4能量之源-光合作用（二）

3-4能量之源——光合作用（二）高三生物一轮复习第三部分细胞的能量供应和利用20:37一、光合作用与细胞呼吸20:37光合作用：①生产有机物②释放O2

③吸收CO2细胞呼吸：①分解有机物②吸收O2

③释放CO2光合作用反应式:有氧呼吸反应式:1、对比一、光合作用与细胞呼吸20:372、反应指标（1）光合速率的反映指标：①O2释放速率

②CO2吸收速率

③有机物（葡萄糖）合成速率（2）呼吸速率的反映指标：①O2吸收速率

②CO2产生速率

③有机物（葡萄糖）分解速率3、O2、CO2的吸收和释放

在光照条件下植物的光合作用和细胞呼吸同时进行，共同影响着O2、CO2的吸收和释放。[练习1]：请画出下列3种状态下，叶肉细胞内O2、CO2的转移方向一、光合作用与细胞呼吸20:37①光合作用实际产氧量=实测氧气释放量+细胞呼吸耗氧量

②光合作用实际CO2消耗量=实测CO2吸收量+细胞呼吸CO2消耗量

③光合作用实际葡萄糖产量=实测葡萄糖积累量+细胞呼吸葡萄消耗量↓呼吸速率↓净(表观)光合速率↓总(真正)光合速率数学关系式：

总光合速率（真正光合速率）=净光合速率（表观光合速率）+呼吸速率[练习2]：请判断下列几种表述方法代表哪种光合作用：（1）某植物单位时间内释放10mgO2。（2）在5小时内，某植物积累了600mg的有机物。（3）某植物共产生了10mgO2。（4）某植物1小时，制造了50mg葡萄糖（5）某植物1小时，吸收了10mgCO2（6）某植物合成了50mg葡萄糖（7）叶绿体释放了10mgO2（8）叶绿体每小时吸收了10mgCO2(真)总光合(表观)净光合O2产生、生成量、叶绿体释放

释放、增加量CO2固定、利用量、需要量、叶绿体吸收吸收量、减少量

葡萄糖制造、生产、合成、生成的量

积累量、净生产量净（表观）光合速率净（表观）光合作用总量总（真正）光合作用总量总（真正）光合速率净（表观）光合速率总（真正）光合作用总量总（真正）光合作用总量总（真正）光合速率一、光合作用与细胞呼吸20:37一、光合作用与细胞呼吸20:37[例题1]：以测定的CO2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A一、光合作用与细胞呼吸20:37[例题2]：将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1h，测其重量变化，立即光照1h，再测其重量变化。结果如下表：分析表中数据可判定(

)A.光照的1h内，第4组合成葡萄糖总量为2mgB.光照的1h内，第1、2、3组释放的氧气量相等C.光照的1h内，四组叶片光合作用强度均大于呼吸作用强度D.呼吸作用酶的最适温度是29℃组别1234温度(℃)25272931暗处理后重量变化(mg)-1-2-3-1光照后暗处理前重量变化(mg)+3+3+3+1C一、光合作用与细胞呼吸20:37[例题3]：为了探究大蒜叶片在不同温度下的光合作用和细胞呼吸强度，某小组进行了如图甲所示的实验，不同温度下a、b值变化如图乙所示。下列选项正确的是(

)A.a表示大蒜叶片的呼吸速率，b表示大蒜叶片的净光合速率B.在13～16℃时，随着温度的升高，细胞呼吸强度增强，实际光合作用的强度不断减小C.在16℃条件下，10小时光照，10小时黑暗，大蒜叶片最多能增重10mgD.14℃条件下大蒜叶片的实际光合速率最大C一、光合作用与细胞呼吸20:374、密闭环境中，光合作用与细胞呼吸对环境中CO2浓度的影响无光照，植物只进行呼吸作用。温度降低，呼吸作用减弱。4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<呼吸作用强度。随光照增强，光合作用强度＝呼吸作用强度。光照继续增强，光合作用强度>呼吸作用强度。表示“光合午休”现象。随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度＝呼吸作用强度。光照继续减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。一昼夜净光合积累量

曲线沿图中虚线上下颠倒

一、光合作用与细胞呼吸20:37[例题1]：将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示。下列对此过程的分析正确的是(

)

A．只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等B．在9～16时之间，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升C．该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量D．该植物从20时开始进行无氧呼吸B注：两条曲线在20时前沿水平虚线上下对称二、光合速率的测定20:371、实验装置：2、原理分析：①光下，光合作用＞呼吸作用②光合作用产生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2在NaHCO3的作用下维持稳定。③水滴的移动反映了，植物释放的O2量。④得的数据为植物的净光合速率。测光合速率测呼吸速率二、光合速率的测定20:37[例题1]：下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是(

)A.该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液是为了吸收细胞呼吸释放的CO2C.拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸强度B二、光合速率的测定20:37[例题2]：下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如图乙所示。(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。实验时，试管内变化的气体是____________。(2)若此时图甲植物光照强度为15klx，则1h光合作用产生的气体量为________mL。若此时植物叶片的呼吸熵(CO2/O2)为0.8(呼吸时产生的CO2和消耗的O2的比值)，那么植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收________mLCO2。(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_______________________________。如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中的红色液滴较实验组向右移了5mL，其原因是_______________________________O2200160新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素(如温度变化等)对实验的影响三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37同一植物的不同生长发育阶段同一叶片的不同生长发育时期三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（一）光对光合作用的影响1、光质（光的波长）：色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多，吸收绿光最少。

2、光照强度：（1）原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。（2）曲线分析：

光照强度对光合作用的影响如下图，图中所示O点为原点、A点位于纵坐标上，B和C点位于横坐标上，S1、S2、S3代表面积。S1S2S3呼吸速率净光合速率实际光合速率（总值）S1S2S3仅存在呼吸作用，代表呼吸速率。光合速率＝呼吸速率，此时的光照强度称为光补偿点。光合作用达到最强时所需的最低的光强度，称为光饱和点。

实际光合速率＝净光合速率+呼吸速率S1+S3S2—S1S2+S3光照强度，限制光反应CO2和酶，限制暗反应（5）当改变温度或改变CO2浓度后，曲线会发生什么变化？

改变温度：①降低温度，光补偿点左移（减小）。光饱和点左移（减小），且达到饱和点时的光合速率也下降。降低温度提高温度①提高CO2浓度，光补偿点左移（减小）。光饱和点右移（增大）。且达到饱和点时的光合速率也增大。②提高温度，光补偿点右移（增大）。光饱和点右移（增大），且达到饱和点时的光合速率也增大。改变CO2浓度：提高CO2浓度②降低CO2浓度，光补偿点右移（增大）。光饱和点左移（减小），且达到饱和点时的光合速率也下降。降低CO2浓度思考：①当培养液缺镁时，光补偿点和光饱和点又会如何变化？

②纵坐标若改为O2的吸收和释放，曲线如何画？（6）如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？阳生植物阳生植物：也称“阳性植物”，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。阴生植物：也称“阴性植物”，是指在较弱的光照条件下能够生长良好的植物。但并不是阴生植物对光照强度的要求越弱越好，而是必须达到阴生植物的光补偿点，植物才能正常生长。

阴生植物

阴生植物的光补偿点、光饱和点＜阳生植物三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:373、应用：控制好光照强度

措施：①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要

在光补偿点之上

②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。

如间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的搭配等。

③农作物间距合理，即合理密植。4、光照的间接影响：

①叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件

②影响气孔开闭.三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:375、一昼夜，光合速率的变化情况

下面两图为—昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示意图。左图（春季）A-B：仅存在细胞呼吸，无光合作用。B点：日出B-D：随光照强度增强，光合作用增强。B-C：光合﹤呼吸C点：光合﹦呼吸C-D：光合﹥呼吸D-F：随光照强度减弱，光合作用减弱。D-E：光合﹥呼吸E点：光合﹦呼吸E-F：光合﹤呼吸F点：日落F-G：仅存在细胞呼吸，无光合作用。右图（夏季）A-B：仅存在细胞呼吸，无光合作用。B点：日出B-D：随光照强度增强，光合作用增强。B-C：光合﹤呼吸C点：光合﹦呼吸C-D：光合﹥呼吸D-E：因光照增强（太强）引起气孔关闭，影响CO2供应，光合作用减弱。E-F：因光照减弱引起气孔重新开放，CO2恢复供应，光合作用增强。F-H：随光照强度减弱，光合作用减弱。F-G：光合﹥呼吸G点：光合﹦呼吸G-H：光合﹤呼吸H点：日落H-I：仅存在细胞呼吸，无光合作用。三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37[例題1]：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．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③B．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③C．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①D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加C[例題3]：下图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：(1)图甲中的a点表示

，c点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有

。(2)图乙所示的该植物细胞代谢情况，可用图甲中a～d四点中的

表示，也可用图丙e～j六个点中的

表示。(3)在光照强度大于

klx时，植物才会表现出生长现象。细胞呼吸速率细胞质基质、线粒体、叶绿体cf和h2三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用[例題3]：下图甲表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系；图乙表示某绿色植物的细胞代谢状况；图丙是某兴趣小组将植物栽培在密闭玻璃温室中，用红外线测量仪测得室内的CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回答：(4)若图甲曲线表示该植物在25℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度提高到30℃，理论上分析c点将

(填“左移”“右移”或“不变”)。(5)由图丙可推知，密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是

点，j点与e点相比植物体内有机物含量将

(填“增加”“减少”或“不变”)。减少h右移三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（二）CO2对光合作用的影响1.原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。2.曲线分析：CO2浓度AO2释放速率BO仅存在细胞呼吸，代表呼吸速率光合速率＝呼吸速率，称为CO2补偿点。光合速率＜呼吸速率光合速率＞呼吸速率光合速率达到最大值时，所需的最低CO2浓度。称为CO2饱和点。CO2浓度（即暗反应）光照强度（即光反应）及温度（影响酶活性）三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（二）CO2对光合作用的影响1.原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。2.曲线分析：CO2浓度AO2释放速率BO（2）当改变温度或改变光照强度后，曲线会发生什么变化？

CO2浓度AO2释放速率BO温度上升温度上升：温度下降：补偿点右移，饱和点右移温度下降补偿点左移，饱和点左移光照增强：光照减弱：补偿点左移，饱和点右移光照增强光照减弱补偿点右移，饱和点左移三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（二）CO2对光合作用的影响3.应用：在生产上怎样提高CO2的浓度？

①大田措施——通风透光（正其行、通其风）

②温室措施——施用气体肥，提高CO2浓度

③农田使用农家肥料，可以使土壤中微生物的数量增多，活动增强，分解有机物，放出二氧化碳。

④植物的秸秆通过深耕埋于地下，可以通过微生物的分解作用产生二氧化碳。三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37[例题1]：下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率影响的结果。下列有关叙述中不正确的是(

)A.曲线由a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高B.曲线由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，有利于提高光合速率D.曲线中c点产生的限制因素主要是叶绿体中酶数量A[例题2]：某生物兴趣小组将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃、20℃和30℃下进行实验，观察并记录单位时间内不同距离下枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(

)A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用D．若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用D三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（三）温度对光合作用的影响1.原理分析：光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性(主要是制约暗反应)。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。2.曲线分析：

3.应用：适当保持昼夜温差、阴雨天适当降低温室温度三、影响光合作用强度（速率）的因素及其应用20:37（四）矿质元素对光合作用的影响1.原理分析：

N：酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分

2.应用：合理施肥——少肥高效

根据不同作物的经济器官不同，不同矿质元素的生理作用不同、不同地块的肥力条件不同等等进行合理施肥。（五）水分对光合作用的影响1.原理分析：

①水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；

②水分是植物蒸腾的对象。缺水→气孔关闭→CO2进入受阻→间接影响

光合作用

2.应用：合理灌溉——适时、适量；少水高效四、实验：探究环境因素对光和作用的影响20:37（一）试验材料

器材：菠菜叶、2%的NaHCO3

用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签、40W灯泡五架、吸管（二）实验步骤制作圆叶片1.取5～6片菠菜叶片上下重叠，用直径为1cm的钻孔器垂直打孔，获得直径为1cm的小圆叶片。打孔时注意避开主叶脉。四、实验：探究环境因素对光和作用的影响20:37（一）试验材料

器材：菠菜叶、2%的NaHCO3

用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签、40W灯泡五架、吸管（二）实验步骤制作圆叶片2.每次取10片叶圆片，放入已吸入5mL水的注射器中，将注射器置于垂直状态，轻轻排除注射器前端的空气，然后，用手指堵住注射器前端管口，将注射器活塞用力向下拉，连续3～4次，直到除去叶圆片细胞间隙内的空气。四、实验：探究环境因素对光和作用的影响20:37（一）试验材料

器材：菠菜叶、2%的NaHCO3

用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签、40W灯泡五架、吸管（二）实验步骤制作圆叶片3.将叶圆片连同水倒入烧杯中避光保存四、实验：探究环境因素对光和作用的影响20:37（一）试验材料

器材：菠菜叶、2%的NaHCO3

用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签、40W灯泡五架、吸管（二）实验步骤（一）探究不同光照强度对光合作用强度的影响

①取3只小烧杯，标号为1-3号。分别加入30mL的2%NaHCO3溶液;

②每只烧杯中分别放入10片叶圆片，并均匀置于烧杯底部;

③将3只杯分别置于距功率为100W的光源10cm、20cm、30cm距离下，同步开启电源后开始计时，观察并记录五片叶圆片每片上浮所需的时间。四、实验：探究环境因素对光和作用的影响20:37（一）试验材料

器材：菠菜叶、2%的NaHCO3

用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签、40W灯泡五架、吸管（二）实验步骤（二）探究不同CO2浓度对光合作用强度的影响

①取3只小烧杯，标号为1-3号。分别加入30mL的蒸馏水、浓度为2%NaHCO3溶液和2%的NaHCO3溶液并加吹气（30秒）;

②每只烧杯中分别放入10片叶圆片，并均匀置于烧杯底部;

③将1-3号烧杯等距离（10cm）