高中生物必修一一轮复习-光合作用(测定光合作用的速率)PPT

1、1光反应阶段暗反应阶段进行进行部位部位条件条件物质物质变化变化能量变能量变化化联系联系叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、 NADPH NADPH 、多种酶、多种酶光能转换成电能再变成活跃的光能转换成电能再变成活跃的化学能化学能 （ATPATP、NADPHNADPH中）中）活跃的化学能变成稳活跃的化学能变成稳定的化学能定的化学能 光反应为碳反应提供光反应为碳反应提供NADPHNADPH和和ATPATP碳反应为光反应提供碳反应为光反应提供NADP+和和ADP和和PiCO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶ADP+Pi2C3 C

2、5 酶酶ADP+Pi2C3 三碳糖三碳糖C C3 3的还原的还原：ATP 、C5的再生：的再生： 、ATP酶酶光合速率的测定光合速率的测定1. 气体体积变化法测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时 NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理测定原理甲装置在黑暗条件黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移左移的距离表示植物的O2吸收速率吸收速率，可代表呼吸速率呼吸速率。乙装置在光照条件光照条件下植物进行光合作用和

3、细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移右移的距离表示植物的O2释放速率释放速率，可代表净光合速率净光合速率。真正真正光合速率净净光合速率呼吸速率。(3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。2. 2. 叶圆片上浮法叶圆片上浮

4、法(P(P105105) )利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。3. 3. 半叶法半叶法将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表呼吸作用强度，曝光的一半测得的数据变化值代表表观光合作用强度值，最后计算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。4. 4. 黑白瓶法黑白瓶法用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸

5、作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。7. (2017湖北黄冈浠水实验高中月考)将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 、20 的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用强度和呼吸作用强度，结果如图。据图所作的推测中，正确的是( ) A. 该叶片在20 、10 klx的光照下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mg B. 该叶片在5 klx光照下，10 时积累的有机物比20 时少 C. 该叶片在10 、5 klx的光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是3 mg D. 通过实验可知，

6、叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比结合图示模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率及有关计算答案A解析叶片在20 、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(102)2(44/32)8.25 mg；在5 klx光照强度下，10 时积累的有机物比20 时的多；在10 、5 klx的光照强度下每小时光合作用所产生的O2量是(61)/23.5 mg；净光合速率与植物细胞的呼吸速率和真正光合速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。横坐标和纵坐标的单位名称横坐标和纵坐标的单位名称在坐标曲线图中，曲线与横、纵坐标之间的关系在坐标曲线图中，曲线与横、纵坐标之间的关系

7、 ABAB段：段：光合作用强度小于呼吸作用强度，在此过程中，光合作用强度小于呼吸作用强度，在此过程中， 随着光照增强，植物光合作用强度逐渐增大，随着光照增强，植物光合作用强度逐渐增大，CO2 CO2 的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用。的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用。例例1 1下图是在一定的下图是在一定的COCO2 2浓浓度和温度下，某阳生植物度和温度下，某阳生植物COCO2 2的吸收量和光照强度的关系曲的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答：线，据图回答：（1 1）该植物的呼吸速率为每）该植物的呼吸速率为每小时释放小时释放COCO2 2mg/dmmg/dm2 2。（2 2）b b

8、点表示光合作用与呼吸点表示光合作用与呼吸作用速率作用速率。5 510101515202025253030353525252020151510105 50 05 5COCO2 2吸收量吸收量mg/dmmg/dm2 2hh光照强度（光照强度（KlxKlx）a ab bc cd d（3 3）若该植物叶面积为）若该植物叶面积为10dm10dm2 2，在光照强度为，在光照强度为25Klx25Klx条条件下光照件下光照1 1小时，则该植物光合作用固定小时，则该植物光合作用固定COCO2 2 mgmg；合成葡萄糖合成葡萄糖mgmg。5250170.55 510101515202025253030353525

9、252020151510105 50 05 51010COCO2 2吸收量吸收量mg/dmmg/dm2 2hh光照强度（光照强度（KlxKlx）a ab bc cd d（4 4）若白天光照强度较长）若白天光照强度较长时期为时期为b b该植物能否正常生该植物能否正常生长？为什么？长？为什么？（5 5）若该植物为阴生植物，则）若该植物为阴生植物，则b b点应向点应向移动。移动。（一）内部因素（一）内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）同一植物在不同部位的叶片（叶龄）（一）内部因素（一）内部因素植物种类不同植物种类不同

10、同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）同一植物在不同部位的叶片（叶龄）OAOA段：段：ABAB段：段：BCBC段：段：幼叶幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断提高 壮叶壮叶，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。光合速率也基本稳定。 老叶老叶，随着叶龄的增加，叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。率也

11、随之下降。 应用：应用：栽培作物培养时栽培作物培养时适当摘除老叶适当摘除老叶和发黄的叶和发黄的叶，可降低有机物消耗。，可降低有机物消耗。 （一）内部因素（一）内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片（叶龄）同一植物在不同部位的叶片（叶龄）温度温度pH强度强度波长波长浇浇水水Mg2+施肥施肥空气中空气中的浓度的浓度施施肥肥(二）、外部因素二）、外部因素光（光强、光质）、温度、光（光强、光质）、温度、COCO2 2浓度浓度、矿质元素、水等、矿质元素、水等呼吸速率呼吸速率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点光合作用时光合作用时COC

12、O2 2中的中的C C首先转移到首先转移到C C4 4里，里，然后再转移到然后再转移到C C3 3中的植物，叫做中的植物，叫做C C4 4植物。植物。 例如：例如：玉米、甘蔗、高粱等热带植物。玉米、甘蔗、高粱等热带植物。 光合作用时光合作用时COCO2 2中的中的C C直接转移到直接转移到C C3 3里里的植物，叫做的植物，叫做C C3 3植物。例如：植物。例如：小麦、水稻、小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带大麦、大豆、马铃薯、菜豆和菠菜等温带植物。植物。C3 植物和植物和C4植物概念植物概念什么叫C3途径？ 光合作用中固定光合作用中固定CO2的途径在的途径在C3植物体内，植物体

13、内，叫做叫做C3途径途径。什么叫C4途径？ 光合作用中固定光合作用中固定CO2的途径发生在的途径发生在C4植物体内，植物体内，叫做叫做C4途径。途径。C4植物植物C3植物植物维管束维管束维管束维管束鞘细胞鞘细胞叶肉细叶肉细胞胞淀粉形淀粉形成部位成部位无叶绿体无叶绿体无叶绿体无叶绿体体积小体积小无叶绿体无叶绿体体积大，有大而无基体积大，有大而无基粒的叶绿体粒的叶绿体含叶绿体，与维管束鞘细含叶绿体，与维管束鞘细胞形成胞形成“花环型花环型”结构，结构，环环绕在外侧绕在外侧含叶绿体，组成栅含叶绿体，组成栅栏组织和排列疏松栏组织和排列疏松的海绵组织的海绵组织维管束鞘细胞维管束鞘细胞叶肉细胞叶肉细胞C4植

14、物光合作用特点：植物光合作用特点：C4植物生理过程特点植物生理过程特点(2)CO2还原的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体，因还原的场所是维管束鞘细胞中的叶绿体，因此光合作用产物淀粉粒的位置不在叶肉细胞，而在此光合作用产物淀粉粒的位置不在叶肉细胞，而在维管束鞘细胞维管束鞘细胞。(3)C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，对进行光合作用，对CO2的利用率较高的利用率较高(如图如图)，因此因此C4植物能适应高温、强光照、干旱环境。植物能适应高温、强光照、干旱环境。在不同光照强度下植物组织细胞生理状态模型在不同光照强度下植物组织细胞生理状态模型模型

15、分析模型分析进行的生理过程进行的生理过程气体转移情况气体转移情况 对应的生理对应的生理状态模型状态模型A点只进行呼吸作用吸收O2、释放CO2aAB段呼吸作用、光合作用同时进行，且呼吸作用光合作用吸收O2、释放CO2bB点呼吸作用、光合作用同时进行，且呼吸作用=光合作用不与外界进行气体交换cB点以后呼吸作用、光合作用同时进行，且呼吸作用光合作用吸收CO2、释放O2d最多，吸收最多，吸收绿光绿光最少最少A点表示CO2补偿点，此时光合速率与呼吸速率相等B点表示CO2饱和点ACO2浓度浓度光光合合速速率率0B开放和密闭条件下的两个典型曲线1. 夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线图中各点含义及形成原因分

16、析：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。ef段：光合作用小于呼吸作用。fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。2. 密闭环境中一昼夜CO2、O2含量变化过程分析(1)绿色植物24 h内有机物的制造、消耗与积累典型图示 曲线解读. 积累有机物时间段：ce段。. 制造有机物时间段：bf段。. 消耗有机物时间段：Og段。. 一天中有机物积累

17、最多的时间点：e点。. 一昼夜有机物的净积累量：SPSMSN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。(2)在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图和O2含量的变化曲线图的比较项目3一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况)一昼夜O2含量的变化曲线图(小室中O2变化状况)图示 如果N点低于M点说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少如果N点高于M点说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加如果N点与M点一样高说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变含量最高

18、点 CO2含量最高点为C点O2含量最高点E点含量最低点 CO2含量最低点为E点O2含量最低点为C点6. (2016河南三门峡陕州中学测试)将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同，获得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是( ) A. 图乙中的C点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的 B. 图甲中的F点对应图乙中的H点，此时细胞内的气体交换状态对应图丙中的 C. 到达图乙中的D点时，玻璃罩内CO2浓度最高，此时细胞内气体交换状态对应图丙中的 D. 经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加答案A解析图乙中C、D分别表示光合作用即将开始、光合作用速率等于呼吸作用速率的时刻，分别对应图甲的B点和C点，细胞内的气体交换状态分别为图丙的。到达图乙中D点时，玻璃罩内的CO2浓度最高。图甲中的F点是一天中第二次光合速率等于呼吸速率的点，对应图乙中的H点，细胞内的气体交换状态为图丙中的。经过一昼夜后玻璃罩内的CO2浓度降低，说明植物体内的有机物含量增加。ABC10 20 30 40 50温度温度吸收吸收CO2图（4） A图中图中A A点表示：点表示： ；原因是：原因是： ；随叶面积指数的增加，光合作