5.4光合作用与能量转化第3课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

1. 写出光合作用总反应式，并标明O元素的转移途径。 2. 若用放射性同位素14C 标记CO2，请写出光合作用过程中14C转移途径。 3.若为一株绿色植物提供放射性同位素标记的H218O，综合考虑光合作用和呼吸作用，则能在哪些物质中检测到18O？试用反应式表示。 4. 若突然停止光照，CO2供应正常，短时间内叶绿体中C3和C5含量会发生怎样的变化？ 5.夏季中午，部分气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5含量会发生怎样的变化？ 1. 写出光合作用总反应式，并标明O元素的转移途径。 2. 若用放射性同位素14C 标记CO2，请写出光合作用过程中14C转移途径。 3.若为一株绿色植物提供放射性同位素标记的H218O，综合考虑光合作用和呼吸作用，则能在哪些物质中检测到18O？试用反应式表示。 有氧呼吸 第三阶段 H218O 有氧呼吸 第二阶段 C18O2 (CH218O) 暗反应 H218O 光反应 18O2 4. 若突然停止光照，CO2供应正常，短时间内叶绿体中C3和C5含量会发生怎样的变化？ 光照停止 （或减弱） NADPH和ATP 合成减少 C3生成速率不变 C3消耗速率减慢 C3含量增加 光照停止 （或减弱） NADPH和ATP 合成减少 C5生成速率减慢 C5消耗速率不变 C5含量减少 5.夏季中午，部分气孔关闭后，会导致CO2供应不足，短时间内叶绿体中C3和C5含量 会发生怎样的变化？ CO2供应不足 C3生成速率减慢 C3含量减少 光照强度不变 C3消耗速率不变 CO2供应不足 C5消耗速率减慢 C5含量增加 光照强度不变 C5生成速率不变 改变条件对光合作用物质含量变化的影响 ATP和NADPH 三碳化合物 五碳化合物 有机物 突然停止光照 突然增加光照 突然停止CO2供应 突然增加CO2供应 下降 下降 下降 下降 下降 下降 下降 下降 上升 上升 上升 上升 上升 上升 上升 上升 可用单位时间单位面积内CO2的消耗量或O2的产生量来表示。 是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造有机物的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。 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。 光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2 光合作用强度 线粒体 叶绿体 O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2 （可以测得） 总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 有机物的制造（产生）量 CO2的固定（利用、消耗）量 O2的产生量 有机物积累量 CO2的吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 CO2的释放量 O2的吸收量 光合作用强度 7 光合作用的影响因素及应用 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 1.实验原理 （1）叶片含有空气，上浮 叶片下沉 O2充满细胞间隙，叶片上浮 抽气 光合作用 产生O2 （2）根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少， 探究光照强度与光合作用强度的关系。 ①自变量 光照强弱 ②因变量 光合作用强度 8 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 2.材料用具 打孔器、注射器、5W LED台灯、米尺、烧杯、绿叶 3.实验步骤 （1）打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片， 打孔时避开大叶脉。 大叶脉部分含有的叶绿体少。该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的，打孔时要取叶片的相同部位。 9 （2）将圆形小叶片置于注射器内，注射器内吸入清水，待排出注射 器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉 动活塞，使圆形小叶片内的空气逸出。重复2～3次。处理后的 叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。 3.实验步骤 （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。 防止光照干扰实验结果 （4）取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水。 （1%~2%的NaHCO3溶液） 3.实验步骤 （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5W台灯距离（10、20、30cm）。 吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰。 盛水玻璃柱： 3.实验步骤 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 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 （6）观察并记录结果 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。 3.实验步骤 4.实验结论 本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的净积累值，即光合作用与细胞呼吸的差值。 13 （2）打孔时要避开 ，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形 小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 5.注意事项 （3）为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 溶液中。 光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 大的叶脉 NaHCO3 维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。 （1）叶片上浮的原因 NaHCO3缓冲液的作用 ➺本实验中的数值并不代表真正的光合速率， 而是净光合速率 14 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 6.变量分析 自变量 控制方法 因变量 观测指标 光照强度 通过调节LED灯与实验装置间的距离来决定 单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量 光合作用强度 （产氧速率） 7.实验拓展 控制温度、光照强度相同， 在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。 NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水， 不利于光合作用。 15 拓展：三率测定的5种实验模型 一、气体体积变化法（液滴移动法） 1.测定呼吸速率 ①装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 ②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。 ③置于适宜温度环境中。 ④红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 16 一、气体体积变化法（液滴移动法） 2.测定净光合速率 ①装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液， 用于保证容器内CO2浓度恒定， 满足光合作用需求。 ②必须给予足够光照处理，且温度适宜。 ③红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 3.物理误差矫正 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、烧杯中放入蒸馏水分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 17 1.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 C 对点练习 18 三率测定的5种实验模型 2 二、黑白瓶法——测溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中生物只进行细胞呼吸，而白瓶中的生物既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 19 瓶身 是否放入长势良好的植物 放入适 宜水深 测定时间 测定项目 取值表示量 A 黑瓶 不放 相同 放入时测定 水中溶氧量 水中溶氧量为： 初始量 B 黑瓶 放入 相同 一段时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为：有氧呼吸量 C 白瓶 放入 相同 与B瓶相同时间后测定水中溶氧量 与初始值的差值为：净光合量 【解析】净光合量 = M白 – x，呼吸量 = x - M黑 总光合量 = 净光合量 + 呼吸量 =（M白 - x） + （x - M黑）= M白 - M黑 ①若有初始值，可推出 呼吸量和净光合量； ②无论是否有初始值， 均可用白瓶现有量- 黑瓶现有量算出总光 合量。 设初始值为x，白瓶现有量为M白， 黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？ 20 2.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Amg•L﹣1，黑瓶溶氧量为Bmg•L﹣1。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.（A﹣B）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 对点练习 21 3.(2023·广东模拟)光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研究人员将密闭容器内的某绿色植物先经黑暗再经恒定光照处理，容器内氧气的变化量如图所示(光照对呼吸作用的影响可忽略不计)。下列说法错误的是(　 　) A.C点时该植物叶肉细胞中合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质 B.A点以后的短时间内，叶绿体内C5含量将增加 C.5～15 min内，该植物光合作用产生O2的 平均速率是5×10-8 mol/min D.农业生产中使用农家肥主要是通过 提高光合作用效率来提高产量的 C 呼吸速率=(5×10-7 mol－4×10-7 mol)÷5 ＝2×10-8 mol/min 净光合速率=(8×10-7 mol－4×10-7 mol)÷10＝4×10-8 mol/min 对点练习 C点时在黑暗条件下，植物叶肉细胞只进行呼吸作用，因此合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质，A正确；A点以后的短时间内，光照增强，光反应产生的ATP和NADPH增加，叶肉细胞的叶绿体内C3被还原增多，产生的C5量增加，B正确；结合图示可知，黑暗下氧气量的变化量为呼吸速率，为(5× 10-7 mol－4×10-7 mol)÷5＝2×10-8 mol/min，在5～15 min内，净光合速率为(8×10-7 mol－4×10-7 mol)÷10＝4×10-8 mol/min，该植物光合作用产生氧气的平均速率即总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝4×10-8 mol/min＋2× 10-8 mol/min＝6×10-8 mol/min，C错误；农家肥中富含有机物，可以被分解者分解，产生的无机盐和CO2可以被植物吸收利用， 增强光合作用，增加光合产物量，D正确。 22 三率测定的5种实验模型 三、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细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出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切断左右叶片间的联系，以防止有机物的运输。计算可参考黑白瓶法： 总光合量 = MB - MA 23 4.（2021·江西省会昌中学高一月考）现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光（A），另一半不遮光（B），并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位mg/·（dm2·h）。下列说法正确的是（ ） A.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下， 能得出实际光合作用的强度 B.（m2-m1）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量 C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 D.m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小 A 对点练习 24 三率测定的5种实验模型 四、叶圆片称重法——测定有机物的变化量 1.操作图示：本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(S为叶圆片面积)。 2.结果分析 净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 25 三率测定的5种实验模型 五、叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，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在水中的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)，即能比较光合作用强度的大小。 26 5.利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(　　) A.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 D 对点练习 27 二、光合作用的影响因素及应用 CO2+H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 光 CO2的浓度 H2O 矿质元素（Mg合成叶绿素） 温度 1.外因 2.内因 酶的种类和数量、色素的含量、叶龄不同、叶面积指数 主要因素（外因：“三度”）： 光照强度、温度、CO2浓度 环境中CO2浓度、叶片气孔导度 光照强度、光质、光照时间 28 二、光合作用的影响因素及应用 1.外部因素 （1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 呼吸速率 光补偿点 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 B点：光补偿点， 即光合作用强度 =细胞呼吸强度。 29 （1）光照强度 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 限制因素：CO2浓度、温度、酶含量等 D BC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。 净光合 总光合 呼吸 30 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 光补偿点 光饱和点 D A点：只呼吸不光合 O2 CO2 AB段：呼吸＞光合 B点：呼吸＝光合 BC段：光合＞呼吸 提醒：注意区分，单个细胞和整个植株的区别 （1）光照强度 31 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 净光合 总光合 D 呼吸 思考1:植物体在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 总结： 叶绿体固定CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。 当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。 大于 （1）光照强度 32 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C D E S2 S1 S3 思考2：在图甲中，呼吸作用消耗有机物的量可表示为　 　　， 净光合作用量可表示为 ， 光合作用产生有机物的量可表示为　 　 。(用S1、S2、S3和数学符号表示)  S1+S2 S3+S2 S3-S1 （1）光照强度 33 ①温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产； 光照强度 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。 原因是： a.两种植物的根系深浅搭配， 合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。 b.两种植物高矮结合， 充分利用了不同层次的阳光。 玉米——大豆 （1）光照强度——应用 34 ③延长光合作用时间，通过轮作或套作。 轮作 在同一块田地上，按预定的种植计划， 轮换种植不同的作物。 玉米，轮作花生 原因是： （1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。 （2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。 （1）光照强度——应用 水稻，蘑菇轮作 35 ③延长光合作用时间，通过轮作或套作。 套作 在同一块田地上，在前季作物的生育后期， 在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。 玉米套种花生 果园套种油菜 连作：在同一块地上长期连年种植一种作物 36 1.（2020年广东省高三上学期联考2）轮作是指在同一田块上有顺序地季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。豆科植物苜蓿是优良的牧草，农民将其引入小麦的作物体系形成草田轮作系统，可以减少化肥的使用和增加农作物产量，回答以下问题∶ （2）研究发现，施氮肥对苜蓿——小麦轮作系统的冬小麦光合速率的增强效果并不明显，原因是_________________；由此可见，该轮作系统可以减少农田氮肥的使用。 苜蓿是豆科植物，根系共生的固氮生物具有生物固氮作用，增加了土壤中氮含量。 习题巩固 2. 如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，其他条件不变且适宜的情况下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，下列有关说法错误的是（　　　） B A.光照强度由a到b时， 叶肉细胞光合速率增加 B.光照强度为b时， 光合速率等于呼吸速率 C.若光照强度长期为c， 该绿色植物不能正常生长 D.光照强度为d时， 单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2 光照强度 CO2释放量和O2产生总量 习题巩固 38 CO2释放量 a b c d 6 3 0 0 O2产生总量 a b c d 0 3 6 8 3.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： 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度（Klx） 25 CO2吸收量 mg/dm2·h b c d -5 a ⑴该植物的呼吸速率为每小时释放CO2___mg/dm2。 ⑵b点表示： ⑶若该植物叶面积为10dm2， 在光照强度为25Klx条件下光照1小时， 则该植物进行光合作用时叶绿体消耗CO2 ____mg。　　 ⑷若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长？为什么？　 5 光合作用与呼吸作用速率相等 250 不能正常生长。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。 习题巩固 39 ①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率＝0时，植物不能生长。 ③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 方法总结 1.光合速率与植物生长 2.光合作用强度测定对象 ①先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率 。 ②在有光条件下，测定净光合速率。 ③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 （2）测定对象：叶绿体 测得的就是总光合作用。 （1）测定对象：植株、叶片、细胞 40 （2）光质 红光>蓝紫光>白光 >绿光 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。 让相同强度的日光照射 ①大棚颜色 白色透明>红色>蓝紫色>绿色 ②用相同强度光源照射（灯泡） 1.外部因素 （3）矿质元素 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 Mg：叶绿素的重要组分 应用：合理施肥 ①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 下降 ②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 1.外部因素 （4）CO2浓度 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 B CO2吸收 C CO2释放 D E 1.外部因素 （4）CO2浓度——应用 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。 分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐 图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 B点和B′点对应的浓度都表示CO2饱和点。 44 （5）温度 O 温度 A 光合速率 B C 最适温度下植物光合作用最大， 植物体内的酶最适温度在40~50℃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。 ①适时播种。 ②温室中，白天适当提高温度， 晚上适当降温。 ③植物“午休”现象（气孔关闭）。 应用 O 12 14 10 一天的时间 光合作用强度 1.外部因素 （6）水 应用：合理浇灌、预防干旱 ①水是光合作用的原料 ②水是体内各种化学反应的介质 图1表明在农业生产中，可根据 作物的需水规律，合理灌溉。 图2曲线中间E处光合作用强度 暂时降低，是因为温度高， 蒸腾作用过强，气孔关闭， 影响了 的供应。 CO2 ③缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响 1.外部因素 1.下图是夏季晴朗的白天， 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）7～10时的光合作用强度不断增强原因： （2）10～12时左右的光合作用强度明显减弱原因： （3）14～17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， CO2供应减少，光合作用强度明显减弱。 习题巩固 47 1.下图是夏季晴朗的白天， 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： （5）依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施。 习题巩固 可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。 48 光合速率＝呼吸速率的点： 。 Oc段：只进行 。 cd段：光合速率 呼吸速率。 dh段：光合速率 呼吸速率。 hi段：光合速率 呼吸速率。 ij段：只进行 。 积累有机物最多的点： 。 f点光合速率下降原因：气温过高，导致部分 关闭， 导致 供应不足。 d、h 呼吸作用 ＜ ＜ 呼吸作用 ＞ h 气孔 CO2 2.填空题 一昼夜积累有机物 = P -( M + N ) 习题巩固 开始积累有机物的点：净光合速率大于0，即d-h（不含d、h点） 开始光合作用的点/有机物积累最少的点：c 49 光合速率＝呼吸速率的点： 。 OC段：只进行 。 CD段：光合速率 呼吸速率。 DH段：光合速率 呼吸速率。 HI段：光合速率 呼吸速率。 IJ段：只进行 。 积累有机物最多的点： 。 J点低于O点，植物体有机物总量 ； J点高于O点，植物体有机物总量 ； J点等于O点，植物体有机物总量 。 D、H 呼吸作用 ＜ ＜ ＞ 呼吸作用 H 增多 减少 不变 一昼夜积累有机物： 比较J点时CO2浓度是否比O点时低 习题巩固 CD段：CO2释放速率减小，曲线上升缓慢 D点：CO2释放量达到最大 H点：装置中CO2含量最小 光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。 50 3.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c～e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 b~f 习题巩固 51 4.(2023·北京高考)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　 ) A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温 升高而下降的原因是呼吸速率上升 B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率 升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个CP点处， 植物均不能进行光合作用 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 C CP点代表呼吸速率等于光合速率 习题巩固 CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确； 在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高的主要原因是光合酶的活性随温度的升高而增强，B正确； CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误； 图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 52 5. 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NADPH的含量在CO2浓度为b时比在a时高 B a点：光合=呼吸 净光合相等 习题巩固 53 6.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 ℃，如图所示曲线表示该植物在恒温30 ℃、适宜CO2浓度时光合速率与光照强度的关系，下列叙述错误的是(　 ) A.若光照增强，则短时间内植物叶肉细胞中C3的含量降低 B.若CO2浓度降低，则d点向左下方向移动 C.d点时，叶肉细胞中产生ATP的场所 有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.将温度调节到25 ℃(其他条件不变)， 图中a点将向上移动，b点将向右移动 D 习题巩固 若光照增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，短时间内C3还原量增加，CO2固定量不变，导致C3含量减少，A正确； CO2参与暗反应，若CO2浓度降低，光合速率降低，d点向左下方向移动，B正确； 处于d点时，细胞既进行细胞呼吸又进行光合作用，叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确； 其他条件不变的情况下，将温度调节到25 ℃，光合强度增强，呼吸强度减弱，a点将向上移动，b点将向左移动，D错误。 54 代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点 ；反之，A点 。 1.A点 下移 上移 光合作用曲线中关键点的移动 2.B点与C点的变化 自变量 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大光照强度(或CO2浓度) 适当减小光照强度(或CO2浓度) 土壤缺Mg2＋ 左移 左移 左移 右移 右移 右移 【提醒】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 光合作用曲线中关键点的移动 3.D点 代表最大光合速率，若增大光照强度（或增大CO2浓度）使光合速率增大时，D点向 移动；反之，移动方向相反。 右上方 光合作用曲线中关键点的移动 7.将正在生长的黄豆的叶片置于恒温 的密闭小室，调节小室CO2浓度， 在适宜光照强度下测定叶片光合作用 的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。 下列叙述正确的是(　 ) A.如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移 B.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移 C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点左移 D.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移 B a点右移，b点左移 习题巩固 如果光照强度适当降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，这将抑制暗反应的进行，而呼吸速率不变，因此需要更多的CO2进行补偿，但达到饱和点需要的CO2减少，则a点右移，b点左移，A、D错误； 如果光照强度适当增强，光反应生成的ATP和NADPH增加，促进暗反应进行，而呼吸速率不变，因此在较低CO2浓度时便可进行光合作用，在最大光合作用强度下CO2吸收量也会增多，则a点左移，b点右移，B正确，C错误。 58 8.光照强度、CO2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 习题巩固 59 应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶 的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 ，进一步 提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度 以提高光合速率。 CO2浓度 光照强度 8.光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用 习题巩固 60 (1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水既是 的原料，又是光合产物在植物体内 的主要介质。 9.某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题： (2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是___点，其主要原因是 。 光合作用 运输 B 气孔开度降低，CO2吸收减少 (3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是 。 此时类囊体结构被破坏，提供给暗反应的 减少。 叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来 NADPH和ATP 习题巩固 61 二、光合作用的影响因素及应用 2.内部因素 （1）植物自身的遗传特性 阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强。 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生长发育不良的植物称阳性植物。 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。 光照强度 0 CO2吸 收 CO2 释 放 A B C 阳生植物 呼吸速率 阴生植物 A1 B1 C1 D D1 光补偿点：B>B1 光饱和点：D>D1 应用：间作套种 62 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、 有机物的输出情况 、气孔导度等 活性 性 活 2.内部因素 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、 有机物的输出情况 、气孔导度等 叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。 越慢 增强 64 （3）叶面积指数 不再增加 合理密植 2.内部因素 （4）光合作用产物积累对光合作用强度的影响 ①反馈抑制。 例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO2的固定。 2.内部因素 （4）光合作用产物积累对光合作用强度的影响 ②淀粉粒的影响 叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。 1. 在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（　　　） A. 红光，ATP下降 B. 红光，未被还原的C3上升 C. 绿光，NADPH下降 D. 绿光，C5上升 C 习题巩固 68 2.(2024·深圳调研)甲、乙两种植物在不同光照强度下的O2释放量(吸收量)如图所示，下列有关叙述错误的是(　 ) A.与甲植物相比，乙植物更适合在林下生长 B.与甲植物在B点相比，乙植物在A点时叶绿体产生O2的速率较小 C.与B点相比， D点时甲植物叶绿体中C3的消耗量增加 D.C点时， 甲、乙两植物的实际光合作用强度相同 D 习题巩固 据图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点都低于甲植物，因此乙植物更适合在光照弱的林下生长，A正确； A点和B点分别是乙植物和甲植物的光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率，由于乙的呼吸速率小于甲，所以乙植物在A点时的光合速率小于甲植物在B点时的光合速率，即乙植物在A点时叶绿体产生O2的速率比甲植物在B点小，B正确； 与B点相比，D点对应的光照强度大，光反应产生的NADPH和ATP多，暗反应还原C3的速率快，C3的消耗量增加，C正确； C点时，甲、乙两植物的净光合速率相同，但由于呼吸速率不同，所以甲、乙两植物的实际光合强度不同，D错误。 69 3.(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( ) A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近 B.35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等 C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D.HT植株表现出对高温环境的适应性 B 习题巩固 70 4.(2021·广东，15)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是( ) A.t2比t1具有更高的光饱和点 B.t1比t2具有更低的光补偿点 C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 D 习题巩固 71 总结 $$