呼吸作用和光合作用曲线图的分析

呼吸作用和光合作用曲线图的分析 光合作用和呼吸作用的相关曲线图归纳总结 一、影响关合速率的环境因素： 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）光合作用速率还是净光合作用速率？ 光合总产量和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的表观汲取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汲取量或有机物消耗量来表示。本图纵坐标代表的是净光合速率。 （2）相关的点和线段代表的生物学含义如何？ A点：A点时间照强度为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。由此点获得的信息是：呼吸速率为OA的肯定值，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也不汲取CO2，此点为光合作用补偿点。 C点：当光照强度增加到肯定值时，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和点。 AB段：此时间照较弱，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：此时间照较强，，呼吸产生的CO2不够光合作用所用，表现为从外界汲取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：在肯定的光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用速率渐渐增加。 CD段：当光照强度超过肯定值时，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是光照强度。 CD段：限制光合作用速率的环境因素主要有：CO2浓度、温度等。 内部因素有：色素的含量、酶的活性和数量。 （4）在什么光照强度下植物能正常生长？ 1.只有当净光合作用速率>0时，植物才能正常生长，即白天光照强度至少大于B点。 2.在一昼夜中，白天的光照强度还要满意白天的净光合产量>晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。 （5）若该曲线是某阳生植物，那么阴生植物的相关曲线图该如 何表示？为什么？ 阴生植物的呼吸速率一般比阳生植物低，所以对应的A点一般上移。阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a／叶绿素b的比值相对较小，叶绿素b的含量相对较多，在光照比较弱时，光合作用速率就达到最大，所以对应的C点左移。阴生植物在光照比较弱时，光合作用速率就等于呼吸速率，所以对应的B点左移。 （6）已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的A点、B点、M点分别如何移动？ 依据光合作用和呼吸作用的最适温度可知，温度由25℃上升到30℃时，光合作用减弱，呼吸作用增加，所以对应的A点下移。光照强度增加才能使光合作用速率等于呼吸速率，所以B点右移。由于最大光合作用强度减小了，所须要的光能也应当削减，所以M点应当左移。 （7）若植物体缺Mg，则对应的B点如何移动 植物体缺Mg，叶绿素合成削减，光合作用效率减弱，但呼吸作用没有变，须要增加光照强度，光合作用速率才等于呼吸速率，所以B点右移。 （8）A点、A点之外产生ATP的细胞结构是什么？ A点只进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是细胞质基质和线粒体。A点之外既进行光合作用，又进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构有叶绿体、细胞质基质和线粒体。 （9）处于A点、AB段、B点、BC段时，右图分别对应发生哪些过程？ A点：e、f（前者是CO2，后者是O2） AB段：a、b、e、f（a是CO2，b是O2） B点：a、b BC段：a、b、c、d（c是O2，d是CO2） 2．CO2浓度对光合作用速率的影响 （1）曲线（一） ①在肯定范围内，光合作用速率随CO2浓度上升而加快，但达到肯定浓度后，再增大CO2浓度，光合作用速率不再加快。（图中纵轴代表的是净光合作用速率） ②A点：CO2补偿点，即在光照条件下，叶片进行光合作用所汲取的二氧化碳量与叶片所释放的二氧化碳量达到动态平衡时，外界环境中二氧化碳的浓度。 B点：CO2饱和点，表示光合作用速率达到最大时所应的最低CO2浓度。点以后随着CO2浓度的上升，光合作用速率不再加快，此时限制光合作用速率的环境因素主要是光照强度和温度。 ③若CO2浓度肯定，光照强度减弱，A点、B点移动趋势如下： 光照强度减弱，光合作用速率增加，由于呼吸速率不变，要使光合作用速率与呼吸作用速率相等，须要提高CO2浓度，故A点右移。由于光照强度减弱，光反应减弱，因而光反应产生的[H]与ATP削减，影响了暗反应中C3的还原，故CO2的固定减弱，所需CO2浓度随之削减，B点应左移。 3．温度对光合作用速率的影响： 主要通过影响暗反应中酶的活性来影响光合作用的速率。在肯定温度范围内，随着温度的上升，光合速率随着增加，超过肯定的温度，光合速率不但不增大，反而降低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2供应削减，从而间接影响光合速率。 ①若Ⅲ表示呼吸速率，则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率和净光合速率，即净光合速率等于实际光合速率减去呼吸速率。 ②在肯定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如左图所示。所以植物净光合作用的最适温度不肯定就是植物体内酶的最适温度。在20℃左右，植物中有机物的净积累量最大。 4.水、矿质元素对光合作用速率的影响 水是光合作用原料之一，同时也是代谢的必需介质，缺少时会使光合速率下降；矿质元素如：Mg是叶绿素的组成成分，N是光合作用有关酶的组成成分，P是ATP的组成成分，缺少也会影响光合速率。 5.叶龄对光合作用强度的影响 随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断增加； 壮叶时，叶面积、叶绿体都处于稳定状态，光合速率基本稳定； 老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降。 二、光合作用和细胞呼吸中相关的拓展延长： 有关光合作用和呼吸作用关系的改变曲线图中，最典型的就是夏季的一天中CO2汲取量和释放量改变曲线图，如图1所示： 1．曲线的各点含义与形成缘由分析如图1 a点：凌晨3时～4时，因温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放削减； b点：上午6时左右，太阳出来，起先进行光合作用； bc段：光合作用小于呼吸作用； c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用； ce段：光合作用大于呼吸作用； 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，光合作用等于呼吸作用； ef段：光合作用小于呼吸作用； fg段：太阳落山