提能点(二)　掌握光合作用与细胞呼吸相关曲线的分析方法

提能点(二)掌握光合作用与细胞呼吸

相关曲线的分析方法(一)光合速率与呼吸速率的表示方法及关系曲线1.表观光合速率、真正光合速率及呼吸速率的表示方法项目表示方法表观光合速率O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量真正光合速率O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率(黑暗中测量)CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量2.光合作用与细胞呼吸相关曲线解读与分析[模型一]

解读：①曲线Ⅰ：呼吸量；②曲线Ⅲ：总光合量；③曲线Ⅱ：净光合量，即Ⅱ＝Ⅰ－Ⅲ；④交点D对应E点，此时净光合量为“0”；⑤B点为植物生长最快点。[模型二]

解读：①曲线a：总光合强度；②曲线b：呼吸强度；③a－b：净光合强度或干物质量；④交点F：光合强度＝呼吸强度，此时净光合速率为0，植物不能生长，相当于模型一中的D点和E点[模型三]

解读：①曲线c：净光合强度；②曲线d：呼吸强度；③c＋d：总光合强度；④交点G：净光合强度＝呼吸强度，此时植物仍能生长，直至曲线与横轴相交，使得净光合量降为0时，才与模型一中D、E点相当。(二)气体变化量典型曲线1.晴朗夏日一天的气体变化曲线曲线模型曲线解读此类图示中，光合速率＝呼吸速率的值均为曲线与横轴的交点，如图中的b点与c点；横轴以上曲线表示光合速率>呼吸速率，横轴以下曲线表示光合速率<呼吸速率(或只进行呼吸作用)2.密闭容器中气体变化曲线曲线模型曲线解读此类图示中，光合速率＝呼吸速率均为曲线拐点，如图1(d、e点)和图2(f、g点)所示；纵轴为CO2的含量时，终点高于起点(N>M)，有机物的消耗大于制造，反之(N<M)，积累有机物，植株生长；纵轴为O2的含量时，终点高于起点(N>M)，有机物的制造大于消耗，植株生长，反之(N<M)，无有机物积累，植株无法生长[例2]

如图为与光合作用有关的几种曲线关系，相关表述正确的是(

)A.图甲中有机物制造量最大时的温度为25℃B.若图乙中a、b均为光补偿点，则a、b的净光合速率相等C.图丙中a点不会随着环境条件的变化而发生移动D.若甲、乙、丙、丁为同一植物，则四图中的a点含义相同[答案]

B[解析]有机物制造量为真正光合速率，图甲中温度为25℃时有机物的制造量大约为2＋3.5＝5.5(mg/h)，a点值约为3＋3＝6(mg/h)，故图甲中有机物制造量最大时的温度不是25℃，A错误；图乙中a点温室CO2浓度最高，b点温室CO2浓度最低，a、b两点的呼吸速率等于光合速率，则a、b的净光合速率相等均为0，B正确；若图丙是在最适温度条件下测得，则当温度升高或降低时，相关酶活性可能下降，光合速率降低，a点会右移，C错误；若甲、乙、丙、丁为同一植物，则乙、丙、丁的a点含义相同，都表示净光合速率为0，图甲中a点的含义是净光合速率与呼吸速率相同，其净光合速率不为0，D错误。模型法突破光合作用与细胞呼吸综合曲线分析题|思|维|建|模|模型构建对光合作用分析时，常涉及曲线变化分析，针对此类题目可利用模型与建模思维构建光合作用的关系图，设置一条气体体积(或有机物含量)不变的“不增不减”中轴线，如下图所示，此时的含义是光合速率等于呼吸速率续表模型分析①以CO2为例，若环境中(特别是密闭环境)CO2浓度增加，往往是呼吸速率大于光合速率，或者仅进行细胞呼吸；若CO2浓度下降，则光合速率大于呼吸速率。②以O2为例，若环境中(特别是密闭环境)O2浓度增加，光合速率肯定大于呼吸速率；若O2浓度下降，则往往是呼吸速率大于光合速率，或者仅进行细胞呼吸3.(2023·湖州中学月考)将某一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是(

)|针|对|训|练|A.图1中BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱B.图1中D和H点时的光照强度是相同的，且分别对应于图2中的d和h点C.出现FG段与ef段的变化是因为气孔关闭，叶片吸收CO2的量减少D.由图所示的结果表明，该植株经过这一昼夜之后，有机物含量有所增加答案：B

解析：图1中的B点为凌晨，此时植物只进行呼吸作用，凌晨气温下降，植物呼吸作用减弱，因此BC段较AB段CO2浓度增加减慢的原因是低温使植物呼吸作用减弱，A正确；图1中D和H点是光补偿点，即光合速率等于呼吸速率，由于D和H点的温度不一定相等，因此呼吸速率不一定相等，光合速率也不一定相等，所以光照强度不一定相同，B错误；图1中FG段与图2中的ef段会出现“午休”现象，其变化的原因是部分气孔关闭，叶片吸收CO2的量减少，C正确；图1中比较A点和I点，I点的CO2浓度低于A点，说明植株的有机物含量有所增加，D正确。4.研究人员以植物甲(阳生植物)和乙(阴生植物)为材料进行实验，结果如图1和图2所示。请回答下列问题：(1)图1中，A点时，植物甲中的C3在有关酶的催化作用下，接受光反应提供的能量并且被NADPH还原后，形成__________________。由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，并在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是______________________________________________。(2)植物的光补偿点是植物光合作用CO2吸收量与植物细胞呼吸CO2释放量相等时对应的光照强度。由图1和图2可知，光补偿点的大小可能因______________的不同而有差异。与阳生植物相比较，阴生植物呼吸速率很低，很弱的光合作用就可以使植物光合作用CO2吸收量与植物细胞呼吸CO2释放量相等，从而可以在____________的环境中存活下来。(3)图2中，为验证在92μmol·m－2·s－1光照强度下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，需在此基础上进一步实验，请写出实验思路：____________________________________________________。解析：(1)图1中，A点植物甲可以进行光合作用，在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，在相关酶的催化作用下，C3被还原生成C5和有机物；由A点对应的光照强度升高到B点对应的光照强度，即光照强度增加，而光照强度增加会导致光反应产生的AT和NADPH增加，进而导致C3的还原增加，因此在此光照强度下光合速率达到稳定的过程中，植物乙光合作用中C3的相对含量变化是先下降后上升最后趋于相对稳定。(2)植物的光补偿点是光合作用CO2吸收量与植物细胞呼吸CO2释放量相等时对应的光照强度，图1和图2显示不同的植物呼吸速率不同，相同植物在不同的光照条件下净光合速率的大小关系变化情况也不同，说明光补偿点的大小可能因植物种类和生长环境的不同而有差异。根据图1分析，阴生植物的呼吸速率较阳生植物低，且很弱的光合作用就可以使植物光合CO2吸收量与植物呼吸CO2释放量相等，即弱光下就达到了光补偿点，这样可以使其在弱光的环境中生存下来。(3)图2实验的目的是验证在92μmol·m－2·s－1光照强度下生长的植物甲光补偿点降低是由环境因素引起的，而非遗传物质的改变造成的，根据实验的单一变量原则和对照性原则分析，在该基础上需要进一步实验，具体的思路为：收获在92μmol·m－2·s－1光照强度下生长的植物甲种子种植，使其在92μmol·m－2·s－1光照强度下生长，一段时间后，在与图2实验条件完全相同的条件下(重复上述实验)，测其光补偿点。答案：(1)有机物和C5[“糖类和C