1、光合作用探究历程光合作用探究历程一粒种子可以长成参天大树,植物是如何进行物质积累的?1648年海尔蒙特(比利时)把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了0.1kg。植物的物质积累来自水 1771年英国科学家普利斯特利实验绿色植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。一段时间后一段时间后从对照实验的角度分析，普利斯特利的实验设计是否严谨？若不严谨？应怎样补充完善实验？设置空白对照1779年荷兰科学家英格豪斯实验结论：植物体只有绿叶在光下，才能更新空气即产生氧气。1845年，梅耶（德）:根据
2、能量转化与守恒定律明确指出：植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来1881年，德恩格尔曼的实验注：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，细菌为需氧菌，可以运动。黑暗，细光束照射。细菌集中在光束照射的叶绿体部位。均匀光照射。细菌分布在叶绿体所有的受光部位上。恩格尔曼对于实验材料的选择有什么巧妙之处？（1）水绵具有细长的带状叶绿体，易于观察现象。（2）好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。自变量因变量无关变量实验结论光照细菌的分布部位水绵的生理状态，细菌的数量氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。光合作用的概念:光合作用是指绿色植物通过_，利用_，将_转化成储存着能量的_
3、，并且释放出_的过程。叶绿体光能二氧化碳和水有机物氧气光合作用的过程 根据是否需要_，这些化学反应可以概括地分为_和_（现在也称为碳反应）两个阶段。光能光反应暗反应光合作用探究历程一、光合作用的原理（光反应）1探究光合作用原理的部分实验 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。资料1不能通过光合作用实现资料2：希尔反应1.希尔的实验可以得出什么结论？2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？水的光解产生氧气。该实验说
4、明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。资料2：希尔反应3.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。资料3：鲁宾和卡门实验相互对照（即对比实验）；光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。请用同位素标记（示踪）法设计一个实验来探究光合作用产生的O2中的O是来自CO2还是H2O。该实验是如何对照的？可以得出什么结论？1954年，美国科学家阿尔农(D.Arnon)发现，在
5、光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。资料4：阿尔农实验光照ATP水光解尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系？ADPPiATP叶绿体中的色素高能电子水ee光能NADPH和ATP电子传递光反应过程详解类囊体腔光反应过程类囊体薄膜的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+e-NADPH酶（氧化型辅酶）（还原型辅酶）条件：光、色素、多种酶场所：类囊体薄膜物质转化水的光解：ATP的合成：H2O O2+H+e-光色素光能能量转化:ATP、NADPH中活跃的化学能ADP+Pi+能量 ATP+H2O酶 NADPH的合成：NADP+H+e
6、-NADPH酶（2021重庆高考真题）类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是（）A水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜BNADP+与电子（e-）和质子（H+）结合形成NADPHC产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应D电子（e-）的有序传递是完成光能转换的重要环节A光合作用探究历程 1864年，萨克斯(德)（置于暗处几小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光消耗掉叶片中的营养物质一、光合作用的原理（暗反应）实验组：绿色叶片 暗处消耗营养曝光碘蒸气对照组：碘蒸气自变量因变量无关变量实验结果（现象）实验结论光照是否产生淀粉两个组别中叶片面积的大小、
7、曝光/遮光的时间长短叶片是否出现变蓝1、绿色植物的叶片在光合作用中产生了淀粉2、光合作用需要光 如何探究光合作用过程中CO2中C的转移途径？同位素标记（示踪）法 1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素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。卡尔文实验用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，当反应时间0.5S 时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，当反应时间5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）中和六碳糖（C6），实验结果说明CO2中C的转移途径是CO2？CO2 C3C5C6C52C3实验现象：如果光照下
8、突然中断CO2供应，C3急剧减少而C5量增加；突然停止光照，C3浓度急速升高而C5的浓度急速降低。CO2（CH2O）结论：C3与C5之间是相互循环的。多种酶还原的C3大家能不能根据这两种条件下C3和C5的量变情况，结合前面实验结果，CO2可以合成C3，C3能够合成C5，推测一下C5和CO2的关系。试着用箭头和文字的方式画一下。暗反应过程ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量条件：场所：叶绿体基质中有光无光都可以，多种酶，NADPH、ATP等CO2的固定：C3的还原：2C3 (CH2O)+C5酶ATP、NADPH有机物中稳定的化学能CO2
9、C5 2C3酶物质转化ATP、NADPH中活跃的化学能能量转化：光合作用的全过程叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能酶类囊体薄膜叶绿体基质可见光1.NADPH和ATP的移动途径是什么？2.NADP+和ADP的移动途径呢？3.NADPH的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。在C3的还原中作还原剂；为C3的还原提供能量（2021广东高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下
10、列叙述正确的是（）ARubisco存在于细胞质基质中B激活Rubisco需要黑暗条件CRubisco催化CO2固定需要ATPDRubisco催化C5和CO2结合D（2020天津高考真题）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（）A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素A（2020山东高考）人工光合作用系统可利用
11、太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_，模块3中的甲可与CO2结合，甲为_。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_（填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_。模块1和模块2 五碳化合物（或：C5）减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_（填：高于、低于或等于）植物，原因是_。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因
12、是_。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少1、小组讨论，问题探究：光合作用中元素的转移H的转移：H2O NADPH(CH2O)C的转移：CO2 C3（CH2O）O的转移：CO2 C3（CH2O）H2O O2 CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O22、光反应与暗反应的比较反应阶段反应部位反应条件物质变化能量变化产 物联 系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜上叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶，NADPH、ATP光能ATP和
13、NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能稳定的化学能NADPH、ATP、O2ADP、Pi、（CH2O）、C5光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来（2021湖南高考）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：（1）图b表示图a中的_结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为_和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会_（填“加
14、快”或“减慢”）。（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。类囊体膜NADPH减慢注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_。Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双
15、层膜完整时无明显差异；结合所给信息：“Fecy具有亲水性，而DCIP具有亲脂性”，可推知叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用 注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于_，从而提高光反应速率。类囊体上的色素吸收光能、转化光能注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_。ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度梯度通过囊体薄膜上的ATP
16、合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低3、条件骤变对光合作用中各物质的影响叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH酶可见光CO2浓度不变NADPH、ATP C3C5（CH2O）光照减弱减少增加减少减少光照增强增加减少增加增加小组讨论，完成表格1、请总结分析的方法？2、C3、C5含量变化有什么特点？叶绿体中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原NADP+NADPH酶可见光光照不变NADPH、ATPC3C5（CH2O）CO2
17、浓度减少增加减少增加减少CO2浓度增加减少增加减少增加3、条件骤变对光合作用中各物质的影响例.将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养，经一段时间后，突然停止光照，则下列叙述中不会发生的是()A光反应停止，不能形成NADPH和ATPB短时间内暗反应仍进行，CO2与C5继续结合形成C3C短时间内绿藻体内C3的含量会上升D由于没有NADPH和ATP供应，C3不能形成糖类等物质，积累了许多C5D例.如图表示在夏季晴朗的白天,植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况,下列对这一环境因素改变的分析正确的是()A.突然停止光照 B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度
18、D.增加光照强度D二、探究实践：探究环境因素对光合作用强度的影响光合作用强度的表示方法？CO2H2O （CH2O）O2光能叶绿体固定CO2的量制造或产生有机物（糖类）量产生O2的量单位时间内光合作用产物的生成量或底物的消耗量！自变量：光照强度 因变量：设置方法光合作用的强度 观测指标无关变量：植物叶片的数量和大小、CO2浓度、温度等（一）探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响方法步骤：1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片2.将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出（一）探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响3.将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，小圆形叶片全部
19、沉到水底4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%2%的NaHCO3溶液）（一）探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响5.分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的小烧杯中 并调整40W台灯距离（10、20、30cm）什么作用？吸收热量排除干扰（一）探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响 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110片20 mL强多210片20 mL中中310片20 mL弱少6.观察并记录结果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。（一）探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响线粒体叶绿体产生O
20、2释放O2（可以测得）叶肉细胞CO2吸收CO2（可以测得）植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。使得叶片上浮的氧气是光合作用实际产生的氧气吗？真正（总）光合速率=净（表观）光合速率+呼吸作用速率合成有机物的量固定或消耗CO2量 产生O2的量有机物积累量 CO2吸收量 O2的释放量消耗有机物的量黑暗下CO2的释放量黑暗下O2的吸收量=+净净净总总光合作用强度和净光合作用强度是否一致？哪个和增产一致？例、某实验小组以CO2吸收量与释放量为指标，在光照等条件适宜的情况下，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，他们将某植株放在特殊
21、的装置内，实际测得的数据如图所示。下列对这一结果的叙述，不正确的是A光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30相等B光照相同时间，在25条件下植物积累有机物的量最多C温度高于25时，光合作用合成的有机物的量开始减少D若昼夜均为12小时，则在二曲线交点的温度条件下，植物每天有机物的积累量为0C光照强度0CO2吸收速率CO2释放速率ABC呼吸速率光补偿点 光饱和点B：光合作用=呼吸作用D：光合速率最大对应的最小光照强度DAB：光合作用呼吸作用A:只进行呼吸作用（一）光照强度对光合作用强度的影响A:只进行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用 细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用BC：光合作用呼吸
22、作用AB：光合作用呼吸作用解读：曲线与细胞图示相结合（一）光照强度对光合作用强度的影响光照强度0CO2吸收速率CO2释放速率ABC呼吸速率光补偿点 光饱和点净光合速率总光合速率B：光合作用=呼吸作用D：光合速率开始达到最大时对应的光照强度DAB：光合作用呼吸作用呼吸速率A:只进行呼吸作用讨论：1、C点之前和之后限制光合作用因素分别是？C点前：光照强度C点后：CO2浓度、温度等2、能否在图中找出总光合速率？（一）光照强度对光合作用强度的影响深挖教材若研究对象不是绿色叶肉细胞而是整株植物出现上面曲线图时，叶肉细胞内的气体交换在B点有何变化？植物能进行光合作用的只有绿色组织器官，而所有细胞都要进行呼
23、吸作用。B点是植株的光补偿点，对于叶肉细胞而言，光合速率 叶肉细胞的呼吸速率。大于光照强度0ABC阳生植物呼吸速率光补偿点 光饱和点阴生植物A1B1C1D提示：阴生植物的呼吸作用较弱，光补偿点B1在B点左侧；对光的利用能力也不强，最大光合速率C1往左下移。讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？据此生产上有哪些应用？CO2吸收速率CO2释放速率（一）光照强度对光合作用强度的影响 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阴生植物阳生植物1.间作套种2.通过轮作,延长光合作用时
24、间3.通过合理密植,增加光合作用面积4.温室大棚,使用无色透明玻璃应用：CO2吸收量CO2释放量光照强度OAEDCF用面积表示光照强度由O到E变化的过程中：细胞呼吸消耗的有机物是多少？光合作用制造的有机物是多少？此过程中积累的有机物是多少？B梯形SACDF 矩形SAOEF梯形SACDF矩形SAOEF即，梯形SDCBESOBA地理位置地形特征气候特征众多河流国家人口(2)b点表示光合作用与呼吸作用速率。【例】下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答:(1)该植物的呼吸速率为每小时释放CO2mg/dm2。5相等5 10 15 20 25 30 352
25、520151050510CO2吸收量mg/dm2h光照强度（Klx）abcd地理位置地形特征气候特征众多河流国家人口(3)若白天光照强度较长时间为b该植物能否正常生长？为什么？白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。5 10 15 20 25 30 352520151050510CO2吸收量mg/dm2h光照强度（Klx）abcd不能正常生长。探究实践：探究环境因素对光合作用的影响讨论：利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响？这些因素分别如何控制呢？提示：CO2浓度（吹气时间或不同质量分数的NaHCO3溶液）、温度（水浴保温）
26、、光质（不同颜色的彩色灯泡）方法步骤：1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片2.将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出（二）探究实践：探究CO2浓度对光合作用强度的影响3.将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，小圆形叶片全部沉到水底4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%、1.5%、2%的NaHCO3溶液）5.分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mL不同浓度的NaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯距离适中（二）探究实践：探究CO2浓度对光合作用强度的影响6.观察并记录结果 项目 烧杯 小圆形叶片NaHCO3浓度光照强度叶片浮起数量110片2%适中多210片
27、1.5%适中中310片1%适中少实验结论在一定范围内，随着CO2浓度不断增强，光合作用强度也不断增强。（2022海南高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（）A本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C四组实验中，0.5NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D若在4条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短BCO2浓度吸收速率CO2释放速率CO2
28、DA点：对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。CO2补偿点光合作用速率呼吸作用速率最大光合速率B点：C点：1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培可使用CO2发生器等；3.大田中还要注意通风透气。应用：讨论：C点之后光合速率的限制因素有哪些？（提示：外因、内因）外因：主要为光照强度和温度，内因：酶的数量和活性。对应的D点为CO2饱和点为什么？（二）CO2浓度对光合作用强度的影响例(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中
29、，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_。甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0例(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_。甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有
30、机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时,有氧呼吸会增加影响光合作用的因素还有哪些？CO2的浓度CO2H2O （CH2O）O2光能叶绿体H2O光：光照强度、光质、光照时间矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料）外因：内因：酶的种类、数量色素的含量温度O温度A光合速率BC原理：温度通过影响 影响光合作用主要制约 反应。温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温，从而提高作物产量（有机物积累量）。应用：酶的活性暗（三）温度对光合作用强度的影响N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分；P：NADP+和ATP的重要组分；K：促进光合产物向贮藏器官运输，如淀粉的运输；Mg：叶
31、绿素的重要组分。应用：合理施肥讨论：矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？提示：矿质元素含量过高，根细胞很难吸水，甚至失水，光合速率也会下降，甚至停止。（四）矿质元素对光合作用强度的影响缺水气孔关闭限制CO2进入叶片光合作用受影响原理：水既是光合作用的 ，又是体内各种化学反应的 ，直接影响光合作用速率；水分还能影响气孔的 ，间接影响 进入叶片，从而影响光合作用速率。应用：合理浇灌原料介质开闭CO2（五）水对光合作用强度的影响曲线分析：Q点之前限制因素为横坐标所表示的因子，当到Q点时，想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。（六）多因子对光合作用的影响例科学家研究CO2 浓度
32、、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是A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的不同C光照强度为ab，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ac，曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高D条件改变CO2(光)补偿点CO2(光)饱和点适当提高温度（超过最适温度）右移左移适当增大光照强度(CO2浓度)左移右移适当减少光照强度(CO2浓度)右移左移植物缺少Mg右移左移光合速率曲线中关键点的移动问题例、已知某植物
33、光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 和30,右图表示该植物在30 时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25 条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是()A.a点上移,b点左移,m值增大B.a点不移,b点左移,m值不变C.a点上移,b点右移,m值减小D.a点下移,b点不移,m值增大 A例 图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2 浓度的关系，下列说法正确的是（）A.CO2浓度大于 a 时，甲才能进行光合作用 B.适当增加光照强度，a 点将左移C.CO2浓度为 b 时，甲、乙总光合作用强度相等 D.甲植物体内 H 的含量在CO2浓度
34、为 b 时比在 a 时高B 凌晨，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少；a点可能是呼吸作用最低的时刻；a点：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：早晨7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度；夏季自然环境中一昼夜植物叶肉细胞CO2吸收速率的变化曲线光合作用强度大于细胞呼吸强度；ce段：d点：温度过高（蒸腾作用增强），部分气孔关闭（CO2供应不足），（光合速率降低）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；课后习题1.下图是夏季晴朗的白天，
35、某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）710时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）1417时的光合作用强度不断减弱原因：光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。ABDCE时间光合作用速率6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18【例】夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如右图所示。下列说法正确的是()A.甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线
36、bc段和de段下降的原因相同D.两曲线bd段不同原因可能是甲植株气孔无法关闭D（2022湖南高考真题）（多选）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（）A叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降AD无光照，植物只进行细胞呼吸；AB段：BC段：温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)；呼吸作用的最小值可能出现
37、在该段；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；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“午休”现象；密闭容器中一昼夜单细胞绿色植物CO2浓度的变化曲线随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度；H点：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，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内(若I点高于A点，植物不能正常生长)密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化(1)光合速率等于呼吸速率的点:。(2)图(一)中若
38、N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2含量 ,即总光合量 总呼吸量,植物 。(3)图(二)中若N点N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中O2含量 ,即总光合量 总呼吸量,植物 。C、E减少大于生长减少大于不能生长【检测】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。获得实验结果如图所示。下列有关说法不正确的是()A.经过一昼夜，植物体的有机物含量会增加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.图乙中的C点对应图甲中的C点，此时细胞内的气体交
39、换状态对应图丙中的 图乙中C点光合作用即将开始，对应图甲B点D缓冲溶液小烧杯I.绿色植物细胞呼吸速率的测定(1)必须对该装置进行 处理，且温度适宜(2)烧杯中应当加入 溶液，其目的是 。(3)植物呼吸速率指标:。遮光(黑暗)氢氧化钠用于吸收植物有氧呼吸产生的CO2单位时间内水滴左移的距离1.先分别测出净光合速率和呼吸速率，再计算真光合速率三、光合速率的测定方法及实验装置II.净光合速率的测定方法缓冲溶液小烧杯(1)整个装置必须用较强的 处理，且温度适宜(2)烧杯中应当加入 溶液，其目的是 。(3)植物净光合速率指标:。光照NaHCO3碳酸氢钠溶液为植物光合作用提供原料-CO2单位时间内水滴右移
40、的距离III.绿色植物总（真正）光合速率的测定绿色植物总光合速率的值=缓冲溶液氢氧化钠溶液甲装置所测数值的绝对值+乙装置所测数值的绝对值溶液碳酸氢钠溶液 甲装置 乙装置IV.若在测定植物光合作用强度时，若要排除物理因素对实验结果造成的干扰，则应该增设一个怎样的对照组？缓冲溶液丙装置死的相同绿色植物即:将丙装置中的植物改为死的同种绿色植物，其他条件相同【例】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_，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
41、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【例】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:(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H218O后，在玻璃罩内检测到含18O的(CH2O)，其产生的途径为_。装置一和装置三H218O参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2,C18O2参与暗反应产生(CH218O)2.“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，只有呼吸作用白瓶既能进行光合作用又能进行呼吸作用所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值用白瓶(有光照的一组)测
42、得的为净(表观)光合作用强度值综合两者即可得到总(真正)光合作用强度值【例】取三个玻璃瓶，两个黑布包上，并包以锡箔，记为A、B瓶，另一个玻璃瓶不做处理，记为C瓶，其中B、C瓶中放入生长状况相同且良好的同种植物。从待测的水体深度取水并装入三个瓶中，保留A瓶以测定水中原来的溶氧量。将B、C瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。下列叙述错误的是()A.B瓶中氧气的减少量表示呼吸作用量B.C瓶中氧气的增加量表示净光合作用量C.C瓶中测得的现有氧气量与B瓶中测得的现有氧气量之和表示总光合作用量D.C瓶中测得的现有氧气量与B瓶中测得的现有氧气量之差表示总光合作用量C设测定的溶氧量为:
43、A瓶:MaB瓶:MbC瓶:Mc总光率净光率+呼率呼率MaMb净光率McMa总光率(McMa)+(MaMb)McMb四、化能合成作用 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。2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O 2C6H12O6+6O2能量讨论：进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？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。自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质。（光合作用、化能合成作用）五、光合作用的意义1、光合作用
44、制造的淀粉等有机物，不仅是植物自身生长发育的营养物质，而且是动物和人的食物来源。2、光合作用转化光能并储存在有机物里，这些能量是植物，动物，和人体生命活动的能量来源。3、维持大气中的氧气和二氧化碳的含量的相对稳定。六、不同环境中光合作用的适应干燥炎热天气：气孔关闭，二氧化碳不能到达叶绿体，C3植物减产 结果是叶内二氧化碳很少，光合作用光反应释放的氧气又在叶内积累 光呼吸：在光照条件下，叶肉细胞中02与CO2竞争性结合RuBP（C5），02与RuBP结合后经一系列反应释放CO2的过程。这种反应在光照下进行，与有氧呼吸类似，故称光呼吸。六、不同环境中光合作用的适应干燥、高温环境（热带）：气孔关闭减
45、少水分散失，同时导致二氧化碳吸收减少 C4化合物在二氧化碳很少的情况下也能固定二氧化碳 在气孔关闭的情况下仍能进行光合作用 如玉米、高粱、甘蔗都是C4植物六、不同环境中光合作用的适应干旱地区（荒漠、酷热条件）：气孔夜间张开，白天关闭 夜间二氧化碳进入叶中，被固定在苹果酸中 白天有光时，苹果酸释放出二氧化碳参与卡尔文循环 常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等项目光合作用细胞呼吸场所 叶绿体或质膜(原核细胞)细胞质基质、线粒体(真核细胞)或质膜(原核细胞)条件 光、光合色素、酶、水、CO2酶、H2O、O2、C6H12O6物质变化无机物有机物有机物无机物或小分子有机物光合作用和呼吸作用
46、的比较项目光合作用细胞呼吸能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+热能实质合成有机物,贮存能量分解有机物,释放能量范围主要为绿色植物叶肉细胞活细胞联系提醒光合作用与需氧呼吸中元素的变化规律例、图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列相关叙述正确的是()A.发生在生物膜上的过程有B.人体细胞中可发生的过程有C.过程都消耗ATPD.过程消耗的CO2普遍少于产生的CO2B（2021山东高考真题）（多选）关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（）A由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生B有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 OC植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用D光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2OABD例.2017全国卷 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)图中代表的物质依次是、,H代表的物质主要是。O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答:还原型辅酶)(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
