《光合作用速率》PPT课件.ppt
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1、光合作用总过程:,光合作用速率的测定以及影响因素,根据光合作用的总反应式中的原料和产物,一、光合作用的指标是光合速率,(1)单位时间单位叶面积 产生糖的数量(2)单位时间单位叶面积 吸收二氧化碳的量(3)单位时间单位叶面积 放出的氧气的量,试想一下光合速率的表示方法,为什么H2O不用来表示光合速率?,水分在植物体中的功能较多,不单是光合作用利用因此光合作用中利用了多少水分很难测定。,根据有氧呼吸的总反应式中的原料和产物,二、呼吸作用的指标是呼吸速率(这里指有氧呼吸),(1)单位时间单位叶面积 消耗糖的数量(2)单位时间单位叶面积 释放二氧化碳的量(3)单位时间单位叶面积 吸收的氧气的量,试想一
2、下呼吸速率的表示方法,2、植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用?,三、区别总光合速率和净光合速率,3、因此光合作用(或叶绿体)生产的糖类(A)会有一部分(B)被呼吸作用消耗掉 剩下的糖类才是积累量(C)。ABC的数量关系是?,1、白天进行呼吸作用么?,是的,呼吸作用与光无关,Yes,A=B+C,4、如果定义:A为总光合量,B为呼吸量,C为净光合量,总(真)光合速率=呼吸速率+净(表观)光合速率,叶肉细胞,C6H12O6,CO2,C3H4O3,O2,大气中的CO2,大气中的O2,请观察图中植物进行光合作用(叶绿体)吸收的CO2的来源,请观察图中植物进行光合作用(叶绿体)释放的O2的去路,CO
3、2的来源有两个1、叶片或叶肉细胞外的CO22、线粒体呼吸作用释放的CO2,O2的去路有两个1、排出叶片或叶肉细胞2、进入线粒体进行呼吸作用,线粒体,叶绿体,题目中如何判断总光合量和净光合量呢,在测定光合速率时,测定的是容器中的气体变化量(CO2减少量或O2增加量),检测不到细胞内部线粒体与叶绿体的气体交换情况,因此此测定是净光合速率。,归纳:从描述性词汇来判断,叶绿体(光合作用)吸收的CO2量或者释放的O2量,指的是总光合,在范围上超过叶绿体的,比如叶肉细胞,叶片,容器等就是指净光合,一、光合作用强度,1、什么是光合作用强度?,光合作用强度通常用光合速率表示,即单位叶面积叶片在单位时间内反应物
4、的消耗量或产物的生成量。,可以测出净光合速率和呼吸速率,只能计算出总光合速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,产生、生成量 释放、增加量,固定、利用量、需要量 吸收量、减少量,制造、生产、合成、积累量、净生产量生成的量,2、测量速率的方法:(1)测量呼吸速率:(2)测量净光合速率:,避免光合作用的影响,将植物放置在黑暗条件下,测量容器中CO2 增加量、O2减少的量、有机物减少量。,将植物置于光下,测密闭容器中CO2减少的量、O2增加的量、有机物增加的量(干重)。,这株植物在光下1小时光合作用共产生克葡萄糖,该叶片在10、5000勒克斯的光照条件下,每小时光合作用所产生的氧气量是mg.,。则1
5、小时积累的葡萄糖是克。,根据关键字来判断是总光合还是净光合?,在25条件下,这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖克。,总光合量,总光合量,净光合量,总光合量,将某绿色植物置于密闭玻璃罩内,黑暗处理1h,罩内CO2含量增加了25mg;再给以1h的充足光照,罩内CO2减少了36mg,则后一个小时光合作用固定了CO2_mg。,25+36=61,3.净产量与总产量的关系,4.你认为在上述坐标图中有哪些需要关注的信息?,横坐标和纵坐标的单位名称在坐标曲线图中,曲线与横、纵坐标之间的关系 一般来说,横坐标表示自变量,纵坐标表示因变量,曲线在坐标图中随着自变量的变化而变化,曲线的变化情况可以通过纵坐标数
6、值反映出来。,当横轴为0时,曲线与纵轴的交点所表达的信息当纵轴为0时,曲线与横轴的交点所表达的信息两条曲线的交点表达的信息每条曲线的拐点表达的信息每条曲线在图中的走势变化曲线的斜率和最终的去向,5.光合作用与呼吸作用的曲线解读,A点:光照为0,植物只进行呼吸作用,纵坐标的数值(CO2释放量)表明此时的呼吸作用强度;,P69,AB段:光合作用强度小于呼吸作用强度,在此过程中,随着光照增强,植物光合作用强度逐渐增大,CO2 的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用。,B点:光的补偿点。光合作用强度等于呼吸作用强度,此 时植物光合作用利用CO2的速率等于呼吸作用产生 CO2的速率。植物白天的光照强度必
7、须大于B点以上才能正常生长,BC段:光合作用强度大于呼吸作用强度,随光照增强,吸 收CO2的速率逐渐增大。,C点:光的饱和点。在此光照强度下,植物的光合作用强 度最大,此后光照强度不再是限制因素,而CO2浓 度或者温度等其他条件可能是限制因素。,乙,丙,丁,甲图对应;乙图对应;丙图对应;丁图对应。,甲,A点,AB点,B点,光照强度大于B点,B:光补偿点,C2:光饱和点,a(净光合作用)=b(总光合作用)c(呼吸作用),光补偿点:光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。,光饱和点:光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,A植物:呼吸速率为每小时释放CO2_mg/100cm2当光照强度
8、为Y时,总光合速率为_,净光合速率为_,注意坐标图的起始点,4,16,12,例1下图是在一定的CO2浓度和温度下,某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线,据图回答:(1)该植物的呼吸速率为每小时释放CO2mg/dm2。(2)b点表示光合作用与呼吸作用速率。,5101520253035,25201510505,CO2吸收量mg/dm2h,光照强度(Klx),a,b,c,d,(3)若该植物叶面积为10dm2,在光照强度为25Klx条件下光照1小时,则该植物光合作用固定CO2 mg;合成葡萄糖mg。,5,相等,250,170.5,(20+5)10=,5101520253035,25201510
9、50510,CO2吸收量mg/dm2h,光照强度(Klx),a,b,c,d,(4)若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长?为什么?,(5)若该植物为阴生植物,则b点应向移动。,不能正常生长。白天光照强度为b时,缺少有机物积累,而夜间消耗有机物,从全天来看,有机物的消耗多于积累,不能正常生长。,左,那么如何用CO2或O2来表示总光合呢?,真(总)光合速率=呼吸释放CO2速率+测得的CO2吸收的速率,真(总)光合速率=呼吸吸收O2速率+测得的O2释放的速率,那么呼吸速率在什么条件下测定呢?,在无光的条件下,植物只进行呼吸作用,此时的CO2释放速率就是呼吸速率,光合作用实际产O2量实测(净)O
10、2释放量呼吸作用耗O2量光合作用实际CO2消耗量实测(净)CO2消耗量呼吸作用CO2释放量光合作用C6H12O6实际生产量实测(净)C6H12O6生产量 呼吸作用C6H12O6消耗量,1、在有光条件下,植物进行光合作用和呼吸作用。2、在无光条件下,植物只进行呼吸作用(此时可测定呼吸速率)3、总(实际)光合作用量(速率)=净光合生产量(速率)+呼吸作用量(速率)。,总结:,4、叶绿体(光合作用)的 CO2吸收量才是总光合量,例1、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
11、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。(2)在光照时,该植物每小时葡萄糖净生产量是 mg。(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)。(4)若要使这株植物有更多的有机物积累,你认为可采取的措施是:,0,24.5,减少,延长光照时间降低夜间温度增加CO2浓度,(2)在光照时,该植物每小时葡萄糖净生产量是24.5mg。方法1 CO2+H2O(CH2O)+O2 44 30 36 X X=363044=24.5方法2 净光合量=总光合量-呼吸量 总光合量已知为30mg葡糖
12、糖,呼吸量消耗的葡萄糖如下 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O 180 446 X 8 X=1808446=5.5 净生产量=305.5=24.5,(3)4个小时有机物积累量20小时有机物消耗量 4 24.5-5.5 20=-12 0 所以,减少。,(1)呼吸作用与光无关,因此光下与黑暗中一样,差值为0,根据右图,请判断曲线上的点在各个不同位置时,左图的哪些字母对应的途径是发生的?1、右图中A点时。2、右图中B点时。3、右图中C点时。4、右图中AB区间点时。5、右图中BC区间点时。,说出各点呼吸与光合的强弱关系,一、干物质量的积累“半叶法”-测光合作用有机物的生产量,即单位
13、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/(dm2h)。问题:(1)可用什么方法阻止两部分叶片的物质和能量转移?(2)6小时内上述B部位截取的叶片光合作用合成有机物的总量(M)为_。,可先在中央大叶脉基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理,M=MB-MA,P
14、62,解析:本方法又叫半叶称重法,常用大田农作物的光合速率测定。如图1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。题中:MB表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量,MA表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量,所以,M=MB-MA,就是光合作用有机物的经过6小时干物质的积累数(B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量)。这样,真正光合速率(单位:mg/dm2h)就是M值除以时间再除以面积就可测得。答案:B叶片被截取部分在6小时内光合作用 合成的有机物总量,变式训练1
15、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,测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一2zx)6 gcm-2h-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,A,解析:,起始干重为上午,10,时移走时的叶圆片干重,x,克,从上午,10,时到下午,4,时,,叶片在这,6
16、,小时内既进行光合作用,又进行呼吸作用,所以下午,4,时移走的叶圆片干重,y,克减去上午,10,时移走时的叶圆片干重,x,克的差值,就等于该叶圆片净光合作用干物,质量:(,y,一,x,)克。,若要求出呼吸作用干物质量,应将叶片遮光处理,先假设叶片遮光处理为,M,小时后,干重为,z,克,,下午,4,时移走的叶圆片干重,y,克减去叶片遮光处理,M,小时后的干重,z,克,差值,就是呼吸作用干物质量:(,y,一,x,)克。,已知:测得叶片的叶绿体光合作用速率,=(3y,一,2z,x),6,g,cm,-2,h,-1,,,据真正光,合速率,=,表观光合速率,+,呼吸速率,得出:(,3y,一,2z,x),6
17、=,(,y,一,x,),/6+,(,y,一,x,),/M,,计算出,M=3,小时,,,A,选项正确,。,解析:,起始干重为上午,10,时移走时的叶圆片干重,x,克,从上午,10,时到下午,4,时,,叶片在这,6,小时内既进行光合作用,又进行呼吸作用,所以下午,4,时移走的叶圆片干重,y,克减去上午,10,时移走时的叶圆片干重,x,克的差值,就等于该叶圆片净光合作用干物,质量:(,y,一,x,)克。,若要求出呼吸作用干物质量,应将叶片遮光处理,先假设叶片遮光处理为,M,小时后,干重为,z,克,,下午,4,时移走的叶圆片干重,y,克减去叶片遮光处理,M,小时后的干重,z,克,差值,就是呼吸作用干物
18、质量:(,y,一,x,)克。,已知:测得叶片的叶绿体光合作用速率,=(3y,一,2z,x),6,g,cm,-2,h,-1,,,据真正光,合速率,=,表观光合速率,+,呼吸速率,得出:(,3y,一,2z,x),6=,(,y,一,x,),/6+,(,y,一,x,),/M,,计算出,M=3,小时,,,A,选项正确,。,解析:起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重x克,从上午10时到下午4时,叶片在这6小时内既进行光合作用,又进行呼吸作用,所以下午4时移走的叶圆片干重y 克减去上午10时移走时的叶圆片干重x克的差值,就等于该叶圆片净光合作用干物质量:(y一x)克.若要求出呼吸作用干物质量,应将叶片遮光
19、处理,先假设叶片遮光处理为M小时后干重为z克,下午4时移走的叶圆片干重y克减去叶片遮光处理M小时后的干重z克差值,就是呼吸作用干物质量:(y一x)克。已知:测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2zx)6 gcm-2h-1,据真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率,得出:(3y一2zx)6=(y一x)/6+(y一x)/M,计算出M=3小时,A选项正确。,二、气体体积变化法-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)。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
20、环境中;1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度,得X值。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:,向左移动,向右移动,c玻璃钟罩遮光,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气体被装置烧杯中NaOH溶液吸收,导致装置内气体、压强减小,红色液滴向左移动,d装置的烧杯中放入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
21、放O2,致装置内气体量增加,红色液滴向右移动,解析: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气体被装置烧杯中的NaOH溶液吸收,导致装置内气体量减小,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量O2量,也就是有氧呼吸产生的CO2量。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,致装置内气体量增加,红色液滴向右移动,向右移动距离Y,就代表
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