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1、光反应阶段暗反应阶段场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变变化化联系联系类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中光、色素和酶光、色素和酶ATPATP、 NADPH NADPH 、多种酶、多种酶光能转换成电能再变光能转换成电能再变 成活跃的化学能成活跃的化学能 （ATPATP、NADPHNADPH中）中）活跃的化学能变成稳活跃的化学能变成稳定的化学能定的化学能 光反应为碳反应提供光反应为碳反应提供NADPHNADPH和和ATPATP碳反应为光反应提供碳反应为光反应提供NADP+和和ADP和和PiCO2的固定：的固定：CO2C5 2C3酶酶ADP+Pi2C3 糖糖C5 2H2H2H
2、2H2 2 2 2O OO OO OO O2 2 2 2+4H+4H+4H+4H+ + + +4e+4e+4e+4e- - - -光解光解光解光解NADPNADP+ +2e+H+2e+H+ + NADPHNADPH酶酶酶酶ADPADPADPADP+Pi +Pi + 能量能量能量能量 ATPATPATPATP 酶酶酶酶C C3 3的的还原还原: :ATPHH 、酶酶 图是水生植物黑藻在光照等是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率境因素影响下光合速率变化的示意化的示意图。下列有关叙述，正确的是（。下列有关叙述，正确的是（ ）At1t2，叶，叶绿体体类囊体膜上色素吸收光能增加，基囊体膜上色素吸
3、收光能增加，基质中水光解加快、中水光解加快、O2 释放增多放增多Bt2t3，暗反，暗反应限制光合作用。若在限制光合作用。若在 t2 时刻增加光照，光合速率将再提高刻增加光照，光合速率将再提高Ct3t4，光照，光照强强度不度不变，光合速率提高是由于光反，光合速率提高是由于光反应速率不速率不变、暗反、暗反应增增强强的的结果果Dt4 后短后短暂时间内，叶内，叶绿体中体中 ADP 和和 Pi 含量升高，含量升高，C3 化合物化合物还原后的直接原后的直接产物含量物含量降低降低四、植物光合速率测定方法总结四、植物光合速率测定方法总结测定方法测定方法光合速率可根据植物光合速率可根据植物单位时间、单位叶面积单
4、位时间、单位叶面积对对CO2的吸收量的吸收量、O2的释放量的释放量或或干物质干物质(有机物质有机物质)的积累的积累量量来进行测定来进行测定。一、半叶法这种方法可以测出光合作用有机物的产生量，这种方法可以测出光合作用有机物的产生量，常用常用来来测量测量大田农作物的光合速率大田农作物的光合速率。 如图如图所示：所示：A A部分遮光，部分遮光，这部分叶这部分叶片虽不能进行光合作用，但仍片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。可照常进行呼吸作用。B B部分叶片既能进行光合作用，又可进行细胞部分叶片既能进行光合作用，又可进行细胞呼吸。呼吸。例例某研究小组采用某研究小组采用“半叶法半叶法”对番茄叶片
5、的光合作用强度进行测定。其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原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适不做处理，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，在小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重（的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重（mg），分别记为），分别记为MA、MB。 （2 2）请）请计算出计算出B B叶片被截取部分在单位时叶片被截取部分在单位时间产生有机物的量间产生有机物的量= = ，（其单位是，（其单位是mg/hmg/
6、h）。）。（1）对叶片基部处理时，用刀片小心环剥实验叶片叶柄的韧皮部，但不）对叶片基部处理时，用刀片小心环剥实验叶片叶柄的韧皮部，但不能伤及木质部，目的是使选定叶片中的有机物既不能能伤及木质部，目的是使选定叶片中的有机物既不能_，也不，也不能能_，而且又不能影响，而且又不能影响的供应。的供应。二、黑白瓶法-测测溶氧量的变化溶氧量的变化黑白瓶法常用于水中生物光合作用速率的黑白瓶法常用于水中生物光合作用速率的测定。测定。白瓶是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用；白瓶是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用；黑瓶是不透光瓶，只能进行呼吸作用。黑瓶是不透光瓶，只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定的时
7、在相同条件下培养一定的时间后，间后，黑瓶黑瓶含氧量的变化含氧量的变化白瓶含白瓶含氧量的氧量的变化变化然然后就可以计算出总的光合作后就可以计算出总的光合作用产生氧气量。用产生氧气量。呼吸耗氧量；呼吸耗氧量；净光合作用释放氧量；净光合作用释放氧量；例例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，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/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。将它们分别置于六种不同的光照条件下，六种不同
8、的光照条件下，24小时后以测定各组培养瓶中的氧含量，小时后以测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：记录数据如下：光照强度（光照强度（klx）0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧量(mg/L)3 310101616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量(mg/L)3 33 33 33 33 33 37（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为量为mg/L24h。（2）当光照强度为）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为时，白瓶中植物光合作
9、用产生的氧气量为mg/L24h。例例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，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/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。将它们分别置于六种不同的光照条件下，六种不同的光照条件下，24小时后以测定各组培养瓶中的氧含量，小时后以测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：记录数据如下：光照强度（光照强度（klx）0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧
10、量(mg/L)3 310101616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量(mg/L)3 33 33 33 33 33 3没有光照，不能进行光合作用产生氧气，水中生物呼吸消耗氧气没有光照，不能进行光合作用产生氧气，水中生物呼吸消耗氧气7（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为量为mg/L24h。（2）当光照强度为）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为mg/L24h。721总产生氧气量总产生氧气量 = = 白瓶溶氧量白瓶溶氧量- -黑
11、瓶溶氧量黑瓶溶氧量净产生氧气量净产生氧气量= =白瓶溶氧量白瓶溶氧量- -原初溶氧量原初溶氧量小结：小结：呼吸消耗氧气量呼吸消耗氧气量= =原初溶氧量原初溶氧量- -黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量三、三、红外线红外线CO2传感器传感器原理：原理：由于由于CO2对红外线有较强的吸收能力，对红外线有较强的吸收能力，CO2的的多少与红外线的降低量之间有线性关系多少与红外线的降低量之间有线性关系,因此因此CO2含含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量传感器来测量CO2浓度的变化。浓度的变化。-测装置中测装置中CO2浓度的变化浓度的变化例例为测
12、定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如浓度的变化，如下图所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如右图所示。下图所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如右图所示。请据图回答：请据图回答：（1）在）在60120min时间段，瓶内时间段，瓶内CO2的下降量表示的下降量表示。（2）此时间段该植物固定）此时间段该植物固定CO2速率为速率为ppmmin。该植物光合作用吸收的该植物光合作用吸收的CO2测定方法测定方法真正光合速率（总光合速率）真正光合速率
13、（总光合速率）=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率由于植物同时还进行呼吸作用，所以测量的实际是由于植物同时还进行呼吸作用，所以测量的实际是净光合速率净光合速率，还需要在黑暗中测量还需要在黑暗中测量呼吸速率呼吸速率，才能得出真正光合速率。，才能得出真正光合速率。光合速率可根据植物光合速率可根据植物单位时间、单位叶面积单位时间、单位叶面积对对CO2的吸的吸收量收量、O2的释放量的释放量或或干物质干物质(有机物质有机物质)的积累量的积累量来进行测定来进行测定。例：下例：下图是探究是探究绿色植物光合作用速率的色植物光合作用速率的实验示意示意图，装置中的碳酸，装置中的碳酸氢钠溶液可作溶液可作为二氧化
14、碳缓冲液二氧化碳缓冲液 ，该装置置于装置置于2020环境中。境中。实验开始开始时，针筒的筒的读数是数是0.2mL0.2mL，毛，毛细管内的水滴在位置管内的水滴在位置X X。20min20min后，后，针筒的容量需要筒的容量需要调至至0.6mL0.6mL的的读数，才能使水滴仍数，才能使水滴仍维持在位置持在位置X X处。据此回答下列。据此回答下列问题：若以若以释放出的氧气量来代表放出的氧气量来代表净光合速率，光合速率，该植物的植物的净光合速率是光合速率是 mL/hmL/h。1.2提高提高农作物产量的措施：农作物产量的措施：延长光合作用时间：延长光合作用时间：增加光合作用面积：增加光合作用面积：增加光能利用率增加光能利用率提高光合作提高光合作用速率用速率控制光照强弱控制光照强弱控制光质控制光质CO2供应供应控制必需矿质元素供应适时适量施肥控制必需矿质元素供应适时适量施肥提高复种指数提高复种指数温室中人工光照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风通风在温室中施有机肥，在温室中施有机肥，使用使用COCO2 2发生器发生器阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物
