必修一光合作用的原理和应用

5.4.2光合作用的原理和应用5.4能量之源——光与光合作用实验要点回顾：问1：实验中95%酒精和层析液的用途是什么？95%酒精——提取色素、层析液——分离色素问2：实验中用到的二氧化硅、碳酸钙分别有什么用？问3：在制作滤纸条的时候，为什么要剪掉两个角？二氧化硅碳酸钙使研磨充分防止叶绿素被破坏防止边缘效应，使扩散后的色素带呈一条直线问4：滤液重复划细线的目的是什么？问5：为什么层析液不能没及滤液细线？增加色素含量，使分离后色素带清晰可见防止滤液细线中的色素溶解到层析液中

一、光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。问题1：植物为什么会生长？人类是怎样认识到光合作用的？公元前约300年亚里士多德(古希腊)的推论现象:动物生长是从捕食中获得食物.疑问:植物的食物来自哪里呢？推论：植物生长所需的物质来源于土中。18世纪中期探究历程海尔蒙特柳树实验推论：只有水分是植物建造自身的原料柳树2.5kg

土100kg五年后柳树82.5kg

土99.9kg？探究历程1771年一段时间后小鼠死亡透明玻璃罩活泼的小鼠

蜡烛熄灭燃烧的蜡烛一段时间后普利斯特利实验18世纪中期空气受到污染探究历程1771年绿色植物植物不死一段时间后普利斯特利实验18世纪中期一段时间后小鼠死亡透明玻璃罩活泼的小鼠植物能净化空气？探究历程植物可以更新空气1771年绿色植物、活泼的小鼠小鼠不死绿色植物、燃烧的蜡烛蜡烛不熄灭一段时间后一段时间后普利斯特利实验18世纪中期思考：1、为什么有人认为植物也能使空气变得污浊？2、当时有人重复普利斯特利实验，却得到完全相反的结论，认为植物跟动物一样使空气变污浊。如何解释？绿色植物、活泼的小鼠小鼠不死一段时间后可能做了无光条件下的实验说明普利斯特立实验结论的成立还必须满足一定的条件！探究历程英格豪斯实验一段时间后一段时间后绿色植物、活泼的小鼠绿色植物、活泼的小鼠小鼠死亡小鼠不死1779年(500多次植物更新空气实验)1771年18世纪中期探究历程一段时间后一段时间后1779年绿色植物、燃烧的蜡烛蜡烛熄灭绿色植物、燃烧的蜡烛蜡烛不熄灭植物体只有绿叶才能更新空气植物体只有在有光的条件下才能更新空气英格豪斯实验1771年18世纪中期探究历程到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。1771年18世纪中期1779年1785年水二氧化碳光氧气探究历程1845年光能化学能储存在什么物质中？1771年18世纪中期1779年1785年梅耶能量转化与守恒定律探究历程萨克斯1864年1845年1771年18世纪中期1779年1785年现代植物生理学创始人种子发芽时物质的转化根的生长植物的向光，向地性碘蒸气处理暗处理探究历程萨克斯实验光照酒精脱色1864年部分遮光，部分曝光暗处理：消耗叶片中的营养物质绿叶通过光合作用产生淀粉1845年1771年18世纪中期1779年1785年自变量：有无光照因变量：有无淀粉产生

极细光束黑暗中光照下恩格尔曼实验示意图结论：叶绿体是进行光合作用的主要场所，氧气是叶绿体放出来的。放出来的氧气来自二氧化碳还是水？光照射下的小球藻悬液CO2H2O

探究历程1941年鲁宾、卡门同位素标记法C18O2H218O18O2O2结论：光合作用释放的氧气来自水甲组乙组1864年1845年1771年18世纪中期1779年1785年1880年探究历程1941年卡尔文同位素标记法1864年1845年1771年18世纪中期1779年1785年1880年1941年1961年诺贝尔化学奖探究历程1941年卡尔文同位素标记法1864年1845年1771年18世纪中期1779年1785年1880年用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。1941年结论：CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳。归纳：（1）用3H标记亮氨酸（2）18O标记H218O（3）用14C标记14CO2探究分泌蛋白合成、加工、运输和分泌过程探究光合作用中O2来源探究光合作用中CO2中的碳转化为有机物中的过程同位素标记法的应用年代科学家结论1771普利斯特利1779英格豪斯1845R.梅耶1864萨克斯1880恩格尔曼1939鲁宾卡门20世纪40年代卡尔文植物可以更新空气只有在光照下且只有绿叶才可以更新空气植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来绿色叶片光合作用产生淀粉氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用的场所光合作用释放的O2来自H2O光合产物中有机物的C来自CO2CO2+H2O*

(CH2O)+O2*光能叶绿体3.下图是利用小球藻进行光合作用时的实验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是（）A．1∶2 B．2∶1 C．8∶9 D．9∶8C叶绿体中的色素H2O[H]NADP+ATPADP+Pi水的光解O22C3C5糖类多种酶参加催化CO2还原固定光合作用的过程：光反应暗反应(CH2O)划分依据:反应过程是否需要光能ATP移动方向是？H2O[H]+O2光能1.光反应阶段酶光、色素、叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：（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：光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中叶绿体中的色素光能H2O

水在光下分解O2[H]ADP+Pi酶ATP光合作用的基本过程光反应暗反应类囊体腔内2.暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATPADP+Pi条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的基质中多种酶、

ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能

2C3

+[H]

(CH2O)酶、能量糖类[H]、ATPCO2C52C3[H]供氢酶(CH2O)[糖类]多种酶参加催化还原酶ATP供能ADP+Pi叶绿体中的色素H2O[H]ATPADP+Pi酶水的光解O22C3C5[H]ATPADP+Pi(CH2O)多种酶参加催化酶CO2还原固定酶(1)光反应为暗反应提供了[H]和ATP;(2)暗反应为光反应提供了NADP+、ADP和Pi光反应与暗反应的关系光反应和暗反应紧密联系，缺一不可

光反应和暗反应的区别与联系过程比较光反应暗反应进行部位进行条件物质变化物质和能量联系光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+

类囊体薄膜上叶绿体的基质中光、色素、酶不受光限制，酶1.水的光解2.ATP合成1.CO2的固定2.C3的还原光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能自养生物以二氧化碳和水为原料，以光能为能源合成有机物的生物

举例：植物、蓝藻、光合细菌等

三、化能合成作用异养生物只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。举例：人、动物、真菌和大部分细菌硝化细菌、硫细菌、铁细菌——能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌三、化能合成作用

硝化细菌能量硝化细菌NH3

HNO2+能量HNO2

HNO3+能量6CO2+6H2O

C6H12O6+6O2自养生物项目光合作用化能合成作用区别能量来源_________________________代表生物绿色植物_________相同点都能将__________等无机物合成有机物光合作用和化能合成作用的比较光能氧化无机物放出的能量硝化细菌1、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为（）①外膜②内膜③基质④类囊体膜A．③②B．③④C．①②D．④③B2.用18O标记后的H2O灌溉某株植物，短时间内18O不可能出现在(

)A．细胞原生质的水中B．叶肉细胞生成的糖类中C．植物周围的氧气中D．植物周围的水蒸气中B4．下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是(

)A．叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小B．叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物答案：B5．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是(

)A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案：B解析：解答本题时必须注意：因叶绿体在光照条件下通过光反应产生并释放氧气，故需要光照条件；光合作用需要CO2，可由NaHCO3溶液提供；本题要求用好氧细菌来检测有无氧气的存在，故需隔绝空气，以排除空气中O2的影响。6、(2017·全国Ⅱ，29)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____、_______、__________、___，[H]代表的物质主要是_______。O2

NADP＋ADP和PiC5NADH(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。C和D(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________________。在缺氧条件下进行无氧呼吸5.4.3光合作用原理的应用5.4能量之源——光与光合作用例、下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题①图中A是________________,B是_____,它来自于_____的分解。②图中C是____，它被传递到叶绿体的______部位,用于_________③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自___④图中G是________,F是__________,J是_____________⑤图中的H表示_______，I表示________，H为I提供__________光H2OBACDE+PiFGCO2JHIＯ2水[H]基质还原C3ATP光能光反应[H]和ATP叶绿体中的色素C5化合物C3化合物糖类暗反应

请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3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CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]

↓

ATP↓还原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑能力提升

（CH2O）CO2C52C3[H]酶固定还原供氢供能ATP物质含量变化的比较条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少[H]和ATP的含量减少增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加下图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时，有关中间产物的量的变化情况。下列判断中，正确的是

A．曲线a可表示五碳化合物量的变化B．曲线a可表示还原氢量的变化C．曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化D．曲线b可表示三碳化合物量的变化CD

影响光合作用强度的因素有哪些？CO2的浓度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2

光能叶绿体？H2O光：光照强度、光质、光照时间温度矿质元素（Mg合成叶绿素）四、光合作用原理的应用光合作用强度指

单位时间内光合作用产生糖的量或释放O2的量或吸收CO2的量。探究光照强弱对光合作用强度的影响（1）自变量：光照强弱（2）因变量：光合作用强度检测方法：（3）无关变量：要求相同且适宜相同时间小圆形叶片浮起的数量控制方法：不同瓦数的台灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离温度等，用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰探究光照强弱对光合作用强度的影响

叶片含有空气，上浮抽气叶片

；O2充满细胞间隙，叶片

。光合作用实验原理：下沉上浮（2）因变量：光合作用强度检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量产生O2（3）无关变量：要求相同且适宜温度等，用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰

项目

烧杯

小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20mL强多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强探究光照强弱对光合作用强度的影响1、光对光合作用的影响③光照强度：①A点：V光=0，此时只进行

。②AB段：随光照强度增强，V光也逐渐增强，CO2释放量逐渐

。但V光<V呼③B点：为光补偿点，即光合作用强度

细胞呼吸强度。

④BC段：随着光照强度不断增强，V光不断增强，到C点后不再增强了。但V呼<V光⑤D点：为光饱和点，D点以后V光不再增加细胞呼吸减少等于应用：间作套种，林带树种的配置，可合理利用光能。光照强度ACO2吸收量CCO2释放量阴生植物OB阴生植物通常为低矮草本植物，新陈代谢速度不如阳生，有机物消耗少，故其光补偿点较低。阳生植物光补偿点光饱和点阴生植物没有角质层或较薄，气孔和叶绿体较少，故其光饱和点较低。C’B’BB’：光补偿点CC’：光饱和点阴生植物是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳生植物在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物光合速率最大:__________光；单色光中，_____光最大，_____光次之，_____光最弱。复色(白)红蓝紫绿应用：温室大棚使用无色透明玻璃1、光对光合作用的影响①光照强度②光质③光照时间：拓展——连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下，会造成[H]、ATP的过度积累，利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，[H]、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。例如：若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲一直光照10分钟，黑暗处理10分钟；乙光照5秒，黑暗处理5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲＜乙。12/14/20232、CO2浓度应用：1.“正其行，通其风”使田间通风良好，供应充足的CO2；

2.合理使用有机肥，增加CO2浓度。图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率

呼吸速率时对应的CO2浓度，B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点，表示达到最大光合作用时所需CO2的最低浓度。结论：一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。3、温度01020304050温度ABC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，保证植物有机物的积累光合作用速率降低水是光合作用的原料，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

进入植物体内。生产上应合理灌溉，保证植物生长所需要的水分。4、水分的供应Mg：叶绿素的重要组分N、P：是ATP、NADP+、叶绿素等的组成元素5、矿质元素CO2合理施肥影响光合作用的因素(1)光照:光照的长短和强弱、光的成分都能影响光合作用的强度。在一定范围内,光照强度越强,光反应强度越强,能为暗反应提供的原料越多,故总体光合作用强度越大(2)CO2浓度:在一定范围内,空气中CO2的多少直接影响暗反应中CO2的固定,进而影响光合作用速率(3)温度:温度能影响光合作用有关酶的活性,进而影响光合作用的速率。(4)水分:水是光合作用的原料。植物缺水时不仅无法为光反应供应原料,而且会关闭气孔,以减少蒸腾作用,从而影响对CO2的吸收。如夏季晴朗的中午因气温升高,植物因蒸腾作用而失水,光合作用速率下降,出现“午休”现象。原因？(5)缺少N影响光合酶、光合色素的合成,缺少P影响ATP的合成,缺少Mg、Fe影响叶绿素的合成。另外,植物的叶龄、叶面积指数、阴生和阳生、C3植物和C4植物等植物自身因素也影响光合作用。增加农作物产量的几点做法：1、适当提高CO2的浓度（温室大棚）；2、增加光照时间和光照强度；3、白天适当增加温度，夜间适当降低温度；4、农作物间距合理，选择适当的光源等；5、合理施肥，提供必要的矿物质元素；6、合理灌溉，提供适当水分。拓展——光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)A点的移动：若细胞呼吸增强，A点

移；细胞呼吸减弱，A点

移。(2)B点的移动①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，B点应

移。②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，B点应

移，(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点

移，D点

；光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移D

例1．将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在一定光照强度下测定叶片光合作用强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图所示，下列叙述正确的是 (

)题型——涉及光合作用与细胞呼吸关键点的移动例2．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是 (

)A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移C

1、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利

A.昼夜恒温25℃B.白天温度25℃，夜间温度15℃C.昼夜恒温15℃D.白天温度30℃，夜间温度15℃

D2、用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是[]A．绿色罩B．红色罩C．蓝色罩D．紫色罩A3、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（）

A、增大O2浓度B、增大CO2浓度C、增强光照D、调节室温A4．(2011·新课标卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是(

)A．光反应强度升高，暗反应强度降低B．光反应强度降低，暗反应强度降低C．光反应强度不变，暗反应强度降低D．光反应强度降低，暗反应强度不变答案：B解析：缺镁培养液中培养的番茄幼苗因缺镁，叶绿素含量降低，导致光反应强度降低，暗反应强度也随之降低，光合作用强度下降。5.如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述错误的是()

A.

曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高B.

曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高C.

在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合效率D.

曲线中c点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量A6.将一株植物在黑暗环境中放置48小时，然后将一片叶的主脉切断，如图所示，在阳光下照射4小时，将此叶片脱色处理后，再用碘液处理，结果a处呈棕褐色，b处呈蓝色，这个实验验证光合作用需要(

)A．光 B．CO2C．水 D．叶绿素答案：C解析：叶脉是供给叶水分和无机盐的主要通道，图中将主脉切断，使a部得不到水而不能进行光合作用。7.下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()

A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转化为C5中的化学能B.CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的作用下，可再形成C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高CA.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作

用强度差异的原因是CO2浓度不同B.光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为b～c，曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高8.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是D9、下图1表示A．B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线。请分析回答：

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是__________（2）图中A点表示______

____

如果以缺镁的完全培养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是__________，c点的移动方向__________（3）c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从__________到__________A植物的呼吸速率右移左下移叶绿体基质类囊体薄膜下图1表示A．B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线。请分析回答：

（4）在其他外界因素都适宜的情况下，b点和c点相比，c点时的叶肉细胞中C3的含量__________（高？低？基本不变？）（5）当光照强度为g时，比较植物A．B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果应分别为M1__________M2、N1__________N2。低＝＞5.4.4光合作用与呼吸作用的综合5.4能量之源——光与光合作用

光合作用有氧呼吸场所条件物质变化能量变化实质联系比较光合作用、有氧呼吸作用光、色素、酶、H2O和CO2叶绿体细胞质基质、线粒体O2、酶、H2O、C6H12O6无机物转变成有机物有机物氧化分解成无机物光能有机物中稳定化学能有机物稳定的化学能ATP中活跃化学能和热能合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量光合作用为呼吸作用提供物质（有机物、O2）；呼吸作用为光合作用提供原料（CO2）ATP中活跃化学能(1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向重点剖析(2)光合作用与有氧呼吸中的能量转化比较项目光合作用有氧呼吸[H]来源光反应中水的光解产生于第一、二阶段去路用于暗反应中C3的还原消耗于第三阶段，与O2结合生成H2O实质NADPH，还原型辅酶ⅡNADH，还原型辅酶ⅠATP来源产生于光反应阶段，其中的能量来自光能三个阶段均能产生，但第三阶段相对较多去路用于暗反应过程中C3的还原，其中的能量转变成有机物中稳定的化学能用于各项生命活动(光合作用的暗反应除外)含量更多相对较少(3).光合作用与有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去路24714182024d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，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。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＝S1－(S2＋S3)。(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。a点：凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。拓展——植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析(1)自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线1.图中黑线与红线，哪个表示盛夏晴天的变化曲线？2.进行呼吸作用的区段是

h；进行光合作用的区段是

h；3.

点时V光＝V呼，0＜V光＜V呼的区段是

；V光＞V呼的区段是

；4.a，d点形成的原因？de段光合作用的下降的原因是?5.一天中植物积累的有机物最多是在

点，S1﹣S2﹣S3的含义是？24714182024d点时温度过高，导致部分气孔关闭，CO2含量下降，暗反应减弱，光合作用减弱黑色0-244-20c、ecebc、ef光照减弱e一昼夜有机物的积累量D点：随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度。DH段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度。HI段：光照继续减弱，光合作用强度小于细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止。I点低于A点：一昼夜，密闭容器中CO2浓度减小，即光合作用大于细胞呼吸，植物能正常生长(若I点高于A点，植物不能正常生长)。AB段：无光照，植物只进行细胞呼吸。BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。(2)密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线(注意：分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时，应分析曲线变化趋势的快慢，也就是斜率。)1.图中BC,CD段，FG段形成的原因？2..

点时V光＝V呼，V光＜V呼的区段是

；V光＞V呼的区段是

；3.该植物能否正常生长？4.请画出该密闭容器中一昼夜O2浓度的变化曲线BC：温度降低，细胞呼吸减弱CD：4时后，微弱光照，开始进行光合作用FG：“光合午休”现象D、HAD、HIDH不能I-80-策略方法

光合作用和细胞呼吸曲线图像题解题策略(1)识标:坐标曲线,实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响结果。如横坐标为光照强度,纵坐标为二氧化碳吸收量或氧气释放量,则该曲线表示不同光照强度对净光合作用强度的影响。(2)明点:曲线的起点、转折点、终点(或极限点),曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等,往往隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义,如光饱和点，光补偿点等。(3)析线:正确分析曲线形状,对曲线何时开始上升、何时趋向平缓、何时出现转折、其原因分别是什么等方面进行分析。光饱和点之前和饱和点之后限制光合作用的主要因素（环境因素？内因？）植物种类（阳生、阴生；C3、C4植物）、发育阶段、叶绿体、酶例1：图甲是一个完全透光的密闭小室，内有利用完全培养液培育的大豆幼苗和一个装有饱和NaHCO3溶液的烧杯。将该小室置于自然环境中，图乙是晴朗夏季的一昼夜，该小室内O2增加或减少速率的变化曲线。请回答下列相关问题：(1)图甲中饱和NaHCO3溶液的作用是_____________________________。(2)图乙中，a点之前，大豆幼苗叶肉细胞内合成ATP的场所有______________________；从日出到日落这段时间内，小室内氧气含量的变化规律是___________________________________。(3)当______________(写出含有S1、S2、S3的表达式)时，反映该小室一昼夜大豆幼苗的有机物总量是增加的。为大豆幼苗的光合作用提供CO2

细胞质基质和线粒体ab段逐渐降低，bf段逐渐升高，fg段逐渐降低

S2>S1＋S3

(1)增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物。(2)减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖。(3)除去容器中的二氧化碳——氢氧化钠溶液。(4)保持容器中二氧化碳浓度不变——NaHCO3溶液。(5)除去叶片中原有的淀粉——置于黑暗环境中一段时间。(6)除去光合作用对细胞呼吸的干扰——给植株遮光。(7)消除种子表面微生物对种子细胞呼吸速率测定的影响——消毒。(8)探究酵母菌的呼吸方式，检测产生的CO2情况——用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。(9)除去叶片中叶绿素——酒精隔水加热。(10)如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。自变量是有无CO2或CO2浓度？例2.下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：(1)甲图曲线中C点和E点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态

(2)根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的

段，其中光合作用强度最高的是

点，植株积累有机物最多的是

点。呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时B－FDE图乙中E点——“午休”现象：夏季晴天的中午，温度过高，植物为防止蒸腾失水而关闭部分气孔，CO2吸收减少，进而降低光合速率。(3)乙图中FH段光合作用强度下降的原因是

使光合作用的

反应减弱，为暗反应提供的

的生成量减少。(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为()A光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效率B温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物C温度较高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应D光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行C光[H]、ATP光照减弱归纳总结

“液滴移动法”测定光合速率(1)测定装置(2)测定方法及解读①测定呼吸速率a.装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。b.玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。c.置于适宜温度环境中d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。归纳总结

“液滴移动法”测定光合速率(1)测定装置(2)测定方法及解读②测定光合速率a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液（碳酸氢钠溶液），用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。b.必须给予较强光照处理，且温度适宜。c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。[例1]某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题：(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有__________________，为使实验结果更科学，还需设置________________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是__________________________________________________。装置一和装置二对照实验装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是__________________，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为__________________________________________________________________________________________________。装置一和装置三请画出分别处于A点、AB段、B点及BC段的细胞生理过程（用O2和CO2来表示）CO2O2O2CO2A点AB段B点BC段O2O2CO2CO2O2CO2O2CO2O2CO2CO2O2O2测定的CO2吸收量是光合作用的表观量，其真正光合作用应等于表观量与呼吸量的和如图所示：注：不考虑光照强度对呼吸的影响时。问：A、B、C三点的真正光合量是？净光合量是？-35“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率：黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。O2O2O2O2O21.图甲、图乙分别表示哪种光合作用量？2.图3中表示真正光合量、净光合量、细胞呼吸量分别是？图4呢？真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的表述检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量、同化量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量真正（总）光合速率＝净（表观）光合速率＋细胞呼吸速率。注：总光合速率无法直接测得，只能通过测得的净光合速率数值与呼吸速率数值计算得到。例1高一生物科研兴趣小组从校博雅湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由a→e逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24h内为7mg/LB.光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3mg/LC.光照强度为c时，在24h内白瓶中植物产生的氧气量为28mg/LD.光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加C光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EE【审题关键】(1)黑瓶不透光，不能进行光合作用，因此黑瓶中氧气的减少是由于细胞呼吸消耗，单位时间氧气变化代表细胞呼吸强度。(2)白瓶透光，能进行光合作用，溶液中氧气的变化是光合作用和细胞呼吸的综合结果，单位时间内氧气的变化可以代表净光合作用强度；实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度。例2

现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位mg/(dm2·h)。下列说法正确的是A.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度B.(m2－m1)表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小D.m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小A【审题关键】(1)光照下光合作用和细胞呼吸生理过程均发生，则有机物的增加量代表净光合作用强度；而黑暗中只进行细胞呼吸不进行光合作用，则在黑暗中有机物的减少量代表细胞呼吸强度。(2)假设原来半片叶重为m0，m1和m2分别表示在适宜光照和温度下照射一段时间后的被截取的部分(A部分)干重和被截取的部分(B部分)干重，而在该时间段内，前者只进行细胞呼吸，而后者同时进行光合作用和细胞呼吸，则m0－m1＝细胞呼吸速率，m2－m0为光照下的净光合作用速率，实际光合作用速率＝净光合作用速率＋细胞呼吸速率＝m2－m0＋m0－m1＝m2－m1，即为B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的合成量。归纳总结

“半叶法”测光合作用有机物的生产量将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。[训练3]某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(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1cm2的叶圆片，烘干后称其重量，M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)。则叶圆片总光合速率为 (

)A．(3y－2z－x)/6

B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3A

1．图中图一表示的是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图二表示棉花叶肉

细胞两种细胞器的四种生理活动状态。则图一中时间a、b、c、d依次发生了图二所示的哪项生理活动（

）

A．（1）（2）（3）（4）B．（3）（2）（4）（1）C．（3）（4）（1）（2）D．（4）（3）（2）（1）D2．下图为某植株在夏季晴天一昼夜内CO2吸收量的变化情况，以下判断正确的是（）①该植物进行光合作用的时间区段是bg②植物在a和h时刻只进行呼吸作用，不进行光合作用③影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度④ce段与fg段光合速率下降的原因完全相同⑤若c、f时刻的光合速率相等，则植物呼吸速率为c时刻大于f时刻⑥该植物处于生长时期A．①③B．②④C．①⑤D．②⑥D3.下图表示六月北方某晴天一昼夜棉花对CO2吸收、释放量，请据图回答。

（1）一昼夜是O→K段，则白天的时间是

段。细胞呼吸在

段。有机物产生最多的时刻是在

点，光合作用强度超过呼吸作用强度时间段是

段。（2）在C→D段强光下可观察到大量叶片的气孔关闭现象，所以引起

。（3）在E→F段出现的CO2吸收量下降是由于