)
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
例2、将生长状况相同的某种植物的叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度相同),测其重量变化,得到如下的数据。可以得出的结论是()
A.该植物光合作用的最适温度是27℃
B.该植物呼吸作用的最适温度是29℃C.27-29℃的净光合速率相等
D.30℃下实际光合速率为2mg·h-1
六、测定植物总光合速率的方法
1、CO2缓冲液可以维持密闭容器中CO2浓度的稳定。
①将装置放在_______条件下,单位时间内液滴_______(左、右)移的体积可表示该植物的细胞呼吸速率。
②若光照适宜,则单位时间内液滴____(左、右)移的体积可表示_______速率。
2、半叶法测光合速率
如图所示,将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不进行处理,并采用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1小时后,在A、B的对应部位截取相等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据。
MA=原叶重—_______。
MB=原叶重+_______。
MB—MA可用来评价_______速率。
例3、从没有经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积、厚薄相同的叶圆片,称其干重。假定在整个实验过程中温度不变,叶片内有机物不向其他部位转移。以下分析正确的是:()
A.三个叶圆片的质量大小关系一定是z>x>y
B.叶圆片Z在4小时内的有机物积累量为(z-x-2y)g
C.叶圆片Z在后2小时内的有机物制造量为(z+x-2y)g
D.整个实验过程中呼吸速率可表示为(x-y)g/4h
3、水生植物(浮游藻类)光合速率的测定:黑白瓶法
从池塘不同深度采集水样,分别装入黑白瓶中(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,同时测定各水层剩余水样溶氧量,作为初始溶氧量。24h后,测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为Amg·L-1,白瓶溶氧量为Bmg·L-1,黑瓶溶氧量为Cmg·L-1,则该水层浮游藻类的呼吸速率为_______mg·L-1·d-1,该水层浮游藻类的净光合速率为_______mg·L-1·d-1,该水层浮游藻类的总光合速率为_______mg·L-1·d-1。
答案
必修一第5章第4节光合作用(三)
四、影响光合强度的因素
光照强度:指光照的强弱,以单位面积上所接受可见光的能量来度量,单位勒克斯(Lx)。
光合强度:指光合作用的强弱,也称“光合作用强度”、“光合速率”。可用单位面积单位时间内原料消耗或产物生成的数量来表示。
1、光质对光合速率的影响:
白光为复合光,光合作用能力最强;相同强度的单色光中,红光和蓝紫光效果好,绿光效果最差。
2、光照强度对光合速率的影响(探究)
材料用具:打孔器、注射器、40W台灯,烧杯,菠菜叶片
打孔器的作用:制备小叶圆片,注射器的作用:抽出叶圆片中的气体。
实验对象:沉在烧杯底部的小叶圆片
自变量:光照强度,如何控制?控制小叶圆片与台灯之间的距离。
因变量:光合速率,观测指标是小叶圆片浮起的时间和数量。
无关变量:实验材料自身因素(叶圆片的数量和大小),环境因素(温度、CO2浓度等)
实验结果:略
实验结论:在一定范围内,光合速率随光照强度增强而增大。当光照强度超过一定数值时,光合速率不再随着光照强度增加而增加,这种现象叫光饱和。形成光饱和的主要原因:外因(温度、CO2浓度),内因(色素的含量、酶的数量)。
3、温度对光合速率的影响是通过影响酶的活性影响光合速率。
4、CO2浓度对光合速率的影响
AB段:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而增大,但当二氧化碳浓度达到一定数值后,光合作用速率不在增加。
B点:B点对应的二氧化碳浓度为CO2饱和点。此时,限制光合速率继续增大的外界因素主要是温度、光照强度。
5、水和无机盐对光合速率的影响
水:水是光合作用的原料,缺水可直接影响光合作用。在夏季的中午,光照很强,温度较高,但有些植物的光合速率反而较低,原因是缺水会导致气孔关闭,限制CO2进入叶片,从而间接影响光合速率。
无机盐(矿质元素):N是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分,叶绿素中也有N元素;P是叶绿体膜、NADPH和ATP的重要组成成分;Mg是叶绿素的重要组成成分;K在合成糖类,以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程中起作用。
在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高影响植物对水分的吸收,从而导致光合作用速率下降。在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时地、适量地增施肥料,可以提高作物的光合作用。
6、多因子对光合速率的影响
P点: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,光合速率不断提高。
Q点:横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子,影响因素主要为各曲线所表示的因子。
五、光合与呼吸综合问题
1、利用图1所示的装置:
①如何测定该植物的有氧呼吸速率?
黑暗条件下测定氧气的消耗速率或CO2的生成速率。
②遮光的情况下,植物不进行光合作用,但进行呼吸作用。短时间内该密闭装置中CO2的浓度会升高,O2的浓度会下降。
③接着给植株照射微弱的光照一段时间,则植株可以同时进行光合作用和呼吸作用。若植株的光合速率小于呼吸速率,则该密闭装置中CO2的浓度会在原来的基础上继续升高,O2的浓度会在原来的基础上继续下降。
④接着给植株照射较强的光照,若光合速率等于呼吸速率,则短时间内该密闭装置中CO2的浓度会保持稳定,O2的浓度会保持稳定。
⑤接着给植株照适宜的光照,若光合速率大于呼吸速率,则短时间内该密闭装置中CO2的浓度会下降,O2的浓度会升高。
2、下图为密闭玻璃罩内植株一天内的CO2浓度变化,据图分析。
①夜晚无光,植株只进行呼吸作用,密闭容器内CO2浓度不断增大。白天有光时,植株可同时进行光合作用和细胞呼吸,只要呼吸速率大于光合速率,容器内CO2的浓度就会持续升高。D点对应的时刻,容器内的CO2浓度不再继续增大,说明光合速率等于呼吸速率。所以,开始进行光合作用的时间不是(是、不是)D点对应的时间。
②DH段对应的时间段,光合速率大于呼吸速率,容器内CO2的浓度不断降低。FG段CO2的浓度降低的速率较慢,可能的原因是气温高,水分蒸腾快,部分气孔关闭。H点,CO2的浓度不再继续下降,说明光合速率等于呼吸速率。
③经过一昼夜,容器内的CO2总量减少(增多、减少)。如果经过一昼夜,容器内的CO2总量无变化,则该植株不能(能、不能)正常生长发育。
④在图中画出一昼夜玻璃罩内氧气浓度的变化曲线。
(与CO2含量曲线沿虚线对称)
3、图为光照强度对光合速率的影响,据图分析
①A点:光照强度为0,此时只进行呼吸作用,单位时间内CO2释放量可表示此时细胞的呼吸速率。
②AB段:光照强度增大,光合作用强度增大,单位时间内CO2释放量减少,因为细胞呼吸产生的CO2有一部分用于细胞呼吸。此时呼吸强度大于光合强度。
③B点:细胞呼吸产生的CO2全部用于光合作用。此时呼吸强度等于光合强度。B点对应的光照强度称为光补偿点。
④BC段:光合强度大于呼吸强度,细胞呼吸产生的CO2不能满足光合作用的需求,植物会从密闭容器中吸收CO2。C点对应的光照强度称为光饱和点。
4、在图中标出O2和CO2的来源和去向
5、光补偿点与光饱和点
光补偿点的含义:在该光照强度下,光合速率=呼吸速率。若呼吸速率增加,光补偿点应右移(左移、右移);若呼吸速率基本不变,环境条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应右移(左移、右移),如环境中CO2降低和缺镁,都会导致光补偿点右移(左移、右移)。
光饱和点的含义:超过该光照强度,限制光合速率继续上升的因素不再是光照强度,而是CO2浓度等其他因素。光照强度达到光饱和点时,如果提高环境中CO2的浓度,暗反应速度加快,需要消耗的和ATP增多,所以光反应速度也需要相应加快,所以光照需要加强,光饱和点右移(左移、右移)。
6、总光合速率与净光合速率
(1)适宜光照下,同一细胞内,叶绿体光合作用产生的氧气,优先被同一细胞内的线粒体利用,多余的才会释放到细胞间隙和容器内。
O2的产生量=容器内O2的增加量(O2的释放量)+细胞呼吸的耗氧量。
(2)适宜光照下,线粒体产生的CO2,优先被同一细胞内的叶绿体利用,如果不够用,还会从容器内吸收。
CO2的固定量=容器内CO2的减少量(CO2的吸收量)+细胞呼吸的产生的CO2量。
有机物的制造量(产生量)=有机物的积累量+细胞呼吸的有机物消耗量
小结:通常,我们用测量到的密闭容器内的O2释放量或CO2吸收量来表示光合速率,但是因为叶肉细胞中光合作用和呼吸作用同时进行的,我们测量到的其实是光合作用减去细胞呼吸的差数,即净光合速率。植物真正的光合速率是不能直接测量到的,真光合速率=净光合速率+呼吸速率。
净光合速率:常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生(制造)量表示。
例1、 A
例2、B
六、测定植物总光合速率的方法
1、CO2缓冲液可以维持密闭容器中CO2浓度的稳定。
①将装置放在黑暗条件下,单位时间内液滴左(左、右)移的体积可表示该植物的细胞呼吸速率。
②若光照适宜,则单位时间内液滴右(左、右)移的体积可表示净光合速率。
2、半叶法测光合速率
如图所示,将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不进行处理,并采用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1小时后,在A、B的对应部位截取相等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据。
MA=原叶重—呼吸作用消耗的有机物量。
MB=原叶重+净光合积累的有机物量。
MB—MA可用来评价总光合速率。
例3、C
3、水生植物(浮游藻类)光合速率的测定:黑白瓶法
从池塘不同深度采集水样,分别装入黑白瓶中(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,同时测定各水层剩余水样溶氧量,作为初始溶氧量。24h后,测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为Amg·L-1,白瓶溶氧量为Bmg·L-1,黑瓶溶氧量为Cmg·L-1,则该水层浮游藻类的呼吸速率为A-Cmg·L-1·d-1,该水层浮游藻类的净光合速率为B-Amg·L-1·d-1,该水层浮游藻类的总光合速率为B-Cmg·L-1·d-1。
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