生物必修一--能量之源——光与光合作用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绝大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是,，将光能转变成细胞能够利用的化学能的生理过程是,。,来自太阳的光能,光合作用,第,4,节 能量之源,光与光合作用,捕获光能的色素和结构,光合作用的原理和应用,正常苗,白化苗,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料,白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料,这,说明光合作用需要色素去捕获光能。,捕获光能的色素和结构,实验,绿叶中色素的提取和分离：,绿叶中色素的种类和作用,捕获光能的结构,叶绿体,观看视频，课后完成学案中的内容,实验,绿叶中色素的提取和分离,实验原理,:,1,、为什么用无水乙醇提取绿叶中的色素而不用水提取色素？,若实验室中没有无水乙醇，能否用其它有机溶剂代替？,绿叶中的色素溶于无水乙醇等有机溶剂，但不溶于水。,能,3,、将绿叶中色素分离的方法和原理,方法：,原理：,绿叶中的色素能溶解在,中，且不同的色素在,的,不同：,高的随,在,上扩散得快；反之则慢。几分钟之后，绿叶中的色素会随着,在,上的扩散而分离开。,纸层析法,层析液中,层析液中,溶解度,溶解度,层析液,滤纸,层析液,滤纸,实验材料的选择：,新鲜的绿色叶片,实验步骤：,提取色素：,制备滤纸条,画滤液细线,色素分离,观察结果,5g,绿色叶片（剪碎）,+,少许,SiO,2,+CaCO,3,+10ml,无水乙醇,迅速充分研磨,过滤收集绿色滤液，加盖,：,方法,：,细、直、匀,（纸层析法）：,方法及注意事项,干燥后，重复几次,注意,:,1,、研磨时：,加入,，目的是,。,加入,，,加入,，目的是,为了研磨得充分,防止,在研磨时绿叶中的,色素受到破坏,溶解绿叶中的色素,少许,SiO,2,目的是,少许,CaCO,3,10mL,无水乙醇,4,、分离绿叶中的色素：,注意事项：,滤纸条的放置：,装置,有滤液细线的一端朝下,下端应插入层析液中,滤液细线不能触及层析液,加盖,滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？,如果触及到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，而不会在滤纸上扩散开来。,2,、实验流程,观察记录,胡萝卜素,叶绿素,a,叶黄素,叶绿素,b,类胡萝卜素,叶绿素,1/4,3/4,黄绿色,蓝绿色,橙黄色,黄色,色素的种类,叶绿素,类,胡萝卜素,叶绿素,a,叶绿素,b,胡萝卜素,叶黄素,叶绿体色素,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,色素种类,颜色,含量,在层析液中的溶解度,扩散速度,主要吸收的可见光,作用,蓝绿色,黄绿色,黄色,橙黄色,叶绿素,类胡萝卜素,3,4,1,4,叶绿素,a,叶绿素,b,叶黄素,胡萝卜素,最多,较多,最少,较少,最小,最大,较大,较小,最快,最慢,较快,较慢,红光,蓝紫光,蓝紫光,吸收、传递、转化光能,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,三、绿叶中色素的分布,外膜,内膜,基粒,基质,叶绿体的分布,主要：叶肉细胞中,其他：幼嫩茎、果实等器官,的一些细胞中,保卫细胞,基粒,类囊体,吸收光能的色素分布于,类囊体的薄膜上,极大地扩展了受光面积,叶绿体亚显微,结构模式图,外膜,内膜,类囊体,基粒,色素,基质,分布有,注意：,叶绿体的外膜、内膜、类囊体薄膜都属于,膜，基本支架都是,生物,磷脂双分子层,3,、含有的成分：,少量的,；,色素：,分布于,；,与,有关的酶，分布在叶绿体,。,少量,DNA,和,RNA,基粒类囊体的薄膜上,光合作用,基粒类囊体上、基质中,叶绿体的功能,阅读资料分析中的内容，回答：,恩格尔曼实验的结论是什么？,恩格尔曼的实验方法有什么巧妙,之处？,氧气是叶绿体在光下释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所。,在叶绿体类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。说明：,。,叶绿体是进行光合作用的场所,水绵是常见的,淡水藻类,每条水绵由许多个结构相同的,长筒状细胞,连接而成。,水绵很明显的特点是：,叶绿体呈带状,，,螺旋,排列在细胞里。,、实验材料选择,a,和,b,。,a,的优点是,；,b,的优点是,。,、没有空气的黑暗环境排除了,和,干扰。,、用极细的光束照射，叶绿体上可分为,和,的部位，相当于一组,实验。,、临时装片暴露在光下的实验再一次,。,水绵,好氧细菌,叶绿体呈螺旋式带状，便于观察,可确定释放氧气多的部位,氧气,光,光照多,光照少,对比,验证实验结果,叶绿体是进行光合作用的完整单位,光,合,色素,位于基粒上,含光合酶,位于基粒上,和基质中,1,、含有的成分看：,2,、结构上看：,叶绿体内部有许多基粒，每个基粒中有许多个类囊体,极大地扩展了受光面积,光合作用的原理和应用,光合作用的定义,光合作用的探究历程,光合作用的过程,光合作用原理的应用,化能合成作用,光合作用的定义,光合作用是指,通过,，利用,，把,和,转化成,，并且释放出,的过程。,绿色植物,叶绿体,光能,二氧化碳,水,储存着能量的有机物,氧气,结论：植物的物质积累不是来自于土壤，而是完全来源于水。,开始时,5,年后,实验前后的差值,柳树的质量,2.3kg,76.7kg,干土的质量,90.8kg,90.7kg,+74.4kg,0.1 kg,17,世纪比利时,海尔蒙特,柳苗栽培实验,直到,18,世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而没有考虑植物能否从空气中得到什么。,普利斯特利（英）实验,1771,结论：绿色植物可以,更新空气,普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。,植物体只有绿叶才能更新空气。,2,、英格豪斯实验（,1779,年）,此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。,1785,年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳,提出问题：,光能哪里去了？,1845,年，德国科学家,梅耶,根据能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，把,光能,转换成,化学能,储存起来。,提出问题：,光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？,即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,萨克斯（德）实验,1864,暗处理,光照,碘蒸汽处理,目的：消耗掉叶片中的营养物质,结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉,酒精脱色,光合作用的原料有水和二氧化碳，光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。,提出问题：,随着技术的进步，人们对同位素有了更多了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。,同位素标记法,可用于追踪物质的运行和变化规律,用同位素标记的化合物，化学性质不会改变,同位素标记法：,科学家通过追踪,的化合物，可以弄清,的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。,同位素标记,化学反应,光合作用释放的,O,2,到底是来自,H,2,O,，,还是,CO,2,呢？,CO,2,C,18,O,2,H,2,O,光照下的,球藻悬液,H,2,18,O,O,2,18,O,2,1939,年 鲁宾、卡门,同位素标记法研究,氧的同位素：,18,O,结论：光合作用释放的氧气来自水。,返回,光合作用氧气来源的探究（年）,提出问题：,光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？,研究方法：,同位素标记法,碳的同位素：,14,C,美国科学家卡尔文实验：,实验材料：,小球藻（一种单细胞的绿藻）,用,14,CO,2,供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了,CO,2,中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。,卡尔文循环,卡尔文循环,年,代,科学家,结,论,1771,年,普利斯特利,植物可以,.,1779,年,英格豪斯,只有在,只有,才可以更新空气,1845,年,梅耶,光合作用把,转化,成,.,1864,年,萨克斯,绿叶通过光合作用,产生,.,1939,年,鲁宾和卡门,光合作用释放的氧气是来自,.,194,年,卡尔文,光合作用产生的有机物中的碳来自,.,更新空气,光照下,绿叶,光能,化学能,淀粉,水,CO,2,20,世纪,40,年代,1880,年恩格尔曼：光合作用 的场所是叶绿体,植物可以更新空气,条件：光、绿叶,吸收,CO,2,，,放出,O,2,光能转换成化学能储存起来,产物：,淀粉,(CH,2,O),同位素标记法,：,H,2,18,O ,18,O,2,14,CO,2,有机物中的碳,光合作用：,原料：,CO,2,和,H,2,O,叶绿体,光能,产物：,有机物和氧气,光合作用反应式：,CO,2,+,H,2,O,(CH,2,O)+O,2,光能,叶绿体,条件：,酶,场所：,一段时间后,一段时间后,1,、,1771,年普利斯特利实验,现象：,结论：,1864,年 德国科学家 萨克斯,未遮光部分变成蓝色。,淀粉是光合作用的产物之一,。,光合作用的过程：,1,、写出光合作用的总反应式：,2,、根据是否需要光，光合作用的过程可以概括地分为,和,两个阶段。,3,、读懂教材,103,页光合作用过程的图解,4,、填表比较光合作用过程中的两个阶段,光反应,暗反应,光合作用的反应式：,光能,叶绿体,CO,2,+H,2,O,*,（CH,2,O）+O,*,2,6CO,2,+12H,2,O C,6,H,12,O,6,+6O,2,+6H,2,O,光能,叶绿体,叶,绿,体,色,素,2H,2,O,水的光解,叶,绿,体,色,素,O,2,H,ADP,Pi,酶,ATP,2C,3,多种酶参加催化,供氢,供能,还原,CH,2,O,暗反应,光反应,CO,2,C,5,固定,色,素,光能,1.,光反应阶段,酶,光、,色素、,叶绿体内的类囊体膜上,水的光解：,H,2,O H +O,2,光能 酶,（还原剂）,ATP,的合成：,ADP,Pi,能量,（,光能,）,ATP,酶,条件：,场所：,物质变化：,能量变化：,光能,转变为,ATP,中活跃的,化学能,光反应,色素,ADP+Pi,ATP,2H,2,O,O,2,酶,吸收,光解,光能,4H,2.,暗反应阶段,CO,2,的固定：,CO,2,C,5,2C,3,酶,C,3,的还原,：,ATP,H,、,ADP+Pi,叶绿体的基质中,多种酶、,条件：,场所：,物质变化：,能量变化：,ATP,中活跃的化学能,转变为糖类等,有机物中稳定的化学能,2C,3,酶,H、ATP,暗,反应,2C,3,CH,2,O,C,5,多种酶,固定,还原,CO,2,ADP+Pi,ATP,酶,能,H,暗,反应,糖类,(CH,2,O),光反应阶段,暗反应阶段,进行,部位,条件,物质,变化,能量,变化,联系,叶绿体类囊体薄膜上,叶绿体基质中,光、,色素和酶,不需光,、多种酶、,ATP,、,H,光反应为暗反应提供,还原剂,H,和,能量,ATP,暗反应产生的,ADP,和,Pi,为光反应合成,ATP,提供原料,水的光解,2H,2,O4H+O,2,合成,ATP,ADP+Pi,ATP,光,酶,光能,CO,2,的固定,CO,2,+C,5,2C,3,C,3,的还原,2C,3,(CH,2,O),酶,酶,ATP H,3,、光反应阶段和暗反应阶段的比较,ATP,中活 跃化学能,光能,ATP,中活,跃化学能,有机物中稳定化学能,光合作用的过程,返回,请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的,C,5,化合物和,C,3,化合物的含量如何变化？,停止光照,光反应停止,请分析光下的植物突然停止,CO,2,的供应后，其体内的,C,5,化合物和,C,3,化合物的含量如何变化？,H,ATP,还原受阻,C,3,C,5,CO,2,固定停止,C,3,C,5,（,CH,2,O,）,CO,2,C,5,2C,3,H,酶,固定,还原,供氢,供能,ATP,光合作用原理的应用,探究：环境因素对光合作用强度的影响,增加农作物产量的措施之一,提高光合作用的强度,（,1,）影响光合作用的因素有哪些？,光照、,CO,2,、,温度、水、矿质元素等,（,2,）如何定量表示光合作用的强度？,探究：环境因素对光合作用强度的影响,1,、实验原理,光合作用的强度可通过测定一定时间内,的数量来定量的表示。,内因：,酶、色素等,外因：,叶肉细胞中叶绿体的数量；叶绿体中基粒的数量等,原料的消耗或产物生成,CO,2,消耗量,O,2,的生成量,参考案例：,探究光照强弱对光合作用强度的影响,实验材料的选择及处理：,同种生长旺盛的绿叶,打孔器,小圆形叶片,30,片,让叶片内部气体逸出（方法）,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用,大小相同，避开大的叶脉,分析变量：,自变量：,控制方法：,因变量：,观察方法：,无关变量：,光照强弱,改变台灯与烧杯之间的距离,光合作用强度,（,O,2,的产生量）,同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量,实验叶片：,同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量,烧杯中清水：等量，有足够的,CO,2,影响光合作用的因素及在农业生产上的应用,1,、光照强度,:,适当提高光照强度。,2,、温度：影响酶活性,适当提高白天温度。减轻或避免植物“午休”现象。,3,、水：光合作用原料和场所。水分的散失影响气孔，间接影响,CO2,吸收。注意合理灌溉。,4,、,CO2,：,光合作用原料。适当提高其浓度。,5,、矿质元素：影响光合作用进行。如：,N,、,P,、,Mg,等。注意合理施肥。,光合作用强度：,植物在单位时间内通过光合作用,制造有机物的量,同类变式,下图为光照和CO,2,浓度改变后，与光合作用有关的C,5,化合物和C,3,化合物在细胞内的变化曲线。,(1)曲线a表示,，在无光照时其含量下降的原因是,；曲线b表示,，在C0,2,浓度降低时含量下降的原因是,五碳化合物,三碳化合物,将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的,C02,条件下。如果将环境中,C02,含量突然降至极低,水平，此时叶肉细胞内的,C3,化合物、,C5,化合物和,ATP,含量,的变化情况依次是,A.,上升；下降；上升,B.,下降；上升；下降,C.,下降；上升；上升,D.,上升；下降；下降,特别提示,要理解这种变化是瞬时的。,高考回顾,总结升华：规律,二氧化碳与 变化一致,光照强度与 变化一致,+,+,恒量,恒量,考点二：光合作用量变分析公式:,三碳化合物,ADP,和,p,i,五碳化合物,ATP,H,三、光合作用影响环境因素相关曲线图像分析,应用：延长光合作用时间,(,人工光照、轮作,),。,叶,面积指数,光合作用实际量,干物质量,呼吸量,物,质,的,量,O,2,4,6,8,A,B,C,适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，封行过,早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，,白白消耗有机物，造成不必要的浪费。,温室栽培植物时，可增加光合作用面积，合理密植是增,加光合作用面积的一项重要措施。,大气中的二氧化碳远远没有达到饱和,增加光合作用的面积：,合理密植、间作、套种,提高光合作用速率,：,光、温、水、肥和,CO,2,等,延长光合时间：,轮作、人工光照等,提高光能利用率的措施,下图表示一株小麦叶片细胞内,C,3,相对含量在一天,24,小时内的变化过程，请据图分析回答：,（,1,）,C,3,的产生和消耗主要发生于叶绿体的,中。,（,2,）,AB,段,C,3,含量较高，其主要原因是什么？,（,3,）,点的出现，可能是由于白天该地区天气暂时由晴转阴所造成的。,（,4,）,G,点,C,3,含量极少，其原因是什么？,。,（,5,）,G,点与,F,点相比，叶绿体中,H,含量较,。（填写“高”或“低”）,（,6,）请在下列坐标图中画一条曲线，表示上图中的,HI,段（,15,时至,19,时）小麦叶片细胞中,C,5,相对含量的变化趋势（设,a,点为,15,时的,C,5,含量）。,（,1,）基质,（,2,）无光照，不能进行光反应，不能产生,H,和,ATP,，,C,3,不能还原成,C,5,（,3,）,D,（,4,）气孔关闭，缺少,CO,2,，,C,5,不能转化为,C,3,（,5,）高,（,6,）见下图,在光照等适宜条件下，将培养在,CO,2,浓度为,1%,环境中的某植物迅速转移到,CO,2,浓度为,0.003%,的环境中，其叶片暗反应中,C,3,和,C,5,化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图，回答问题：,(1),图中物质,A,是,_(C,3,化合物、,C,5,化合物,),。,(2),在,CO,2,浓度为,1%,的环境中，物质,B,的浓度比,A,的低，原因是,_,；将,CO,2,浓度从,1%,迅速降低到,0.003%,后，物质,B,浓度升高的原因是,_,。,(3),若使该植物继续处于,CO,2,浓度为,0.003%,的环境中，暗反应中,C,3,和,C,5,化合物浓度达到稳定时，物质,A,的浓度将比,B,的,_(,低、高,),。,(4)CO,2,浓度为,0.003%,时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比,CO,2,浓度为,1%,时的,_(,高、低,),，其原因是,_,。,(1)C,3,化合物,(2),暗反应速率在该环境中已达到稳定，即,C,3,化合物和,C,5,化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时,C,3,化合物的分子数是,C,5,化合物的,2,倍,当,CO,2,浓度突然降低时，,C,5,化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致,C,5,化合物积累,(3),高,(4),低,CO,2,浓度低时，暗反应强度低，所需,ATP,和,H,少。,下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图说法错误的是,A,AB,段随光照的增强，光合作用强度不断增强,B,C,点是由于气孔的关闭影响了,CO,2,的吸收,C,CD,段与,AB,段上升的原因是不同的,D,BC,段与,DE,段下降的原因是相同的,D,四、不同状态下植物（光合与呼吸）气体代谢特点及代谢相对强度的表示法,（,1,）黑暗：只呼吸，不光合,呼吸相对强度，可表示为,A,1:,CO,2,量；（空气中,CO,2,的 量）,f,释放,增加,B,1:,O,2,量；（空气中,O,2,的 量）,e,吸收,减少,C,1:,有机物,消耗,量,；（植物质量的的,减少,量）,（,2,）较强光照：光合,呼吸,光合作用相对强度，可表示为（可测定量）,A,2:,CO,2,量；（空气中,CO,2,的 量,)a,释放,增加,B,2:,O,2,量；（空气中,O,2,的 量）,b,吸收,减少,C,2:,有机物,积累,量,；（植物质量的的,增加,量）,表观光合速率（净光合速率）,“总光合量”（实际光合量）与“净光合量”的比较,项目,总光合量,净光合量,有机物,O,2,量,CO,2,量,植物（或叶片、叶绿体）,量,植物（或叶片）,量；收获植物所得的有机物量，一段时间内干物质增加量,植物体或叶片,量,植物体（或叶片）,量；植物所处外界环境中氧气的 量,植物体（或叶片）,（或 ）量；,叶绿 体 量,植物体（或叶片）从外,界 量；植物所处外界环境中二氧化碳的 量,产生,或,制造,积累,产生,或,制造,叶绿体释放量,释放,增加,固定,同化 利用,吸收,吸收,减少,“总光合量”（实际光合量）与“净光合量”的关系,实际光合速率,=,净光合速率,+,呼吸速率,实际光合速率表示为：,A1+A2,：,CO,2,固定量,a+d,B1+B2:,O,2,产生量,b+c,C1+C2:,有机物制造量,例：将植物如下处理,X g,Y g,Z g,光照,9,小时,黑暗,7,小时,1.,呼吸速率？,2.,实际光合速率？,3.,净光合速率？,总（实际）光合速率,净光合速率,CO2,释放量为,f,，呼吸作用产生的,CO2,总量为,f+d,。,植物长时间处于,B,点光下能否生存？,若某细胞,a,b.e.f,均为零，则关于该细胞的下列描述是否正确：,可能是死细胞,一定是死细胞,可能取自叶,可能取自根,大气中的二氧化碳远远没有达到饱和,上面甲、乙两图中：,A,、,B,、,D,、,B,、,D,各点的含义？,能产生,ATP,的场所与细胞器有？,光合作用曲线变动分析,（,1,）,.,曲线上特殊点的生物学意义,特别提醒：,（,1,）影响呼吸作用的主要考虑温度,（,2,）外界条件变化时光（二氧化碳）补偿点的移动规律,呼吸速率增加，补偿点右移。呼吸速率降低，左移。,呼吸速率不变，若条件的改变使光合速率下降，右移；,若条件的改变使光合速率上升，左移,（,3,）外界条件变化时光（二氧化碳）饱和点的移动规律,若条件的改变使光合速率下降，左移；,若条件的改变使光合速率上升，右移,其他条件不变，二氧化碳浓度适当增大，补偿点、饱和点怎么移动？,典例如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标,图，下列叙述中不正确的是,A,a,点叶肉细胞产生,ATP,的细胞,器只有线粒体,B,b,点植物光合作用强度与细胞,呼吸强度相等,C.,已知某植物光合作用和细胞呼,吸最适温度分别为,25,和,30,，,如图表示该植物处于,25,环境中，,则将温度提高到,30,时，,a,点上移，,b,点左移，,d,点下移,D,当植物缺镁时，,b,点将向右移,C,【,增加农作物产量的措施,提高光合作用的强度,】,1,、光照的控制,2,、控制温度的高低：,3,、适当提高环境中,的浓度,CO,2,晴天：白天适当提高温度，夜间适当 降低温度，增大昼夜温差。,延长光照时间，增大光照强度,（,108,页）四、思维拓展,新疆的哈密地区：,位于我国高纬度地区,1,、夏季的白天长,2,、阳光充足，光照强烈,光合作用时间长，强度大，积累的糖类较多。,3,、夜间温度比较低。,细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质比较少。,昼夜温差较大,积存的糖类比较多,哈密瓜,光合与呼吸的相关计算,将一株植物置于密闭的容器中，用红外线测量仪，测量时间均为,1,小时。测定时的条件和结果如表（数据均在标准状况下测得，单位：,mL,）。,在充分光照下,暗处,15,25,15,25,CO,2,减少量,22.4,56.0,CO,2,增加量,11.2,22.4,(1),在,15,条件下，充分光照,1,小时累积的有机物葡萄糖,mg,(2),在,25,条件下，这株植物在充分光照下,1,小时总共制造葡萄糖,mg,(3),如果一天有,10,小时充分光照，其余时间在黑暗下度过且昼夜温度均为,25,，假定累积的有机物都是葡萄糖，则积累葡萄糖,mg,(4),如果光照时温度为,25,，光照时间,10,小时；黑暗下温度为,15,，则一昼夜累积葡萄糖,mg,将一株植物置于密闭的容器中，用红外线测量仪，测量时间均为,1,小时。测定时的条件和结果如表（数据均在标准状况下测得，单位：,mg,）。,(1),在,15,条件下，充分光照,1,小时累积的有机物葡萄糖,mg,(2),在,25,条件下，这株植物在充分光照下,1,小时总共制造葡萄糖,mg,(3),如果一天有,10,小时充分光照，其余时间在黑暗下度过且昼夜温度均为,25,，假定累积的有机物都是葡萄糖，则积累葡萄糖,mg,(4),如果光照时温度为,25,，光照时间,10,小时；黑暗下温度为,15,，则一昼夜累积葡萄糖,mg,在充分光照下,暗处,15,25,15,25,C,6,H,12,O,6,增加量,30,75,C,6,H,12,O,6,减少量,15,30,105,30,330,540,9.,（,2007,年山东，,8,）以测定的,CO,2,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,（,2008,年上海，,36,）请回答下列有关光合作用的问题：,（,1,）光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的,过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的,过程。,（,2,）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。,在温度为,10,、光照强度大于,千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为,30,、光照强度小于,L,3,千勒克司时，光合速度的限制因素是,。,根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为,L,2,千勒克司，温度分别为,10,、,20,和,30,时的光合速度。,（,3,）丙图表示,A,、,B,两种植物的光合速度与光照强度的关系。,当在,千勒克司光照强度条件下，,A,、,B,两种植物的光合速度相同。,A,植物在光照强度为,9,千勒克司时，,2,小时单位叶面积可积累葡萄糖,mg,。（计算结果保留一位小数。相对原子质量,C,12,，,H,1,，,O,16,）,A,植物在,1,天内（,12,小时白天，,12,小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于,千勒克司。,答案,（,1,）光反应 暗反应,（,2,）,L1,光照强度 见右图,（,3,）,6,10.9,。,A,植物（阳生植物）在光照强度为,9,千勒克司时，净光合作用速率为,8,，则,2,小时单位叶面积吸收二氧化碳量为,16mg,，折算葡萄糖合成量,=16*180/6*44=10.9,。,6,6,某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验，他们对温室内,C0,2,含量、,O,2,含量及,CO,2,吸收速率进行了,24 h,测定，得到如图所示曲线，则以下说法有几种是正确的（）,c,、,e,两点的光合速率为零,c,、,d,之间的区段光合速率大于呼吸速率,de,段光合速率小于呼吸速率,进行细胞呼吸的区段只有,ab,段和,fg,段,A,1,种,B,2,种,C,3,种,D,4,种,A,例,.,右图中,a,曲线表示在一定光照强度、不同温度条件下，某植物的光合作用量,(,单位时间内同化的,C0,2,量,),；,b,曲线表示同等条件下的呼吸作用量,(,单位时间内释放出,C0,2,量,),。依据检测结果，可获得的结论是（）,在,20,时植物的总光合,作用速率最高,B.,在,40,时，有机物,积累的量呈负增长,C.,在,25,时植物的净,光合作用量最高,D.,在,20,与,30,时，,有机物积累的速度相同,B,组别,一,二,三,四,温度,/,27,28,29,30,暗处理后重量变化,/mg,-1,-2,-3,-1,光照后与暗处理前重量变化比较,/mg,+1,+2,+3,+1,例：将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别先暗处理,1h,，再光照,1h,（各组光照强度相同），测其重量变化，得到下表的数据。可以得出的正确结论是（）,A,该植物光合作用的最适温度约是,27B,在上述四种温度下，该植物呼吸作用的最适温度,29C,27,和,29,该植物合成有机物的速率相等,D,30,下该植物的真正光合速率为,2mg/h,组别,一,二,三,四,温度,/,27,28,29,30,暗处理后重量变化,/mg,-1,-2,-3,-1,光照后与暗处理前重量变化,/mg,+1,+2,+3,+1,净光合量,总光合量,2,4,6,2,3,6,9,3,4.,光合、呼吸速率的测定实验探究,(1,),净光合速率的测定,(,如图,),NaHCO,3,溶液的作用：玻璃瓶中的,NaHCO,3,溶液，保证了容器内,CO,2,浓度的,恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。,植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。,条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。,上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要,把,NaHCO,3,溶液换成,NaOH,溶液，吸收植物呼,吸作用释放的,CO,2,。,植物呼吸作用的指标：植物呼吸作用吸收氧气，释放,CO,2,，,CO,2,被,NaOH,溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速率。,条件：整个装置必须,遮光处理,，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。,(2),呼吸速率的测定,(,如上图,),1.,“,半叶法,”,测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质的积累数,2.,气体体积变化法,测光合作用,O2,产生（或,CO2,消耗）的体积,3.,黑白瓶法,测溶氧量的变化,4.,小叶片浮起数量法,定性比较光合作用强度的大小,5.,红外线,CO2,传感器,测量装置中,CO2,浓度的变化,6.,氧传感器,测量装置中,O2,浓度的变化,测定光合作用强度的方法,一、光合作用实验中涉及到的药品和器材,及作用,NaOH,(,吸收,CO2,),Ca(OH)2(,检验,CO2,),缓冲液,NaHCO3,溶液,(,CO2,的来源，保证装置内,CO2,浓度稳定,),酒精,(,脱去叶片中的色素，便于观察,淀粉和碘液的颜色反应,),碘液,(,检验淀粉,),灯,(,光源,),布,(,黑纸,)(,遮光,),银边天竺葵,银边龙舌兰,银边铁,A,处（用不透光小圆片覆盖）,B,处（不做任何处理的绿色区域）,C,处（不做任何处理的非绿色区域）,用什么试剂来鉴定光合产物？,淀粉,碘液,用什么检验？,反应颜色？,蓝色,将该植物置于光照处一段时间后,例,1,、采用,“,半叶法,”,对叶片的光合作用强度进行测定，其原理是，将对称叶片的一部分（,A,）遮光，另一部分（,B,）不作处理，并用适当方法阻止两部分的物质转移。在适宜光照下照射,6,小时后，在,A,、,B,的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为,M,A,、,M,B,获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是,mg/dm,2,h,。,、请设计一张表格用于记录实验数据（假设实验选定,3,片叶）。,、若,M=M,B,M,A,，则,M,表示,_,。,1,、半叶法：测定有机物的生产量,叶片编号,M,B,M,A,1,2,3,M,表示,B,叶片被截取部分在,6,小时内光合作用合成有机物总量,平均值,答案：,在叶柄基部作环剥处理,(,仅限制叶片有机物的输入和输,出,),，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为,1cm,2,的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用,速率,=(3y,一,2zx),6 gcm,-2,h,-1,(,不考虑取叶圆片后对叶,生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响,),。,则,M,处的实验条件是,(),A,下午,4,时后将整个实验装置遮光,3,小时,B,下午,4,时后将整个实验装置遮光,6,小时,C,下午,4,时后在阳光下照射,1,小时,D,晚上,8,时后在无光下放置,3,小时,（,3y,一,2zx),6=,（,y,一,x,）,/6+,（,y,一,z,）,/M,，计算出,M=3,小时，,A,选项正确,例,2,、,右图是探究植物光合作用,速率的实验示意图，装置中的碳酸,氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓,度。该装置放在,20,环境中。实验,开始时，针筒的读数是,0.2ml,，毛,细管内的水滴在位置,x,。,30,分钟后，,针筒的容量需要调至,0.6ml,的读数，,才能使水滴仍维持在,x,的位置。据此实验回答下列问题：,以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是,_,mL,h,。,用这一方法测量光合作用速率，比实际的光合速率为低，原因是：,_,。,0.8,植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气,2,.气体体积变化法,测光合作用O,2,产生（或CO,2,消耗）的体积,假若将该植物的叶肉下表皮涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，原因是,_,_,_,。,如果在原实验中只增加光,照强度，则针筒的容量仍维,持在,0.6mL,读数处。在另一相,同实验装置中，若只将温度,提升至,30,，则针筒容量需,要调至,0.8mL,读数，才能使水,滴维持在,X,的位置上。比较两,个实验可以得出什么结论,_,_,。,凡士林阻塞部分气孔，使供应叶肉细胞的二氧化碳减少，限制了光合作用的暗反应,实验中光不是限制光合作用速率的因素，温度才是,试题引航,例,3,、采用黑,-,白瓶（不透光,-,透光,),法测定池塘群落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结果见下表，请据表分析，该池塘一昼夜产生氧和消耗氧量各为多少。,深度,瓶中,O,2,的变化（,g/m,2,）,白瓶,黑瓶,1m,3,1,2m,2,1,3m,0,1,4m,1,1,水底,3,3,A.5,、,7 B.8,、,7 C.8,、,11 D.5,、,11,解析：白瓶中氧的变化为净光合量，黑瓶中氧的变,化为呼吸量，池塘一昼夜产生氧气量为总光合量，,即,净光合量呼吸量,练习,3,、,（,06,江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解,O,2,的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的,O,2,与呼吸消耗的,O,2,的差值（以,W,DO,表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解,O,2,的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的,O,2,（以,B,DO,表示）。请完成下列实验。,（,1,）实验步骤：,用采水器取该层水样，分别注满,500ml,黑、白瓶并密封，剩余水样用于测,；,将黑、白瓶,；,_,。,（,2,）设计记录所测数据的表格。,（,3,）预测实验结果并分析。,挂回原水层,初始溶解氧浓度,24h,后取出黑、白瓶测溶解氧浓度,编 号,白 瓶,黑 瓶,项 目,l,2,3,平均,1,2,3,平均,24,后溶氧量,原初溶氧量,若,W,DO,-B,DO,0,，则有自养生物；若,W,DO,-B,DO,=0,，则无自养生物；,若,W,DO,0,则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。,例,4,、某校生物研究性学习小组通过下列实验，验证影响光合作用的因素。,实验步骤：,第一步：用直径为,1cm,的打孔器打出,叶圆片,40,片,(,避开大的叶脉,),，抽去其中的气体。,第二步：把,抽去气体,的叶圆片连同水倒入烧杯中,放在黑暗处备用。,第三步：按下表所示条件进行实验,(4,只烧杯内叶圆片数目相等）,第四步：观察记录实验结果。,4,：小叶片浮起数量法,-,定性比较光合作用强度的大小,烧杯,光照（,lx,）,温度（）,CO,2,（,%,）,1,6000,15,0.2,2,6000,25,0.01,3,6000,25,0.2,4,2000,25,0.2,分析回答下列问题：,（,1,）要观察并记录的实验结果是,_,。,（,2,）,3,号和,4,号烧杯的实验是研究,_,对光合作用强度的影响，,1,号和,3,号烧杯的实验、,2,号和,3,号烧杯的实验依次是研究,_,和,_,对光合作用强度的影响。,烧杯内相同时间上浮的叶圆片数或叶圆片上浮所需的时间,光照强度,温度,CO,2,浓度,烧杯,光照（,lx,）,温度（）,CO,2,（,%,）,1,6000,15,0.2,2,6000,25,0.01,3,6000,25,0.2,4,2000,25,0.2,分析回答下列问题：,（,3,）上述四个烧杯中，释放氧气最多的是,_,号烧杯。最先浮起叶片的是,_,号。,（,4,）除上述实验中影响光合作用的环境因素外，还有,_,等因素也对对光合作用有重要影响。,3,3,水、无机盐,2.,（,16,分）为探究夏季晴朗天气条件下，某种绿色植物,光合作用强度的变化情况，某研究小组设计了如图甲所示,的实验装置。将该装置放在,自然环境,下，测得一昼夜玻璃,罩内该植物氧气释放速率的变化如图乙。,（,1,）在一天中甲刻度管中液滴右移到最大值的时刻是乙,的,点。,（,2,）,c,点所示条件下，该植物叶肉细胞产生和消耗氧气的具,体部位依次是,、,；,图乙中,a,点高于,b,点的原,；,（,3,）,e,与,f,相比，,e,时刻,C3,的合成速率,，原因是,。,18,（,g,）,叶绿体的类囊体,线粒体内膜,a,点温度相对较低，呼吸作用较弱,慢,光照过强、温度过高引起气孔关闭，,CO2,供应不足,时刻,第,15,分钟,第,30,分钟,第,45,分钟,第,60,分钟,距离,（,mm,）,24,29,32,34,乙中与该组实验数据相对应的可能是,段。（,4,分）,（,4,）在上述实验过程中某段光照时间内，液滴的移动的,数据如下。