“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验的改进
教材中参考案例
探究光照强弱对光合作用强度的影响
一、材料用具：
打孔器、注射器、40W台灯、烧杯、绿叶（如菠菜叶片）
二、方法步骤：
1. 取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避
开大的叶脉）。
2. 将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的
空气后，用手堵住注射器前端的小孔缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可以重复几次。
3. 将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用，这样的
叶片是因为细胞间隙充满了水，所以全部都沉到水底。
4. 取3只小烧杯，分别导入20ml富含二氧化碳的水
5. 分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对3个实验装置进
行中强、中、弱三种光照（3盏40W台灯分别向3个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定）。
6. 观察并记录同一时间段内各实验装置中先圆心叶片浮起的数量。
改进：
改进后的装置图片为：
移液管
第一组第二组第三组
改进后的实验分成3组：
第l组用来测呼吸速率，由250 mL医用生理盐水瓶、带刻度的移液管、暗盒组成，瓶中装5 g金鱼藻、250 mL l％NaHCO，溶液和移液管，先将装置放在光下一段时间，以保证瓶内有较充足的氧气。然后将装置移入暗盒中，测定金鱼藻的呼吸速率。
第2组和第3组用来测定不同光照强度下金鱼藻的净光合速率。第2组用40 W台灯控制光照强度。
第3组用100 W台灯控制光照强度。由于台灯光照会释放热量，所以将盐水瓶放入加入清水的大烧杯中，以防止瓶内温度升高而影响实验结果。
然后按下面操作进行实验：
第1步：先读取各移液管液面显示的读数即起始读数。记入下表中。同时打开第2组、第3组的台灯，用秒表记时。
第2步：一段时间后，移液管内液面上升，且3个装置中的液面出现差异。此时，再记录各移液管液面所显示的读数(终止读数。用起始读数减去终止读数．其差值就是一定时间内瓶内氧气的变化量。
第3步：先关掉台灯，按动秒表记下时间，将终止读数记人表格中，然后计算各组的呼吸速率、净光合速率(即相应光照条件下的氧气变化量以及真光合速率(呼吸速率+净光合速率。
通过上述改进．将实验结果用比较精准的数据表达出来。并且可计算出金鱼藻的真光合速率、净光合速率以及呼吸速率。能使学生直观理解相关的概念，有效突破教学难点。而且，因金鱼藻是阳生植物，光合作用较强，能在短时间内产生较多氧气，实验现象明显。实验耗时短，提高了课堂效率。
探究光照强度对光合作用强度的影响实验数据记录表
1 2 3
处理方法暗处理置于40W台灯下置于100W台灯下起始读数（ml）
终止读数（ml）
差值（ml）
呼吸速率（ml/h）
净光和速率（ml/l）
真光和速率（ml/l）
第２3课时光合作用的影响因素和原理的应用 ［目标导读］ 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。３.阅读教材，了解化能合成作用。 ［重难点击]影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 一探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响,其中光照的影响最为重要。 １.光合作用强度的表示方法 错误! 2．探究光照强弱对光合作用强度的影响 （1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强,单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。 （2)实验流程 打出小圆形叶片(30片）:用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出（直径＝1ｃm) ↓ 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2)等 ↓ 小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 ↓的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取３只小烧杯,分别倒入20 mL富含CO2的清水,各放入 10片小圆形叶片,用强、中、弱三种光照分别照射 ↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内,随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。 3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系,请分析: (1)说出各点代表的生物学意义
①Ａ点：光照强度为零,只进行细胞呼吸。 ②B点：光合作用强度等于呼吸作用强度,为光补偿点。 ③C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度,即光饱和点。 （2)说出各线段代表的生物学意义 ①ＯA段：呼吸作用强度。 ②AＢ段:随光照增强,光合作用增强,但仍比呼吸作用弱。 ③BＤ段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。 ④DE段:光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。 归纳提炼 1.除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用,绿光不适合光合作用。太阳光中各种色光均衡,对植物最有利。 2．光合作用速率或称光合作用强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用生成有机物的量（通常用释放多少Ｏ2或消耗多少CO2来表示）。包括表观光合作用速率和真正光合作用速率,它们和光照强度的关系如下图： 活学活用 1.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下ＣＯ2吸收和释放的情况如图1所示。图2所示细胞发生的情况与图1曲线中AB段(不包括Ａ、B两点)相符的一项是（) 问题导析(1)图１中A点细胞只进行细胞呼吸，与图２中的B图相对应。 (2)AＢ段呼吸作用强度大于光合作用强度,线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用外,还有部分释放到细胞外,对应图2中的A图。
勒克司（lux,法定符号lx）照度单位，为距离一个光强为lcd的光源，在1米处接受的照明强度，习称：烛光.米。亦即距离该光源1米处，1平方米面积接受1lm光通量时的照度。 焦耳（joule,法定符号j）能或功的基本物理单位，等于1个牛顿(N)的力作用1米距离所作的功，或消耗的能。 1焦耳=107尔格=1瓦特.秒 牛顿（Newton,法定符号N）：力的单位，使1千克的质量每秒加速1米／秒的力。 1N=105dyne(达因) 瓦（特）（watt,法定符号W）：功率的单位，单位时间（1秒）所作的功等于1焦耳时的功率 1W=1J/S; 1j=1W.s 国际单位制(SIE单位制)的光度单位 光度量几何学 名称符号单位英文名 光强度I坎德拉Candela(cd) 光照度E勒克斯Lux(lx) 光亮度L尼特Nit 光通量φ流明Lumen(lm) 与心理学关系密切的单色光单位有: 1.光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射 的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在
单位立体角内辐射出1流明的光通量. 2.光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功 率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通 量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx). 4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到 "反射系数"的概念.反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流 明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示. 5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示, 即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dent light)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光 的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness). 例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大. 亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上 接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光. 从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为: L=R×E [公式6-1] 式中L为亮度,R为反射系数,E为照度. 因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推 算出它的亮度.
1.题义分析及解决方案 设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上； 校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。 1.1题义需求分析 1.1.1 光照强度测量仪的概念 通过使用某测量仪来测量某光照的强度，这种仪器就称为光照强度测量仪。仪器使用时先将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（实验中为光敏电阻表面），然后在测量仪的可视化界面（实验中为LED）中观察结果值。 光照强度的国际单位（SI）为勒克斯，又称米烛光。1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。可以标作勒［克斯］，简称勒。英为lux，简作lx。勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。流明则由标准单位烛光(cd)引出。 1.1.2光照强度测量仪的工作原理 测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出，供用户查看结果。 1.1.3从计算机角度解决问题 计算机通过PCI线与实验箱上的ES-PCI模块相连，充分利用实验箱上的各个模块完成，有：A3(片选)、B2(时钟)、B4(8255)、D3(光敏电阻)、G4(ADC0809)、G5(LED)以及ES-PCI。通过导线正确连接好电路。使用时光源直接照射在光敏电阻表面，结果（光照强度）显示在LED上。 1.1.4根据设计内容要求可知： 光敏电阻的特性：光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。 根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过AD转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度。 使用STAR ES598PCI单板开发机设计一个应用接口芯片作为八个七段LED 数码管的输入口，接口可以使用8255A或8279。 编写程序实现八个LED数码管显示光照度值，该值为（根据采样得到的模拟电压转换得到的）数字电压对应的光照强度。 1.2.解决问题方法及思路 1.2.1硬件部分 程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A和七段LED数码管。 提出问题：
CO2浓度对光合作用强度的影响 （1）曲线（一） ①在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度升 高而加快，但达到一定浓度后，再增大CO2浓度， 光合作用速率不再加快。 ② CO2补偿点：A点，外界CO2浓度很低时， 绿色植物叶不能利用外界的CO2制造有机物，只有当植物达到CO2补偿点后才利用外界的CO2合成有机物。 B点表示光合作用速率最大时的CO2浓度，即CO2饱和点，B点以后随着CO2浓度的升高，光合作用速率不再加快，此时限制光合作用速率的因素主要是光照强度。 ③若CO2浓度一定，光照强度减弱，A点B点移动趋势如下： 光照强度减弱，要达到光合作用强度与呼吸作用强度相等，需较高浓度CO2，故A点右移。由于光照强度减弱，光反应减弱而产生的[H]及ATP减少，影响了暗反应中CO2的还原，故CO2的固定减弱，所需CO2浓度随之减少，B点应左移。 ④若该曲线表示C3植物，则C4植物的A、B点移 动趋势如下：由于C4植物能固定较低浓度的CO2， 故A点左移，而光合作用速率最大时所需的CO2浓度 应降低，B点左移，曲线如图示中的虚线。 （2）曲线（二） a-b:CO2太低，农作物消耗光合产物；
b-c:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； c-d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； d-e:CO 2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气 孔关闭，抑制光合作用。 （3）曲线（三） 由于C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶，对CO2的亲和 力很强，可以把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定 下来，故C4植物能利用较低的CO2进行光合作用，CO2的补偿点低，容易达到CO2饱和点。而C3植物的CO2的补偿点高，不易达到CO2饱和点。故在较低的CO2浓度下（通常大气中的CO2浓度很低，植株经常处于“饥饿状态”）C4比C3植物的光合作用强度强（即P点之前）。一般来说,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。 3．温度对光合作用强度的影响：它主要通过影响暗反应 中酶的催化效率来影响光合 作用的速率。在一定温度范 围内，随着温度的升高，光合速率随着增加，超过一定 的温度，光合速率不但不增大，反而降低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2供应减少，从而间接影响光合速率。 ①若Ⅲ表示呼吸速率，则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率
准确解答光合作用、细胞呼吸的实验探究题 1．(2017·衡水中学一调)在开展生物学实践活动时，对照实验设计应遵循单因子变量的原则。为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理。在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正的为( ) 花盆光温度水 甲光亮处20 ℃充足 乙黑暗处20 ℃少量 A. C．甲花盆的温度高于20 ℃D．乙花盆浇充足的水 2．(2017·吉林月考)现有一植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关，为探究光的有无对该种子萌发的影响，某同学进行了如下实验：你认为下列最适宜做实验对照组的是( ) ①向垫有滤纸的培养皿中倒入适量的水，将一定量的种子放入培养皿中。 ②将培养皿置于光照条件下、25 ℃、空气状况适宜且相同的条件下培养一段时间，观察种子的萌发情况。 A．另一组置于有光条件下，其他处理相同 B．另一组置于25 ℃条件下，其他处理相同 C．另一组置于缺氧条件下，其他处理相同 D．另一组置于黑暗、25 ℃条件下，其他处理相同 3．(2017·海南国兴中学月考)下列关于下图所示的模拟实验的叙述正确的是( ) A．甲不产生气泡，乙产生气泡 B．甲产生气泡，乙不产生气泡 C．甲和乙都产生气泡，气泡成分不同 D．甲和乙都产生气泡，气泡成分相同 4．(2017·漳州芗城中学月考)1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片在黑暗处数小时“饥饿”处理后，然后把此叶片一半遮光，另一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。对上述实验的分析和结论合理的是( ) A．本实验没有对照实验 B．本实验证明叶绿体利用光照将二氧化碳转变成了淀粉 C．实验初始时遮光与曝光区域仍有淀粉存在
影响光合作用的因素教学设计 一、教材分析 教材上关于光合作用这一部分内容只介绍了光合色素、光合作用的原理和应用、光合作用的过程和化能合成作用，而影响光合作用的因素以及这些因素是怎样影响光合作用的，并没有过多提及。但是，在实际应用中，这些与农业生产息息相关，在历年高考中也占据了十分重要的地位，所以，这一部分的内容是不可忽略的。 二、学情分析 这节课的授课对象是高一年级的学生，是在学习了光合作用的相关知识后的一个拓展内容。虽然他们刚刚进入高中，但是已经具备了一定的逻辑思考能力。而且经过前几节课的铺垫，对光合作用相关知识也已经有了一定的理论知识基础。 三、教学目标 1、掌握光合作用过程中，外界条件的变化对光合作用的进行有着怎样 的影响。 2、通过对影响因素的分析，培养学生良好的思维品质，初步学会科学 研究的一般方法，锻炼科学探究能力。 3、能够将所学知识与实际生活相联系，更好的应用于生产生活实践， 使学生认识到生物科学的价值，从而提高对生物的兴趣。 四、教学方法设计 板书和多媒体相结合，利用板书进行上节课有关光合作用过程的回顾，并引出本节课的内容。因为课程所需要的图像比较多，所以本节课以多媒体教学为主，板书为辅。 五、教学设计 通过上节课的学习，同学们已经了解了光合作用的大致过程，那么咱们首先来回顾一下这个过程（利用板书进行一个简单的复习） 根据光合作用的过程，我们可以看到二氧化碳和光照都会影响光合作用的进行，那么它们的变化会使光合作用有怎样的改变呢？我们今天一起来探讨一下。 在探讨光合作用的变化之前，咱们先来看几个概念（PPT给出）：呼吸速率、净光合速率、总（真正）光合速率，并用二氧化碳的释放、二氧化碳的吸收、氧气的释放、氧气的吸收、有机物的积累来表示上述三个概念。 了解以上几个概念，那么开始进行今天的主要内容： 1、光照强度与光合作用的关系 （1）
有关光合作用的曲线图的分析 1.光照强度对光合作用强度的影响 （1）、纵坐标代表实际光合作用强度还是净光合作用强度？ 光合总产量和光合净产量常用的判定方法： ①如果CO2 吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量； ②（光下）CO2 吸收量、O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量； ③光合作用CO2 吸收量、光合作用O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。 因此本图纵坐标代表的是净光合作用强度。 （2）、几个点、几个线段的生物学含义： A点：A点时光照强度为0，光合作用强度为0，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用。净光合强度为负值由此点获得的信息是：呼吸速率为OA的绝对值。 B点：实际光合作用强度等于呼吸作用强度（光合作用与呼吸作用处于动态衡），净光合作用强度净为0。表现为既不释 放CO2也不吸收CO2 C N点：为光合作用强度达到最大值（CM）时所对应的最低的光照强度。（先描述纵轴后横轴） AC段：在一定的光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐增加 AB段：此时光照较弱，实际光合作用强度小于呼吸作用强度。净光合强度仍为负值。此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余。表现为释放CO2。 BC段：实际光合作用强度大于呼吸作用强度，呼吸产生的CO2不够光合作用所用，表现为吸收CO2。 CD段：当光照强度超过一定值时，净光合作用强度已达到最大值，光合作用强度不随光照强度的增加而增加。 （3）、AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素 在纵坐标没有达到最大值之前，主要受横坐标的限制，当达到最大值之后，限制因素主要是其它因素了 AC段：限制AC段光合作用强度的因素主要是光照强度。 CD段：限制CD段光合作用强度的因素主要是外因有：CO2浓度、温度等。内因有：酶、叶绿体色素、C5 （4）、什么光照强度，植物能正常生长？ 净光合作用强度> 0，植物才能正常生长。 BC段（不包括b点）和CD段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以白天光照强度大于B点，植物能正常生长。 在一昼夜中，白天的光照强度需要满足白天的光合净产量 > 晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。
光照强度测试电路 设计报告 学院：物理与信息技术学院 班级：2011级电子科学与技术班 成员：杨万宗
光照强度测试电路设计报告 引言 随着时代的进步和发展，传感器技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。 本设计题目是光敏电阻测量光照强度，用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小，从而使输出电压值改变，通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。光照强度自动检测电路可以自动检测光照强度的强弱并显示给人们知道此时光照强度的强弱。该电路还可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该电路系统可以发出警报通知（红灯亮）或直接采取措施使光照强度限定在此范围内。人们可以通过看此电路装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。该设计可分为三部分：即光照采集检测部分、光照强度信号处理部分、光照强度显示部分。还可加上报警部分（蜂蜜器）。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光的强弱到电阻值变化的信号转换，本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现，要求对各种基本的电子元器件，光敏电阻、电阻、二极管、电压比较器等熟悉，掌握Proteus 仿真软件，本设计具有有线路简单、结构紧凑、成本低等特点。 一、设计的基本思路和系统特点 光敏电阻的阻值随光照强度的不同而改变，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，光敏电阻所在支路的电流减小；反之，当光照强度减弱时，光敏电阻额阻值增大，所在支路的电流增大。 电压比较器一般有两个输入端，一个输出端，通过对输入端的两个电压进行比较，根据两个输入电压的大小关系经电压比较器运行后输出相对应的电压值。 发光二极管是能将电信号转化为光信号的电路元件，当二极管正接时，二极管会发光；若二极管反接，则不会发光。 在电压比较器的输入端利用光敏电阻调节输入电压的大小（不同光照强度时得到的输入电压会不同），与参考电压比较，通过电压比较器时在输出端就会得到不同的电压，而后用发光二极管进行测试，根据发光二极管是否发光判断光照强度的强弱。 二、电路工作原理和工作过程说明 1、工作原理：
电子电路实验3 综合设计总结报告 题目：数字式光照强度检测仪的 设计实现 班级：20110824 学号：2011082427 姓名：张希希 成绩： 日期：
一、摘要 本实验中采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。具体方法是将两路光敏电阻支路并联接入电路中，其中一路串接一固定电阻，另外一路分别串接电位器，利用光敏电阻值随光照强度变化的特性，使得电路的输出电压而变化。根据这一特性，结合光照强度和输出模拟电压之间的关系，分别对两路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压，将模拟电压通过ADC0804模数转换器转换为数字电压，通过译码器使两位数码管将光强值显示出来，相应地控制点亮对应的小数点以显示光强的方位。 通过硬件的焊接、静态和动态调试，作品最终很好地实现了实验任务和要求，在近似无光照时数码管显示为0，正常工作时能检测两个不同方位的光强并通过两位数码管将最大数值显示出来，而两个小数点的不同组合显示对应方位。 关键词：光照强度；检测仪；设计实现 二、设计任务 2.1 设计选题 选题十三：数字式光照强度检测仪的设计实现 2.2 设计任务要求 用数码管显示光照强度；设置多个不同方向的光敏电阻，通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方位，在数码管上显示其方位；将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数码管显示，误差范围为±3LUX（以白天室内日光灯的光照强度为标准定义为100LUX）；要求在黑暗中显示00（十六进制），室内光最大显示63（十六进制），用小数点显示光照方向。 1、光照传感器采用光敏电阻； 2、光强值显示采用数码管； 3、通过比较器实现光强方向的判断，若左侧光强大则数码管小数点亮，若右侧光强大则数码管小数全灭； 4、误差范围为±3LUX，数模转换器建议选用8位并行转换器件； 5、在无光照（即光敏电阻完全盖住）时，光强值显示为0； 6、在正午（即中午12点）室内日光灯开启时，光强值显示为63（十六进
1.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ） （1）分析影响光合作用速率的内外因（从底物、条件和产物分析） （2）总结光合作用原理在农业生产方面的应用 分析影响光合作用的因素，我们要从光合作用的反应式出发，从反应物、产物和反应条件三个方面入手。 光合作用强度（光合速率）：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 对坐标曲线分析采用：识轴→明点→析线 一、单因子变量对光合作用影响的曲线分析 1.光照强度 （1）原理：影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应 （2）曲线 光补偿点：光合作用强度与呼吸作用强度相等时刻的光照强度。光照强度>光补偿点，植物才能生长。 光饱和点：光合作用强度达到饱和时的最低光照强度。 （3）应用：温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用速率。 判断光补偿点的移动 （1）光合作用增强，呼吸作用不变或减弱 若外因使光合速率大于呼吸速率，左移。 （2）光合作用不变或减弱，呼吸作用增强 若外因使光合速率小于呼吸速率，右移。
判断光饱和点的移动 植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高。影响暗反应的因素如CO2浓度、温度（影响酶的活性）、pH（影响酶的活性）会影响光饱和点。所以我们在分析时要抓住这一本质，如果外界因素使暗反应增强，则光饱和点右移，反之，则左移。 分析表中数据可知，若其他条件不变，当pH由9.0增大到10.0时水葫芦的光补偿点最可能（左移/右移/不移动）。光饱和点最可能（左移/右移/不移动）。 【例2】图甲表示某植物体在30℃恒温时的光合速率（以植物体对O2的吸收或释放量计算）与光照强度的关系。
影响光合作用的因素： 光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。 ①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制如图。 光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。 植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO2总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。 ②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。 ③CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。如图所示。 ④必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离休叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。 5、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段（糖酵解），是在细胞质基质中进行。在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被[H]还原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。如图。由于无氧呼吸哪有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到A TP中的能量就更少，还有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精乳酸等。有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，把有机物中的能量全部释放出来，约有44％的能量转移到ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。 6、影响呼吸作用的因素： ①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强
总光合作用强度和净光合作用强度区分植物的总光合速率(也即是总光合作用强度)= 净光合速率+呼吸速率 植物的总光合速率=真正光合速率=实际光合速率 植物的净光合速率=表观光合速率 一、根据数据表格中的关键词作判断 （1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指总光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是净光合强度。 （2）如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是总光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是净光合强度。 （3）如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指的是总光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”O2的量则指的是净光合强度。 例1将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h （光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。 可以得出的结论是（） A．该植物光合作用的最适温度约是27℃ B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃ C． 27～29℃下的净光合速率相等 D． 30℃下的真正光合速率为2mg/h 解析：理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键。由表中数据绘出曲线可知，暗处理后重量的变化表示呼吸速率，29℃暗处理1h后重量变化值最大，故B正确。1h光照后与暗处理前的重量变化表示在这2h内的重量净变化，真正总光合速率=净光合速率＋呼吸速率。27℃、28℃、29℃、30℃总光合速率分别为5、7、9、3mg/h，因此该植物光合作用的最适温度约为29℃。27℃、28℃、29℃、30℃净光合速率分别为4、5、6、2mg/h。 答案：B 二、根据坐标系中曲线的起点作判断
. . . 成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目基于BH1750光照度检测
摘要 传统的光照传感器主要采用光敏电阻，光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。光敏电阻的光电特性呈非线性，因此不适宜作检测元件，在自动控制中它常被用作丌关式光电传感器。光敏电阻需要用A／D转换器将其信号转换为数字信号，电路复杂，费用高。而且，光敏电阻进行光强度采集不够理想。针对光敏电阻的诸多缺点，提出了一种利用16位高精度数字光强度传感器BH1750FVI进行光强度检测仪的设计方案，利用I2C总线接口数字型光强度传感器，可以避免A／D转换系统带来的误差，可在NOKIA5110液晶显示器上进行测量数值的显示。该系统具有光强度采集精度较高、实时性较强等优点，并且电路设汁较为简单，容易实现与集成。 关键词：微控制器液晶显示器I2C总线
目录 一、设计目的------------------------------------ 二、设计任务与要求 ------------------------------ 2.1设计任务 ------------------------------------ 2.2设计要求 ------------------------------------ 三、设计步骤及原理分析-------------------------- 3.1设计方法 ------------------------------------ 3.2设计步骤 ------------------------------------ 3.3设计原理分析 -------------------------------- 四、课程设计小结与体会-------------------------- 五、参考文献-------------------------------------
影响光合作用的因素练习题 一、内部因素对光合作用速率的影响及应用 1．同一植物的不同生长发育阶段 曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是___________、_________、__________ 应用：根据植物在不同生长发育阶段__________速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。 2．同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率______；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之______。 应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其___________消耗的有机物。 二、外界因素对光合作用速率的影响及应用 1．单因子因素 (1)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____________阶段，制约________________________的产生，进而制约__________阶段。 ②图像分析：A点时只进行_________；AB段随着光照强度的增强，________强度也增强，但是仍然小于____________强度；B点时代谢特点为__________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强；
C点对应的光照强度为____________，限制C点的环境因素可能有_________________等。 ③完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。 ④应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于____点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。 (2)光照面积 ①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点 为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是_____________________ ②OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后 不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断(BC段)。 ②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封顶过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 (3)CO2浓度 ①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响阶段，制约生
摘要 本题设计一个光照强度自动检测、显示、报警系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）。使用光敏电阻光照强度的测量并进行显示，采取单片机对光敏电阻输出变化进行处理转换成数字量再使用数码管进行显示。在单片机上加外围器件三个LED，通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。 关键词：光照亮度；光敏电阻；单片机；数码管器
Abstract Subject to design a light intensity to be automatic detection, display, alarm system, the realization on the outside three different conditions of light intensity FenDang instructions and alarm (weak, appropriate, stronger). Use photoconductive resistance of light intensity measurement that take the monolithic integrated circuit to change photoconductive resistance output processing converted into digital quantity to use digital tube displayed. In the single peripheral devices with three LED, by sampling the light to illuminate intensity choice, in digital tube display voltage size. This design has a simple lines, compact structure, low prices, superior performance etc. Characteristics. Key words: light brightness; Photoconductive resistance; Single chip microcomputer; Digital pig
光照强度对光合作用影响的有关曲线分析 安徽省肥西三中韩德义 影响光合作用强度的环境因素有很多，如光照强度、二氧化碳浓度、温度、光的成分、水分、矿质元素等，本文就光合作用强度随光照强度的变化而变化的几个坐标图，进行简单地分析。 一、光照强度影响光合作用强度的曲线 由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和（称为“表观光合作用强度”）。如下图： （一）光合作用量 在光照条件下，植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在着如下的关系： 1．光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。 2．光合作用实际CO 2消耗量（叶绿体消耗CO 2 量）=实测植物CO 2 消耗量+细胞呼吸CO 2 释 放量。 3．光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。 通常情况下，以下几种说法应分别代表不同的光合量。 ⑴表示净光合量（表观光合量） ①植物（叶片）“吸收”CO 2量或实验容器内CO 2 的减少量 ②植物（叶片）“释放”O 2量或实验容器内O 2 的增加量 ③植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量 ⑵表示总光合量（实际光合量） ①叶绿体“吸收”CO 2 量 ②叶绿体“释放”O 2 量 ③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量 （二）图形分析： A点：表示植物处于黑暗处，植物不能进行光合作用只有细胞呼吸，此时，叶绿体不吸 收CO 2，植物释放的CO 2 =线粒体释放的CO 2 ，植物外观上表现为从外界吸收O 2 向外界释放CO 2 ， 如下图甲。 AB段：弱光下，植物的细胞呼吸作用＞光合作用，即线粒体所释放的CO 2 ，除一部分被 叶绿体捕获用于光合作用外，还有一些CO 2 将释放到外界，此时植物的外观表现为从外界吸收 O 2向外界释放CO 2 ，如图下乙。 B点：此为光补偿点，表示植物制造的有机物量恰好能够补偿呼吸消耗，即光合作用强 度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO 2也不释放CO 2 ，既不吸收O 2 也不释
1 前言 1.1 设计选题 设计选题一：数字光强度检测模块设计 1.2 任务及要求 1.2.1 设计选题的任务 结合单片机最小电路和光敏电阻电路共同设计一个基于单片机的数字光强度检测系统，用数码管显示光照强度。还可以设置多个不同方向的光敏电阻，通过计算它们的光照强度运用比较器以确定当前的光照方向。 (1)、实现单片机最小系统设计。 (2)、焊接调试光敏电阻网络。 (3)、焊接调试AD电路，标定光照强度基本单位。 (4)、编写单片机程序，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数管显示。 (5)、通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方向，在数码管上显示其方向。 1.2.2 设计选题的要求 (1)、无光照时数码管显示为零。 (2)、用数码管显示光照强度，误差范围为5~10LUX(以白天中午室内日光灯的光照强度 为标准定义为100 LUX )。 (3)、两个小数点具体显示光强方位(两个小数点分别单独亮和均不亮代表三个方位)。
2 总体方案设计 2.1 设计方案的提出与论证 2.1.1 设计方案一 采用光敏电阻、二极管和555定时器构成多谐振荡电路，利用多谐振荡电路的两个暂稳态输出由此产生矩形波脉冲信号。而光敏电阻阻值会随着光照强度的变化而发生变化，进而使得多谐振荡电路的周期变化，其输出波形频率也随之改变。将其输出模拟信号波形输入到一个简易数字式频率计通过两位数码管显示出来，数字式频率计主要由时基电路、闸门电路计数器、锁存器、译码显示电路和逻辑控制电路组成。具体实现框图如下图2.1所示： 图2.1 设计方案一原理框图 光敏电阻阻值变化 多谐振荡器电路周期变化 简易数字频率计 时基电路 闸门电路 计数器 锁存器 译码显示器 逻辑控制电路
叶片光合作用强度测定的两种方法 一、沉叶浮起法 为了验证叶片光合作用受到光质的影响，可用所给出的特殊光质，按下列实验步骤进行实验设计，并对实验预期进行分析。 例：用沉叶浮起法测定叶片光合作用强度。 1．实验材料与用具：小烧杯3只（对照实验用）、三棱镜（产生不同的单色光：如红光、黄光、绿光）、打孔器（选取同样大小的圆形叶片）、注射器（制备无空气的植物叶片）、40W灯泡（提供照明）、烧杯（提供模拟环境）、富含CO2的NaHCO3稀溶液（提供CO2）、新鲜菠菜叶片。 实验过程中O2和CO2在水中的溶解量可忽略不计。 2．实验步骤 (1)取生长旺盛的菠菜叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆片30片（打孔时要避开叶脉较大的部位） (2)将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆片内的气体逸出。这一步骤可重复N次。 (3)将内部气体逸出的小圆片放入黑暗处盛有清水的浇杯中待用（这样的叶片因为细胞间隙充满清水，所以全部沉水底）。 (4)分组对照实验 ①分为三个组：取三只小落杯编号为甲、乙、丙。各倒入20mL的富含CO2的NaHCO3的稀溶液，并分别向3只小烧杯中各随机放入10片菠菜叶圆片。 ②用40W的灯泡照射三棱镜，三棱镜将光散射成红光、黄光、绿光分别作用用于3只小烧杯甲、乙。丙 ③观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆片浮起的数量（叶片完全浮起的观察时间相同，浮起的状态相同） 3．预测结果 单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆片浮起的数量最多，绿光作用下的小圆片浮起的数量最少。 4．结果分析 因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最弱。因此在红光照射时产生的O2增加最快，叶片上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯中和叶片上浮最慢。 5．单色光强度对结果的影响 增强单色光强度能对实验结果产生影响。 二、半叶干重法 测定叶片光合作用速率的方法——半叶干重法，实验过程如下： （注：1.总光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率；2.光合速率可用单位面积叶片在单位时间内固定的CO2的量或合成有机物的量来表示） 1．选择同一植株上生长状态良好、发育程度相似的叶片若干，叶片主脉两侧对称。 2．在叶柄处经过特殊处理使筛管的运输能力受阻、导管功能正常（即让叶柄可运输水分、无机盐而不能运输有机物。讨论最终结果），保证光合作用和呼吸作用能正常进行。 3．剪取叶片下半部叶片，立即保存于暗处（此叶片简称为暗片），另一半叶片同主脉保留在枝条上给予正常光照（此叶片简称光片）。控制光叶和暗叶的温度、湿度一致，开始记录时间。 4．数小时后剪下光叶。从光叶和暗叶上各切取相同大小的叶块，立即烘干至恒重，分别用分析天平称重，将结果记录在数据表中。通过相关计算和数据处理，可以测定光合作用的速率大小。 （1）将生长状态良好和发育程度相近的叶片作为实验材料的理由：叶片的发育状况不同，它的光合作用和呼吸作用就会不同。将会影响测定的准确度。 （2）阻止筛管运输功能的目的是防止叶片合成的有机物向外运输（从而避免影响实验结果）。如果处理不当使叶脉中的导管也受到损伤，叶片将会出现萎蔫现象。 （3）光叶与暗叶的呼吸作用速度从实验操作来看应该是基本相同或没有明显差异的。 （5）光合作用速度计算 光合作用速度（X）＝叶块干重差（光叶干重－暗叶干重(mg）/（叶块面积(cm2)×光照时间(h)）。