光合作用强度光合速率光合生产率
光合作用强度指的是植物在光照下，单位时间、单位面积同化二氧化碳的量，常用单位为毫克二氧化碳/平方分米/小时（请自己转换为通用代号，下同，答者注）。实际光合作用强度是植物在光照下实际同化二氧化碳的量，但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳，因此所测得的一般为表面光合作用或净光合作用，就是实际光合作用所同化的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化碳的量。一般所说的光合作用强度，就是指净光合作用强度。
光合作用强度指标和影响因素
1、光合作用强弱变化的指标
光合作用强弱变化的指标通常是光合速率和光合生产率。
光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量或有机物的消耗量。一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。光合效率似乎偏重于最终的结果，也就是要同时考虑呼吸作用的影响，这可以用单位时间里有机物如葡萄糖
的积累量或者二氧化碳的消耗量或者氧气的释放量来表示光合生产率，又称净同化率率，是指植物在较长时间（一昼夜或一周）内，单位叶面积生产的干物质量。光合生产率比光合速率低，因为已去掉呼吸等消耗。
2、影响光合作用的因素
内因：
1）叶龄：
叶片的光合速率与叶龄密切相关。从叶片发生到衰老凋萎，其光合速率呈单峰曲线变化。新形成的嫩叶由于组织发育不健全、叶绿体片层结构不发达、光合色素含量少、光合酶含量少、活性弱、气孔开度低、细胞间隙小、呼吸细胞旺盛等原因，净光合速率很低，需要从其它功能叶片输入同化物。随着叶片的成长，光合速率不断提高。当叶片伸展至叶面积最大和叶厚度最大时，光合速率达最大值。通常将叶片充分展开后光合速率维持较高水平的时期，称为叶片功能期，处于功能期的叶叫功能叶。功能期过后，随着叶片衰老，光合速率下降。
2）光合产物的运输：
光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。例如，摘去花或果实使光合产物的输出受阻，叶片的光合速率就随之降低。反之，摘除其他叶片，只留一个叶片和所有花果，留下叶片的光合速率就会增加。如对苹果枝条进行环割，光
合产物会积累，则叶片光合速率明显下降。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中的淀粉合成和淀粉粒形成，过多的淀粉粒一方面会压迫和损伤叶绿体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而阻碍光合膜对光的吸收。
外因：
（1）光照
光是光合作用的能量来源，是形成叶绿素的必要条件。此外，光还调节着光合酶的活性和气孔开度，因此光是影响光合作用的重要因素。
1）光强
在暗中叶片无光合作用，只进行细胞呼吸释放CO2。随着光强的增高，光合速率相应提高，当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。在一定范围内，光合速率随着光强的增加而呈直线增加；但超过一定光强后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再随光强增加而增加，这种现象称为光饱和现象。光合速率开始达到最大值时的光强称为光饱和点。
一般来说，光补偿点高的植物其光饱和点往往也高。例如，草本植物的光补偿点与光饱和点通常高于木本植物；阳生植物的光补偿点和光饱和点高于阴生植物；C4植物的光饱和点高于C3植物（图3-25）。光补偿点和光饱和点是植物需
光特性的两个主要指标，光补偿点低的植物较耐荫，如大豆的光补偿点低于玉米，适于和玉米间作。环境条件不适宜，往往降低光饱和点和光饱和时的光合速率，并提高光补偿点。植物出现光饱和点的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。因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率(受CO2浓度影响)和CO2固定速率(受羧化酶活性和RuBP再生速率影响)等。所以，C4植物的碳同化能力强，其光饱和点和饱和光强下
的光合速率也较高。
弱光下，光强是控制光合的主要因素。随着光强增高，叶片吸收光能增多，光反应速率加快，产生的ATP和还原剂多，于是CO2固定速率加快。此外，气孔开度也影光合速率。
光是植物光合作用所必需的，然而，当植物吸收的光能超过其所需时，过剩的光能会导致光合效率降低，这种现象称为光合作用的光抑制。
光抑制现象在自然条件下是经常发生的，因为晴天中午的光强往往超过植物的光饱和点，即使是群体内的下层叶，由于上层枝叶晃动，也不可避免地受到较亮光斑的影响。很多植物，如水稻、小麦、棉花、大豆等，在中午前后经常会出现光抑制，轻者光合速率暂时降低，过后尚能恢复;重者叶片发黄，光合活力便不能恢复。如果强光与其它不良环境(如高温、低温、干旱等)同时存在，光抑制现象更为严重。
2）光质
太阳辐射中，对光合作用有效的是可见光。在可见光区域，不同波长的光对光合速率的影响不同。光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱是大致吻合的。在自然条件下，植物或多或少受到不同波长的光线照射。例如，阴天不仅光强减弱，而且蓝光和绿光的比例增加；树木冠层的叶片吸收红光和蓝光较多，造成树冠下的光线中绿光较多，由于绿光对光合作用是低效光，因而使本来就光照不足的树冠下生长的植物光合很弱，生长受到抑制。
水层也可改变光强和光质。水层越深，光照越弱。水层对红光和橙光的吸收显著多于蓝光和绿光，深水层的光线中短波光相对增多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层，而含有藻红蛋白、吸收蓝绿光较多的红藻则分布在海水的深层，这是藻类对光照条件适应的一种表现。（2）二氧化碳
在光下CO2浓度为零时，叶片只有呼吸放出CO2。随着CO2浓度增高光合速率增加，当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的CO2浓度即为CO2补偿点。当CO2浓度继续提高，光合速率随CO2浓度的增加变慢，当CO2浓度达到某一范围时，光合速率达到最大值，光合速率开始达到最大值时的CO2浓度被称为CO2饱和点。
在低CO2浓度条件下，CO2浓度是光合作用的限制因子。
在饱和阶段，CO2已不再是光合作用的限制因子。饱和阶段的光合速率反映了光反应活性。
C4植物的CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。因为C4植物RuBP羧化酶对二氧化碳的亲和力高，并具有浓缩CO2的特点，所以CO2补偿点低，即C4植物可利用较低浓度的CO2。尽管C4植物CO2饱和点比C3植物的低，但其饱和点时的光合速率却往往比C3植物的高。
陆生植物所需的CO2主要是从大气中获得的。大气到达叶绿体暗反应部位的途径如下：大气─→气孔─→叶肉细胞间隙─→叶肉细胞原生质─→叶绿体基质。由此可见，光合速率与大气至叶绿体间的CO2浓度差成正比。凡是能提高CO2浓度差的因素都可促进CO2流通从而提高光合速率。如建立合理的作物群体结构，加强通风，增施CO2肥料等，均能显著提高作物光合速率。增施CO2对C3植物的效果优于
C4植物，这是由于C3植物的CO2补偿点和饱和点较高的缘故。
（3）温度
光合作用的暗反应是由酶催化的化学反应，其反应速率受温度影响，因此温度也是影响光合速率的重要因素。在强光、高CO2浓度下,温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的影响更大，因为高CO2浓度有利于暗反应的进行。
低温抑制光合的原因主要是低温导致膜脂相变，叶绿体超微
结构破坏以及酶的钝化。高温抑制光合的原因，一是膜脂和酶蛋白的热变性，二是高温下光呼吸和暗呼吸加强，净光合速率下降。C4植物的光合最适温度一般在40℃左右，高于C3植物的最适温度(25℃左右)。温度对光合机构的影响涉及到叶绿体膜的稳定性，而膜的稳定性与膜脂脂肪酸组成有关，膜脂不饱和脂肪酸的比例随生长温度的提高而降低。热带植物比温带植物的热稳定性高，因而其光合最适温度和最高温度均较高。
昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度较高，日光充足，有利于光合作用进行；夜间温度较低，可降低呼吸消耗。因此，在一定温度范围内，昼夜温差大,有利于光合产物积累。
（4）水分
水是光合作用的原料之一，没有水,光合作用无法进行。但是，用于光合作用的水只占蒸腾失水的1%左右，因此，缺水影
响光合作用主要是间接原因。
1）气孔关闭：气孔运动对叶片缺水非常敏感，轻度水分亏
缺就会引起气孔关闭，导致进入叶内的CO2减少。
2）光合产物输出减慢：水分亏缺使光合产物输出变慢，光
合产物在叶片中积累，对光合作用产生反馈抑制作用。
3）类囊体结构破坏：严重缺水时，甚至造成叶绿体类囊体
结构破坏。
4）光合面积减少：水分亏缺使叶片生长受抑，叶面积减小，作物群体的光合速率降低。
水分过多也会影响光合作用。土壤水分过多时，通气状况不良，根系活力下降，间接影响光合作用。
（5）矿质营养
矿质营养直接或间接影响光合作用。N、P、S、Mg是叶绿体结构中组成叶绿素、蛋白质和片层膜的成分；K对气孔开闭和光合产物运输具有调节作用。因此，农业生产中合理施肥的增产作用，是靠调节植物的光合作用而间接实现的。
例：
时光合作用强度为什么不为〇？
光合作用强度，一般是利用放氧量或二氧化碳的吸收量表示或者干物质量表示，O点以上可表示为CO2的吸收量，O 点以下可表示为CO2释放量，不是以有没有吸收光来表示光合作用强度。光合作用强度实质是光合作用与呼吸作用的差值，即净光合量。
光合作用速率测定方法 谭家学（湖北省十堰市郧阳区第二中学442500） 光合作用强度的大小直接影响植物的生长，可以设置装置来测定植物的光合作用强度。 一、光合作用速率的表示方法 1．净光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO2的吸收量或O2的释放量或有机物积累量。 2．真正光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO2的固定量或O2的产生量或有机物生产量。光合速率测定时，在黑暗（遮光）条件下测呼吸速率，在光下测净光合速率，真正光合速率等于呼吸速率加净光合速率。 3．看清这些词语是准确解题的关键：CO2是“消耗量”还是“吸收量”， O2是“产生量”还是“释放量”，有机物是“生产量”还是“积累量”，因为CO2的消耗量等于呼吸作用CO2释放量加从外界CO2吸收量；O2的产生量等于呼吸作用消耗的O2量加释放到外界环境O2量；有机物的生产量等于呼吸作用消耗有机物量加净积累量。 二、光合作用速率的测定方法 1．测定方法：将右图装置的广口瓶中加入碳酸氢钠稀溶液，给予适宜光照，光合作用消耗的CO2由碳酸氢钠稀溶液提供，玻璃管红色液滴右移的数值（记作S1）表示光合作用释放的O2 再用一套装置，不给予光照，其它条件均相同，玻璃管红色液滴左移的数值（记作 S 2 ）表示呼吸作用消耗O2量。 2．结果分析：净光合作用速率等于光照条件下单位时间内O2的释放量（即S1）；真正光合作用强度等于光照条件下单位时间内O2的释放量与呼吸作用O2消耗量之和（S1+ S2）。 3．物理误差的校正：由于装置的气体体积的变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与该装置相比，应将所测生物灭活，而其他各项处理应与实验组完全一致。 三、典例引领 【例】某转基因作物有很强的光合作用强度。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题： A．为开关 B．为玻璃钟罩 被研究的生物
光合作用速率的测定方法 一、“半叶法”-测光合作用有机物的生产量。即单位时间、单位叶面积干物质的量 【例1】某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理（见图1），并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤，或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片。烘干称重，分别记为M A—M B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg (dm2·h)。 问题：若M=M B—M A，则M表示____ 。 【解析】如图l所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。 设初始质量为a，呼吸作用消耗质量为b，净光合质量为b，则：M A=a—b，M B=a+c，所以：M=M B -M A=c+b，即M表示总光合作用质量。 这样，真正光合速率（单位：mg/dm2．h）就是M值除以时间再除以叶面积。 【答案]B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量 二、气体体积变化法—一测光合作用O2产生（或CO2消耗）的体积 【例2】某生物兴趣小组设计了如图2所示的装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。 (1)测定植物的呼吸作用强度：在该装置的小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液适量；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；th后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。
(2)测定植物的净光合作用强度：在该装置的小烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液适量；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1h后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动的方向并分析原因，并将结果填入表中：项目红墨水滴移动原因分析 测定植物呼吸作用 a． C． 测定植物净光合作 b． d． 【解析】(1)测定植物的呼吸作用强度时，将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用。植物进行有氧呼吸消耗O2，而释放的CO2气体被装置中烧杯里的NaOH溶液吸收，导致装置内气体体积减小，压强减小。红色液滴向左移动，向左移动的距离X就代表植物进行有氧呼吸消耗的O2量，即有氧呼吸产生的CO2量。 (2)测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入的NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中。又处在植物的生长期，其光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O2，致使装置内气体量增加，红色液滴向右移动，向右移动的距离Y就代表表观光合作用释放的O2量，也就是表观光合作用吸收的CO2量。 故，依据实验原理：真正光合速率=呼吸速率+表观光合速率，就可以计算出光合速率。 【答案】a．向左移动c．将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O2，而释放的CO2气体被装置中烧杯里的NaOH溶液吸收，导致装置内气体压强减小，红色液滴向左移动b．向右移动d．装置的烧杯中放入的NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动 三、黑白瓶法——测溶氧量的变化 【例3】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，从剩余的水样中测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶．黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于6种不同的光照条件下，分别在起始和1h后以温克碘量法测定各组培养瓶中O2的含量，记录数据如表所示： 光照强度(klx) 黑暗 a b C d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 IO 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3 (1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是。该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为mg/L·h。 (2)当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的O2量为mg/L·h。 (3)光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗
真正光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系专题 内蒙古师大附中生物教研室 (1)净光合作用速率与真正光合作用速率的关系 ①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 ②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (2)光合速率与呼吸速率的常用表示方法 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。 利用图解与曲线的结合分析植物 光合作用与呼吸作用的关系
1． A 点????? 只呼吸不光合植物释放CO 2吸收O 2
2．AB 段????? 呼吸>光合植物释放CO 2吸收O 2 3．B 点????? 光合＝呼吸植物表观上不与外界 发生气体交换
4．B 点后????? 光合>呼吸植物吸收CO 2释放O 2 题组四 影响净光合作用的因素及相关计算 5．(2015·高考海南卷)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是( ) A ．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能 B ．叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 C ．叶温为25 ℃时，植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 D ．叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0 6．将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10℃、20℃的温度条件下，分别处于5 klx 、10 klx 光照条件和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。
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。
小专题：测定光合作用速率的方法 真正(总，实际)光合速率＝表观（净）光合速率+呼吸速率 （一）“半叶法” ---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干 物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光 合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B) 不做处理，并采用了适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A 、B 的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA 、MB ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA ，则M 表示 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅 限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm 2的叶圆片烘干后称其重 量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一2z —x)／6 g ·cm -2·h -1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响 和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M 处的实验条件是( ) A ．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B ．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C ．下午4时后在阳光下照射1小时 D ．晚上8时后在无光下放置3小时 （二）气体体积变化法---测光合作用O2产生的体积 例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽略 温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH 溶 液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨 水滴移动的方向和刻度，得X 值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动 的方向和刻度，得Y 值。 变式训练2 . 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该` 装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL ，毛细管内的水滴在位置X 。20min 后，针筒的容量需要调至0.6mL 的读数，才能使水滴仍维持在位置X 处。据此回答下列问题： （1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min 后，要使水滴维持在位置X 处，针筒的CO2的固定量 O2的产生量 葡萄糖的产生 （制造）量 呼吸释放CO2量 呼吸消耗O2量 呼吸消耗葡萄糖量 CO2的吸收量 O2的释放量 葡萄糖的积累量
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
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。
“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率 “黑白瓶法”：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)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。 1．生物呼吸类型判定实验设计 探究某生物材料的细胞呼吸类型(假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。 (1)若甲液滴，乙液滴，则只进行有氧呼吸。 (2)若甲液滴，乙液滴，则只进行无氧呼吸。 (3)若甲液滴，乙液滴，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 特别提醒 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比，不同点是用“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。 实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴_______。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行_______处理。 ③为防止______、_______等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将
种子_________)，其他条件均不变。 2．光合速率与呼吸速率的测定 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 Ⅰ.测定呼吸强度????? ①装置烧杯中放入适宜浓度NaOH 溶液用于吸收CO 2②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(代表呼吸耗氧量) Ⅱ.测定净光合速率????? ①装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO 3溶液，用于保证容器内CO 2浓度恒定满足光合需求②必需给予较强光照处理，且温度适宜③红色液滴向右移动的距离(代表净光合速率) (3)实验设计中的3个关键点 ①变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进 行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO 2浓度的大小可用不同浓度的CO 2缓冲液调节。 ②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。 ③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“表观(净)光合作用强度值”。 ④除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。 保持容器中CO 2体积不变（释放或吸收CO 2）——NaHCO 3溶液。 巩固练习 1、下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖)，装置一、二中分别放入等 量的发芽种子，装置三中为等量的煮熟种子。若装置一左移10 cm ，装置二右移12 cm ，装置三右移2 cm ，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为( )
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
测定光合作用速率的方法 真正(总，实际)光合速率＝表观（净）光合速率+呼吸速率 （一）“半叶法” ---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干 物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光 合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B) 不做处理，并采用了适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A 、B 的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA 、MB ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA ，则M 表示 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅 限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm 2的叶圆片烘干后称其重 量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一2z —x)／6 g ·cm -2·h -1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响 和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M 处的实验条件是( ) A ．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B ．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C ．下午4时后在阳光下照射1小时 D ．晚上8时后在无光下放置3小时 （二）气体体积变化法---测光合作用O2产生的体积 例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽略 温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH 溶 液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨 水滴移动的方向和刻度，得X 值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动 的方向和刻度，得Y 值。 变式训练2 . 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧 CO2的固定量 O2的产生量 葡萄糖的产生 （制造）量 呼吸释放CO2量 呼吸消耗O2量 呼吸消耗葡萄糖量 CO2的吸收量 O2的释放量 葡萄糖的积累量
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)）。
如何正确区分真光合作用速率和净光合作用速率 1．光合作用速率概念辨析 光合作用速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。植物在进行光合作用积累物质的同时，也在不断进行呼吸作用消耗有机物和O2并释放CO2，因此，测定光合作用速率时没有把呼吸作用以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考虑在内，得到的是实际光合作用速率与呼吸速率之差，称为表观光合作用速率或净光合作用速率。如果在测得光合作用CO2吸收量（或O2释收量）的同时，测定呼吸作用CO2释收量（或O2吸收量）并把它加到表观光合速率上去，即得到实际总的光合作用速率，称为真正光合作用速率。即： 真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。 如图所示，数值a是测定到的植物CO2吸收量，即净光合作用速率。数值b 是植物的呼吸速率，a＋b为真光合作用速率。 组成植物体的有机物都是直接或间接地来自于光合作用，植物一生中所累积的物质总干重取决于光合作用和呼吸作用，即植物的净光合速率。 2．审题技巧 根据试题中的表述，如何区分真光合速率和净光合速率，现归纳如下： 表示真光合作用速率 植物叶绿体吸收的二氧化碳量； 植物叶绿体释放的氧气量； 植物叶绿体产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量； 植物光合作用吸收的二氧化碳量； 植物光合作用产生、制造的氧气量； 植物光合作用产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量。 表示净光合作用速率 植物叶片吸收的二氧化碳量； 容器中减少的二氧化碳量； 植物叶片释放的氧气量； 容器中增加的氧气量； 植物叶片积累或增加的有机物（或葡萄糖）的量。 3．典例解析 （2008年高考生物上海卷36题）下图表示A、B两种植物的光合速度与光 照强度的关系。 （1）当在千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。 （2）A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg。（计算结果保留一位小数。相对原子质量C-12，H-1，O-16） （3）A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于千勒克司。 解析：图中纵坐标“CO2吸收速率”指的是净光合速率，（1）题中“A、B 两种植物的光合速度相同”指的是真光合速率。从图中可确定A、B两种植物的
“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率 “黑白瓶法”：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)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。 1．生物呼吸类型判定实验设计 探究某生物材料的细胞呼吸类型(假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。 (1)若甲液滴 ，乙液滴 ，则只进行有氧呼吸。 (2)若甲液滴 ，乙液滴 ，则只进行无氧呼吸。 (3)若甲液滴 ，乙液滴 ，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 特别提醒 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比，不同点是用“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。 实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O 2，释放CO 2，CO 2被NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小， 刻度管内的液滴_______。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行_______处理。 ③为防止______、_______等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子_________)，其他条件均不变。 2．光合速率与呼吸速率的测定 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 Ⅰ.测定呼吸强度????? ①装置烧杯中放入适宜浓度NaOH 溶液用于吸收CO 2②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(代表呼吸耗氧量)
光合作用速率与呼吸作用速率的关系 1.黑暗中，只有呼吸作用；光照下，同时具有光合作用和呼吸作用。 2.呼吸速率的表示方法：植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2的增加量、O2的减少量或有机物的减少量。 3.净光合速率和真正光合速率 净光合速率（表观光合速率）：常用一定时间内实验容器内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示；真正光合速率（实际光合速率）：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示； 4.光合速率与呼吸速率的关系
4.1.绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率（A点）。 4.2.绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 4.3.真正光合速率（实际光合速率）=净光合速率+呼吸速率= CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量 4.4.关系式用O2、CO2、或葡萄糖（有机物）的量表示如下： ①光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量 ②光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸CO2释放量 ③光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量（增重部分）+细胞呼吸消耗葡萄糖量 5.注意： 植物所有的生活过程都受温度的影响。在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率。但是温度对光合作用和呼吸作用的影响不同（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 图析： 1、当光照强度为0时，即a和A表示：黑暗中的呼吸速率。 2、b和B表示：光照下，光合速率（实际）=呼吸速率。 3、e表示：①和②的净光合速率相等，而光合速率是①大于②。 （光合速率=净光合速率+呼吸速率，①呼吸速率大于②）。 4、C表示：①的光合速率和净光合速率达到了最大值。
光合作用强度指标和影响因素 1、光合作用强弱变化的指标 光合作用强弱变化的指标通常是光合速率和光合生产率。 光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量或有机物的消耗量。一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。 光合生产率，又称净同化率率，是指植物在较长时间（一昼夜或一周）内，单位叶面积生产的干物质量。光合生产率比光合速率低，因为已去掉呼吸等消耗。 2、影响光合作用的因素 内因： 1）叶龄： 叶片的光合速率与叶龄密切相关。从叶片发生到衰老凋萎，其光合速率呈单峰曲线变化。新形成的嫩叶由于组织发育不健全、叶绿体片层结构不发达、光合色素含量少、光合酶含量少、活性弱、气孔开度低、细胞间隙小、呼吸细胞旺盛等原因，净光合速率很低，需要从其它功能叶片输入同化物。随着叶片的成长，光合速率不断提高。当叶片伸展至叶面积最大和叶厚度最大时，光合速率达最大值。通常将叶片充分展开后光合速率维持较高水平的时期，称为叶片功能期，处于功能期的叶叫功能叶。功能期过后，随着叶片衰老，光合速率下降。 2）光合产物的运输： 光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。例如，摘去花或果实使光合产物的输出受阻，叶片的光合速率就随之降低。反之，摘除其他叶片，只留一个叶片和所有花果，留下叶片的光合速率就会增加。如对苹果枝条进行环割，光合产物会积累，则叶片光合速率明显下降。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中的淀粉合成和淀粉粒形成，过多的淀粉粒一方面会压迫和损伤叶绿体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而阻碍光合膜对光的吸收。
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 ????? 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO 2的量 单位时间内光合作用放出O 2的量 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＝1 cm) ↓ 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(O 2)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CO 2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：
小专题：测定光合作用速率的方法 一“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用了适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA，则M表示 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z—x)／6 g·cm-2·h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是( ) A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C．下午4时后在阳光下照射1小时D．晚上8时后在无光下放置3小时 二气体体积变化法---测光合作用O2产生的体积 例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽 略温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液； 将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移 动的方向和刻度，得X值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的 方向和刻度，得Y值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因： 变式训练2 .图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的
点移动：光照强度与光合作用强度关系曲线图中各点移动 光合作用速率是表征光合作用快慢的物理量，通常以单位时间单位叶面积上吸收的CO2的mg数表示，影响光合作用的因数有温度、CO2浓度、光照强度、必须矿物质供应水分等多种因素，常见的命题因数是光照强度，这不仅是光合作用需要光的原因，而且更重要的原因是光照强度影响光合作用是一个极其复杂的过程，较容易形成区分度，对于考生能力的考查有较好的体现，本文将就光合强度与光合速率关系的曲线图中各点如何移动一部分探讨，以供同行参考。 1、光照强度与光合速率的关系曲线图各点涵义 光照强度与光合速率的关系曲线图如图1所示，要解答各点移动的问题，首先是明白该图中各点的涵义。a点光照强度为0，则此时植物只进行呼吸作用，该点表示该植物在该温度下的呼吸作用强度，而且整条曲线的呼吸作用强度不变，因此，在温度改变的情况下，a点的文职可能上移或下移，进一步影响b点和c点的位置。B点表示同一种子在同一时间内，光合作用吸收CO2与呼吸作用放出CO2量相等，该点称之为光补偿点，植物在光补偿点时，有机物形成和消耗相等，不能够积累于物质，而且夜间好要消耗于物质，因此，从全天来看，植物所需要的最低光照强度必须高于补偿点，才能使植物正常生长，一般情况，阳生植物的光补偿点高于阴生植物。 C点光照强度不再为光合作用强度的限制因素，即光合作用不再随着光照强度增大而增大，此点昌盛的原因是电子传递反应，酶活性等成为限制因子，CO2代谢与吸收光能不同步，因此，通常认为此时光合作用强度被CO2的浓度限制，植物的饱和光强与品种、叶片厚度、单位叶面积、叶绿素含量多少等有关，大体上，阳生植物叶片饱和光强为360—或更高，阴生植物的饱和光强为90—180mol m-2s-1，上述饱和光强的数值是指单叶而言，对群体则不适用，因为大田作物群体对光能利用与单株叶片不同，群体枝叶繁茂，当外部光照很强，达到单叶饱和光强以上时，而群体内部的光照强度仍在饱和强度以下，中、下层叶片就比较充分利用全体中的透射光和反射光，群体对光能利用更充分，饱和光强就会上升，因此，整个曲线图只能对单株叶片而言，不对整株。 2、曲线各点移动的分析 温度 2.1.1在最适温度以下升高温度 如图1所示，如升高温度，但温度对光合作用和呼吸作用而言，都还在最适温度以下，则有，升温，呼吸作用加强，且强度远大于光合作用，a点向下移动，b点向右移动，需要较
【最新整理，下载后即可编辑】 光合作用速率的测定方法 一、“半叶法”-测光合作用有机物的生产量。即单位时间、单位叶面积干物质的量 【例1】某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理（见图1），并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤，或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h 后，在A 、B 的对应部位截取同等面积的叶片。烘干称重，分别记为M A —M B ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg (dm 2·h)。 问题：若M=M B —M A ，则M 表示____ 。 【解析】如图l 所示，A 部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B 部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。 设初始质量为a ，呼吸作用消耗质量为b ，净光合质量为b ，则：M A =a —b ，M B =a+c ，所以：M=M B -M A =c+b ，即M 表示总光合作用质量。 这样，真正光合速率（单位：mg/dm 2．h ）就是M 值除以时间再除以叶面积。 【答案]B 叶片被截取部分在6h 内光合作用合成的有机物总
量 二、气体体积变化法—一测光合作用O 2产生（或CO 2 消耗）的 体积 【例2】某生物兴趣小组设计了如图2所示的装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。 (1)测定植物的呼吸作用强度：在该装置的小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液适量；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；th后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。 (2)测定植物的净光合作用强度：在该装置的小烧杯中放入NaHCO 3 缓冲溶液适量；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1h后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动的方向并分析原因，并将结果填入表中： 项目红墨水滴原因分析 测定植物呼吸a．C． 测定植物净光b．d． 理，绿色植物只进行呼吸作用。植物进行有氧呼吸消耗O 2 ，而 释放的CO 2 气体被装置中烧杯里的NaOH溶液吸收，导致装置内气体体积减小，压强减小。红色液滴向左移动，向左移动的距