資源簡介

(共96張PPT)
光合色素及光合作用過程
葉綠素
類胡蘿卜素
（含量約3/4）
（含量約1/4）
葉綠素a（藍綠色）
葉綠素b（黃綠色）
胡蘿卜素（橙黃色）
葉黃素（黃色）
葉綠體中的色素
一．葉綠體中色素的種類和顏色
葉綠素a的分子式為C55H70O2N4Mg,
葉綠素b的分子式為C55H70O6N4Mg
胡蘿卜素的分子式為C40H56,
葉黃素的分子式為C40H56O2
二.葉綠體中色素的吸收光譜分析
色素的功能：
吸收、傳遞(四種色素)和轉換光能(只有少量特殊狀態的葉綠素a)。
葉綠素主要吸收________________，類胡蘿卜素主要吸收__________。
紅光和藍紫光
藍紫光
色素吸收光的范圍：可見光的波長范圍大約是390～760 nm，葉綠體中的色素只吸收__________，對紅外光和紫外光等不吸收。
可見光
葉綠素a和葉綠素b在紅光區和藍紫光區的吸收峰值不相同
正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例為3∶1，且對綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現綠色
寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩定，葉片顯示出類胡蘿卜素的顏色而變黃
秋天降溫時，植物體為了適應寒冷環境，體內積累了較多的可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉片呈現紅色
①葉片呈綠色的原因：


②葉片變黃的原因：


③葉片變紅的原因：

【擴展】1.葉片顏色變化的原因分析
2.影響色素合成的因素

必需元素
溫度
光照
葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成，葉變黃
溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成
是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發黃
原因分析
異常現象
①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中
濾紙條無
色素帶
①濾液細線不直；②濾液細線過粗
濾紙條色
素帶重疊
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；
②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少
③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低
(正確做法：分次加入少量無水乙醇)；
④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞
收集到的濾液綠色過淺
三、實驗中異常現象分析
四、光合作用的過程
1.水的分解（氧和H＋ ） 2.ATP、 NADPH的生成
1.CO2的固定 2.C3的還原 3.ATP的水解
光能
ATP 、NADPH中活躍化學能
ATP 、NADPH中活躍化學能
穩定化學能
光反應
[NADPH]、ATP
暗反應
ADP、Pi、NADP＋
【拓展】1.教材中的隱性知識
1.(必修1 P103正文)葉綠體中光合色素吸收的光能,一方面用于H2O分解產生氧和NADPH;一方面用于ATP的合成。
2. (必修1 P103相關信息)水分解為氧和H+的同時,被葉綠體奪去兩個電子。電子經傳遞可用于NADP+與H+結合形成NADPH。
3. (必修1 P103正文)NADPH既可作還原劑,又可為暗反應提供能量
4. (必修1 P104相關信息) 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相關信息)光合作用的產物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進入篩管，再通過韌皮部運輸到植株各處。
蔗糖分子為二糖，對滲透壓的影響相對小
光反應加快,[H]和ATP增多,C3的還原加快,C3減少,C5增多
光反應減弱,[H]和ATP減少,C3的還原減慢,C3增多,C5減少。
CO2的固定加快,C3增多,C5減少。
CO2的固定減慢,C3減少,C5增多。
2.環境改變時光合作用各物質含量的變化分析
（1）光照增強時：
（2）光照減弱時：
（3） CO2濃度增加時：
（4） CO2濃度減少時：
過程法
模型法
(1)C5、NADPH、ATP的變化一致。C3與C5、NADPH、ATP的變化相反。
(2)C3量高于C5量,一般C3量為C5量的2倍。
(3)對光合作用有利,則(CH2O)合成增加,反之則減少。
條件 C3 C5 [H]和ATP (CH2O)
合成量
停止光照 CO2供應量不變
突然光照 CO2供應量不變
光照不變 停止CO2
光照不變 CO2供應增加
增加
下降
減少
減少
減少
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
減少
減少
減少
減少
葉綠體處于不同的條件下， C3 、C5、 [H]、ATP和(CH2O)合成量的動態變化
[H]
碳三碳五2:1
C3、C5等含量變化的判斷
卡在誰后誰累積
影響光合作用的因素
項目 表示方法 測定方法
呼吸速率
凈光合速率
總光合速率
單位時間內CO2釋放量、
O2吸收量、有機物的消耗量
單位時間內O2釋放量、
CO2吸收量、有機物的積累量
單位時間內O2產生量、
CO2固定量、有機物的制造量
黑暗測植物單位時間內O2吸收量或CO2釋放量
光下測植物單位時間內CO2吸收量或O2釋放量
不能直接測得
（算出來的）
一.光合速率表示方法
凈光合
速率
呼吸
速率
總光合
速率
總光合速率 = 凈光合速率 + 呼吸速率
CO2固定量
CO2吸收量
CO2釋放量
O2產生量
O2釋放量
O2消耗量
有機物制造量
有機物積累量
有機物消耗量
“三率”的判斷方法
1.根據坐標曲線判定
①當光照強度為0時,若CO2吸收量為負值,該值的絕對值代表細胞呼吸速率,該曲線代表凈光合速率,如圖甲。
②當光照強度為0時,光合速率也為0,該曲線代表真正光合速率,如圖乙。
2.根據關鍵詞判定
檢測指標 細胞呼吸速率 凈光合速率 真正(總)光合速率
CO2
O2
有機物
提示:表中“CO2吸收量”是指植物體或植物細胞吸收的CO2量,代表凈光合速率;
若有文字表述為“光合作用CO2吸收量”則代表真正光合速率。
釋放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量
吸收量(黑暗) 釋放量 產生量
消耗量(黑暗) 積累量 制造量、產生量
3.根據實驗條件判定：
實驗結果所給數值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；
若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。
4.根據代謝過程圖解進行判定:
圖中①和④分別表示從外界吸收的CO2和釋放到外界中的O2,兩者均表示凈光合速率;
圖中②和⑤分別表示線粒體進行細胞呼吸產生的CO2和消耗的O2,兩者均表示呼吸速率;
圖中③和⑥分別表示葉綠體進行光合作用利用的CO2和產生的O2,兩者均表示真正光合速率。
故:③=①+②; ⑥=④+⑤。
二、影響光合速率的因素
外部因素(環境)→內部因素→光合速率
內部因素
外部因素
①遺傳特性（光合色素的含量、光合酶的活性和數量）
②葉面積指數(光合面積)
③有機物的輸出情況
④氣孔導度等。
①光照強度
②CO2濃度
③溫度
④含水量
⑤礦質元素等
光補償點: A'光飽和點: B'內部因素及應用
1.植物自身的遺傳特性(如植物品種不同),以陰生植物、陽生植物為例,如圖所示。
2.植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶
OA段：
隨葉齡增大色素含量增大,酶的含量和活性增大光合速率加快。
應用 間作套種
應用: 適時摘除老葉
3.葉面積指數(光合面積)
②應用
a.增加光合作用面積,如合理密植、間作套種。
b.適當間苗、修剪、避免徒長。
①分析
OA段：
隨葉面積指數的增大,光合作用實際量不斷增大,A點為光合作用的飽和點。超過A點,隨著葉面積指數的增大,光合作用實際量不再增強。
OB段：
凈光合量隨光合作用增強而增加,B點以后隨呼吸量的增加,凈光合量逐漸減少,超過C點,植物將無法正常生長。
4.有機物的輸出情況
【資料】在光合作用的研究中，植物光合產物產生器官被稱作“源”，光合產物或營養物質卸出和儲存部位被稱作“庫”。研究者對庫源關系及其機理進行了研究。
（１）去除部分桃樹枝條上的果實，檢測其對葉片光合速率等的影響，結果如表。
據表推測：去果處理降低了　　　（選填“庫”或“源”）的大小，使葉片中　　　　　　積累，進而抑制了光合速率。
庫
蔗糖和淀粉
葉片的有機物輸出越多越快，其光合速率越快。若將一株植物的果實去除，則去除的果實越多，其光合速率就_________，兩片相鄰的葉片，若一片遮光，則另一片葉子的光合速率會________。
越慢
增強
“源”光合作用所制造的有機物一部分用于“源”自身的　　　　　　　和　　　　　　　　，另一部分輸送至“庫”。
生長、發育
呼吸作用　
5.氣孔導度
【資料】在光合作用的研究中，植物光合產物產生器官被稱作“源”，光合產物或營養物質卸出和儲存部位被稱作“庫”。研究者對庫源關系及其機理進行了研究。
去除部分桃樹枝條上的果實，檢測其對葉片光合速率等的影響，結果如表。
研究發現，葉綠體中淀粉積累會導致　　　膜結構被破壞，進而直接影響光反應。保衛細胞中淀粉含量增加會降低氣孔導度，使　　　　　　　　，進而抑制碳（暗）反應。
類囊體
CO2供應減少
外部因素(環境)
(一)光照強度
光照強度通過直接影響光反應來影響光合速率
（主要影響光反應階段ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨ的產生）
思考：從結構與功能相適應的生物學觀點看陰生植物不能在強光下生長的根本原因是什么？
陰生植物的遺傳物質決定了其結構中酶的含量、色素的含量等比陽生植物少。
C點后的限制因素：
外因：ＣＯ２濃度、溫度等
內因：色素的含量、酶的數量和活性等
①光照強度為0時
V呼吸=4mg/h
1代表：4mg/h O2
2代表：4mg/h CO2
V光合=0
②光照強度為a時
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光照強度為b時
V光合=V呼吸
V光合=4mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
b點為光補償點
④光照強度為c時
V光合>V呼吸
V總光合=8mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
V凈光合=4mg/h
5代表：4mg/h O2
6代表：4mg/h CO2
⑤光照強度為d時
V光合>V呼吸
V總光合=11mg/h
3代表：4mg/h O2
4代表：4mg/h CO2
V凈光合=7mg/h
5代表：7mg/h O2
6代表：7mg/h CO2
d點為光飽和點
達到最大光合速率所需的最小光照強度
問題1：若左圖表示某植物體光合速率。則光照強度為x時，葉肉細胞中葉綠體的CO2來源有哪些？
葉肉細胞自身線粒體產生的CO2以及從外界吸收CO2
總結：當植物體的V光合=V呼吸時，則葉肉細胞V光合>V呼吸
問題2：左圖表示某植物體光合速率。若白天光照時間為12小時，則光照強度不低于多少，該植物才能存活？
光照強度不低于y
[例1] :以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是 （ ）
A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等
B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多
C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少
D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等
A
[例2]將某種大小相同的綠色植物葉片在不同溫度下分別暗處理1 h，測其重量變化，立即光照1 h，再測其重量變化，結果如下表。分析表中數據可判定(　　)
A. 光照的1 h時間內，第4組合成葡萄糖總量為2 mg
B．光照的1 h時間內，第1、2、3組釋放的氧氣量相等
C．光照的1 h時間內，四組光合作用強度均大于呼吸作用強度
D．呼吸酶的最適溫度是29 ℃
C
組別 1 2 3 4
溫度(℃) 25 27 29 31
暗處理后質量變化(mg) －1 －2 －3 －1
光照后與暗處理前質量變化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
[例2]將某種大小相同的綠色植物葉片在不同溫度下分別暗處理1 h，測其重量變化，立即光照1 h，再測其重量變化，結果如下表。分析表中數據可判定(　　)
A. 光照的1 h時間內，第4組合成葡萄糖總量為2 mg
B．光照的1 h時間內，第1、2、3組釋放的氧氣量相等
C．光照的1 h時間內，四組光合作用強度均大于呼吸作用強度
D．呼吸酶的最適溫度是29 ℃
植物初始質量設為amg，
呼吸速率設為ymg·h-1
1 h后的植物的質量為（a-y）mg
暗處理植物的質量變化為
（a-y）-a=-y
呼吸速率
1
2
3
1
設植物的光合速率為xmg·h-1
則植物的光照后的質量為（a-y） +x-y
光照后與暗處理前質量變化為 =[（a-y） +x-y ]－a
=x-2y
x= +2y
光合速率
5
7
9
3
凈光合速率
4
5
6
2
×
3
×
凈光合速率＞0
該實驗為預實驗，最適合溫度應為29℃左右
√
×
C
組別 1 2 3 4
溫度(℃) 25 27 29 31
暗處理后質量變化(mg) －1 －2 －3 －1
光照后與暗處理前質量變化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
(二)CO2濃度
CO2濃度通過直接影響暗反應來影響光合速率(影響暗反應階段Ｃ３的生成)
應用：
正其行，通其風
施有機肥（農家肥）
放一定量的干冰（使用CO2發生器）
A點：CO2補償點
B點：CO2飽和點
Ｐ點后的限制因素：
P
外因：光照強度、溫度等
內因：酶的數量和活性等
[例3]下圖表示A、B兩種植物的在光照等其他條件適宜的情況下，光合作用強度對環境中CO2濃度變化的響應特性。
①若將上述兩種植物幼苗置于同一密閉玻璃罩內，在光照等其他條件適宜的情況下，一段時間內，生長首先受影響的植物是___,原因是什么？
B
在低CO2濃度的條件下，B植物利用CO2進行光合作用的能力弱，積累有機物少，因此，B植物生長首先受到影響。
②若將上述兩種植物幼苗置于同一密閉玻璃罩內，在光照等其他條件適宜的情況下，當B的凈光合速率為0時，A的凈光合速率_________（填”大于0”，“等于0”或“小于0”）。
大于0
[例3]下圖表示A、B兩種植物的在光照等其他條件適宜的情況下，光合作用強度對環境中CO2濃度變化的響應特性。
③若將上述兩種植物幼苗分別置于兩個相同的密閉玻璃罩內，在光照等其他條件適宜的情況下，玻璃罩內的CO2逐漸下降至一定水平時保持相對穩定，原因什么？
[例3]下圖表示A、B兩種植物的在光照等其他條件適宜的情況下，光合作用強度對環境中CO2濃度變化的響應特性。
植物在光下，光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量，使密閉玻璃罩內CO2濃度降低，光合速率也隨之降低，當光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量相等時，玻璃罩內CO2濃度維持相對穩定。
(三)溫度
原理
溫度通過影響酶的活性影響光合作用
分析
AB段：在B點之前，隨著溫度升高，光合速率
B點：酶的最適溫度，光合速率最大
BC段：隨著溫度升高， 下降，光合速率減小，50 ℃左右光合速率幾乎為零
增大
酶的活性下降
應用
溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當 溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，提高植物有機物的積累量
降低
（四）水對光合作用的影響及應用
1.原理:
水既是光合作用的原料,又是體內各種化學反應的介質,
如植物缺水將導致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體內。
圖1　　　　　　　　　 圖2
圖1表明在農業生產中,可根據作物的需水規律,合理灌溉。
圖2曲線上E點處光合作用強度暫時降低,是因為溫度較高,植物部分氣孔關閉,影響了CO2的供應。
3.應用: 預防干旱,合理灌溉。
2.曲線分析
【情境材料】隨著全球氣候變暖,干旱災害經常發生,干早會影響植物光合作用,降低農作物產量。
問題探究 1.缺水為什么會影響植物光合作用
2.在干旱環境中,耐旱植物有哪些適應性特點
1.植物缺水可從以下幾個方面影響光合作用:
(1)缺水初期由于氣孔開度降低,CO2供應不足。
(2)當水分虧缺嚴重時,
①缺水使光反應產生的[H]、ATP減少
②缺水影響植物體內光合酶的活性
③缺水直接破壞葉綠體的結構,光合色素含量減少,葉片變黃;
④缺水影響植物體內光合產物的運輸,使光合產物在葉片中積累而抑制光合作用。
2.耐旱植物一般具有根系發達、葉子較小或較厚、氣孔較小且深陷等適應性特征,有些耐旱植物(如仙人掌等肉質植物)還以氣孔白天關閉、夜間開放的特殊方式適應高溫干旱的環境。
(五)礦質元素
礦質元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分，缺乏會影響光合作用的進行。例如，N是 的組成元素，N、P是 的組成元素，Mg是 的組成元素等
原理
酶
葉綠素
ATP
曲線分析
在一定濃度范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合作用強度；但當超過一定濃度后，會因 ，植物發生滲透失水而導致植物光合作用強度下降
應用
在農業生產上，根據植物的需肥規律，適時、適量地增施肥料，可以提高___________
土壤溶液濃度過高
光能利用率
(六)光照強度、 CO2濃度、溫度對光合作用的綜合影響
P點：限制光合速率的因素應為 所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高
Q點：橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因子(圖1為 ，圖2為________，圖3為 )
曲線分析
應用
溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高 ，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當增加 ，進一步提高光合速率；當溫度適宜時，可適當增加 和CO2濃度以提高光合速率
三、提高光合產量的措施
①提高光合速率
②延長光照時間
③增加光合面積
a.適當增加光照強度
b.適當增加CO2濃度
c.控制合理的溫度
d.合理施肥、灌溉
合理密植、套種、間作
大田：復種（一年多茬）
溫室：人工光照
1.輪作
是幾種作物輪流種植，如稻田在冬天種蘿卜或綠肥；也可今年種水稻、明年種玉米，后年種棉花等許多種植物輪流種植。
優點：由于不同作物對土壤中的養分具有不同的吸收利用能力，因此，輪作有利于土壤中的養分的均衡消耗。同時輪作還有利于減輕與作物伴生的病蟲雜草的危害。
【拓展】
2.間作
間作是幾種作物相間種植，即一行A一行B，通常將高和喜陽植物與矮的喜蔭植物間種。
優點：
間作可提高土地利用率，由間作形成的作物復合群體可增加對陽光的截取與吸收，減少光能的浪費；同時，兩種作物間作還可產生互補作用，如寬窄行間作或帶狀間作中的高桿作物有一定的邊行優勢、豆科與禾本科間作有利于補充土壤氮元素的消耗等。
缺點：
間作時不同作物之間也常存在著對陽光、水分、養分等的激烈競爭。因此對株型高矮不一、生育期長短稍有參差的作物進行合理搭配和在田間配置寬窄不等的種植行距，有助于提高間作效果。
【典型例題】農業生產常采用間作(同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物)的方法提高農田的光能利用率。現有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點(光合速率達到最大時所需的光照強度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是 ，選擇這兩種作物的理由是：
作物 A B C
株高/cm 170 65 59
光飽和點/μmol·m－2·s－1 1 200 1 180 560
A和C
作物A光飽和點高且長得高，可以利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和
點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用
3.套種
在前一茬作物即將收割沿未收割之前將后一茬作物種入前茬的行間株間。如在棉花尚未收完前種入豌豆，還可利用棉花稈作豌豆的支架。
優點：能延長后季作物的生長季節的利用，提高年總產量。
一般把幾種作物同時期播種的叫間作，不同時期播種的叫套種。
套種側重在時間上集約利用光、熱、水資源，
間作側重在空間上集約利用光、熱、水資源。
光合作用、呼吸作用的“三率”曲線模型分析
凈光合
速率
呼吸
速率
總光合
速率
總光合速率 = 凈光合速率 + 呼吸速率
CO2固定量
CO2吸收量
CO2釋放量
O2產生量
O2釋放量
O2消耗量
有機物制造量
有機物積累量
有機物消耗量
1.“三率”的表示方法
①呼吸速率：綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織一定時間內 釋放量或 吸收量，即圖1中 點。
②凈光合速率：綠色組織在有光條件下測得的一定時間內O2______、CO2 或有機物 ，即圖1中的 段對應CO2量，也稱為表觀光合速率。
③總(實際)光合速率＝ ＋ ，即圖1中的____ 段對應的CO2總量。
2.常見曲線模型分析
圖1中B點對整個植株而言，光合速率 呼吸速率，而對于葉肉細胞來說，光合速率 呼吸速率。(填“>”“＝”或“<”)
2.常見曲線模型分析
圖2中曲線Ⅰ表示 ，曲線Ⅲ表示 ，曲線Ⅱ表示 __ __ _。交點D對應點E，此時凈光合量為 ，
點時植物生長最快。
單位土地面積上總植物葉面積
2.常見曲線模型分析
圖3中曲線c表示 ，d表示 ，c＋d表示_______ ____。在G點（兩曲線的交叉點）時，總光合速率是呼吸速率的 倍。
光補償點與光飽和點含義及其移動
問題
1．光補償點和光飽和點的含義
(1)整個植株：
光合作用強度＝呼吸作用強度。
(2)葉肉細胞：
光合作用強度＞呼吸作用強度。
光補償點：光合作用和呼吸作用達到平衡時的光照強度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用釋放CO2的量
2.光補償點的兩種生理狀態
光飽和點：光合速率最大時的最小的光照強度。
補償點
飽和點
CO2濃度增加，
要維持光合=呼吸，
需降低光照強度；
則B點（ ）；
3、“點”移動方向判斷
CO2吸收
光照強度
B
CO2釋放
D
0
A
C
例如：當CO2濃度增加（不影響呼吸）
A點：
B點：
左移
呼吸不變，A不移動；
最大光強增加，
則D點（ ）
CO2濃度增加，
可利用最大光強增加，
則C點（ ）
CO2吸收
光照強度
B
CO2釋放
D
0
A
C
C點：
D點：
右移
右上移
3、“點”移動方向判斷
例如：當CO2濃度增加（不影響呼吸）
“點”移動方向判斷
CO2吸收
光照強度
B
CO2釋放
D
0
A
C
其他條件若變好
飽和補償兩邊跑
CO2吸收
CO2釋放
A
B
C
光照強度
陽生植物
陰生植物
陰生要與陽生比
陰生兩點均偏低
“點”移動方向判斷
注：適當提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎上；光照強度或CO2濃度的改變均是在飽和點之前。
條件改變 △面積 光(CO2) 補償點 光(CO2) 飽和點
適當提高溫度 減少 右移 左移
適當增大光照強度(CO2濃度) 增加 左移 右移
適當減少光照強度(CO2濃度) 減少 右移 左移
植物缺少Mg元素 減少 右移 左移
據圖可知，OA表示呼吸作用釋放的CO2量，由光(CO2)補償點到光(CO2)飽和點圍成△BCD面積代表凈光合作用有機物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對補償點和飽和點會有一定的影響，因此凈光合作用有機物的積累量也會隨之變化。具體分析如下表所示：
自然環境與密閉容器中光合作用的晝夜變化曲線分析
1.夏季晴朗一天植物光合作用曲線（雙峰曲線圖）（自然環境）
a點：
凌晨2時～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少。
b點：
有微弱光照，植物開始進行光合作用。
bc段：
光合作用小于呼吸作用。
c點：
上午7時左右，光合作用等于呼吸作用。
ce段：
光合作用大于呼吸作用。
d點：
溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象。
e點：
下午6時左右，光合作用等于呼吸作用。光合作用產物的積累量最大
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線（雙峰曲線圖）。 （自然環境）
fg段：
沒有光照，停止光合作用，只進行呼吸作用。
Bf段：
制造有機物的時間段
Ce段：
積累有機物的時間段
一晝夜有機物的積累量=白天從外界吸收的CO2的量—晚上呼吸作用釋放的CO2的量，即：S1—（S2+S3）
1.夏季晴朗一天植物光合作用曲線（雙峰曲線圖）。 （自然環境）
雙峰曲線圖
O2釋放速率
a
b
c
d
f
e
g
0
時間
6
8
10
12
14
16
18
20
一午休，兩補償
正軸累計負軸償
前補償，累計始
后補償，累計終
2.夏季晴朗一天植物光合作用曲線。（密閉容器中）
AB段：
無光照，植物只進行呼吸作用。
BC段：
溫度降低，呼吸作用減弱。
CD段：
4時后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度<呼吸作用強度。
夏季晴朗一天植物光合作用曲線。（密閉容器中）
D點：
光合作用強度＝呼吸作用強度。
DH段：
光合作用強度>呼吸作用強度。其中FG段表示“光合午休”現象。
夏季晴朗一天植物光合作用曲線。（密閉容器中）
H點：
光合作用強度＝呼吸作用強度。
HI段：
光照減弱，光合作用強度<呼吸作用強度，直至光合作用完全停止。
夏季晴朗一天植物光合作用曲線。（密閉容器中）
該植物一晝夜，有機物是否有積累？
有，因為終點(I點)比起點(A點)低，表明有CO2吸收。
探究環境因素
對光合作用強度的影響
1.探究光照強度（環境因素）對光合作用強度的影響
變量分析
①自變量是什么？如何設置？
光照強度，
臺燈瓦數相同，控制臺燈與燒杯之間的距離。
或者臺燈與燒杯之間的距離相同，控制臺燈的瓦數不同。
變量分析
②因變量是什么？如何檢測？
光合速率
單位時間內小圓葉片浮起的數量。
變量分析
③無關變量有哪些？
a.小圓葉片的大小和數量
b.溫度，用盛水玻璃柱吸收臺燈發出的熱量。
c.CO2濃度，各燒杯中加入等量的濃度相同的稀NaHCO3溶液。
光飽和點是__________，光補償點是__________。
A
B
2.探究CO2濃度（環境因素）對光合作用強度的影響
控制溫度、光照強度相同，在各燒杯中加入不同濃度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2濃度對光合速率的影響。
NaHCO3溶液濃度太高，使葉片滲透失水，不利于光合作用。
光合速率的測定方法
1、液滴移動法
黑暗
光照
裝置甲：
液滴左移距離代表呼吸速率V1；
裝置乙：
液滴右移距離代表凈光合速率V2；
（總）光合速率=V1+V2（通常用死亡植物再設置一組對照實驗）
裝置的燒杯中放入適宜濃度的_________溶液，用于保證容器內______滿足光合作用需求，同時使容器中CO2濃度保持恒定。
紅色液滴向_____移動的距離，是光合作用__________的量。（代表凈光合速率）
CO2緩沖
右
釋放O2
CO2
實驗分析：
實驗組
對照組
另設一組實驗，將正常植物換成死亡的植物，其余與實驗組相同，作為對照。可以排除溫度、氣壓等非生物因素對實驗結果的干擾。
為了保證實驗結果更準確，如何設置對照？對照的目的是什么？
2、葉圓片稱重法
測定單位時間、單位面積葉片中淀粉的生成量，如圖所示以有機物的變化量測定光合速率（S為葉圓片面積）
10時葉圓片X
（干重x克）
12時葉圓片Y（干重y克）
14時葉圓片Z（干重z克）
凈光合速率=______________呼吸速率= _________
總光合速率=_______________
(z-y)/2S
(X-y)/2S
(x＋z-2y)/2S
3、半葉片法---測定光合作用有機物的制造量
將植物對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）則留在光下進行光合作用（即不做處理），并采用適當方法阻止兩部分的物質和能量轉移。一定時間后（h）在這兩部分葉片的對應部位截取相同面積（s）的葉片，分別烘干稱重，記為MA、MB。
總光合速率:______________
(MB—MA)/s·h
MA=M原 - M呼
則總光合
= M凈+M呼
=（MB-M原）+（M原- MA）
MB=M原 + M凈
= MB – MA
4、黑白瓶法
“黑瓶”不透光，測定有氧呼吸量，“白瓶”給予光照，測定的是凈光合量。
用法：常用于水中生物光合速率的測定—測水中溶氧量的變化
白瓶：
黑瓶：
透光，里面可進行呼吸和光合作用，其含氧量變化代表凈光合速率；
不透光，只可進行呼吸作用，其含氧量變化代表呼吸作用速率；
“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規律如下：
規律1：有初始值的情況下，
黑瓶中氧氣的減少量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量；
白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的減少量)為凈光合作用量；
二者之和為總光合作用量。
規律2：沒有初始值的情況下，
白瓶中測得的現有量與黑瓶中測得的現有量之差即總光合作用量。
【典例】某研究小組從當地一湖泊的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和24小時后測定各組培養瓶中的氧含量，記錄數據如下表：
光照強度（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）當光照強度為c時，白瓶中植物光合作用產生的氧氣量為______mg/L·24h。
（2）光照強度至少為______(填字母)時，該水層產氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。
21
a
光合作用與細胞呼吸的聯系
過程聯系
光反應
（類囊體膜）
暗反應
（葉綠體基質）
有氧呼吸
（主要在線粒體）
光合作用
能量的釋放、轉移、利用
①C：
CO2 → 暗反應→(CH2O)→
有氧呼吸Ⅰ→C3H4O3→有氧呼吸Ⅱ→CO2
②O：
H2O→光反應→O2→有氧呼吸Ⅲ→H2O
③H：
H2O→光反應→[H]→暗反應→(CH2O)→
有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ→[H]→有氧呼吸Ⅲ→H2O
物質聯系
能量聯系

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