生物光合作用和细胞呼吸图解(便于理解)
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光合作用和细胞呼吸中典型曲线的分析【方法归纳】从以下两个角度综合分析光合作用和细胞呼吸的曲线(1)光合作用与细胞呼吸典型曲线上各点的分析:有关光合作用和细胞呼吸关系的变化曲线图中,最典型的就是夏季的一天中CO2的吸收和释放变化曲线图,如下图1所示。
曲线的各点含义及形成原因分析如下:a点:凌晨3时~4时,温度降低,细胞呼吸强度减弱,CO2释放减少;b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用;bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度;c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度;ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度;d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象;e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度;ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度;fg段:太阳落山,光合作用停止,只进行细胞呼吸。
(2)有机物产生与消耗情况的分析(见下图2):①积累有机物时间段:ce段。
c点和e点时,光合作用强度与细胞呼吸强度相等,c~e由于光照强度的增强,光合作用强度大于细胞呼吸强度,故不断积累有机物。
②制造有机物时间段:bf段。
b点大约为早上6点,太阳升起,有光照,开始进行光合作用;f点大约为下午6点,太阳落山,无光,停止光合作用。
③消耗有机物时间段:Og段。
一天24小时,细胞的生命活动时刻在进行,即不停地消耗能量,故细胞呼吸始终进行。
④一天中有机物积累最多的时间点:e点。
白天,光合作用强度大于细胞呼吸强度,积累有机物;e点后,随着光照的减弱,细胞呼吸强度大于光合作用强度,故e点时积累的有机物最多。
⑤一昼夜有机物的净积累量表示:SP-SM-SN。
SP表示白天的净积累量,SM和SN表示夜晚的净消耗量,故SP-(SM+SN)为一昼夜的净积累量。
【易错提醒】(1)注意区分图1与典例图中纵坐标的含义,前者表示细胞吸收或释放二氧化碳的量,后者表示容器内二氧化碳浓度,两者变量不同。
(2)曲线的坡度表示反应速率的大小,坡度越大,表明光合作用或呼吸作用速率越大。
光合作用和呼吸作用的图解光合作用相关研究过程和呼吸作用密不可分的,因此,要很好的研究光合作用首先要搞清楚二者的关系,其次要了解不同情况下二者的综合表现,然后才能针对性的去面对具体问题分析解答。
一、光合作用与呼吸作用的关系在同一张叶片中,既有叶绿体吸收CO2,释放O2;又有线粒体释放CO2,吸收O2。
(参见右图)光合强度(又叫光合速率),它是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量,或O2释放量。
呼吸强度(又叫呼吸速率),它一般是指无光照时,单位时间、单位叶面积的CO2释放量,或O2吸收量。
⑴在光照强度为0时(即黑暗),叶绿体吸收的CO2量是0;释放的O2量是0。
线粒体释放的CO2全部进入空气中;吸收的O2全部来自于空气中。
此时,光合强度情况表示为“呼吸强度”(A点)。
(参见下图)⑵在光照强度有所增强,但光合速率<呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸;释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2有一部分用于光合作用,一部分进入空气中;吸收的O2一部分来自于光合作用,一部分来自于空气中。
此时,光合强度情况表现为“释放到空气中的CO2量”(例如B点)。
(参见下图)⑶在光照强度增强到光合速率=呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量全部来自于有氧呼吸;释放的O2量全部用于有氧呼吸。
线粒体释放的CO2全部用于光合作用;吸收的O2全部来自于光合作用。
此时,光合强度情况表现为“CO2量等于零”(C点)。
(参见下图)⑷在光照强度增强到光合速率>呼吸速率时,叶绿体吸收的CO2量有一部分来自于有氧呼吸,一部来自于空气中;释放的O2量一部分用于有氧呼吸,一部分进入空气中。
线粒体释放的CO2量全部用于光合作用;吸收的O2量全部来自于光合作用。
此时,光合强度情况表现为“空气中被吸收的CO2量”(例如D 点)。
(参见下图)⑸在光照强度增强到一定数值时,光合速率将不再提高,有1个最大定值(E 点)。
(参见下图)结合上述知识,得出随光照强度改变时,空气中CO2量的变化曲线:图1在光合作用中实测呼吸速率是很困难的,因此在黑暗条件中测定CO2的释放速率(或O2的吸收速率);在光照条件下测定CO2吸收速率(或O2的释放速率)。
考点一 有氧呼吸图解 1.图解:(1)有氧呼吸利用的呼吸底物主要是葡萄糖,其他有机物如氨基酸、脂肪等也可以作为细胞呼吸的底物。
(2)有氧呼吸的场所:真核生物中主要是线粒体,原核生物细胞内由于没有线粒体,其有氧呼吸主要场所是细胞质和细胞膜。
2.有氧呼吸各元素的去向:考点二 无氧呼吸 1.无氧呼吸的过程:2.不同生物无氧呼吸的产物:考点三 有氧呼吸与无氧呼吸的比较考点四 影响植物细胞呼吸的因素及应用 1.影响细胞呼吸的内在因素。
不同植物具有不同的呼吸速率,同一植物的不同器官,同一器官的不同组织,同一器官在不同的生长过程中的呼吸速率都有很大的差异。
2.影响细胞呼吸的外界因素。
(1)温度:温度影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性(如下图所示)。
(2)氧气浓度:氧气是植物正常呼吸(有氧呼吸)的重要因素,是呼吸作用不可缺少的因素,直接影响呼吸速率和呼吸的性质。
氧浓度对呼吸作用方式及速率的影响如右图所示。
(3)二氧化碳浓度(是呼吸作用的产物,对细胞呼吸有抑制作用),含水量等。
3.应用。
在生产实践中,根据需要常采取一定措施促进或抑制细胞呼吸。
如中耕松土促进根系有氧呼吸以利于吸收矿质元素;低温、低氧、充CO 2、干燥等抑制细胞呼吸。
考点五 光合作用与有氧呼吸 1.区别与联系:2.光合作用和呼吸作用中[H]的来源和去路分析:注意:(1)光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)十分简化的表示方式,而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)十分简化的表示方式,二者不是同一种物质,尽管书写形式相同。
(2)还原氢的书写形式一定不能写成H、H+、H2,只能写成[H]或NADPH或NADH。
考点六探究酵母菌的呼吸方式1.实验原理:(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式,方程式(略)。
(2)CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。