27版53高中同步新教材生物必修1人教版疑难破第5章　光合作用曲线、模型分析

第5章细胞的能量供应和利用08光合作用曲线、模型分析重难点光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的表示方法项目表示方法(总)光合速率光照下,O2产生速率、CO2固定速率、有机物合成速率呼吸速率黑暗下,O2消耗速率、CO2产生速率、有机物消耗速率净光合速率光照下,O2释放(到外界)速率、CO2(从外界)吸收速率、有机物积累速率(总)光合速率=呼吸速率+净光合速率方法技巧可根据相关描述定位的场所确定具体项目:(1)O2的产生、CO2的固定、有机物的合成发生在叶绿体内,对应光合作用。(2)O2的释放、CO2的吸收通过植物“气孔”进行,对应净光合作用。1.光照强度(CO2浓度)对光合速率的影响

分析A点光照强度(CO2浓度)为0,植物不进行光合作用,只进行细胞呼吸,CO2释放速率可表示细胞呼吸速率AB段随光照强度(CO2浓度)↑,光合速率↑,但呼吸速率>光合速率B点光合速率=呼吸速率,B点时的光照强度(CO2浓度)称为光补偿点(CO2补偿点)BC段随着光照强度(CO2浓度)↑,光合速率↑C点对应的光照强度(CO2浓度)称为光饱和点(CO2饱和点),C点以后随着光照强度(CO2浓度)↑,光合速率不再↑方法技巧光合作用相关曲线图要关注纵坐标,明确纵坐标的具体含义。CO2的吸收速率表示净光合速率,即

图中横轴以上表示净光合速率>0,横轴以下表示净光合速率<0。勘破疑难用图表示植物细胞内的状态:A点

AB段

B点

B点后

2.补偿点和饱和点的移动分析(1)原理法分析

(2)图像法分析若某原因导致光合速率降低表现为阴影部分面积减小,即由图1紫色阴影缩小为图2蓝色阴影,则B点右移,D点左移,C点向左下方移动若某原因导致光合速率增大表现为阴影部分面积增大,即由图1紫色阴影扩大为图3绿色阴影,则B点左移,D点右移,C点向右上方移动3.自然环境中(夏季晴朗天气)一昼夜植物光合作用曲线

c、e点光合速率=呼吸速率

bf段合成有机物

ce段积累有机物,e点有机物积累量最大4.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线模型

AB段CO2增加→植物释放CO2→植物光合速率<呼吸速率BC段CO2减少→植物吸收CO2→植物光合速率>呼吸速率CD段CO2增加→植物释放CO2→植物光合速率<呼吸速率,直至光合作用停止5.光合速率的常见测定方法方法图示及操作分析液滴移动法

将装置一、二分别置于黑暗、光照下t小时,记录液滴移动距离分别为a、b①NaOH溶液组:测定细胞呼吸速

率(黑暗中O2消耗速率)=a/t;②CO2缓冲液组:测定净光合速率

(光照下植物O2释放速率)=b/t;③总光合速率=(a+b)/t半叶法

叶片两部分不存在物质和能量

转移,t小时后,截取对称位置面积

均为S的叶片称重,计为WA和WB①遮光部分:测定细胞呼吸速率

(有机物的消耗速率)=(初始重量-WA)/(S×t);②曝光部分:测定净光合速率(有机物的积累速率)=(WB-初始重量)/(S×t);③总光合速率=(WB-WA)/(S×t)黑白瓶法①从某一水层相同位置取样,装入若干个等体积黑瓶(不透光)和白瓶(透光)中,并分别测得初始溶氧量x;②把黑、白瓶悬挂于原水深处;③一段时间后,分别测出黑瓶、白瓶的溶氧量并算出平均值y、z①黑瓶:测定细胞呼吸速率(O2消耗速率)=(x-y)/t;②白瓶:测定净光合速率(O2释放速率)=(z-x)/t;③总光合速率=(z-y)/t方法技巧补偿点时,光合速率=呼吸速率,“补偿点”的移动看光合速率与呼吸速率相等的“难易程度”,饱

和点的移动看“拐点”。勘破疑难阴生植物的光补偿点和光饱和点均小于阳生植物。间作套种农作物,可以合理利用光能。

易错警示植物处于“补偿点”时,植物的光合速率=呼吸速率,但叶肉细胞的光合速率>呼吸速率,因为整株

植物中存在不能进行光合作用但进行呼吸作用的细胞。勘破疑难“光合午休”一般出现在夏季晴朗的中午,原因通常是温度过高引起植物部分气孔关闭,CO2的吸

收减少,光合作用减弱。勘破疑难利用“整体观”考虑问题:左栏密闭容器中植物一昼夜表现为生长的原因:容器的CO2含量在D点

时低于A点时,说明经过一昼夜,植物体内碳元素增加,植物体内有机物增加。即植物光合作用合成的有

机物总量>呼吸作用消耗的有机物量,该植物有有机物的积累。特别提醒为防止气压、温度等物理因素引起实验误差,液滴移动法中,应设置对照实验,即用死亡的相同大

小的同种绿色植物分别进行图示实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。归纳总结测定光合速率的基本思路总光合速率=净光合速率+呼吸速率,植物在光下进行光合作用和呼吸作用,在黑暗中进行呼吸作

用。测定某植物总光合速率,需要分别测定光下植物的净光合速率和黑暗中植物的呼吸速率。典例1以玉米为实验材料,研究不同条件下植物的代谢情况,绘制了如图所示的甲、乙、丙三幅图,其中

乙表示夏季晴天,玉米放在密闭玻璃罩内一昼夜CO2浓度变化。下列有关叙述不正确的是

()

B

A.图甲中,两曲线的交点处,光合速率是呼吸速率的两倍B.图乙中,玉米在一天24小时内有机物的积累量为负值,植物不生长C.图丙中,m点时叶绿体中ATP的移动方向是从类囊体膜移向基质D.光合速率等于呼吸速率的点有图乙中的D、H点和图丙中的m点解析

A(√)图甲两曲线的交点处,净光合速率=呼吸速率,已知净光合速率=光合速率-呼吸速率,因此光合速率是呼吸速率的两倍B(✕)图乙中I点CO2浓度较A点低,说明密闭装置内CO2浓度减少,即玉米有机物的积累量为正值,植物生长C(√)D(√)图丙m点光合速率=呼吸速率(光补偿点),叶绿体中光反应产生的ATP用于暗反应,即ATP的移动方向是从类囊体膜移向基质;图乙中的最高点(D点)和最低点(H点)光合速率=呼吸速率方法技巧曲线图中需要寻找纵坐标与植物生理状态间的关系,还需要关注图中的特殊点。如图甲将相应指标对应到净光合作用、光合作用和呼吸作用。如图乙根据容器中CO2增加推测植物释放CO2,再进一步比较其光合速率与呼吸速率的大小关系;

且需关注净光合速率=0的点,一般是特殊点。如图丙中关注光补偿点和光饱和点的位置,明确特殊点(如m点)的隐含信息。典例2某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率,做了如图所示实验。对叶柄基部进行环剥处理(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,最后测得叶片的叶绿体光合速率为(2y-z-x)/6[g/(cm2·h)](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M处的实验条件是

()

B

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