资源简介

(共96张PPT)
光合色素及光合作用过程
叶绿素
类胡萝卜素
（含量约3/4）
（含量约1/4）
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿体中的色素
一．叶绿体中色素的种类和颜色
叶绿素a的分子式为C55H70O2N4Mg,
叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg
胡萝卜素的分子式为C40H56,
叶黄素的分子式为C40H56O2
二.叶绿体中色素的吸收光谱分析
色素的功能：
吸收、传递(四种色素)和转换光能(只有少量特殊状态的叶绿素a)。
叶绿素主要吸收________________，类胡萝卜素主要吸收__________。
红光和蓝紫光
蓝紫光
色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760 nm，叶绿体中的色素只吸收__________，对红外光和紫外光等不吸收。
可见光
叶绿素a和叶绿素b在红光区和蓝紫光区的吸收峰值不相同
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
秋天降温时，植物体为了适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色
①叶片呈绿色的原因：


②叶片变黄的原因：


③叶片变红的原因：

【扩展】1.叶片颜色变化的原因分析
2.影响色素合成的因素

必需元素
温度
光照
叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄
温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成
是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄
原因分析
异常现象
①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中
滤纸条无
色素带
①滤液细线不直；②滤液细线过粗
滤纸条色
素带重叠
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低
(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
收集到的滤液绿色过浅
三、实验中异常现象分析
四、光合作用的过程
1.水的分解（氧和H＋ ） 2.ATP、 NADPH的生成
1.CO2的固定 2.C3的还原 3.ATP的水解
光能
ATP 、NADPH中活跃化学能
ATP 、NADPH中活跃化学能
稳定化学能
光反应
[NADPH]、ATP
暗反应
ADP、Pi、NADP＋
【拓展】1.教材中的隐性知识
1.(必修1 P103正文)叶绿体中光合色素吸收的光能,一方面用于H2O分解产生氧和NADPH;一方面用于ATP的合成。
2. (必修1 P103相关信息)水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP+与H+结合形成NADPH。
3. (必修1 P103正文)NADPH既可作还原剂,又可为暗反应提供能量
4. (必修1 P104相关信息) C3是指三碳化合物——3-磷酸甘油酸,C5是指五碳化合物——核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)。
5. (必修1 P104相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对小
光反应加快,[H]和ATP增多,C3的还原加快,C3减少,C5增多
光反应减弱,[H]和ATP减少,C3的还原减慢,C3增多,C5减少。
CO2的固定加快,C3增多,C5减少。
CO2的固定减慢,C3减少,C5增多。
2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
（1）光照增强时：
（2）光照减弱时：
（3） CO2浓度增加时：
（4） CO2浓度减少时：
过程法
模型法
(1)C5、NADPH、ATP的变化一致。C3与C5、NADPH、ATP的变化相反。
(2)C3量高于C5量,一般C3量为C5量的2倍。
(3)对光合作用有利,则(CH2O)合成增加,反之则减少。
条件 C3 C5 [H]和ATP (CH2O)
合成量
停止光照 CO2供应量不变
突然光照 CO2供应量不变
光照不变 停止CO2
光照不变 CO2供应增加
增加
下降
减少
减少
减少
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
减少
减少
减少
减少
叶绿体处于不同的条件下， C3 、C5、 [H]、ATP和(CH2O)合成量的动态变化
[H]
碳三碳五2:1
C3、C5等含量变化的判断
卡在谁后谁累积
影响光合作用的因素
项目 表示方法 测定方法
呼吸速率
净光合速率
总光合速率
单位时间内CO2释放量、
O2吸收量、有机物的消耗量
单位时间内O2释放量、
CO2吸收量、有机物的积累量
单位时间内O2产生量、
CO2固定量、有机物的制造量
黑暗测植物单位时间内O2吸收量或CO2释放量
光下测植物单位时间内CO2吸收量或O2释放量
不能直接测得
（算出来的）
一.光合速率表示方法
净光合
速率
呼吸
速率
总光合
速率
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
CO2固定量
CO2吸收量
CO2释放量
O2产生量
O2释放量
O2消耗量
有机物制造量
有机物积累量
有机物消耗量
“三率”的判断方法
1.根据坐标曲线判定
①当光照强度为0时,若CO2吸收量为负值,该值的绝对值代表细胞呼吸速率,该曲线代表净光合速率,如图甲。
②当光照强度为0时,光合速率也为0,该曲线代表真正光合速率,如图乙。
2.根据关键词判定
检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率
CO2
O2
有机物
提示:表中“CO2吸收量”是指植物体或植物细胞吸收的CO2量,代表净光合速率;
若有文字表述为“光合作用CO2吸收量”则代表真正光合速率。
释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
吸收量(黑暗) 释放量 产生量
消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量
3.根据实验条件判定：
实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值，则为呼吸速率；
若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。
4.根据代谢过程图解进行判定:
图中①和④分别表示从外界吸收的CO2和释放到外界中的O2,两者均表示净光合速率;
图中②和⑤分别表示线粒体进行细胞呼吸产生的CO2和消耗的O2,两者均表示呼吸速率;
图中③和⑥分别表示叶绿体进行光合作用利用的CO2和产生的O2,两者均表示真正光合速率。
故:③=①+②; ⑥=④+⑤。
二、影响光合速率的因素
外部因素(环境)→内部因素→光合速率
内部因素
外部因素
①遗传特性（光合色素的含量、光合酶的活性和数量）
②叶面积指数(光合面积)
③有机物的输出情况
④气孔导度等。
①光照强度
②CO2浓度
③温度
④含水量
⑤矿质元素等
光补偿点: A'光饱和点: B'内部因素及应用
1.植物自身的遗传特性(如植物品种不同),以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。
2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
OA段：
随叶龄增大色素含量增大,酶的含量和活性增大光合速率加快。
应用 间作套种
应用: 适时摘除老叶
3.叶面积指数(光合面积)
②应用
a.增加光合作用面积,如合理密植、间作套种。
b.适当间苗、修剪、避免徒长。
①分析
OA段：
随叶面积指数的增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用的饱和点。超过A点,随着叶面积指数的增大,光合作用实际量不再增强。
OB段：
净光合量随光合作用增强而增加,B点以后随呼吸量的增加,净光合量逐渐减少,超过C点,植物将无法正常生长。
4.有机物的输出情况
【资料】在光合作用的研究中，植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物或营养物质卸出和储存部位被称作“库”。研究者对库源关系及其机理进行了研究。
（１）去除部分桃树枝条上的果实，检测其对叶片光合速率等的影响，结果如表。
据表推测：去果处理降低了　　　（选填“库”或“源”）的大小，使叶片中　　　　　　积累，进而抑制了光合速率。
库
蔗糖和淀粉
叶片的有机物输出越多越快，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率就_________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。
越慢
增强
“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的　　　　　　　和　　　　　　　　，另一部分输送至“库”。
生长、发育
呼吸作用　
5.气孔导度
【资料】在光合作用的研究中，植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物或营养物质卸出和储存部位被称作“库”。研究者对库源关系及其机理进行了研究。
去除部分桃树枝条上的果实，检测其对叶片光合速率等的影响，结果如表。
研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致　　　膜结构被破坏，进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，使　　　　　　　　，进而抑制碳（暗）反应。
类囊体
CO2供应减少
外部因素(环境)
(一)光照强度
光照强度通过直接影响光反应来影响光合速率
（主要影响光反应阶段ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨ的产生）
思考：从结构与功能相适应的生物学观点看阴生植物不能在强光下生长的根本原因是什么？
阴生植物的遗传物质决定了其结构中酶的含量、色素的含量等比阳生植物少。
C点后的限制因素：
外因：ＣＯ２浓度、温度等
内因：色素的含量、酶的数量和活性等
①光照强度为0时
V呼吸=4mg/h
1代表：4mg/h O2
2代表：4mg/h CO2
V光合=0
②光照强度为a时
V光合1代表：1mg/h O2
2代表：1mg/h CO2
V光合=3mg/h
3代表：3mg/h O2
4代表：3mg/h CO2
③光照强度为b时
V光合=V呼吸
V光合=4mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
b点为光补偿点
④光照强度为c时
V光合>V呼吸
V总光合=8mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
V净光合=4mg/h
5代表：4mg/h O2
6代表：4mg/h CO2
⑤光照强度为d时
V光合>V呼吸
V总光合=11mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
V净光合=7mg/h
5代表：7mg/h O2
6代表：7mg/h CO2
d点为光饱和点
达到最大光合速率所需的最小光照强度
问题1：若左图表示某植物体光合速率。则光照强度为x时，叶肉细胞中叶绿体的CO2来源有哪些？
叶肉细胞自身线粒体产生的CO2以及从外界吸收CO2
总结：当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸
问题2：左图表示某植物体光合速率。若白天光照时间为12小时，则光照强度不低于多少，该植物才能存活？
光照强度不低于y
[例1] :以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 （ ）
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
A
[例2]将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化，结果如下表。分析表中数据可判定(　　)
A. 光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg
B．光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等
C．光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度
D．呼吸酶的最适温度是29 ℃
C
组别 1 2 3 4
温度(℃) 25 27 29 31
暗处理后质量变化(mg) －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理前质量变化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
[例2]将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化，结果如下表。分析表中数据可判定(　　)
A. 光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg
B．光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等
C．光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度
D．呼吸酶的最适温度是29 ℃
植物初始质量设为amg，
呼吸速率设为ymg·h-1
1 h后的植物的质量为（a-y）mg
暗处理植物的质量变化为
（a-y）-a=-y
呼吸速率
1
2
3
1
设植物的光合速率为xmg·h-1
则植物的光照后的质量为（a-y） +x-y
光照后与暗处理前质量变化为 =[（a-y） +x-y ]－a
=x-2y
x= +2y
光合速率
5
7
9
3
净光合速率
4
5
6
2
×
3
×
净光合速率＞0
该实验为预实验，最适合温度应为29℃左右
√
×
C
组别 1 2 3 4
温度(℃) 25 27 29 31
暗处理后质量变化(mg) －1 －2 －3 －1
光照后与暗处理前质量变化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
(二)CO2浓度
CO2浓度通过直接影响暗反应来影响光合速率(影响暗反应阶段Ｃ３的生成)
应用：
正其行，通其风
施有机肥（农家肥）
放一定量的干冰（使用CO2发生器）
A点：CO2补偿点
B点：CO2饱和点
Ｐ点后的限制因素：
P
外因：光照强度、温度等
内因：酶的数量和活性等
[例3]下图表示A、B两种植物的在光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。
①若将上述两种植物幼苗置于同一密闭玻璃罩内，在光照等其他条件适宜的情况下，一段时间内，生长首先受影响的植物是___,原因是什么？
B
在低CO2浓度的条件下，B植物利用CO2进行光合作用的能力弱，积累有机物少，因此，B植物生长首先受到影响。
②若将上述两种植物幼苗置于同一密闭玻璃罩内，在光照等其他条件适宜的情况下，当B的净光合速率为0时，A的净光合速率_________（填”大于0”，“等于0”或“小于0”）。
大于0
[例3]下图表示A、B两种植物的在光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。
③若将上述两种植物幼苗分别置于两个相同的密闭玻璃罩内，在光照等其他条件适宜的情况下，玻璃罩内的CO2逐渐下降至一定水平时保持相对稳定，原因什么？
[例3]下图表示A、B两种植物的在光照等其他条件适宜的情况下，光合作用强度对环境中CO2浓度变化的响应特性。
植物在光下，光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量，使密闭玻璃罩内CO2浓度降低，光合速率也随之降低，当光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时，玻璃罩内CO2浓度维持相对稳定。
(三)温度
原理
温度通过影响酶的活性影响光合作用
分析
AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率
B点：酶的最适温度，光合速率最大
BC段：随着温度升高， 下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零
增大
酶的活性下降
应用
温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当 温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量
降低
（四）水对光合作用的影响及应用
1.原理:
水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,
如植物缺水将导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
图1　　　　　　　　　 图2
图1表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。
图2曲线上E点处光合作用强度暂时降低,是因为温度较高,植物部分气孔关闭,影响了CO2的供应。
3.应用: 预防干旱,合理灌溉。
2.曲线分析
【情境材料】随着全球气候变暖,干旱灾害经常发生,干早会影响植物光合作用,降低农作物产量。
问题探究 1.缺水为什么会影响植物光合作用
2.在干旱环境中,耐旱植物有哪些适应性特点
1.植物缺水可从以下几个方面影响光合作用:
(1)缺水初期由于气孔开度降低,CO2供应不足。
(2)当水分亏缺严重时,
①缺水使光反应产生的[H]、ATP减少
②缺水影响植物体内光合酶的活性
③缺水直接破坏叶绿体的结构,光合色素含量减少,叶片变黄;
④缺水影响植物体内光合产物的运输,使光合产物在叶片中积累而抑制光合作用。
2.耐旱植物一般具有根系发达、叶子较小或较厚、气孔较小且深陷等适应性特征,有些耐旱植物(如仙人掌等肉质植物)还以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱的环境。
(五)矿质元素
矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是 的组成元素，N、P是 的组成元素，Mg是 的组成元素等
原理
酶
叶绿素
ATP
曲线分析
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因 ，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降
应用
在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高___________
土壤溶液浓度过高
光能利用率
(六)光照强度、 CO2浓度、温度对光合作用的综合影响
P点：限制光合速率的因素应为 所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高
Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子(图1为 ，图2为________，图3为 )
曲线分析
应用
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高 ，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 ，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度以提高光合速率
三、提高光合产量的措施
①提高光合速率
②延长光照时间
③增加光合面积
a.适当增加光照强度
b.适当增加CO2浓度
c.控制合理的温度
d.合理施肥、灌溉
合理密植、套种、间作
大田：复种（一年多茬）
温室：人工光照
1.轮作
是几种作物轮流种植，如稻田在冬天种萝卜或绿肥；也可今年种水稻、明年种玉米，后年种棉花等许多种植物轮流种植。
优点：由于不同作物对土壤中的养分具有不同的吸收利用能力，因此，轮作有利于土壤中的养分的均衡消耗。同时轮作还有利于减轻与作物伴生的病虫杂草的危害。
【拓展】
2.间作
间作是几种作物相间种植，即一行A一行B，通常将高和喜阳植物与矮的喜荫植物间种。
优点：
间作可提高土地利用率，由间作形成的作物复合群体可增加对阳光的截取与吸收，减少光能的浪费；同时，两种作物间作还可产生互补作用，如宽窄行间作或带状间作中的高杆作物有一定的边行优势、豆科与禾本科间作有利于补充土壤氮元素的消耗等。
缺点：
间作时不同作物之间也常存在着对阳光、水分、养分等的激烈竞争。因此对株型高矮不一、生育期长短稍有参差的作物进行合理搭配和在田间配置宽窄不等的种植行距，有助于提高间作效果。
【典型例题】农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 ，选择这两种作物的理由是：
作物 A B C
株高/cm 170 65 59
光饱和点/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560
A和C
作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和
点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
3.套种
在前一茬作物即将收割沿未收割之前将后一茬作物种入前茬的行间株间。如在棉花尚未收完前种入豌豆，还可利用棉花秆作豌豆的支架。
优点：能延长后季作物的生长季节的利用，提高年总产量。
一般把几种作物同时期播种的叫间作，不同时期播种的叫套种。
套种侧重在时间上集约利用光、热、水资源，
间作侧重在空间上集约利用光、热、水资源。
光合作用、呼吸作用的“三率”曲线模型分析
净光合
速率
呼吸
速率
总光合
速率
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
CO2固定量
CO2吸收量
CO2释放量
O2产生量
O2释放量
O2消耗量
有机物制造量
有机物积累量
有机物消耗量
1.“三率”的表示方法
①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内 释放量或 吸收量，即图1中 点。
②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2______、CO2 或有机物 ，即图1中的 段对应CO2量，也称为表观光合速率。
③总(实际)光合速率＝ ＋ ，即图1中的____ 段对应的CO2总量。
2.常见曲线模型分析
图1中B点对整个植株而言，光合速率 呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率 呼吸速率。(填“>”“＝”或“<”)
2.常见曲线模型分析
图2中曲线Ⅰ表示 ，曲线Ⅲ表示 ，曲线Ⅱ表示 __ __ _。交点D对应点E，此时净光合量为 ，
点时植物生长最快。
单位土地面积上总植物叶面积
2.常见曲线模型分析
图3中曲线c表示 ，d表示 ，c＋d表示_______ ____。在G点（两曲线的交叉点）时，总光合速率是呼吸速率的 倍。
光补偿点与光饱和点含义及其移动
问题
1．光补偿点和光饱和点的含义
(1)整个植株：
光合作用强度＝呼吸作用强度。
(2)叶肉细胞：
光合作用强度＞呼吸作用强度。
光补偿点：光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放CO2的量
2.光补偿点的两种生理状态
光饱和点：光合速率最大时的最小的光照强度。
补偿点
饱和点
CO2浓度增加，
要维持光合=呼吸，
需降低光照强度；
则B点（ ）；
3、“点”移动方向判断
CO2吸收
光照强度
B
CO2释放
D
0
A
C
例如：当CO2浓度增加（不影响呼吸）
A点：
B点：
左移
呼吸不变，A不移动；
最大光强增加，
则D点（ ）
CO2浓度增加，
可利用最大光强增加，
则C点（ ）
CO2吸收
光照强度
B
CO2释放
D
0
A
C
C点：
D点：
右移
右上移
3、“点”移动方向判断
例如：当CO2浓度增加（不影响呼吸）
“点”移动方向判断
CO2吸收
光照强度
B
CO2释放
D
0
A
C
其他条件若变好
饱和补偿两边跑
CO2吸收
CO2释放
A
B
C
光照强度
阳生植物
阴生植物
阴生要与阳生比
阴生两点均偏低
“点”移动方向判断
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
条件改变 △面积 光(CO2) 补偿点 光(CO2) 饱和点
适当提高温度 减少 右移 左移
适当增大光照强度(CO2浓度) 增加 左移 右移
适当减少光照强度(CO2浓度) 减少 右移 左移
植物缺少Mg元素 减少 右移 左移
据图可知，OA表示呼吸作用释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
自然环境与密闭容器中光合作用的昼夜变化曲线分析
1.夏季晴朗一天植物光合作用曲线（双峰曲线图）（自然环境）
a点：
凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
b点：
有微弱光照，植物开始进行光合作用。
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。光合作用产物的积累量最大
ef段：
光合作用小于呼吸作用。
1.夏季晴朗一天植物光合作用曲线（双峰曲线图）。 （自然环境）
fg段：
没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。
Bf段：
制造有机物的时间段
Ce段：
积累有机物的时间段
一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2的量—晚上呼吸作用释放的CO2的量，即：S1—（S2+S3）
1.夏季晴朗一天植物光合作用曲线（双峰曲线图）。 （自然环境）
双峰曲线图
O2释放速率
a
b
c
d
f
e
g
0
时间
6
8
10
12
14
16
18
20
一午休，两补偿
正轴累计负轴偿
前补偿，累计始
后补偿，累计终
2.夏季晴朗一天植物光合作用曲线。（密闭容器中）
AB段：
无光照，植物只进行呼吸作用。
BC段：
温度降低，呼吸作用减弱。
CD段：
4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<呼吸作用强度。
夏季晴朗一天植物光合作用曲线。（密闭容器中）
D点：
光合作用强度＝呼吸作用强度。
DH段：
光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
夏季晴朗一天植物光合作用曲线。（密闭容器中）
H点：
光合作用强度＝呼吸作用强度。
HI段：
光照减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。
夏季晴朗一天植物光合作用曲线。（密闭容器中）
该植物一昼夜，有机物是否有积累？
有，因为终点(I点)比起点(A点)低，表明有CO2吸收。
探究环境因素
对光合作用强度的影响
1.探究光照强度（环境因素）对光合作用强度的影响
变量分析
①自变量是什么？如何设置？
光照强度，
台灯瓦数相同，控制台灯与烧杯之间的距离。
或者台灯与烧杯之间的距离相同，控制台灯的瓦数不同。
变量分析
②因变量是什么？如何检测？
光合速率
单位时间内小圆叶片浮起的数量。
变量分析
③无关变量有哪些？
a.小圆叶片的大小和数量
b.温度，用盛水玻璃柱吸收台灯发出的热量。
c.CO2浓度，各烧杯中加入等量的浓度相同的稀NaHCO3溶液。
光饱和点是__________，光补偿点是__________。
A
B
2.探究CO2浓度（环境因素）对光合作用强度的影响
控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。
NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。
光合速率的测定方法
1、液滴移动法
黑暗
光照
装置甲：
液滴左移距离代表呼吸速率V1；
装置乙：
液滴右移距离代表净光合速率V2；
（总）光合速率=V1+V2（通常用死亡植物再设置一组对照实验）
装置的烧杯中放入适宜浓度的_________溶液，用于保证容器内______满足光合作用需求，同时使容器中CO2浓度保持恒定。
红色液滴向_____移动的距离，是光合作用__________的量。（代表净光合速率）
CO2缓冲
右
释放O2
CO2
实验分析：
实验组
对照组
另设一组实验，将正常植物换成死亡的植物，其余与实验组相同，作为对照。可以排除温度、气压等非生物因素对实验结果的干扰。
为了保证实验结果更准确，如何设置对照？对照的目的是什么？
2、叶圆片称重法
测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率（S为叶圆片面积）
10时叶圆片X
（干重x克）
12时叶圆片Y（干重y克）
14时叶圆片Z（干重z克）
净光合速率=______________呼吸速率= _________
总光合速率=_______________
(z-y)/2S
(X-y)/2S
(x＋z-2y)/2S
3、半叶片法---测定光合作用有机物的制造量
将植物对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后（h）在这两部分叶片的对应部位截取相同面积（s）的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。
总光合速率:______________
(MB—MA)/s·h
MA=M原 - M呼
则总光合
= M净+M呼
=（MB-M原）+（M原- MA）
MB=M原 + M净
= MB – MA
4、黑白瓶法
“黑瓶”不透光，测定有氧呼吸量，“白瓶”给予光照，测定的是净光合量。
用法：常用于水中生物光合速率的测定—测水中溶氧量的变化
白瓶：
黑瓶：
透光，里面可进行呼吸和光合作用，其含氧量变化代表净光合速率；
不透光，只可进行呼吸作用，其含氧量变化代表呼吸作用速率；
“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
规律1：有初始值的情况下，
黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量；
白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量；
二者之和为总光合作用量。
规律2：没有初始值的情况下，
白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。
【典例】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：
光照强度（klx） 0(黑暗) a b c d e
白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3
（1）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为______mg/L·24h。
（2）光照强度至少为______(填字母)时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。
21
a
光合作用与细胞呼吸的联系
过程联系
光反应
（类囊体膜）
暗反应
（叶绿体基质）
有氧呼吸
（主要在线粒体）
光合作用
能量的释放、转移、利用
①C：
CO2 → 暗反应→(CH2O)→
有氧呼吸Ⅰ→C3H4O3→有氧呼吸Ⅱ→CO2
②O：
H2O→光反应→O2→有氧呼吸Ⅲ→H2O
③H：
H2O→光反应→[H]→暗反应→(CH2O)→
有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ→[H]→有氧呼吸Ⅲ→H2O
物质联系
能量联系

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