1、第三單元之光合作用1、 葉綠體的結構與功能 （一）葉綠體的結構模型. （二）相關知識 1、.葉綠體是真核細胞進行光合作用的場所 2、葉綠體由兩層膜（內膜和外膜）包圍而成，內部有許多基粒，基粒和基粒之間充滿了基質。 3、每個基粒都有許多個類囊體構成，類囊體薄膜上含有吸收、傳遞和轉化光能的色素以及光反應所需的酶，是光反應的場所。 4、基質中含有暗反應所需的酶，是進行暗反應的場所。 5、光合色素的相關知識。（1） 葉綠體色素的種類及含量： 葉綠素a 葉綠素（3/4） 葉綠素b 葉綠體色素 胡蘿卜素 類胡蘿卜素（1/4） 葉黃素 （2） 葉綠體色素的分布：葉綠體類囊體薄膜上。（3）葉綠體色素的功能：吸

2、收，傳遞（4種色素），轉化光能（只有少量的葉綠素a把光能轉為電能）（4）影響葉綠素合成的因素： 光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發黃。（例如韭黃，蒜黃） 溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫（秋末）時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。 必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg將導致葉綠素無法合成，葉變黃。另外，Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也將導致葉綠素合成受阻，葉變黃。（5） 葉綠體色素的吸收光譜： 葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。 葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅

3、光和藍紫光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍紫光。色素對綠光吸收最少。對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 經過色素吸收后，光譜出現兩條黑帶。說明：葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光。（6） 葉綠體色素的性質：易溶于酒精、丙酮和石油醚等有機溶劑，不溶于水，葉綠素的性質不穩定，易被破壞，類胡蘿卜素性質相對穩定。 (7)植物葉片的顏色與所含色素的關系： 正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為31，且對綠光吸收最少，所以正常葉片總是呈現綠色葉色變黃寒冷時，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩定，顯示出類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃葉色變紅秋天降溫時，植物體為適應寒冷，體內積累了較多的

4、可溶性糖，有利于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現紅色6、色素的提取和分離實驗。 (1)原理解讀： 色素的提取：葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水，可以用無水乙醇（或丙酮）作溶劑提取綠葉中的色素，而不能用水，因為葉綠體中的色素不能溶于水。色素的分離原理：利用色素在層析液中的溶解度不同進行分離，溶解度大的在濾紙上擴散得快，反之則慢。從而使各種色素分離。 (2)選材：應選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。 (3)過程：省略。 (4)結果分析： 從色素帶的寬度可知色素含量的多少依次為：葉綠素a 葉綠素b 葉黃素 胡蘿卜素從色素帶的位置可知色素在層析夜中溶解度大小依次是：

5、胡蘿卜素 葉黃素 葉綠素a 葉綠素b 在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a 與葉綠素b ，距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。實驗創新：在本實驗中在圓形濾紙中央點上葉綠體色素的提取液進行層析，會得到近似同心的四個色素環，由內到外依次是黃綠色、藍綠色、黃色、橙黃色?！竞诵目键c】（1）葉綠體中色素的提取與分離試驗有關事項 色素分離和提取的原理經?？疾?，易混淆。 在研磨時加入碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，加入二氧化硅的作用是有助于研磨。過濾時用的是單層尼龍布。 畫濾液細線時，用力要均勻，速度要適中。 研磨要迅速、充分。 a因為丙酮容易揮發； b為了使葉綠體完全破裂，從而能提取較多的色素； c葉

6、綠素極不穩定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而被破壞。 制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻，便于觀察實驗結。 放置濾紙時，濾液細線必須在層析液上面。 （2）提取綠葉中色素的關鍵葉綠素不穩定，易被破壞，因此研磨要迅速、充分以保證提取較多的色素。濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞緊，以防止濾液揮發。)稱取綠葉的質量和加入無水乙醇的體積要適當，以保證提取液的濃度。（3）分離綠葉中色素的關鍵濾液細線不僅要細、直，而且要含有較多的色素，因此要在濾液干后，重復畫12次。濾紙上的濾液細線不能觸及(或沒入)層析液，否則會使濾液中的色素溶解于層析液中，濾紙條上得不到色素帶，使實

7、驗失敗。(4)要提取綠色植物葉肉細胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細胞膜、2層葉綠體膜，共3層生物膜(3層磷脂雙分子層或6層磷脂分子)。要將葉肉細胞中色素完全提取，還需加上1層液泡膜。 (5)實驗中幾種化學試劑的作用： 無水乙醇用于提取綠葉中的色素。 層析液用于分離綠葉中的色素。 二氧化硅使研磨充分。 碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。 (6)注意事項及原因分析過程注意事項操作目的提取色素(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高(2)研磨時加適量無水乙醇充分溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保護色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇揮發，充分溶解色素(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止

8、乙醇揮發和色素氧化分離色素(1)濾紙預先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴散(2)濾液細線要直、細、勻使各色素擴散的起點相同，使分離出的色素帶平整不重疊(3)濾液細線干燥后再畫一兩次增加色素的含量使分離出的色素帶清晰分明(4)濾液細線不觸及層析液防止色素直接溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶)(7)收集到的濾液綠色過淺的原因分析： 未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分，色素未能充分提取出來。 稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小。 未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。 .使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。(8)濾紙條色素帶重疊：濾液細線不直。濾液細線過粗。(9)濾紙條看

9、不見色素帶：忘記畫濾液細線。濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。 二 光合作用過程 （一）光合作用過程概念模型 （二）相關知識 1、光合作用過程包括光反應 和暗反應兩個階段。光反應在前，暗反應在后。 2、光反應的原料、場所和條件；暗反應的原料、場所和條件。 3、光反應的物質變化和能量變化；暗反應的物質變化和能量變化。 4、光反應的產物及去向；暗反應的產物及去向。（物質轉移基于一個原則，即從產生部位移向消耗部位） 5、光反應 和暗反應同時進行著，H、ATP、C3 、C5等中間物質處于動態平衡之中。 6、暗反應有光無光都能進行。若光反應停止，暗反應可持續進行一段時間，但時間不

10、長，故晚上一般認為只進行呼吸作用，暗反應不進行。 7、相同時間內，光照和黑暗間隔處理比一直光照有機物積累的多，因為H、ATP基本不積累，利用充分；但一直光照會造成H、ATP的積累，利用不充分。 8、光合作用中光反應產生的ATP只供暗反應利用。（三）光合作用過程 1、光反應 條件：有光 、色素、酶 場所：葉綠體類囊體薄膜 過程：物質變化： 水的光解： ATP的合成：（光能ATP中活躍的化學能） 能量變化：光能轉變為ATP中的活躍的化學能 2、暗反應 條件：有光和無光 、酶 場所：葉綠體基質 過程：物質變化：CO2的固定： C3的還原： 能量變化：（ATP中活躍的化學能有機物中穩定的化學能） 3、

11、總反應式： 光能 葉綠體 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 氧元素碳元素：CO2C3(CH2O)氫元素：H2OH(CH2O) 4、 實質：把無機物轉變成有機物，把光能轉變成有機物中的化學能5、 光反應和暗反應比較比較項目光反應暗反應實質光化學反應酶促反應時間快慢需要條件葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，需要多種酶反應場所葉綠體基粒葉綠體基質物質轉化（1）水的光解2H2O4H+O2光能酶（2）ATP的生成：ADP+PiATP（1）CO2固定：CO2+C52C3ATP H酶（2）CO2還原：2C3(CH2O)+C5能量轉換光能電能活躍化學能，并儲存在ATP中ATP中活躍的化學能(CH2O)中穩

12、定的化學能完成標志O2釋放、ATP和NADPH的生成葡萄糖等有機物等的生成兩者關系光反應為暗反應提供能量（ATP、NADPH）、還原劑NADPH；暗反應為光反應提供ADP和Pi6、 外界條件變化引起光合作用中產物含量變化的分析方法 （1）分析方法： 改變的環境條件常見的有：光照強度變化、CO2濃度的變化，而其它條件不變或在一定的范圍內。 光合作用中的產物有C3、 C5、H、ATP、C6H12O6、O2等。其中C3 、C5 、H、ATP在光合作用中既有產生，又有消耗，我們稱作光合作用的中間產物，而C6H12O6和O2在光合作用中只有產生，沒有消耗，我們稱作光合作用的終產物，故考慮方法不同。 對C

13、3 、C5 、H、ATP變化的判斷通常用動態平衡的方法。因為。C3 、C5 、H、ATP在光合作用中既有產生，又有消耗，所以在判斷時既要考慮其產生（來路），又要考慮其消耗（去路），關鍵看環境因素的突然改變對哪個途徑的影響更直接或更大。如果來路大于去路，則增加或積累；如果來路小于去路，則減少或降低；如果來路等于去路，則不變。 對C6H12O6和O2變化的判斷：因為C6H12O6和O2在光合作用中只有產生，沒有消耗，所以只需考慮環境因素的突然改變對整個光合作用的影響。如果環境因素的突然改變對整個光合作用有促進作用，C6H12O6和O2的含量增加，反之，則降低。 通過比較我們可以得到以下相關規律：不

14、管是哪種環境因素的突然改變，短時間內C3 和C5 的變化情況是相反的，即一個是增加，而另一個肯定是減少。H和ATP的變化是相同的。C6H12O6和O2的變化也是相同的。（2）光照和二氧化碳濃度改變引起的C3 ， C5 和H，ATP的變化（3）由于各種因素的變化，如溫度的變化、光照強度變化、CO2濃度的變化會影響C3、C5、NADPH、ATP、C6H12O6、O2這些物質的含量，有時還會結合模型分析，具體表解如下：條件C3C5H和ATPCH2O和O2合成量模型分析光照強度由強到弱CO2供應不變增加減少減少減少光照強度由弱到強CO2供應不變減少增加增加增加光照不變CO2量由充足到不足減少增加增加減

15、少光照不變CO2量由不足到充足增加減少減少增加3、 影響光合作用的因素及及其在生產上的應用 （一）.光照強度與光合作用速率的影響分析 圖1 圖21.原理分析：光照強度影響光合速率的原理是通過影響光反應階段，制約ATP和H的產生，進而制約暗反應階段。2、圖1曲線分析： A點：光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。植物與外界進行氣體交換，外界O2量減少，CO2量增大。 AB段：光照條件下植物既進行光合作用，又進行呼吸作用，隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強

16、度。植物與外界進行氣體交換，外界O2量減少，CO2量增大。但O2的減少量，CO2的增加量都在減少。 較弱光下：光合速率呼吸速率 B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度（光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長），B點所示光照強度稱為光補償點。植物不與外界進行氣體交換，此時，外界環境中CO2的量升高到最大值，O2的量降到最低值， 光合速率 呼吸速率 BC段：表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，光合作用強度大于細胞呼吸強度，到C點以上不再加強了，植物與外界進行氣體交換，外界O2量增大，CO2量減少。 光合速率呼吸速率 C點所示光照強度稱為光飽和點。

17、(光照強度達到C點后，光合作用強度 不再隨光照強度的增加而增加 )。光合速率呼吸速率，植物與外界進行氣體交換，外界O2量繼續增大，CO2量繼續減少。 3、應用：陰生植物的B點前移，C點降低，如圖中虛線所示，間作套種農作物的種類搭配，林帶樹種的配置，可合理利用光能；適當提高光照強度可增加大棚作物產量。（二）CO2濃度對光合作用強度的影響 1.原理分析：CO2濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應階段，制約C3生成。 2.曲線分析 圖1和圖2都表示在一定范圍內，光合作用速率隨CO2濃度的增大而增大，但當CO2濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。 圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時

18、的CO2濃度，即CO2補償點；圖2中的A點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。 圖1和圖2中的B和B點都表示CO2飽和點所對應的CO2濃度。 3、應用：在農業生產上可以通過“正其行、通其風”，增施農家肥等增大CO2濃度，提高光能利用率。（三）溫度對光合作用速率的影響 1、曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率。 2、應用：(1)適時播種 （2）冬天，溫室栽培可適當提高溫度，也可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物的積累。 (3)植物“午休”現象的原因之一（四）必需元素供應對光合速率的影響 1

19、、曲線分析：在一定濃度范圍內，增大必需元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水而萎蔫。 2、應用：根據作物的需肥規律，適時、適量地增施肥料，可提高農作物產量。（五）水分的供應對光合作用速率的影響 1、影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會導致葉片氣孔關閉，限制CO2進入葉片，從而間接影響光合作用。 植物的午休現象 2、應用：根據作物的需水規律合理灌溉。（六）光照面積 1、 圖像分析： OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用面積的飽和點。隨葉面積的增大，光合作用強度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光

20、照不足。 OB段表明干物質量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(OC段)不斷增加，所以干物質積累量不斷降低(BC段)。 2、應用分析：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。（七）內部因素對光合作用速率的影響 1同一植物的不同生長發育階段 曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強依次是幼苗期、營養生長期、開花期。 應用：根據植物在不同生長發育階段光合作用速率不同，適時、適量地提供水肥及其他環境條件，以使植物茁壯成長。 2同一葉片的不同生長

21、發育時期 曲線分析：隨幼葉發育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合速率增大；老葉內葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。 應用：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，都是根據其原理，可降低其細胞呼吸消耗的有機物。（八）多因子變量對光合作用速率影響的分析(外界因素) 1、曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當到Q點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。 2、應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增加光合作用酶的活性

22、，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2進一步提高光合速率，當溫度適宜時，要適當提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。（九）光合作用和呼吸作用的有關曲線圖像題解題要點： 1、搞清楚“量”的關系：凡是曲線圖，總是反映一定變量的關系、在有關光合作用和呼吸作用曲線題中，盡管牽涉到的量不多，但由于生化反應是一個復雜的過程。不像一般的數學函數，所牽涉到的“量”往往都有它的特殊含義。含義很容易混淆，如吸收量和利用量，釋放量和產生量，有機物產生產生量、凈生產量（或積累量）和消耗量等等，如果這些量的區別和關系搞不清楚。解題可就很容易出差錯。 2、“黑暗”條件的理解： 凡是有光合作用、呼吸作用的曲線

23、圖的題中，光照的有無或強弱也往往是形影不離。當題目結出黑暗條件（或光照強度為零）時，我們腦子組就要考慮到什么生理活動在進行。什么生你活動不在進行，為什么有的實驗要在黑暗條件下進行？我們應十分注意黑暗條件：植物光合作用和呼吸作用的生理過程中光合作用必須要有光的條件下才能進行，而呼吸作用有光無光都能進行；光合作用的光反應也必須要有光的情況下才能進行，而暗反應有光無光都能進行（只要有足夠的H和ATP）：黑暗時釋放CO2，吸收O2。消耗體內的有機物；長時間黑暗對植物不能正常生長；黑暗是測定呼吸速率和光合速率實驗中的關鍵條件之一。 3、理解“零值”的含義： 在分析曲線圖時，十分關鍵的是要理解C

24、O2吸收值為零值的生物學含義。CO2的吸收量為零值，這并不是表示此時不進行光合作用和呼吸作用，而是表示光合作用強度和呼吸作用強度相當，表現為環境中CO2的量沒有發生變化。對“零值”的理解有以下幾個方面：光照情況下，吸收CO2的量為零量，表示光合作用強度與呼吸作用強度相當，并不是說植物不進行光合作用和呼吸作用；零值以下，表示光合作用強度呼吸作用強度，吸收CO2量為負值（即釋放CO2）。吸收O2，消耗體內的有機物，異化作用同化作用。長時間為零或負值，植物不能正常生長；零值以上，表示光合作用強度呼吸作用強度，吸收CO2，釋放O2，光合作用產物有積累，同化作用異化作用。植物能正常生長。 4、曲線”極限

25、”點分析： 植物進行光合作用時，光合作用強度隨光照強度增強而增強，但光照強度增加到一定強度時，光合作用強度不再增加，即光合作用強度達到極限點。分析這個極限點要明確以下幾個問題：極限點表示當光照強度達到一定值時，光合作用強度最高，光照強度再增加，光合作用強度不再增加；極限點以前，光合作用強度隨光照強度增強而增強，此時，光合作用強度的主要限制因素是光照強度，影響的是光反應；極限點以后，光合作用強度的主要限制因素不是光照強度，而是溫度和環境中的CO2，主要影響的是暗光反應；此極限點是判斷光合作用強度曲線圖像正誤的關鍵；此極限點是判斷陰生植物還是陽生植物的著手點，因為陰生植物是生活在光照較弱

26、的環境中，光合作用強度到達極限點時，所要求的照比陽生植物低；如果是人工提供光照，就要考慮節能問題，光照強度只要控制在這個光合作用強度極限點相應的光照強度即可，以免能量的浪費。（十）條件變化引起的相關圖中特殊點的移動 圖1 1、圖1中的特殊點：a點只進行呼吸作用，b點光補償點，c光飽和點時對應的最大光合速率，x點光飽和點。 2、改變的條件常見的有：其它條件不變或在一定的范圍內。光照強度的增強或減弱；CO2濃度的升高或降低；溫度的升高或降低；礦質元素（如Mg）的變化；陰生植物和陽生植物的互換等。其中光照強度的增強或減弱；CO2濃度的升高或降低；礦質元素（如Mg）的變化等主要影響光合速率，對呼吸速率

27、幾乎沒有影響；溫度的升高或降低；陰生植物和陽生植物的互換等對光合速率和呼吸速率都有影響。 3、CO2濃度增減引起的變化 CO2濃度的升高或降低主要影響光合速率，對呼吸速率幾乎沒有影響，如CO2濃度的升高對各點移動的影響。 a點只進行呼吸作用，在一定的范圍內CO2濃度的增加對呼吸速率幾乎沒有影響，所以a點不移動。 b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。CO2濃度增加，呼吸速率不變，光合速率增加，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。怎樣才能恢復平衡呢？唯一的辦法就是降低光合速率。怎么降低光合速率？CO2濃度增加是變化了的元素不能再變了，溫度等是不變或保持穩定的元素也不可改變，剩下可改變的元素只

28、有光照強度了，故只有通過降低光照強度來降低光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。b點左移。 呼吸速率不變 CO2濃度的增加 光合速率增加 降低光合速率 降低光照強度 b點左移 x點光飽和點，只針對光合作用，CO2濃度增加，暗反應加快，通過CO2的固定階段產生更多的C3化合物，C3化合物的還原就需要更多的光反應產物AIP和H，導致光反應增強，增加光照強度，故 x點右移。c點光飽和點時對應的最大光合速率，只針對光合作用，CO2濃度增加，光合速率加快，c點向上移動，再結合x點的移動，故c點向右上移動。4、溫度改變引起的變化 溫度的升高或降低；對光合速率和呼吸速率都有影響。25是光合作用的最適溫度，35

29、是呼吸作用的最適溫度，若圖1表示25時光照強度與，CO2的吸收量之間的關系，那么將溫度變為35，圖中各點如何移動。 a點只進行呼吸作用，在一定溫度范圍內呼吸速率隨溫度的增加呼吸速率而增加，故 a點向下移動。 b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。溫度由25變為35，光合速率下降，呼吸速率升高，原有的平衡被打破。在35光合速率只有升高才能和呼吸速率相等，怎么升高光合速率？溫度增加是變化了的因素不能再變了，CO2濃度等是不變或保持穩定的元素也不可改變，剩下可改變的因素只有光照強度了，故只有通過增強光照強度來升高光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。故b點右移。 呼吸速率升高 溫度增加 光合速率降低

30、增強光合速率 增強光照強度 b點右移 x點光飽和點，只針對光合作用，溫度升高（由最適部位不適），光合速率下降，光反應速率也下降，光反應只能利用較少的光能，所以，光照強度下降， x點左移。 c點光飽和點時對應的最大光合速率，只針對光合作用，溫度升高（由最適部位不適），光合速率下降，暗反應速率也下降，暗反應吸收利用CO2的量也會下降，c點向下移動，再結合 x點的移動，故c點向左下方移動。 5、陰生植物和陽生植物的互換引起圖中各點的變化 陰生植物的呼吸速率、光補償點、光飽和點都低于陽生植物。若圖1表示某陰生植物光照強度與CO2的吸收量之間的關系，如果將、陰生植物換成陽生植物，圖中各點是如何移動的。

31、a點只進行呼吸作用 ，因 陰生植物的呼吸速率低于陽生植物，所以a點向下移動。 b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。陰生植物換成陽生植物，陽生植物呼吸速率增大，光合速率只有增大才能與呼吸速率相等，在其它條件不變的情況下，只有增大光照強度才能增強光合速率，所以b點向右移動。 x點光飽和點，只針對光合作用，陰生植物換成陽生植物，陽生植物光合速率增強，光反應速率也增強，需要的光照強度也增強，所以，x點向右移動。 c點光飽和點時對應的最大光合速率，只針對光合作用，陰生植物換成陽生植物，陽生植物光合速率增強，暗反應速率也增強，暗反應吸收利用CO2的量也會增加， c點向上移動，再結合x點的移動，故c點向右

32、上方移動。6、礦質元素（如Mg）的變化引起圖中各點的變化Mg是合成葉綠素的必需元素，植物生長環境缺少Mg元素直接影響葉綠素的合成，間接影響光反應的速率，最終影響到光合作用的速率。圖1表示某正常植物在正常環境中光照強度與CO2的吸收量之間的關系，如果將該植物換到缺少Mg元素的環境中生長，圖中各點是如何移動的。a點只進行呼吸作用，環境缺少Mg元素，對呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，所以a點不移動。 b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。環境缺少Mg元素，對呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，環境缺少Mg元素，葉綠素合成量減少，光反應速率下降，光合速率也會下降，光合速率只有增大才能與

33、呼吸速率相等，在其它條件不變的情況下，只有增大光照強度才能增強光合速率，所以b點向右移動。x點光飽和點，只針對光合作用，境缺少Mg元素，葉綠素合成量減少，光反應速率下降，光反應對光能的利用也下降，所以x點向左移動。 c點光飽和點時對應的最大光合速率，只針對光合作用，環境缺少Mg元素，葉綠素合成量減少，光反應速率下降，光合速率也會下降，暗反應速率下降，暗反應吸收利用CO2的量就會下降， c點下移，再結合x點的移動，故c點向左下方移動。按照上面的思路，我們還可分析CO2濃度降低，溫度由35變為25時，陽生植物換成陰生植物等條件變化引起圖1中各點的變化。CO2濃度等條件改變引起圖1中相關點的變化如下

34、表所示：條件變化a點 b點x點 c點CO2濃度升高不移動左移右移右上方移CO2濃度降低不移動右移左移左下方移溫度由25變為35向下右移左移左下方移溫度由35變為25向上左移右移右上方移陰生植物換成陽生植物向下右移右移右上方移陽生植物換成陰生植物向上左移左移左下方移放入缺Mg環境不移動右移左移左下方移同理我們也可以按照上面的思路來分析圖2中相關點在環境條件發生改變時的移動方向。CO2濃度 圖2如光照強度得到改變引起圖2中各點的變化，（光照強度增強）a點只進行呼吸作用，照強度得到改變對呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，所以a點不移動。 b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。照強度得到改變對

35、呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，光照強度增強，光合速率增強，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。怎樣才能恢復平衡呢？唯一的辦法就是降低光合速率。怎么降低光合速率？光照強度增加是變化了的因素不能再變了，溫度等是不變或保持穩定的元素也不可改變，剩下可改變的因素只有CO2濃度了，故只有通過降低CO2濃度來降低光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。故b點向左移動。 x點光飽和點，只針對光合作用，光照強度增強，光合速率升高，暗反應速率也升高，暗反應吸收利用CO2的量也會上升，所以 x點向右移動。 c點光飽和點時對應的最大光合速率，只針對光合作用，光照強度增強，光合速率升高，暗反應速率也升高，

36、暗反應吸收利用CO2的量也會上升，c點向上移動，再結合 x點的移動，故c點向右方移動。光照強度降低所引起圖中各點不變化與光照強度增強所引起圖中各點不變化相反。光照強度等條件改變引起圖2中相關點的變化如下表所示：條件變化a點 b點x點 c點光照強度升高不移動左移右移右上方移光照強度降低不移動右移左移左下方移溫度由25變為35向下右移左移左下方移溫度由35變為25向上左移右移右上方移陰生植物換成陽生植物向下右移右移右上方移陽生植物換成陰生植物向上左移左移左下方移放入缺Mg環境不移動右移左移左下方移綜上所述：可以看出我們分析的光合作用曲線都是針對兩種生理過程而言的，即光合作用和呼吸作用，該曲線也是由

37、這兩種生理過程而形成的，所以該曲線是指凈光合作用曲線。光合作用是合成有機物的，呼吸作用是消耗有機物的二者的作用相反，因此，我們可以把該曲線與坐標所圍成的面積看成是在一定范圍內光合作用合成的有機物與呼吸作用消耗的有機物的差值，即有機物的積累量。有機物的積累量的多少，取決于這兩種生理過程的強弱，因此，我們可以把光合速率看成有機物積累量的來路，把呼吸速率看成有機物積累量的去路。 如果光合速率大于呼吸速率，則有機物積累增多，表現在圖上曲線所圍成的面積增大，所以，面積將向四周擴展，曲線上各點將向外周移動，即 b點（補償點）左移，x點（光飽和點）右移，c點（光飽和點時對應的最大光合速率）右上移。如果光合速

38、率小于呼吸速率，則有機物積累減少，表現在圖上曲線所圍成的面積縮小，所以，面積將向內收縮，曲線上各點將向內收縮，即 b點（補償點）右移，x點（光飽和點）左移，c點（光飽和點時對應的最大光合速率）左下移。4、 光合速率的測定（一）光合作用速率表示方法： 1、通常以一定時間內CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等產物的生成數量來表示。但由于測量時的實際情況，此時測得的值并不能反映植物的實際光合速率，而反映表觀光合速率或稱凈光合速率。因此光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。 2、在黑暗條件下植物不進行光合作用，只進行呼吸作用，因此此時測得的O2吸收量（即空氣中O2的減少量）或CO2釋放量（

39、即空氣中CO2的增加量）直接反映呼吸速率。 3、在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量，稱為凈光合速率（表觀光合速率）。 4、植物總光合速率(真正光合速率)凈光合速率呼吸速率。如圖所示： 光合作用實際產氧量實測的O2釋放量 呼吸作用消耗O2量 光合作用實際CO2消耗量實測的CO2消耗量 呼吸作用CO2釋放量 光合作用葡萄糖凈生產量光合作用實際葡萄糖生產量 呼吸作用葡萄糖消耗量 5、植物的生長速率取決于總光合速率與呼吸速率之差即“凈光合速率”。切不可認為作為的總光合速率越高時，植物的生長越快。 當凈(表觀)光合速率0時，植物積累有機物而生

40、長； 凈光合速率0時，植物不能生長； 凈光合速率0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態，植物將死亡。 6、如何快速確定植物的總光合作用、凈光合作用及呼吸作用 （1）可采用以下測量指標： 植物體（或葉片）吸收的CO2：表示凈光合作用量， 植物體（或葉片）釋放的CO2（黑暗中）：表示呼吸消耗量。 植物體（或葉片）吸收的O2（黑暗中）：表示呼吸消耗量， 植物體（或葉片）釋放的O2：表示凈光合作用量。 植物體的葉肉細胞吸收的CO2：表示凈光合作用量， 植物體的葉肉細胞釋放的CO2（黑暗中）：表示呼吸消耗量。 植物體的葉肉細胞吸收的O2（黑暗中）：表示呼吸消耗量量， 植物體的葉肉細胞釋放的O2：表示凈光

41、合作用量。 植物體的葉綠體吸收的CO2：表示實際光合作用量， 植物體的葉綠體釋放的O2：表示實際光合作用量。 植物體的線粒體吸收的O2：表示呼吸消耗量量， 植物體的線粒體釋放的CO2：表示呼吸消耗量量。 （2）根據試題中的表述，如何區分真光合速率和凈光合速率，現歸納如下： 表示真 光合作用速率 植物葉綠體吸收的二氧化碳量； 植物葉綠體釋放的氧氣量； 植物葉綠體產生、制造、合成有機物（或葡萄糖）的量； 植物光合作用吸收的二氧化碳量； 植物光合作用產生、制造的氧氣量； 植物光合作用產生、制造、合成有機物（或葡萄糖）的量。 表示凈 光合作用速率 植物葉片吸收的二氧化碳量； 容器中減少的二氧化碳量；

42、植物葉片釋放的氧氣量； 容器中增加的氧氣量； 植物葉片積累或增加的有機物（或葡萄糖）的量。 （3）根據圖表確定：當圖（表）中表示的光照強度為0時，光合速度小于0時，即圖（表）中表示光合速度的縱坐標有負值時，則圖（表）中所示為凈光合作用速度；或題中標明的光合作用速度用CO2吸收量或O2釋放量表示，則圖（表）中所示也為凈光合作用速率。而當圖（表）中表示的光照強度為0時，光合速度也為0時，則圖（表）中所示為總光合作用速率。（二）氣體體積變化法-測光合作用O2產生(或CO2消耗)的體積 1、裝置示意圖 2、相關知識 （1）綠色植物在光照條件下，植物的光合作用和呼吸作用同時進行，在黑暗條件下，植物只能進

43、行呼吸作用，不能進行光合作用。 （2）真正光合速率=表觀（凈）光合速率+呼吸速率。 (3)凈光合速率的測定（如右圖） NaHCO3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。 植物光合速率指標：植物光合作用釋放O2，使容器內氣體壓強增大，毛細管內的水滴右移。單位時間內水滴右移的體積即是凈光合速率。 條件：整個裝置必須在光下，光是植物進行光合作用的條件。(4)呼吸速率的測定(如右圖) 上圖同樣可以用于呼吸速率的測定，但要把NaHCO3溶液換成NaOH溶液，吸收植物呼吸作用釋放的CO2。 植物呼吸速率指標：植物呼吸作用吸收氧氣，釋放CO2，CO

44、2被NaOH溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，毛細管內的水滴左移。單位時間內水滴左移的體積即是呼吸速率。 條件：整個裝置必須遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定  （5）由于外界的大氣壓可以影響到E點的位置，即紅墨水滴的讀數，因此，常用乙裝置來校正外界因素所引起的誤差。（三）“半葉法”-測光合作用有機物的生產量，即單位時間、單位葉面積干物質產生總量本方法又叫半葉稱重法，常用大田農作物的光合速率測定。其原理是：將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當的方法（可先在葉柄基部用熱水、或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理）阻止兩部分的物質和能量轉移。在適宜光照下

45、照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數據，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2·h)。 MA= 原葉重呼吸消耗量MB=原葉重+凈光合量=原葉重（真光合量呼吸消耗量）MBMA=凈光合量+呼吸消耗量=真光合量 所以MBMA= B葉片被截取部分在6小時內光合作用合成的有機物總量。真正光合速率（ 單位：mg /dm2·h）就是M值除以時間再除以面積就可測得。 （四） 黑白瓶法-測溶氧量的變化 其原理是：黑白瓶法常用于水中生物光合速率的測定。白瓶就是透光瓶，里面可進行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，只能進行

46、呼吸作用。在相同條件下培養一定時間，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，所以呼吸作用量=黑瓶中溶解氧的變化。白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以凈光合作用量=白瓶中溶解氧的變化。真正光合量（總光合量）=白瓶中溶解氧的變化+黑瓶中溶解氧的變化。測量方法：從當地某一水域的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和24小時后以溫克碘量法測定各組培養瓶中的氧含量，記錄數據如下表： 光照強度（klx）0（黑暗） abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶

47、溶氧量(mg/L)3333331、黑瓶中溶解氧的減少量=原初溶解氧-24小時后氧含量=該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的O2量=呼吸速率2、白瓶24小時后氧增加量=24小時后氧含量-原初溶解氧=表觀（凈）光合速率3、真正光合速率為=表觀（凈）光合速率+呼吸速率=1+25、 光合作用與細胞呼吸的關系 （一）光合作用與細胞呼吸的區別與聯系 光合作用所需要的CO2有兩個來源：自身細胞呼吸產生；從周圍空氣中吸收。光合作用釋放的O2有兩個去向：用于自身細胞呼吸；細胞呼吸用不完，才釋放到周圍的空氣中。光合作用制造的葡萄糖有兩個去向：用于細胞呼吸消耗；細胞呼吸消耗不完，才用于積累。（2） 有關光合作用和呼吸作用關

48、系的變化曲線圖1夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線圖，曲線的各點含義及形成原因分析(見圖1)a點：凌晨3時4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少；b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用；bc段：光合作用小于呼吸作用；c點：上午7時左右，光合作用等于呼吸作用；ce段：光合作用大于呼吸作用；d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現“午休”現象；e點：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。2夏季的一天中CO2吸收和釋放變化曲線圖，有關有機物情況的分析(見圖2)(1)積累有機物時間段：ce段；c點和e點時，光合作用強

49、度與呼吸作用強度相等，ce由于光照強度的增強，光合作用強度大于呼吸作用強度，故不斷積累有機物。(2)制造有機物時間段：bf段；b點大約為早上6點，太陽升起，有光照，開始進行光合作用；f點大約為下午6點，太陽落山，無光，停止光合作用。(3)消耗有機物時間段：og段；一天24小時，細胞的生命活動時刻在進行，即不停地消耗能量，故呼吸作用始終進行。(4)一天中有機物積累最多的時間點：e點；白天，光合作用強度大于呼吸作用強度，積累有機物；e點后，隨著光照的減弱，呼吸作用強度大于光合作用強度，故e點時積累的有機物最多。(5)一晝夜有機物的積累量表示：SpSMSN。SP表示白天的凈積累量，SM和SN表示夜晚的凈消耗量，故SP(SMSN)為一晝夜的凈積累量。3在相對密閉的環境中，一晝夜CO2含量的變化曲線圖 (見圖3)一晝夜有機物的積累（用CO2量表示）可用下式表示：積累量白天從外界吸收的CO2量晚上呼吸釋放的CO2量。 (1)如果N點低于M點，說明經過一晝夜，植物體內的有