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1、光合作用与呼吸作用综合分析1三率的表示方法2光合呼吸曲线的“关键点”移动问题3光合呼吸的“日变化曲线”分析4三率的测定方法1.液滴移动分析法2.黑白瓶法3.半叶法4.叶圆片称重法5.叶片上浮法5探究环境因素对光合作用的影响请分别以请分别以有机物有机物、O2、CO2的的变化含量变化含量表示以下两个量：表示以下两个量：净光合量（速率）？有机物的积累量O2的释放量吸收量CO2的吸收量释放量总（真）光合量（速率）？有机物的生成量合成量O2的产生量CO2的消耗量净光合量（速率）=总光合量（速率）呼吸量（速率）一、三率（三量）的表示法任务任务1光照强度光照强度A AB BCOCO2 2的吸收量的吸收量CO
2、CO2 2的释放量的释放量净净光光合合速速率率总总光光合合速速率率总总(真真)光合速率光合速率 =净净(表观表观)光合速率光合速率 +呼吸速率呼吸速率呼呼吸吸速速率率坐标图中的三率的表示法：请在以下坐标图上标出三率请在以下坐标图上标出三率O OC CE EV V光光V V呼呼有机物有机物积累积累V V光光V V呼呼有机物有机物不积累不积累V V光光V V呼呼有机物有机物负积累负积累吸收量吸收量消耗量消耗量释放量释放量产生量产生量产生量产生量消耗量消耗量请分析以下三种情况，以请分析以下三种情况，以1、3图情况为例，标出以图情况为例，标出以CO2、O2为为指标的指标的“吸收量吸收量释放量释放量”、
3、“消耗量消耗量”、“产生量产生量”光照强度光照强度AB（光补偿点）（光补偿点）（光饱和点）（光饱和点）CO2的吸收值的吸收值CO2的释放值的释放值O1234OA段段A点之后点之后O点点A点点请说出以下请说出以下4个图所示状态在坐个图所示状态在坐标图上的对应位置。标图上的对应位置。创新P81 T1以测定的以测定的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细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是A.光照相同光照相同时间时间，35时时光合作用光合作用制造的有机物的量与制造的有机物的
4、量与30时时相等相等B.光照相同光照相同时间时间，在，在20条件下植条件下植物物积积累的有机物的量最多累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时时，光合作用制造，光合作用制造的有机物的量开始减少的有机物的量开始减少D.两曲两曲线线的交点表示光合作用制造的交点表示光合作用制造的的有机物有机物与与细细胞呼吸消耗的有机胞呼吸消耗的有机物的量相等物的量相等A总总光光合合量量关键在于搞清楚题中关键在于搞清楚题中“真光合真光合”和和“净光合净光合”精要点拨AB时间时间0吸收CO2CDS1ES2S3如何用面积来表示呼吸量、总光合量、净光合量如何用面积来表示呼吸量、总光合量、净光合量呼吸量：呼吸量：总光合量
5、：总光合量：净光合量：净光合量：S1S2S2S3S3S1思考：思考：叶面积指数叶面积指数超过多少，超过多少，植物无法生活下去植物无法生活下去？为什么？最佳是？为什么？最佳是？反反应应速速率率叶面积指数叶面积指数2 4 6 8 1 0O（真）光（真）光合速率合速率呼吸速率呼吸速率净光合净光合速率速率P10，白天，白天不能积累有机物，夜间还有呼吸不能积累有机物，夜间还有呼吸消耗；消耗；3左右左右叶面积指数图叶面积指数图中，应如何表示中，应如何表示“净光合速率净光合速率”？拓展拓展（1）仅改变呼吸速率仅改变呼吸速率（其他条件且适宜），对补偿点、饱和点的影响对补偿点、饱和点的影响若若A点下移，点下移，
6、B、C、D点如何移动？点如何移动？B右移；右移；C不动；不动；D下移。下移。二、二、光光合呼吸合呼吸曲线中的曲线中的“关键点关键点”的移动的移动问题分析问题分析若若X为光照强度，适当降低为光照强度，适当降低CO2浓度，浓度，B点如何移动？点如何移动？右移。右移。若若X为为CO2浓度，适当增加光照强度，浓度，适当增加光照强度，B点如何移动？点如何移动？左移左移。（2）若呼吸速率不变，若呼吸速率不变，改变某一影响光合速率的因素改变某一影响光合速率的因素对补偿点的影响对补偿点的影响在一定范围内，如果改变一个变量在一定范围内，如果改变一个变量促进反应促进反应，则可适当调整另一个，则可适当调整另一个变更
7、来变更来抑制反应抑制反应，从而维持光合速率不变。，从而维持光合速率不变。方法提炼若若X为光照强度，适当降低为光照强度，适当降低CO2浓度，浓度，C、D点如何移动？点如何移动？C左移；左移；D左下移。左下移。若若X为为CO2浓度，适当增加光照强度，浓度，适当增加光照强度，C、D点如何移动？点如何移动？C右移；右移；D右上移。右上移。光合速率降低，饱和点左移；反之则右移。光合速率降低，饱和点左移；反之则右移。方法提炼（3）若呼吸速率不变，若呼吸速率不变，改变某一影响光合速率的因素改变某一影响光合速率的因素对饱和点的影响对饱和点的影响将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭
8、小室，调节小室室，调节小室 CO2 浓度，在适宜光照强度浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度，结果如右图。下测定叶片光合作用的强度，结果如右图。下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是DA如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a 点左移，点左移，b 点左移点左移 B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a 点左移，点左移，b 点右移点右移 C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点右移，点右移，b 点右移点右移 D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点左移，点左移，b 点右移点右移【能力提升能力提升】创新P78 T2a点：点：，所以所以CO2释放减
9、少。释放减少。b 点：点：有微弱有微弱光照，光照，植物植物开始进行开始进行_。bc段：段：光合作用强度光合作用强度_细胞呼吸强度。细胞呼吸强度。c 点：点：光合作用光合作用强度强度_细胞呼吸强度。细胞呼吸强度。ce段：段：光合作用强度光合作用强度_细胞呼吸强度。细胞呼吸强度。（1）自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线凌晨温度低，细胞呼吸弱凌晨温度低，细胞呼吸弱光合作用光合作用叶肉细胞呢？叶肉细胞呢？V光V呼三、光合呼吸的“日变化曲线”分析d点点：，出现出现“午休午休”现象。现象。e 点：点：V光光_V呼呼。ef段段：V光光_V呼呼。fg段段：。bf段：段：_的的时间段。时间段。c
10、e段段：的的时间段。时间段。一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量(S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)温度过高温度过高，气孔气孔关闭关闭光合作用停止，只有呼吸作用光合作用停止，只有呼吸作用有光合作用有光合作用V光光V呼呼S1S2S3创新P79 T4AB段：段：无光照，植物只无光照，植物只进行进行；BC段段：；CD段：段：4时后，有微弱光照，开始时后，有微弱光照，开始进行进行光合作用光合作用，但。但。D 点：点：随光照增强随光照增强，。，。（2）密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线提示提示：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。呼吸作用呼吸作用温
11、度低，呼吸作用减弱温度低，呼吸作用减弱V光光V呼呼V光光V呼呼DH段段：；：；其中表示其中表示“午休午休”现象。现象。H 点点：随光照减弱，光合作用强度下降：随光照减弱，光合作用强度下降，。HI段：光照继续减弱段：光照继续减弱，直至直至光合作用完全停止光合作用完全停止。V光光V呼呼FG段段V光光V呼呼V光光V呼呼(3)(3)在在中发生的反应与中发生的反应与中发生反应的物质联系中发生反应的物质联系是是。(4)(4)图乙中，从点开始合成有机物，至点图乙中，从点开始合成有机物，至点有机物有机物合成终止。合成终止。(5)AB(5)AB段段C3含量较高，其主要原因含量较高，其主要原因是是。(6)E(6)
12、E点点C3C3含量极少，其原因含量极少，其原因是是。(7)E(7)E点与点与D D点相比，叶绿体点相比，叶绿体中中 NADPH NADPH 含量含量较较(高高/低低)光反应光反应为暗反应提为暗反应提供供H H和和ATPATP，暗反应，暗反应为为光反应提供光反应提供ADPADP和和PiPi等等B无无光不进行光反应光不进行光反应，C3不能被还原不能被还原气孔气孔关闭关闭，CO2供应不足供应不足，CO2的固定减弱的固定减弱高高H(1)GH(1)GH段段C C3 3含量相对升高的原因是什么？含量相对升高的原因是什么？提示：提示：光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供的的 NADPH NADPH 和和 A
13、TP ATP 逐渐逐渐减少，减少，导致导致 C C3 3 的的还原逐渐减弱。还原逐渐减弱。(2)E(2)E点与点与D D点相比，哪个点的点相比，哪个点的C C5 5含量相对较高？含量相对较高？提示：提示：E E点。点。净光合速率、实际净光合速率、实际光合光合速率、呼吸速率中，速率、呼吸速率中，哪些量不可直接测量？怎样才能得到？哪些量不可直接测量？怎样才能得到？四、三率的测定1、液滴移动分析法测量气体体积变化使用右图装置测定使用右图装置测定净光合净光合速率时，必备条件是？速率时，必备条件是？烧杯中的溶液是？作用是？光照；光照；NaHCONaHCO3 3溶液，保持溶液，保持瓶内瓶内COCO2 2浓
14、度的浓度的恒定恒定(持续稳定地为植物提供所需的持续稳定地为植物提供所需的COCO2 2)条件？使用右图装置测定呼吸速率时，必备条件是？使用右图装置测定呼吸速率时，必备条件是？烧杯中的溶液是？作用是？黑暗；黑暗；NaOHNaOH溶液，吸收体系中的溶液，吸收体系中的COCO2 2(确保装置内确保装置内的体积变化为的体积变化为O O2 2的量引起的量引起)条件？分析乙装置的作用？对分析乙装置的作用？对D中的物质的要求？中的物质的要求？对照作用，对照作用，排除外界排除外界温度、气压以及花温度、气压以及花盆中土壤微生物对实验结果的干扰。盆中土壤微生物对实验结果的干扰。D中物质必须是相同的中物质必须是相同
15、的创新P85 典例1 “黑瓶黑瓶”不透光，测定的是呼吸量；不透光，测定的是呼吸量；“白瓶白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。给予光照，测定的是净光合作用量。总光合作用量总光合作用量(强度强度)净光合作用量净光合作用量(强度强度)有氧呼吸量有氧呼吸量(强度强度)。(1)有初始值的情况下：黑瓶中黑瓶中O2的减少量的减少量(或或CO2的增加量的增加量)为呼吸量为呼吸量 白瓶中白瓶中O2的增加量的增加量(或或CO2的减少量的减少量)为净光合作用为净光合作用量量(2)在没有初始值的情况下：白白瓶中测得的现有瓶中测得的现有量量 黑黑瓶中测得的现有瓶中测得的现有量量总光合量总光合量2、黑白瓶法测溶氧量的变
16、化创新P85 典例2 某某研研究究小小组组采采用用“半半叶叶法法”对对番番茄茄叶叶片片的的光光合合速速率率进进行行测测定定。将将对对称称叶叶片片的的一一部部分分(A)遮遮光光，另另一一部部分分(B)不不做做处处理理，并并采采用用适适当当的方法阻止两部分的物质和能量转移的方法阻止两部分的物质和能量转移。3、半叶法测有机物的变化量（黑白瓶法变式）创新P86 典例3 本本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积为叶圆片面积)。结果分析结果分析：净光合速率
17、净光合速率(zy)/2S；呼吸速率呼吸速率(xy)/2S；总光合速率净光合速率呼吸速率总光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。4、叶圆片称重法测定有机物变化量（黑白瓶法变式）创新P86 典例4本本方方法法通通过过利利用用真真空空技技术术排排出出叶叶肉肉细细胞胞间间隙隙中中的的空空气气，充充以以水水分分，使使叶叶片片沉沉于于水水中中；在在光光合合作作用用过过程程中中，植植物物吸吸收收CO2放放出出O2，由由于于O2在在水水中中的的溶溶解解度度很很小小而而在在细细胞胞间间积积累累，结结果果使使原原来来下下沉沉的的叶叶片片上上浮浮。根根据据在在相相同同时时间间内内上上浮浮叶叶片片数数目目的的
18、多多少少(或或者者叶叶片片全全部部上浮所需时间的长短上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。，即能比较光合作用强度的大小。课本课本P105 探究环境因素对光合作用强度的影响探究环境因素对光合作用强度的影响自变量：自变量：因变量：因变量：5、叶圆片上浮法定性检测O2释放速率例：例：生生长长旺盛的叶片旺盛的叶片，剪成，剪成5毫米毫米见见方的小方的小块块，抽去叶内气体，抽去叶内气体，做下列，做下列处处理，理，这这四个四个处处理中理中，沉入底部的叶片小，沉入底部的叶片小块块最先浮起的是最先浮起的是 C小叶片浮起来的原理是？小叶片浮起来的原理是？光合作用产生的氧气附着在叶片上，使叶片上浮。光合
19、作用产生的氧气附着在叶片上，使叶片上浮。创新P87 典例5A.从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长B.光照强度为1 klx时，装置甲中放置植物E的叶圆片进行测定时，液滴不移动C.光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等D.光照强度为6 klx时，装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短6、间隔光照法比较有机物的合成量光光反反应应和和暗暗反反应应在在不不同同酶酶的的催催化化作作用用下下相相对对独独立立进进行行，由由于于催催化化暗暗反反应应的的酶酶的的催催化化效效率率和和数数量量都都是是有有限限的的，因因此此在在一一般般情情况况下下，光光反反应应的的速速率率
20、比比暗暗反反应应快快，光光反反应应的的产产物物ATP和和NADPH不不能能被被暗暗反反应应及及时时消消耗耗掉掉。持持续续光光照照，光光反反应应产产生生的的NADPH和和ATP不不能能及及时时被被暗暗反反应应消消耗耗，暗暗反反应应限限制制了了光光合合作作用用的的速速率率，降降低低了了光光能能的的利利用用率率。但但若若光光照照、黑黑暗暗交交替替进进行行，则则黑黑暗暗间间隔隔有有利利于于充充分分利利用用光光照照时时积积累累的的光光反反应应的的产产物物，持持续续进进行行一一段段时时间间的的暗暗反反应应，因因此此在在光光照照强强度度和和光光照照时时间间不变的情况下，制造的有机物相对多。不变的情况下，制造
21、的有机物相对多。科研科研人员利用人员利用“间隙光间隙光”来测定沙棘的来测定沙棘的光合作用，每次光照光合作用，每次光照20秒，黑暗秒，黑暗20秒，交替秒，交替进行进行12小时，并用灵敏传感器记录环境中氧小时，并用灵敏传感器记录环境中氧气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录气和二氧化碳的变化，实验结果部分记录如如右右图图所示。所示。据据实实验验结结果果部部分分记记录录图图分分析析，与与连连续续光光照照6小小时时，再再连连续续黑黑暗暗6小小时时的的相相比比，“间间隙隙光光”处处理理的的光光合合作作用用效效率率_(填填“大大于于”“”“等等于于”或或“小小于于”)连连续续光光照照下下的的光光合合效效率率
22、，原原因因是是“间间隙隙光光”能能_。上上面面曲曲线线出出现现的的原原因因是是光光合合作作用用光光反反应应的的速速率率比比暗暗反反应应的的速速率率_(填填“更更快快”或或“更更慢慢”)。图图中中两两条条曲曲线线所所围围成成的的面面积积S1_S2(填填“大大于于”“”“等等于于”或或“小于小于”)。充分充分利用光合作用光反应产生的利用光合作用光反应产生的NADPH和和ATP大于大于更快更快等于等于创新P87 典例6阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明夯实基础补充
23、练习 光合作用 T9A.“光斑”照射前，光合作用无法进行B.“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加C.“光斑”照射后，O2释放速率的变化说明暗反应对光反应有限制作用D.CO2曲线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关3.(2022重庆南开中学调研)科学家利用生长状态相同的某种植物为材料，探究光照对植物光合作用的影响，具体处理方式及实验结果见下表：(1)实验中需要给予四组等量且适宜的_等环境条件(写出两项即可)。(2)D组的_是C组的2倍，但两组的光合作用产物的相对含量却相差不多，这一结果可表明，光合作用中_。(3)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，暗反应_过程所消耗光反应提供的_能够
24、及时得到补充，从而提高了光合作用产物的生成量。温度、光照强度、温度、光照强度、CO2浓度浓度光照时间光照时间光照停止后，光照停止后，暗反应可暗反应可持续一段时间持续一段时间光暗交替的频率光暗交替的频率C3的还原的还原ATP和和NADPH创新P378 T3五、实验：探究环境因素对光合作用的影响实验试剂的作用操作的目的NaHCONaHCO3 3 提供二氧化碳提供二氧化碳NaOH NaOH 吸收二氧化碳吸收二氧化碳石蜡石蜡 密封密封 油层油层 密封密封 开水冷却开水冷却 除去水中的气体除去水中的气体种子消毒种子消毒 实验装置灭菌实验装置灭菌 排除微生物的干扰排除微生物的干扰归纳总结光合作用和细胞呼吸
25、实验探究中常用实验条件的控制增加水中增加水中O2泵入空气或吹气或放入入空气或吹气或放入绿色水生植物；色水生植物；减少水中减少水中O2容器密封或油膜覆盖或用凉开水；容器密封或油膜覆盖或用凉开水；除去容器中除去容器中CO2氢氧化氧化钠溶液；溶液；除去叶中原有淀粉除去叶中原有淀粉置于黑暗置于黑暗环境中；境中；除去叶中叶除去叶中叶绿素素酒精隔水加酒精隔水加热；除去光合作用除去光合作用对呼吸作用的干呼吸作用的干扰给植株遮光；植株遮光；如何得到如何得到单色光色光棱棱镜色散或薄膜色散或薄膜滤光。光。归纳总结1.为光照强度对光合作用强度的影响，设计进行下列实验。实验材料和用具：100mL量筒、50W、150W、200W、250W的台灯、冷开水、NaHCO3、小球藻等。自变量？如何控制自变量的？其他方案？因变量的检测指标？列举几个重要的无关变量？表中测得的数据是否为光合作用总量，为什么？如何通过改进实验装置，测得较准确的光合作用的最适的光强？光照强度同一功率，不同距离梯度排水量CO2浓度、温度等不是，是净量在100250W之间设置更细小的梯度；【对位练习对位练习】用不同功率的灯照射