【生物课件】光合作用与能量转化 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

光合作用与能量转化第三单元 细胞的能量供应和利用必修一绿叶中色素的提取和分离1光合作用的过程2影响光合作用的因素及应用3考点光合作用与细胞呼吸的综合4实验模型拓展 5绿叶中色素的提取与分离1一、捕获光能的色素 1、绿叶中色素的提取和分离 （1）实验原理 用无水乙醇提取色素，用层析液分离色素。不溶于水，能溶于有机溶剂无水乙醇色素都能溶解在层析液中，但溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。（2）实验过程有助于研磨得充分防止研磨中色素被破坏溶解色素分离色素不能用滤纸待滤液干后，再重复画一到两次3.观察与记录0.5 秒延迟符，无意义，可删除.叶绿素类胡萝卜素（含量约（含量约3/4）（含量约（含量约1/4）叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）色素含量(色素带宽度):叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b叶黄素胡萝卜素叶黄素胡萝卜素溶解度(扩散速度):胡萝卜素叶黄素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡胡黄黄ab向向前前走走绿叶中色素的提取与分离1四、实验分析（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析收集到的滤液绿色过浅的原因分析a.未加石英砂未加石英砂(二氧化硅二氧化硅)，研磨不充分。，研磨不充分。b.使用放置数天的菠菜叶，滤液色素使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素叶绿素)太少。太少。c.一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低 (正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。d.未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。1.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 四、实验分析(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：没没经经干干燥燥处处理理，滤滤液液线线不不能能达达到到细细、齐齐的的要要求求，使色素扩散不一致造成的。使色素扩散不一致造成的。a.忘记画滤液细线。忘记画滤液细线。b.滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部 溶解到层析液中。溶解到层析液中。忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶黄叶”。(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条色素带重叠：(3)滤纸条看不到色素带滤纸条看不到色素带(1)2020山东济南高一期末下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（）A.用层析液提取叶绿体中的色素D滤纸条上扩散速度最快的色素是叶黄素C.如果研磨中未加入二氧化硅，在滤纸条上4条色素带颜色可能会变浅D.为了提高色素的含量，需要在滤纸条上连续画线C习题巩固(2)2020海南中学高一期末下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述王确的是()A.提取剂无水乙醇可以多加一些以保证色素被充分溶解B.利用层析液提取叶绿素时要注意不能在通风条件下进行C.画滤液细线时应连续多次画线，可以使色素分离得更明显D.距离剪角一端最近的是呈黄绿色的叶绿素b，其含量一般比叶绿素a少D习题巩固习题巩固(3)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是()A.色素乙在滤纸上的扩散速度最快B.提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解C.水稻在开花时节,叶片中色素量是(甲+乙)(丙+丁)D.四种色素都能溶解在层析液中,丁色素的溶解度最大D 2、色素捕获光能的情况一、捕获光能的色素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光（400760nm）光谱吸收光谱叶片为什么呈绿色？植物工厂里为什么不用发绿光的光源？对绿光吸收量最少类胡萝卜素不吸收波长大于约520nm的光绿叶中色素的提取与分离1六、光合色素的功能吸收、传递（四种色素）、吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能光能叶绿素叶绿素a:C55H72O5N4Mg叶绿素叶绿素b:C55H70O6N4Mg胡萝卜素：胡萝卜素：C40H56叶黄素：叶黄素：C40H56O2小结1:光合色素影响叶绿素合成的三大因素影响叶绿素合成的三大因素(1)光照光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄，待体内储存的养分耗尽就会死亡。(2)温度温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成；另外，低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。(3)矿质元素叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。能力训练 1、根据上述不同色素对不同波长的光的吸收特点，想一想，温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？应选择无色的玻璃或塑料薄膜；应补充红光光源或蓝紫光光源；习题巩固1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是()A.应向培养皿中倒入层析液B.应将滤液滴在b处，而不能滴在a处C.实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆D.实验得到的若干个同心圆中，最大的一个圆呈橙黄色B2.(2019海南卷，9)下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是()A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 B光合作用的过程2二、捕获光能的结构叶绿体 1、叶绿体的结构电镜照片模式图叶绿体适于进行光合作用的结构特点？由许多囊状结构(类囊体)堆叠而成。吸收光能的色素和催化光反应的酶就分布在类囊体的薄膜上。催化暗反应的酶分布在基质中在类囊体膜上分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和基质中含有进行光合作用所必需的酶。叶绿体内含有大量的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积；光合作用的过程2二、探索光合作用原理的部分实验19世纪末19世纪60年代，科学家总结出光合作用的反应式。CO2 +H2O （CH2O）+O2光能叶绿体恩格尔曼实验.实验过程及现象 极 细 光 束 均匀光照水绵水绵好氧细菌好氧细菌极细光束照射极细光束照射完全曝光完全曝光黑暗 无空气好氧细菌集中好氧细菌集中于叶绿体被光于叶绿体被光束照射的部位束照射的部位好氧细菌分布好氧细菌分布于叶绿体所有于叶绿体所有受光部位受光部位结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所。选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。、光合作用过程的部分实验探究三棱镜三棱镜结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光恩格尔曼实验二综合上述两个实验可以得出：照射水绵照射水绵好氧细菌聚集在红光好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域和蓝紫光的区域叶绿体主要吸收叶绿体主要吸收红光红光与与蓝紫光蓝紫光用于光合作用放出用于光合作用放出O2。2、光合作用过程的部分实验探究 （2）鲁宾和卡门实验 实验方法：同位素示踪 实验变量：自变量是 ，因变量是 。C18O2、H218O释放出的O2是否含有18O 实验结论：光合作用释放的O2中的氧元素全部来自水释放出的O2的质量因变量检测指标？2、光合作用过程的部分实验探究 （3）阿尔农实验结论叶绿体中水的光解过程伴随ATP合成 （4）卡尔文实验用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。14CO214C3(14CH2O)和和14C5 反应时间30秒5秒1秒带14C标记的化合物很多种14C3、14C5、14C690%14C3实验结论：探明了CO2中的碳转化为有机物中的碳的途径。实验方法：放射性同位素示踪法实验变量：自变量是 ，因变量是 。时间14C标记的化合物 2、光合作用过程的部分实验探究1.在光合作用的探究历程中，恩格尔曼利用水绵和需氧细菌进行的实验，设计巧妙。以下有关分析错误的是()A.该实验的目的是探究光合作用的场所B.水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察实验结果C.需氧细菌进行有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体D.可以利用该实验进一步探究光质对光合作用的影响C07080910010203040506目录6.课后 分层训练/基础对点基础对点2.下列关于科学家对光合作用的探索历程的叙述错误的是()A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用发生在叶绿体的受光部位B.希尔以离体叶绿体为实验材料，发现其在适当条件下可以发生水的光解并产生氧气C.鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自二氧化碳D.阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随C光合作用的过程2一、光合作用 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。CO2 +H2O （CH2O）+O2光能叶绿体2.过程1.概念(CH2O)表示糖类表示糖类3.实质合成有机物，储存能量合成有机物，储存能量。将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能。4.基本过程类囊体薄膜上的色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2NADP+酶吸收光解H+NADPH酶氧化型辅酶还原型辅酶A.条件：光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+B.场所：类囊体薄膜上C.主要产物：O2、ATP、NADPH（1）光反应：光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。D.物质转化水的光解：ATP的合成：2H2O O2+4H+光NADPH的合成：ADP+Pi+能量 ATP 酶NADP+H+能量 NADPH酶光能E.能量转变：ATP、NADPH中活跃的化学能（2）暗反应：ADP+PiATPNADP+能量C52C3多种酶(CH2O)糖类CO2固定还原酶NADPH酶能量 光合作用第二阶段的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。A.条件：B.场所：C.主要产物：D.物质转化E.能量转变：多种酶、CO2、ATP、NADPH叶绿体基质（CH2O）、ADP、Pi、NADP+CO2的固定：C3的还原：2C3 (CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2C5 2C3酶ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能教材隐性知识：水分解为氧和H的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP与H结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？活泼的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。NADPH的作用：叶绿体叶绿体中的色素中的色素可见光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光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP、ADP和Pi。（3）光反应与暗反应的联系：暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可持续进行一段时间，但时间不长，故晚上一般认为只进行呼吸作用，不进行光合作用。a.H：3H2O 。b.C：14CO2 。c.O：H218O ；C18O2 。(CH218O)（4）元素的转移途径NADPH(C3H2O)光反应暗反应CO2的固定14C3C3的还原(14CH2O)光反应18O2CO2的固定C3 C3的还原光能叶绿体(1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应()(2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜()(3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程()(4)光合作用只能发生在叶绿体中()(5)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类()(6)叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP()习题巩固1.(2021广东，12)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，下列叙述正确的是（）A.Rubisco存在于细胞质基质中B.激活Rubisco需要黑暗条件C.Rubisco催化CO2固定需要ATPD.Rubisco催化C5和CO2结合DA.自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备PS和PS系统B.光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中C.在ATP合成酶的作用下，H顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATPD.PS中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H，产生电子传递给PS将NADP和H结合形成NADPH2.下图是番茄植株的叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PS和PS是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。下列叙述错误的是()B能力训练 2、条件改变后，叶绿体内相关物质含量的变化情况分析。C3的含量C5的含量ATP的含量NADPH的含量光照突然减弱光照从较弱突然增强CO2浓度突然降低CO2浓度从低突然升高升高降低降低升高降低降低降低升高升高升高升高升高升高降低降低降低1.2020山东枣庄高一上期末将一株正常生长的盆栽植物突然转移到黑暗环境中，其叶肉细胞的叶绿体()C3增多，C5减少NADPH增多，(CH2O)增多ADP增多，ATP减少C3减少，C5增多A.B.C.D.2.图为光合作用过程示意图。在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降至极低水平(其他条件不变)，则短时间内a、b在叶绿体中含量的变化将会是（）B 3、下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是()A若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高Bt1t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变Ct3t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高Dt4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降C4.(2022湖湖北北孝孝感感中中学学质检)如图为某植物叶肉细胞光合作用示意图，图中表示相关物质。下列相关分析正确的是()BA.被色素吸收的光能全部用于合成ATPB.如果突然增加CO2浓度，则短时间内含量增多，含量减少C.如果突然增加光照强度，则短时间内含量减少，的含量增加D.如果突然增加光照强度，叶肉细胞C3减少，含量减少化能合成作用 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。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2HNO2+O2 2HNO3+能量6CO2+6H2O 2C6H12O6+6O2能量硝化细菌5.光合作用和化能合成作用最主要的区别是()A.能否利用光能B.能否利用二氧化碳C.氧化氨气D.产生化学能A影响光合作用的因素及应用3二、光合作用强度线粒体线粒体叶绿体叶绿体O2释放O2（可以测得）（可以测得）叶肉细胞CO2吸收CO2（可以测得）（可以测得）总光合作用 =净光合作用 +呼吸作用有机物的有机物的制造制造量量CO2固定或消耗量固定或消耗量O2的产生量的产生量有机物积累量有机物积累量CO2吸收量吸收量O2的释放量的释放量有机物的消耗量有机物的消耗量CO2的释放量的释放量O2的吸收量的吸收量二、光合作用强度测定方法：先将植物置于黑暗黑暗中，测量呼吸速率。在有光有光条件下，测定净光合速率。计算：真正光合速率净光合速率呼吸速率。1.外部因素（1）光照强度光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率呼吸速率光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点净净光光合合总总光光合合D呼呼吸吸A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量 表明此时的呼吸强度。AB段：光合作用呼吸作用C点：光合作用强度最 大。C点之前限 限制光合作用因 素是光照强度。D点：光饱和点，增加光照强度 光合作用强度 不再增加。注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或COCO2 2浓度的改变均是在饱和点之前。条件改变条件改变B点移动方向 D点移动方向 C点移动方向适当增大适当增大光照强度光照强度（COCO2 2浓度浓度）适当减小适当减小光照强度光照强度（COCO2 2浓度浓度）植物缺少植物缺少MgMg元素元素适当提高温度CO2浓度（或光照强度)0CO2吸收CO2释放ABCD左移左移右移右移右移左移右上方左下方左下方右移左移左下方1.科学家研究小麦20时光合作用强度与光照强度的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是()A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动C.外界条件均适宜时，c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关D.随着环境温度的升高，cd段位置不断上移D习题巩固2.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图表示30时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（）A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移C1.外部因素（1）光照强度光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABCDES2S1S3思考2：在图甲中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为,，光合作用产生有机物的量可表示为。净光合作用量可表示为(用S1、S2、S3和数学符号表示)S1+S2S3+S2S3-S10102030405目录热点微练6/A1.(2022安安徽徽三三校校联考考)如图表示20时玉米CO2吸收量与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中错误的是()A.SASBSC表示光合作用总量B.SCSA表示净光合作用量C.光照强度从B到D点变化过程中，C3逐渐减少D.若提高CO2浓度，则B点左移阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强阳生植物阳生植物是指在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下是指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。生长发育不良的植物称阳性植物。阴生植物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。是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。光照强度0CO2吸收CO2释放ABC阳生植物呼吸速率阴生植物A1B1C1DD1光补偿点：光补偿点：BB1光饱和点：光饱和点：DD1应用：应用：间作套种间作套种/命题命题 规律探究规律探究目录3.影响光合作用的因素及应用B B2.(20222.(2022湖南衡阳八中检测湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出不正确的一项照强度改变的曲线，请分析并选出不正确的一项()A.A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点的增加值，则补偿点B B应相应地向右移动应相应地向右移动B.B.若增加二氧化碳浓度，若增加二氧化碳浓度，B B点左移，点左移，C C点左移，点左移，D D点向点向右上方移动右上方移动C.C.D D点时，点时，ATPATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动从类囊体薄膜向叶绿体基质移动D.D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，若图为阳生植物，则换为阴生植物，B B点向左移动，点向左移动，D D点向左下方移动点向左下方移动1.外部因素（2）光质）光质大棚颜色：让大棚颜色：让相同强度相同强度的日光照射的日光照射（大棚问题）（大棚问题）（能让同色光透过）（能让同色光透过）白色透明白色透明红色红色蓝紫色蓝紫色绿色绿色用用相同强度相同强度光源照射光源照射（灯泡问题）（灯泡问题）红光红光蓝紫光蓝紫光白光白光 绿光绿光说明：虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，说明：虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。但它是短波，没有红光容易吸收。1.外部因素（3）CO2浓度浓度1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；3.大田中还要注意通风透气。应用：C点：CO2补偿点光合作用速率=细胞呼吸速率D点：CO2饱和点，E点后限制因素为光照强度和温度、酶的数量和活性等B点：进行光合作用所需 CO2的最低浓度。AB：只进行细胞呼吸。CO2浓度A AB B吸收速率CO2C C释放速率CO2DE分解者将有机肥分解为分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐二氧化碳和无机盐图图2中中A点表示进行光合作用所需点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。的最低浓度。B点和点和B点点对应对应的浓度的浓度都表示都表示CO2饱和点。饱和点。1.外部因素（4）温度、水温度、水O O温度A光合速率BC最适温度下植物光合作用最大，植物体内的酶最适温度在4050之间。温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。水是光合作用的原料1.外部因素（5）矿质元素矿质元素N：光合酶及光合酶及NADP+和和ATP的重要组分的重要组分P：NADP+和和ATP的重要组分的重要组分K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分应用：应用：合理施肥合理施肥在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可_光合作用速率，但当超过一定浓度后，植物光合作用速率。提高提高下降下降土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是:。溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水1.外部因素多多因子对光合速率的影响及应用因子对光合速率的影响及应用光照强度、光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用浓度和温度对光合作用的综合作用P点及P点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断。Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。提高提高/命题命题 规律探究规律探究目录3.影响光合作用的因素及应用1.(20181.(2018江江苏苏卷卷，18)18)如如图图为为某某一一植植物物在在不不同同实实验验条条件件下下测测得得的的净净光光合合速速率率，下下列列假假设条件中能使图中结果成立的是设条件中能使图中结果成立的是()D DA.A.横横坐坐标标是是COCO2 2浓浓度度，甲甲表表示示较较高高温温度度，乙乙表表示示较较低低温度温度B.B.横横坐坐标标是是温温度度，甲甲表表示示较较高高COCO2 2浓浓度度，乙乙表表示示较较低低COCO2 2浓度浓度C.C.横横坐坐标标是是光光波波长长，甲甲表表示示较较高高温温度度，乙乙表表示示较较低低温温度度D.D.横坐标是光照强度，甲表示较高横坐标是光照强度，甲表示较高COCO2 2浓度，乙表示较低浓度，乙表示较低COCO2 2浓度浓度2.内部因素（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、的活性和数量、有机物的输出情况有机物的输出情况、气孔导度等、气孔导度等（3）植物叶面积指数）植物叶面积指数光合作用与细胞呼吸的综合4光合作用与呼吸作用过程示意图光合作用光合作用的产物为细胞呼吸提供了物质基础的产物为细胞呼吸提供了物质基础有机物和氧气；有机物和氧气；细胞呼吸细胞呼吸产生的二氧化碳可被光合作用所利用。产生的二氧化碳可被光合作用所利用。典型例题11(2021(2021汕头一模)绿色植物的叶肉细胞既能进行细胞呼吸，又能进行光合作用，下列相关叙述正确的是()A A有氧呼吸和光合作用中都有水参与反应，并且都在生物膜上进行B B暗反应中接受能量并被还原的C C3 3，一部分形成糖类，另一部分形成C C5 5C C叶绿体产生的O O2 2大部分释放到空气中，少部分被线粒体吸收利用D D光合作用和细胞呼吸都能产生还原氢，且化学本质相同【典型例题】B B2 2下面是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是()A乙过程利用的ATP只能由甲提供B乙中的ATP用于固定CO2和还原C3C甲、丙中合成ATP所需的能量来源相同D丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等A A凌晨，凌晨，温度降低温度降低，细胞，细胞呼吸减弱呼吸减弱，COCO2 2释放减少释放减少；a a点可点可能是呼吸作用最低的时刻；能是呼吸作用最低的时刻；a a点：点：b b点：点：有微弱光照，植物开始进行光合作用有微弱光照，植物开始进行光合作用；bcbc段：段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；光合作用强度小于细胞呼吸强度；c c点：点：早晨早晨7 7时左右，时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度；光合作用日变化曲线分析光合作用强度大于细胞呼吸强度光合作用强度大于细胞呼吸强度；cece段：段：1.1.自然环境自然环境中一昼夜植物中一昼夜植物叶肉细胞叶肉细胞COCO2 2吸收速率的变化曲线吸收速率的变化曲线d d点：点：温度过高温度过高（蒸腾作用增强）（蒸腾作用增强），部分气孔关闭，部分气孔关闭（CO CO2 2供应供应不足）不足），（光合速率降低）（光合速率降低）出现出现“午休午休”现象现象；e e点：点：下午下午6 6时左右，时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度；（一天（一天中有机物积累最多的时间点）中有机物积累最多的时间点）efef段：段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；光合作用强度小于细胞呼吸强度；fgfg段：段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。1.1.自然环境自然环境中一昼夜植物中一昼夜植物叶肉细胞叶肉细胞COCO2 2吸收速率的变化曲线吸收速率的变化曲线光合作用日变化曲线分析积累有机物的时间段是？制造有机物的时间段？消耗有机物的时间段？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；一天中有机物积累最多的时间点：e点一昼夜有机物的积累量：S1-S2-S3思考A.该植株在a点开始进行光合作用B.该植株在e点有机物积累量最多C.曲线bc段和de段下降的原因相同D.曲线bc段，植物的蒸腾作用下降1.夏季晴朗的一天，某植物一昼夜CO吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是（）DA.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bc段和de段下降的原因相同D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 2.夏季晴朗的一天,甲、乙两株不同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是()D2.2.密闭容器密闭容器中一昼夜中一昼夜单细胞绿色植物单细胞绿色植物COCO2 2浓度的变化曲线浓度的变化曲线无光照，植物只进行细胞呼吸无光照，植物只进行细胞呼吸；ABAB段：段：BCBC段：段：温度降低，细胞呼吸减弱温度降低，细胞呼吸减弱(曲线斜率下降曲线斜率下降)；呼吸作用的最小值；呼吸作用的最小值可能出现在该段；可能出现在该段；CDCD段：段：4 4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度小于时后，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；细胞呼吸强度；D D点：点：随光照增强，随光照增强，光合作用强度等于细胞呼吸强度；光合作用强度等于细胞呼吸强度；DHDH段：段：光合作用强度光合作用强度大于大于细胞呼吸强度；其中细胞呼吸强度；其中FGFG段表示段表示“午休午休”现象；现象；光合作用日变化曲线分析2.2.密闭容器密闭容器中一昼夜中一昼夜单细胞绿色植物单细胞绿色植物COCO2 2浓度的变化曲线浓度的变化曲线随光照减弱，光合作用强度下降，随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度；H H点：点：HIHI段：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；全停止；I I点低于点低于A A点：点：一昼夜，密闭容器中一昼夜，密闭容器中COCO2 2浓度减小，减少的浓度减小，减少的COCO2 2转化成有机转化成有机物积累在植物体内物积累在植物体内(若若I I点高于点高于A A点，植物不能正常生长点，植物不能正常生长)光合作用日变化曲线分析五、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析光照光照培养阶段，培养阶段，密闭装置密闭装置中中CO2浓度变化量应为光合作用强度浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的与呼吸作用强度间的“差值差值”，切不可仅答成，切不可仅答成“光合作用消耗光合作用消耗”导导致装置中致装置中CO2浓度下降。浓度下降。注意：甲 乙(1)光合速率等于呼吸速率的点:C、E。(2)图甲中N点低于虚线,该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭环境中CO2含量减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。(3)图乙中N点低于虚线,该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭环境中O2含量减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。光合作用日变化曲线分析3.密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化A.H点时,植物产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体B.光合作用是从D点开始的,因为D点后CO2浓度开始下降C.E点时,植物的光合速率与呼吸速率相同D.经过一昼夜该植物的干重有所增加 如图表示夏季晴天某植物放在密闭透明玻璃罩内一昼夜CO2浓度变化的曲线(实线),据图分析下列叙述正确的是()D习题巩固2.如图是大棚番茄在24小时测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是()A.a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱B.番茄通过光合作用合成有机物的时间是ce段C.由P点条件变为d点，C5生成减少D.植物干重最大的时刻是e点B实验模型拓展5光合作用与细胞呼吸的综合4六、三率测定的6种实验模型1.气体体积变化法（液滴移动法）测定光合作用O2增加的体积或CO2消耗的体积（1）测定呼吸速率）测定呼吸速率装置烧杯中放入适宜浓度的装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液溶液用于吸收用于吸收CO2。玻璃钟罩玻璃钟罩遮光处理遮光处理，以排除光合作用干扰。，以排除光合作用干扰。置于适宜温度环境中。置于适宜温度环境中。红色液滴向左移动红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率单位时间内左移距离代表呼吸速率)。六、三率测定的6种实验模型1.气体体积变化法（液滴移动法）测定光合作用O2增加的体积或CO2消耗的体积(2)测定净光合速率测定净光合速率装置烧杯中放入适宜浓度的装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液缓冲液，用于保证容器内，用于保证容器内CO2 浓度恒定，满足光合作用需求。浓度恒定，满足光合作用需求。必须给予足够必须给予足够光照处理光照处理，且温度适宜。，且温度适宜。红色液滴向右移动红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表单位时间内右移距离代表净光合速率净光合速率)。(3)物理误差的校正：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，为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置应设置对照实验对照实验，即，即用死亡的绿色植物、烧杯中放入蒸馏水用死亡的绿色植物、烧杯中放入蒸馏水分别进分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。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。项目项目放置放置环境环境烧杯中的溶液烧杯中的溶液及各自作用及各自作用预测红墨水预测红墨水滴移动方向滴移动方向原因分析原因分析测定植物测定植物呼吸作用呼吸作用速率速率测定植物测定植物净光合作净光合作用强度用强度植物只进行呼吸作用，植物进行有氧植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗呼吸消耗O O2 2，而释放的，而释放的COCO2 2气体被装置气体被装置烧杯中烧杯中NaOHNaOH溶液吸收，导致装置内气溶液吸收，导致装置内气体、压强减小，红色液滴体、压强减小，红色液滴向左移动向左移动 遮光遮光黑暗黑暗光线光线充足充足温度温度适宜适宜NaOHNaOH溶液；溶液；NaHCONaHCO3 3溶液；溶液；作用：吸收作用：吸收COCO2 2作用：维持容作用：维持容器中器中COCO2 2的浓度的浓度左移左移右移右移NaHCONaHCO3 3缓冲溶液维持装置中的缓冲溶液维持装置中的COCO2 2浓度；浓度；植物植物光合作用强度超过呼吸作用强度，光合作用强度超过呼吸作用强度，释放释放O O2 2，导致装置内气体量增加，红，导致装置内气体量增加，红色液滴色液滴向右移动向右移动 三、测定光合速率和呼吸速率的方法1.1.气体量变化法气体量变化法“装置图法装置图法”NaOHNaOH0102030405目录热点微练6/A1.(2022江江西西模模拟)为探究光照强度对光合作用的影响，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在25条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是()A.在无光条件下，液滴向左移动B.在有光条件下，液滴向右移动C.在有光条件下，液滴向右移动的距离代表光合速率D.随光照强度的增强，液滴向右移动的距离逐渐增大习题巩固2.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温25下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是()A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移C2.2.黑白瓶黑白瓶法法黑瓶不透光，只进行黑瓶不透光，只进行呼吸呼吸作用作用白瓶透光，可以进行白瓶透光，可以进行光合光合作用和作用和呼吸呼吸作用。作用。呼吸作用量呼吸作用量 =初始溶氧量初始溶氧量 黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量净光合作用量净光合作用量 =白瓶溶氧量白瓶溶氧量 初始溶氧量初始溶氧量总光合作用量总光合作用量 =净光合作用量净光合作用量+呼吸作用量呼吸作用量=白瓶溶氧量白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量 从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于原水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的于原水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。溶氧量并算出平均值。1.下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中,初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是()A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2量为3 g/m2B.水深2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率C.水深3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用D.水深4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体水深(m)1234白瓶中O2浓度(g/m2)+3+1.50-1黑瓶中O2浓度(g/m2)-1.5-1.5-1.5-1.52.2.黑白瓶黑白瓶法法D 2.某同学研究甲湖泊中某深度生物的光合作用和有氧呼吸强度。具体操作如下:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a先包以黑胶布,再包以铅箔。用a、b、c三个瓶分别从待测深度的水体取水样,测定瓶中水体的氧含量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测深度的水体,经24小时后取出,测两瓶中氧含量,结果如图所示。则24小时内待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是()A.24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶B.24小时内待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(w-v)mol/瓶C.24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶D.24小时内待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k-w)mol/瓶2.2.黑白瓶黑白瓶法法B习题巩固3.研究小组从池塘不同深度采集水样，分别装入大小相同的黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得白瓶溶氧量为AmgL1，黑瓶溶氧量为BmgL1。下列说法正确的是（）A.该方法可以在未测得呼吸作用的条件下，测得实际光合作用的强度B.B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小C.（AB）可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小D.该实验设计缺少对照组，无法测得光合作用的强度A六、三率测定的6种实验模型3.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化值代表细胞呼吸强度值细胞呼吸强