人教版高中生物必修一 课件 5.4 能量之源---光与光合作用 课件（新人教必修1）（共138张PPT）

课件138张PPT。第4节 能量之源- 光与光合作用一、光合作用的场所--叶绿体（1）（2）（3）（4）基粒基质外膜内膜叶绿体是光合作用的场所（1）（2） 色素在基粒类囊体薄膜中酶在基粒
和基质中叶绿体是光合作用的场所色素叶绿素（含量多）类胡萝卜素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）吸收红光
和蓝紫光胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色） 吸收
蓝紫光{{{}}叶绿体中色素的种类和作用（含量少）叶绿体中色素的吸收光谱叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光叶绿体中色素的吸收光谱不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方帘卷西风，
人比黄花瘦春夏的树叶秋冬的树叶什么色素减少了？
为什么这种色素秋冬减少而夏季不减少，
与什么环境因素有关？ 强光、高温、低温都会使叶绿素分解。但无光环境叶绿素也不能生成.1771年，英，普里斯特利的实验1864年，德，萨克斯的实验1880年，美，恩格尔曼的实验20世纪30年代，美，鲁宾和卡门的实验二、光合作用的发现史1648年， 比利时，海尔蒙特的实验20世纪40年代，美，卡尔文的实验五年以后1648年海尔蒙特实验：穿孔的铁板盖在花盆上，只允许气体和水进入植株 m = 2.5 kg植株 m = 82.5 kg土壤减少了100g结论：认为植物生长主要是吸收了水为什么蜡烛不会熄灭呢？已知材料：丁香 蜡烛 玻璃钟罩 环境因素：阳光 实验现象：夕照下玻璃罩丁香旁的蜡烛依然燃烧 结论：绿色植物可以更新空气 1771年 普里斯特利的实验 实验分析
(1)普利斯特利的实验
密闭玻璃罩＋绿色植物＋
①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于密闭玻璃罩内，作为空白对照。
②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。
③限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。 1779年英格豪斯(荷兰)做了500多次植物更新空气实验.发现:植物只有绿叶在光照下才能更新空气；只到1785年人们发现了空气的组成，才明确绿叶在光下放出O2,吸收CO2.1845年梅耶根据能量转化与守恒定律指出:植物在光合作用时把光能转换成化学能储存起来1864年 德国科学家 萨克斯实验 1.放在暗处几小时的目的？
2.一半曝光一半遮光的目的？消耗已有淀粉对照德国科学家 萨克斯实验实验结果证明了什么？ 绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 实验结果如何描述？曝光部分变蓝，
遮光部分不变蓝实验结果的描述和相关结论的推导实验结果也证明 光 是光合作用的条件 实验分析
(2)萨克斯的实验
黑暗中饥饿处理的绿叶
①设置了自身对照，自变量：
因变量：
②实验的无关变量？
为什么要饥饿处理？
为什么最后要脱色处理？方法是？
③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还可证明光是光合作用的必要条件。曝光和遮光颜色变化(有无淀粉生成)。隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片1880年 恩格尔曼的实验一实验分析：实验的对照设计：
实验的自变量：
实验的因变量：
实验的无关变量？均匀光照与黑暗
细光束与无光照处有无光照
有无氧气产生
实验结果：发现好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位。1、为什么选水绵作实验材料？5、本实验巧妙之处？4、为什么先用极细光束照射，而后让水绵完全曝光？3、为什么要把临时装片放在没有空气的黑暗环境？2、好氧细菌在这个实验中起什么作用？？结论：氧是由 叶绿体释放出来的，
叶绿体是光合作用的场所。
光合作用需要光照 恩格尔曼实验方法的巧妙之处 ⑴实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。 ⑵排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。 ⑶观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。 ⑷实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？好氧型细菌水绵 恩吉尔曼实验二：用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域
1939年 鲁宾和卡门的实验证明：光合作用释放的Ｏ2全部来自H2O中的O。 实验分析：
(3)鲁宾和卡门的实验

①自变量：
因变量是：
②鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2和H2O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。同位素标记物(H218O或C18O2)O2的放射性 实验常考易错点 ⑴萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气。 ⑵恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大且呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类型为需氧型。 ⑶鲁宾、卡门用的实验方法为同位素标记法。 ⑷卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭示了暗反应过程。考点剖析 2．上述实验中对照实验设置 在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。 ⑴萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。 ⑵鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的放射性。 ⑶普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。 例1．1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是 (　) A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用 答案：B 4．德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是 (　　) ①本实验未设对照组　②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因　③实验开始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态　④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉 A．②③ B．①②③ C．②③④ D．①②③④A三、光合作用的过程H2O类囊体膜酶（1）光反应阶段
能量变化物质变化条件进行部位光反应阶段 叶绿体基粒中光、色素和酶、原料（H2O、 ADP+Pi 、NADP+）光能→ATP中、[H]中活跃的化学能水的光解：H2O [H] + O2 酶
光能合成ATP ： ADP+Pi ATP 酶
光能主要产物O2 、[H] 、ATP 光合作用的最终产物里面并没有[H]和ATP，
那么它们是怎么样被消耗掉的呢？（2）暗反应阶段能量变化物质变化条件进行部位暗反应阶段 主要产物叶绿体基质中ATP 、[H]、酶、原料（CO2、C5）ATP中活跃的化学能→稳定的化学能 CO2的固定CO2+C5 2C3 酶2C3 + [H] （CH2O） ATP ADP+Pi 酶 酶 C3的还原ATP分解（CH2O） 下页※光反应阶段与暗反应阶段的比较类囊体的薄膜上叶绿体的基质中光、色素、酶酶、[H] 、ATP光能→ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能1. 水的光解1. CO2的固定2. C3的还原2. ADP合成ATP3.ATP水解6CO2+12H2O光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2元素来龙去脉
光合作用完整反映式(计算式)同位素标记法的实验应用
概述
用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以弄清化学反应的详细过程的方法。
方法应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。应用分析
(1)标记某元素，追踪其转移途径。如用18O标记H218O，光合作用只产生18O2；再用18O标记C18O2，光合作用只产生O2；证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自CO2。
(2)标记特征元素，探究化合物的作用。如T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质；35S标记蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；证明了DNA是噬菌体的遗传物质。(3)标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。不同条件下光合作用产物与中间产物的变化的分析增加下降下降下降下降下降增加增加增加增加增加增加增加增加增加下降下降下降或无下降或无下降或无例2： 将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是 （ ）
A C3突然增加，C6H12O6减少
B C3与C6H12O6都减少
C C3与C6H12O6都增加
D C3突然减少， C6H12O6增加
A例3： 在正常条件下进行光合作用的某植物当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量突然上升，则改变的条件可能是 （ ）
A 停止光照
B 停止光照并降低CO2的浓度
C 升高CO2的浓度
D 降低CO2的浓度D 典例　(2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题： ⑴图中物质A是＿＿＿＿＿(C3化合物、C5化合物)。C3化合物 ⑵在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累暗反应速率在该环境中 ⑶若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的＿(低、高)。 ⑷CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的＿(高、低)，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。高低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少四、影响光合作用的因素表观光合作用速率总光合作用速率该叶片中细胞呼吸速率=-净光合速率
常表示为：
有机物积累量、
CO2吸收量、
或O2的释放量真正光合速率
常表示为：
光合作用强度、
光合效率、
合成有机物量、
光合消耗CO2量
光合释放O2量呼吸速率
常表示为：
黑暗中消耗有机物的量、
CO2的释放量、
O2的吸收量1.光照：(光合作用的动力)
包括：光照强度、光照时间、光质适当提高光照强度、延长光照时间、改变光质促进光反应，产生更多的 ATP 和 [H]思考：如果其它条件正常，突然停止光照，C3、C5、ATP、[H]的含量会怎么变化？C3增加C5、ATP、[H]减少↓光照对光合作用的影响曲线分析 ⑴曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。B点以上时，植物才能正常生长，
B点所示光照强度称为光补偿点。BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，
C点以上就不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。 思考：A、AB、B、BC、C所代表的含义分别可用下列那个图来表示？农业生产应用：在光照强度方面：实行间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
在充分利用光能方面：可通过晚上延长光照时间，阴天补充光照，在季节方面可实行作物轮作复种提高农作物的产量。光质方面可使用白色农用地膜覆盖，及补充红光蓝紫光提高产量。如图曲线表示农田中昼夜温度变化(Ⅰ)，光照强度变化(Ⅱ)，植物吸收CO2的变化(Ⅲ)，试分析各段变化的原因？例析2下图为一天中温室大棚中CO2的变化，请分析引起各段变化的原因？1.光合作用强度与呼吸作用强度相等的点
2.积累有机物最多的点
3.EF的含义
4.一昼夜有机物的积累量（正值还是负值）D 、 GG气孔关闭正值2.CO2浓度：光合作用的原料之一适当提高空气中CO2浓度，促进暗反应进行思考：夏天正午气孔关闭时C3、C5、ATP、[H]的含量会怎么变化？C3C5、ATP、[H]↓↑思考：如果其它条件正常，突然停止CO2供应，C3、C5、ATP、[H]的含量会怎么变化？C3减少、C5增加、ATP增加、[H]增加a ：
a → b：
b → c：
c → d：
CO2深度超过一定限度，将引起原生质体 中毒及供能不足，抑制光合作用。进行光合作用最低的CO2的浓度；
随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；CO2浓度再增加，光合作用强度不变；下页CO2浓度对光合作用的影响曲线分析农业生产应用：在大田生产上可以通过合理密植“正其行，通其风”。
增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。
在大棚中可以使用CO2发生器等，提高CO2浓度。
大棚中采取在夜间掀开薄膜，增加通风性，保证较高的CO2浓度
3．温度： 通过影响酶活性及气孔开度间接影响CO2的浓度来影响光合作用效率 ⑴曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用的酶的活性而影响光合作用速率，光合作用酶所耐受的最适温度低于呼吸作用酶的最适温度，因此在考虑提高光合作用强度的时候必须考虑呼吸作用对产量的影响。 ⑵应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。阴雨天要适当降低温度，白天适当提高温度，晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，即提高昼夜温差，保证植物有机物的积累。思考：为什么新彊的哈蜜瓜比较甜？ 4．必需元素的供应 主要通过影响光合作用所需各种物质组成及生理来影响 思考1.N、P、K、Mg等分别参与光合作用所需的那些物质的组成及所体现的功能？思考2.N、P过多导致富营养化的原因？(1)光合器官的组成成分。
N、Mg——叶绿素，Fe、Cu——光合链电子递体。
(2)参与酶活性的调节。
Mn、Cl和Ca与放O2有关。
(3)参与光合磷酸化。N、P——ATP。
(4)参与光合碳循环与产物运转。P、K、B
(5) 调节气孔开闭,K+对光合作用影响也很大。⑴曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，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而导致植物渗透失水而萎蔫，以及浓度过高所产生的对植物的毒害作用，而导致光合作用受损。 ⑵应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，及多增施农家肥可提高农作物产量。 5．水分的供应 ⑴影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用
又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 ⑵应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 6．叶龄和叶面积（属于内因） 主要通过光合作用的面积及叶绿素的量影响 ①随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加(OA段)。 ②壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合作用速率基本稳定(AB段)。 ③老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降（BC段）叶面积指数与光合作用的关系1）叶面积指数为0-7，随着植物生长，植物叶面积增大，光合作用面积增大，呼吸速率随之增大，净光合速率先上升后下降。
2）当叶面积达到7时，叶面积增大，光合作用量不再增加。
3）随叶面积增大，呼吸作用增加，当叶面积达到9时，呼吸作用大于光合作用，植物的净光合速率为负值。农业生产应用：摘去老叶与残叶，及时适当去除过密的营养枝，及疏叶。
合理密植
适时采收下页 7．多因子对光合作用强度的影响
曲线分析：P点时，限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合作用速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。 如何确定自变量 此曲线中只包含X和Z两个自变量，a点(曲线上升阶段)时影响因素即横坐标对应的变量X；b点(达到平衡)时影响因素则为该曲线中另外一个变量Z，不可考虑X、Z之外的其他变量，相当于把范围缩小到X、Z两个变量中。ABC思考：比较A.B.C三点的C3与C5的含量？ ⑵应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。8.光合作用曲线中点的含义和移动规律
及如何确定变量 光照强度与光合速率的关系曲线图中各点的含义 ⑴光补偿点含义：光合作用等于呼吸作用，若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增大(减小)，而呼吸作用不受影响，则光补偿点应左移(右移)；若改变某一因素(如温度）使呼吸作用增大(减小)，而光合作用不受影响，则光补偿点应右移(左移)。 ⑵光饱和点含义：当横坐标对应的因素对光合作用最大值不产生影响时，若改变某一因素使光合作用增大(减小)，则光饱和点应右(左)移。 例4. (2010·安徽理综)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25 ℃条件下培养，实验结果如下图所示。请回答： ⑴与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是＿＿＿＿，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是＿＿＿＿。 ⑵实验结果表明，在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取＿＿＿＿措施能提高玉米的光能利用率。光照强度土壤含水量土壤含水量40%～60%合理密植 例5．下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。在下列各选项中，不正确的是 A．①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低 B．②图中Y因素最有可能代表光照强度 C．③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低 D．④图中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度B例6．(2011·上海卷）将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8小时，测得的数据见表。据表分析，决定光合作用是否发生的因素是 　D A.植物种类 B．光的颜色
C．温度 D．植物器官五、化能合成作用 自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 能量2HNO2 + O22HNO3 + 能量（CH2O ）+ O2生物的代谢类型区别：能量来源不同光合作用化 能 合成 作 用类型共同点：将无机物合成有
机物，并储存能量生物：绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、
硫细菌等异养型动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。自养型同化作用类型 光合作用和化能合成作用的比较化学能注意：①两类生物都是自养型，都是生产者。 ②硝化细菌生存的气体有NH3和O2(两种气体)。③松土可使硝化细菌在O2充足条件下将更多的NH3转化成NO3-或NO2-，提高肥效。 异化作用的代谢型进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用（如乳酸菌、破伤风杆菌）既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（如酵母菌）1.为生物生存提供了物质来源和能量来源； 2.维持了大气中O2和CO2的相对稳定；
3.对生物的进化有直接意义。
(1)使还原性大气→氧化性大气
(2)使有氧呼吸生物得以发生和发展
(3)形成臭氧层，过滤紫外线，
使水生生物登陆成为可能
六、光合作用的意义七、光合作用与呼吸作用的联系合成作用(或同化作用)分解作用(或异化作用)无机物→有机物有机物→无机物光能→化学能(储能)化学能→ATP、热能(放能)合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量叶绿体活细胞(主要在线粒体)只在光下进行有光、无光都能进行光反应水的光解第一阶段从葡萄糖及第二阶段续表用于暗反应阶段中还原C3形成(CH2O)和C5用还原O2产生H2O，释放大量能量ATP合成能量来自色素吸收的太阳光能能量来自有机物氧化分解用于暗反应阶段C3的还原，储存于有机物作为能量通货用于各项生命活动光合作用与细胞呼吸在结构上的联系CO2O2CO2O2光合作用与细胞呼吸的联系CO2O2CO2O2 如图，叶绿体内光合作用产物O2和有机物首先满足同一细胞内线粒体进行细胞呼吸的需要，若有多余再排出细胞外；或不够再从细胞外获得。而线粒体细胞呼吸的产物CO2也首先满足同一细胞内叶绿体进行光合作用的需要，若有多余再排出细胞外；或不够再从细胞外获得。
有关光合作用的计算（1）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用（2）光合作用实际产氧量 = 实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量（3）光合作用实际CO2消耗量 = 实测的CO2消耗
量 + 呼吸作用CO2释放量（5）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的反应时，然后列出方程予以计算。（4）光合作用葡萄糖净生产量 = 实际光合作用葡萄糖生产量 -- 呼吸作用葡萄糖消耗量。下页光照下有机物的净积累量可用下式来表示：净积累量＝总合成量－呼吸量。
一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示：积累量＝白天从外界吸收的CO2总量－晚上呼吸释放的CO2量。
。例9、将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg，给予充足光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg，请回答：（1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是　mg。分析：黑暗时呼吸作用的强度为8mg/h—36mg30/180=8mg0×6×44mg光照时（2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是　　　　　mg。24.5（3）若一昼夜中先光照4小时，接着放置在黑暗情况下20小时，该植物体内有机物含量变化是（填增加或减少）　　　　　。
减少光照时有机物
净积累量24.5×4＝98mg＝黑暗时有机物
消耗量8/44×1/6×180×20＝=101mg八、光合作用的实验主要包括：
课本实验、
光合作用发现史经典实验
探究性实验（与呼吸作用的实验联系比较紧密）1.课本实验——绿叶中色素的提取和分离实验原理：1）提取：光合色素易溶于有机溶剂(无水乙醇等) 。
2）分离：不同色素在层析液中的溶解度不同。
目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类
材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇、CaCO3、SiO2、层析液等实验中几种化学试剂的作用
(1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。
(2)层析液用于分离绿叶中的色素。
(3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。
(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。方法步骤：
1.提取绿叶中的色素
2.制备滤纸条
3.画滤液细线
4.分离绿叶中的色素
5.观察和记录
(三)方法与步骤1.提取：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙 (中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。(黄色)(黄色)(蓝绿色)(黄绿色)(橙黄色)2.分离：
准备滤纸条--划滤液细线--在层析液中层析实验中的注意事项
(1)选材：选鲜嫩、颜色深绿、易研磨的叶片，以保证含有较多的色素。
(2)提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
(3)画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
(4)色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。 色素提取液呈淡绿色的原因分析
(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。
(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。
(3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 例10．(2011·江苏卷)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是 (　) A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条　B例11．在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因可能是 (　　) ①加入的丙酮太多　②用无水乙醇代替丙酮　③层析液没及滤液细线　④研磨时没有加入CaCO3　⑤研磨时没有加入SiO2　⑥取的叶片的叶脉过多，叶肉细胞过少　⑦画滤液细线的次数少　⑧使用放置数天的波菜叶 A．①③⑦ B．②④⑤⑧ C．①③④⑤⑥⑦⑧ D．②③④⑤⑥C 2、探究性实验设计实验设计应从以下几方面入手：
(1)明确实验目的。(2)根据实验目的确定实验类型，即是验证实验还是探究实验。
(3)根据实验的目的和给定的实验条件确定实验的变量，要遵循单一变量原则、条件一致且适宜性原则等。2.探究性实验设计
包括：验证影响光合作用的因素——光照、CO2、温度等、测量光合作用强度等实验。
（1）实验常用到的试剂及作用
①NaHCO3→提供CO2，②石腊、油层→密封，③开水冷却→排除水中气体。
(2)实验材料及处理
绿色植物、水藻、叶片或用打孔器打取的圆形叶片等
（3）反应变量的检测
1）观察叶圆片上浮的速率和数量
2）观察气泡(即O2)冒出的速率、或好氧菌的趋向运动、或是氧化剂的显色反应。
3）观察CO2的消耗所引起的PH变化
（将离体叶片培养在NaHCO3溶液中，分别测定黑暗和光照下溶液pH的变化或借助酸碱指示剂的颜色变化，可以验证光合作用吸收CO2和细胞呼吸释放CO2）4）O2产生及CO2的消耗的相对量变化所引起的容器中的压强的变化（通常使用NaHCO3/Na2CO3缓冲对控制CO2的浓度不变，然后通过O2的体积改变，来判断光合作用与呼吸作用的强度）
5）检测有机物生成：如重量变化、用碘检测淀粉的生成等。
实例1：验证二氧化碳是光合作用的原料实验分析：自变量：
实验对照：
因变量：
无关变量：
实验步骤：
有无CO2有CO2(清水)、无CO2（NaOH吸收）有机物生成（脱色、用碘染色）植物生长状况、药剂用量、积累淀粉、光照、温度、空气及土壤微生物产生的CO2、叶片中色素等实例2、绿色植物光合作用释放氧气实例3．表观(净)光合速率的测定方法NaHCO3/Na2CO3遮光：液滴 移、植物进行 作用。
光照下：若液滴左移，说明 。
光照下：若液滴右 移，说明 。
左呼吸呼吸作用小于光合作用呼吸作用大于光合作用Na0H例12：光合强度的测定通过测定红墨水移动距离，判定钟置内的压强变化，即光合作用与呼吸作用的强度，就可以计算净光合速率和呼吸速率，两者的累加就是总光合效率了！请你利用以上装置完成光合作用强度的测试实验。
实验步骤：(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤：
①在甲装置的D中放入 溶液，装置乙作对照组。
②将甲、乙装置 处理，放在温度等都相同的环境中。
③30min后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。放入NaOH溶液 遮光处理(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤：
①甲装置的D中放入 溶液，装置乙作对照组。
②将甲、乙装置 处理，放在温度等都相同的环境中。
③30min后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(3)实验操作30min后红墨水滴移动情况
实验30min后红墨水移动情况测定植物呼吸作用甲装置 移（填“左”或“右”）1.5cm、乙装置右移0.5cm、测定植物净光合作用甲装置 移（填“左”或“右”）4.5cm、乙装置右移0.5cm，则一小时呼吸作用为 ，总光合作用 。 NaHCO3照光左右412实例4：探究光照强度对光合作用的影响
(1)实验流程打出小圆片（30片）：用打孔器、取生长旺盛绿叶抽出叶片内气体：用注射器抽出O2小圆形叶片沉到水底：叶片放入黑暗盛清水烧杯、沉于水底对照实验及结果(2)实验结论：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(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。实验中注意事项(1)“饥饿”处理以消耗原有淀粉----排除原有产物对实验结果的干扰。
“脱色”处理----以消除色素对显色反应(淀粉遇碘变蓝色)的干扰。
(2)若实验中的单一变量是光时，宜设置是否给予光照(遮光与否)的对照组。
(3)NaHCO3溶液作为CO2的缓冲液，可使密闭容器内CO2浓度保持稳定；NaOH溶液作为CO2的吸收剂，可去除空气中的CO2。 ——运用“五看法”对实验方案进行评价　例13.下图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出叶片内的气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(如图)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是( )A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用C 例14(2011·江苏卷)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要的经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是 (　　) A. 适当的遮光处理，可降低其干重 B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用C