又沙，喀什樱桃赛珍珠，伽师甜瓜甜掉牙，和田的薄皮核桃不用敲，库车白杏味最佳。

一年四季有瓜果，来到新疆不想家。

【学生活动：】讨论为什么新疆的水果比其他内地地区的水果含糖等有机物多？【教师：】①吐鲁番地区属于高纬度地区，日照时间比内地地区长，光合作用时间长；②吐鲁番地区属于沙漠性气候，日夜温差大，有利有机物质的积累。

通过这节课的学习我们会有更全面的认识。

【学生活动：】每组汇报练习题的答案【教师：】公布答案例1：参考答案：（1）3 （2）4 （3）7.03例2：60 mg【学生活动：】由做错的或对的讲讲解题步骤。

光合作用与呼吸作用的相关曲线图归纳总结1、光照强度对光合作用速率的影响(1)图中纵坐标代表总(实际或真正)光合作用速率还就是净光合作用速率？光合总产量与光合净产量常用的判定方法:总(实际或真正)光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

①表观(净)光合速率通常用O2的表观释放量、CO2的表观吸收量或有机物积累量来表示。

②总(实际或真正)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造(合成)量来表示。

③呼吸速率只能在黑暗条件下测定。

通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。

本图纵坐标代表的就是净光合速率。

（2）相关的点与线段代表的生物学含义如何？A点:A点时光照强度为0,光合作用速率为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用。

由此点获得的信息就是:呼吸速率为OA的绝对值,因此净光合速率为负值。

B点:实际光合作用速率等于呼吸速率(光合作用与呼吸作用两者处于动态衡),净光合作用速率为0。

表现为既不释放CO2也不吸收CO2,此点为光合作用补偿点。

C点:当光照强度增加到一定值时,光合作用速率达到最大值。

此点对应的M点为光合作用速率达到最大值(CM)时所对应的最低光照强度,此光照强度为光合作用饱与点。

AB段:此时光照较弱,此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余,表现为向外界释放CO2。

总光合作用速率小于呼吸速率,因此净光合速率为负值。

BC段:此时光照较强,呼吸产生的CO2不够光合作用所用,表现为从外界吸收CO2。

总光合作用速率大于呼吸速率,因此净光合速率为正值。

AC段:在一定的光照强度范围内,随着光照强度的增加,光合作用速率逐渐增加。

CD段:当光照强度超过一定值时,光合作用速率不再随光照强度的增加而增加。

（3）AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素有哪些？在纵坐标没有达到最大值之前,主要受横坐标的限制,当达到最大值之后,限制因素为横坐标之外的其它因素AC段:限制光合作用速率的因素就是光照强度。

二轮复习·理清光合作用与呼吸作用的关系Ⅰ 光合作用一、光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把CO 2和H 2O 合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。

二、总反应式：（1）根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。

（2）光反应阶段：必须有光才能进行 场所：类囊体薄膜上，包括水的光解和ATP 形成。

光反应中，光能转化为ATP 中活跃的化学能。

（3）暗反应阶段：有光无光都能进行，场所：叶绿体基质，包括CO 2的固定和C 3的还原。

暗反应中，ATP 中活跃的化学能转化为（CH 2O ）中稳定的化学能。

（4）光反应和暗反应的联系：光反应为暗反应提供ATP 和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP 的原料ADP 和Pi 。

三、色素【总结】绿叶中的色素包括叶绿素（叶绿素a 、叶绿素b ）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），其中叶绿素a 呈现蓝绿色，叶绿素b 呈现黄绿色，胡萝卜素呈现橙黄色，叶黄素呈现黄色。

绿叶中的四种色素含量依次是：叶绿素a >叶绿素b >叶黄素>胡萝卜素（叶绿素a 与叶绿素b 的比约为3∶1，叶黄素与胡萝卜素之比约2∶1）色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素分离。

四种色素的溶解度高低依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b 。

在滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色带，从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b 。

在滤纸条上，两色素带间距离最大的是：胡萝卜素与叶绿素b ，两色素带间距离最小的是：叶绿素a 与叶绿素b ，相邻两色素带间距离最大的是：胡萝卜素与叶2261262266126O O H O H C O H CO ++→+表示糖类 其中，)()(22222O CH O O CH O H CO +→+黄素。

【练习】1．用纸层析法分离叶绿体中的色素，可以看到滤纸上出现4条色素带，其中最宽的色素带是（ A ），最窄的色素带是（ C ）。

2022年高考生物总复习：陆生植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。

(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。

【典例2】细胞呼吸是生物非常重要的生命活动。

请回答：(1)如图表示人体细胞内有氧呼吸的过程，其中a～c表示相关过程，甲、乙表示相应物质。

①图中物质甲表示________，物质乙表示________。

②图中a、b、c所代表的过程中，产生能量最多的是________，该反应进行的场所是________。

③图中O2的作用是_________________________________________________。

(2)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。

①据图填写上表内容。

②若仍然通过观察液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？______________________________________________________________________________________________________________________。

光合作用呼吸作用相关知识点名词光合作用：发生范围(绿色植物)、场所(叶绿体)、能量来源(光能)、原料(二氧化碳和水)、产物(储存能量的有机物和氧气)。

叶绿体的色素①分布：基粒片层结构的薄膜上。

②色素的种类：高等植物叶绿体所含以下四种色素。

a、叶绿素主要稀释红光和蓝紫光，包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(β类胡萝卜素主要稀释蓝紫光，包含胡萝卜素和叶素叶绿体的酶原产在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。

光合作用的过程①光反应阶段a、水的离子化：2h2o→4[h]+o2(为暗反应提供更多氢)b、atp的构成：adp+pi+光能—→atp(为暗反应提供更多能量)②暗反应阶段：a、co2的固定：co2+c5→2c3b、c3化合物的还原：2c3+[h]+atp→(ch2o)+c5光反应与暗反应的区别与联系①场所：光反应在叶绿体基粒片层膜上，暗反应在叶绿体的基质中。

②条件：光反应须要光、叶绿素等色素、酶，暗反应须要许多有关的酶。

③物质变化：光反应发生水的光解和atp的形成，暗反应发生co2的固定和c3化合物的还原。

④能量变化：光反应中光能→atp中活跃的化学能，在暗反应中atp中活跃的化学能→ch2o中平衡的化学能。

⑤联系：光反应产物[h]是暗反应中co2的还原剂，atp为暗反应的进行提供了能量，暗反应产生的adp和pi为光反应形成atp提供了原料。

光反应的展开必须在光下就可以展开，并随着光照强度的减少而进一步增强，暗反应存有光、无光都可以展开。

暗反应须要光反应提供更多能量和[h]，在较差光照下生长的植物，其光反应展开较快，故当提升二氧化碳浓度时，光合作用速率并没随之减少。

光照进一步增强，蒸腾作用随之减少，从而防止叶片的烧伤，但寒冷夏天的中午光照过弱时，为了避免植物体内水分过度散佚，通过植物展开适应性的调节，气孔停用。

虽然光反应产生了足够多的atp和〔h〕，但是气孔停用，co2步入叶肉细胞叶绿体中的分子数增加，影响了暗反应中葡萄糖的产生。

总结：作用的环境因素有哪些？（1）光照强度：在一定范围内，光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强；但光照增强到一定程度时，光合作用强度就不再增加。

（2）温度：温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用；在一定范围内随温度的提高，光合作用加强；温度过高时也会影响酶的活性，使光合作用强度减弱。

（3）O 2浓度：二氧化碳是光合作用的原料。

在一定浓度范围内，适当提高二氧化碳的浓度，光合作用加强。

但浓度提高到一定程度，光合作用不再增强。

（4）水分：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。

水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO 2进入植物体内。

（5）矿质元素：如Mg 是叶绿素的组成成分，N 是光合酶的组成成分，P 是ATP 分子的组成成分等等 。

二、影响植物呼吸速率的因素及相关曲线1．内部因素 (1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。

(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗在开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。

(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。

2．环境因素（1）温度 呼吸作用在最适温度(25℃～35℃)时最强；超过最适温度酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，呼吸受抑制。

(2)O2的浓度 O2浓度直接影响呼吸作用的性质。

O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10％以下时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10％以上时，只进行有氧呼吸。

(3)CO2浓度 从化学平衡的角度分析：CO2浓度增加，呼吸速率下降。

三、从光合作用和呼吸作用分析物质循环和能量流动 1．从反应式上追踪元素的来龙去脉 ①光合作用总反应式： ②有氧呼吸反应式：2．从具体过程中寻找物质循环和能量流动四、有关光合作用强度的计算：对于绿色植物来说，由于进行光合作用的同时，还在进行呼吸作用。

因此，光下测定的值为净光合速率，而实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

D．光照的1h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度
【解析】呼吸酶的最适温度是29℃左右，不确定就是29℃；绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1h，测得的数据为1h内呼吸作用消耗的有机物的质量，相当于下楼梯；
光照1h(此过程同时也进行呼吸作用)后与暗处理前质量变化+∣暗处理后质量变化∣=1h该绿色植物叶片的净光合作用；
光照后与暗处理前质量变化+2×∣暗处理后质量变化∣=1h该绿色植物叶片的总光合作用，光照的1h时间内，第4组合成葡萄糖总量=1+1×2=3mg；光照的1h时间内，第1、2、3组释放的氧气量分别为4、5、6；因为4组的净光合作用都大于0，故光照的1h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度
【答案】D。