1、光合作用与细胞呼吸的计算: ①原理解释:进行光合作用吸收CO2的同时,还进行呼吸作用释放CO2,而呼吸作用释放的部分或全部CO2未出植物体又被光合作用利用,这时在光照下测定的CO2的吸收量称为表观光合速率或净光合速率.表观光合速率与真正光合速率的关系如图:
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下,OA段代表植物呼吸速率,OD段表示植物表观光合作用速率,OA+0D段表示真正光合速率,它们的关系为:真正光合速率=表现光合速率+呼吸速率. 具体表达为:光合作用消耗总CO2=从外界吸收的CO2+呼吸产生的CO2; 光合作用产生的总O2=释放到外界的O2+呼吸消耗的O2 一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示):积累量=白天从外界吸收的CO2-晚上呼吸释放的CO2. ②光合作用相对强度可用如下三种方式表示: a、O2释放量(或实验容器内O2增加量); b、CO2吸收量(或实验容器内CO2减少量); c、植物重量(有机物)的增加量. ③表观光合速率和真正光合速率 真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率 表观光合速率常用O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量等来表示. 真正光合速率常用光合作用产生O2量、CO2固定量、有机物的产生量来表示. ④测定方法 a、呼吸速率:将植物置于黑暗中,测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量. b净光合速率:将植物置于光下,测定实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量. ⑤应用指南 a、植物每天的有机物积累量取决于光合作用与细胞呼吸速率的代数和(即净光合速率),若大于零,则净积累,植物生长;若小于零,则净消耗,植物无法正常生长. b、在有关问题中,若相关数据是在黑暗(或光照强度为零)时测得,则该数据代表呼吸速率.黑暗中只进行细胞呼吸,净光合速率为负值,真光合速率为零.若是在光下测得,则该数据代表净光合速率,只有特别说明是光合总量时,才代表真光合速率. 2、C3植物和C4植物 1)C3植物和C4植物光合作用的比较
| C3植物 | C4植物 | 光反应 | 叶肉细胞的叶绿体基粒 | 叶肉细胞的叶绿体基粒 | 暗反应 | 叶肉细胞的叶绿体基质 | 维管束鞘细胞的叶绿体基质 | CO2固定 | 仅有C3途径 | C4途径-→C3途径 |
2)C 4植物与C 3植物的鉴别方法 方法 | 原 理 | 条件和过程 | 现象和指标 | 结 论 | 生理学方法 | 在强光照、干旱、高温、低CO2时,C4植物能进行光合作用,C3植物不能. | 密闭、强光照、干旱、高温 | 生长状况: 正常生长 或 枯萎死亡 | 正常生长:C4植物 枯萎死亡:C3植物 | 形态学方法 | 维管束鞘的结构差异 | 过叶脉横切,装片 | ①是否有两圈花细胞围成环状结构 ②鞘细胞是否含叶绿体 | 是:C4植物 否:C3植物 | 化学方法 | ①合成淀粉的场所不同 ②酒精溶解叶绿素 ③淀粉遇面碘变蓝 | 叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察 | 出现蓝色: ①蓝色出现在维管束鞘细胞 ②蓝色出现在叶肉细胞 | 出现①现象时: C4植物 出现②现象时: C3植物 |
3)C 4植物比C 3植物光合作用强的原因 C4植物比 植物光合作用强的原因 | C3植物 | C4植物 | 结构原因: 维管束鞘细胞的结构 | 以育不良,无花环型结构,无叶绿体. 光合作用在叶肉细胞进行,淀粉积累,影响光合效率. | 发育良好,花环型,叶绿体大. 暗反应在此进行.有利于产物运输,光合效率高. | 生理原因: PEP羧化酶 磷酸核酮糖羧化酶 | 只有磷酸核酮糖羧化酶. 磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱,不能利用低CO2. | 两种酶均有. PEP羧化酶与CO2亲和力大,利用低CO2能力强. |
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