光合作用特點匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇光合作用特點范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

隨著半導體技術和光電子學的發展，一種能有效地隔離噪音和抑制干擾的新型半導體器件――光電耦合器于1996年問世了。光電耦合器的優點是體積小、壽命長、無觸點、抗干擾能力強、能隔離噪音、工作溫度寬，輸入輸出之間電絕緣，單向傳輸信號及邏輯電路易連接等。光電耦合器按光接收器件可分為有硅光敏器件（光敏二極管、雪崩型光敏二極管、PIN光敏二極管、光敏三極管等）、光敏可控硅和光敏集成電路。把不同的發光器件和各種光接收器組合起來，就可構成幾百個品種系列的光電耦合器，因而，該器件已成為一類獨特的半導體器件。其中光敏二極管加放大器類的光電耦合器隨著近年來信息處理的數字化、高速化以及儀器的系統化和網絡化的發展，其需求量不斷增加。

1 光電耦合器的結構特點

光電耦合器的主要結構是把發光器件和光接收器件組裝在一個密閉的管殼內，然后利用發光器件的管腳作輸入端，而把光接收器的管腳作為輸出端。當在輸入端加電信號時，發光器件發光。這樣，光接收器件由于光敏效應而在光照后產生光電流并由輸出端輸出。從而實現了以“光”為媒介的電信號傳輸，而器件的輸入和輸出兩端在電氣上是絕緣的。這樣就構成了一種中間通過光傳輸信號的新型半導體電子器件。光電耦合器的封裝形式一般有管形、雙列直插式和光導纖維連接三種。圖1是三種系列的光電耦合器電路圖。

（1）輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于10Ω，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達到10kV以上。

（2）由于“光”傳輸的單向性，所以信號從光源單向傳輸到光接收器時不會出現反饋現象，其輸出信號也不會影響輸入端。

（3）由于發光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅動性器件，而噪音是一種高內阻微電流電壓信號。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。

（4）容易和邏輯電路配合。

（5）響應速度快。光電耦合器件的時間常數通常在微秒甚至毫微秒極。

（6）無觸點、壽命長、體積小、耐沖擊。

2 光電耦合器的發展現狀

目前，光電耦合器已顯示出一種朝大容量和高速度方向發展的明顯趨勢。美、日兩國生產的光電耦合器以紅外發光二極管和光敏器件管組成的器件為主，該類器件大約占整個美、日兩國生產的全部光電耦合器的60%左右。因為這種類型的器件不僅電流傳輸效率高（一般為7～30%），而且響應速度比較快（2～5μs），因而能夠滿足大多數應用場合要求。例如：日本橫河電機公司、美國莫托羅拉公司生產的光電耦合器具有很高的輸入、輸出絕緣性能，其響應速度快、傳輸效率高等特點，近幾年來，國內有關單位投入大量人力物力也研究和開發了各種光電耦合器件。如上海半導體器件八廠、上海無線電十七廠等。而重慶光電技術研究所為了適應市場需要研制出了一種由高速響應發光器件和邏輯輸出型光接收放大器組成的厚膜集成雙路高速高增益光電耦合器。這種光電耦合器的輸入端由兩只GaAIAs側面發光管組成，其輸出端由兩只Si―PIN光電探測器以及兩個高速高增益線性放大電路組成。

除此之外，重慶光電技術研究所還研制出了高速高壓光電耦合器、GG2150I型射頻信號光電耦合器、GG2060I型高壓脈沖測量光電耦合器、GH1204U型高壓光傳輸光電耦合器以及GH1201Y型和GOHQ-I型光電耦合器等。

3 光電耦合器的應用

3.1用作固體繼電器

光電耦合器是一種將發光二極管和光敏三極管組裝在一起的新穎光電器件，它采用光信號來傳遞信息，從而使電路的輸入與電氣上處于完全隔離的狀態，這種信息傳遞方式是所有采用變壓器和繼電器作隔離來進行信號傳遞的一般解決方案所不能相比的。由于光電耦合器具有可單向傳遞信息、通頻帶寬、寄生反饋小、消噪能力強、抗電磁干擾性能好等特點，因而無論在數字電路還是在模擬電路中均得到了越來越廣泛的應用。

它的左半部分電路可用于將輸入的電信號Vi變成光電耦合器內發光二極管發光的光信號；而右半部分電路則通過光電耦合器內的光敏三極管再將光信號還原成電信號，所以這是一種非常好的電光與光電聯合轉換器件。圖中所用的光電耦合器的電流傳輸比為20%，耐壓為150V，驅動電流在8～20mA之間。在實際使用中，由于它沒有一般電磁繼電器常見的實際接點，因此不存在接觸不良和燃弧打火等現象，也不會因受外力或機械沖擊而引起誤動作。所以，它的性能比較可靠，工作十分穩定。

3.2 光電耦合器在PLC中的應用

光電耦合器實現現場與plc主機的電氣隔離，提高抗干擾性，避免外電路出故障時，外部強電侵入主機而損壞主機。實現電平交換，現場開關信號可能有各種電平，光電耦合器起變換plc主機要求的標準邏輯電平。

4結束語

光電耦合器在多種電子設備中的應用非常廣泛。隨著數字通信技術的迅速發展以及光隔離器和固體繼電器等自動控制部件在機械工業中應用的不斷擴大，特別是微處理機在各個領域中的應用推廣（有時一臺微機上的用量可達十幾個甚至上百個）和產品性能的逐步提高，光電耦合器的應用市場將日益擴大，同時，其社會交流和經濟交流也一定會十分顯著。今后，光電耦合器將向高速化、高性能，小體積，輕重量的方向發展。

參考文獻：

篇（2）

光合作用是綠色植物同化作用的主要方面,是整個生物界最基本的有機物代謝和能量代謝.光合作用的發現歷經了科學家們二百多年的探索,滲透著科學研究的思想方法;光合作用與當今世界面臨的糧食,環境等問題關系十分密切.(二)教學目標及確定目標的依據:

任何一節課教學目標的確立首先必需要確立學生的主體地位,即在教學活動中,教師通過啟發引導,喚起學生對品德,知識,能力,審美等內在教育的需求.所以本節課的教學目標重在讓學生在設計實驗的過程中,理解科學實驗的基本思路及科學家對真理執著追求的精神;學會通過實驗驗證真理;通過光合作用過程學習激發學生更高層次的思維,懂得不同學科間的相互聯系.

1,知識目標

(1)通過光合作用的發現史探究,了解科學家的科學思維方法;

(2)理解光合作用的物質和結構基礎;

(3)理解光合作用的基本過程;

(4)掌握光合作用的意義及其原理的應用;

(5)通過驗證實驗學會色素的提取和分離方法;

2,能力目標

(1)通過設計實驗培養學生的科學研究能力;

(2)運用化學知識理解光合作用過程中物質和能量變化

(3)培養學生知識遷移能力,掌握知識的內涵和外延,培養分析綜合能力.

3,德育目標

(1)結合光合作用發現史的學習及實驗設計與分析,培養學生科學的態度及創新,合作精神,進行熱愛科學,獻身科學的科學思想教育.

(2)通過生物結構與功能統一,物質代謝和能量代謝相關聯對學生進行生物學基本觀點教育.

(3)明確光合作用意義,增強愛護植被,關心農林業發展的意識,充分體驗生命科學的價值.

(三)重,難點及確定依據:

重點:(1)光合作用過程,因為這是理解光合作用反應式和意義的基礎.

(2)光合作用的意義,因為它能幫助學生形成科學的價值觀.

難點:(1)科學研究方法的理解和運用.因為科學研究能力是一種較高的技能,對學生進行科學素養的培養是一個長期的過程.

(2)光合作用中物質變化和能量變化.因為光合作用是植物體內一系列理化反應組成的復雜過程,而學生所學的理化知識是有限的,因此高中內容只是過程梗概,這就造成部分學生學習困難.

二,教材處理:

光合作用這節課分三課時學習

學生在他們成長的過程中很少參與科學研究,不理解科學家研究問題的方法,圍繞"目的"設計實驗是一種科研能力,是培養創fg造能力的基礎,也是培養可持續發展人才的需要.所以第一課時光合作用的發現在處理上主要以引導學生進行實驗設計.時

學生在初中已經學習過光合作用,又剛剛學完葉綠體的亞顯微結構這為第二課時的學習提供了很好的基礎.所以這部分內容在處理上注重構建教學內容體系,將教學內容組合為:(1)光合作用的物質和結構基礎;(2)光合作用的全過程;(3)光合作用的意義;(4)光合作用在實踐中的應用.使知識系統化層次化.

第三課時學生自主實驗驗證光合作用色素種類和顏色.

三,教學方法:

課堂教學應該盡可能讓學生多動腦想,動手做,動眼看,動嘴說,讓學生親自去體驗知識的形成過程,培養學生自主探究,主動參與課堂問題解決的過程,在"動"中體現學生的主體地位.由此確定以下教學方法:(1)教法:第一課時的"設計實驗"采用發現式教學方法(問題假設預期實驗結果結論).第二課時采用自學討論結合的方法,直觀法.設計科學直觀的葉綠體中色素的吸收光譜圖解,幫助學生理解光合作用的物質基礎,理解葉綠體中的色素在光合作用過程中的作用;通過課件直觀展示光合作用的過程;設計光合作用的光反應與暗反應的比較表,幫助學生掌握光合作用的過程,培養學生的概括能力.第三課時采用實驗法.(2)學法:通過光合作用發現簡史,學習探究研究實驗的基本思路:"問題假設實驗結論";通過光合作用過程學習,掌握光合作用光反應與暗反應兩階段的區別與聯系;通過分析影響光合作用的因素,體會光合作用的意義及光合作用與世界面臨的糧食,能源,環境污染等重大問題的密切關系;通過提取和分離葉綠體中色素的實驗,了解葉綠體中色素的種類,色素吸收光譜等基本知識.

四,教學手段:

多媒體課件將設計實驗以圖,文兩種形式再現出來.

多媒體課件展示色素吸收光譜.

多媒體課件展示光合作用的過程.變靜態為動態,變抽象為直觀,以突出重點,強化記憶,彌補了圖解靜止不動的缺陷

五,教學程序:

教學

環節

教師活動

學生活動

教學設計思路

導言

通過上節課光合作用有關實驗的設計引導學生總結光合作用反應式

光

CO2 H2O——(CH2O)n O2

葉綠體

從氧化還原反應角度分析此反應特點,啟疑問題:氧氣是怎樣產生的CO2是是怎樣被還原的還原劑是什么光能是怎樣轉變的

學生思考

導言是一堂課的開始,應具有激發性和啟發性,激發了學生求知的欲望,明確學習內容,同時有利于導入本節內容.

內容

二,光合作用的過程

1,光合作用的物質和結構基

礎物質基礎

(1)葉綠體色素:

介紹色素種類顏色分布

課件展示色素吸收光譜

(2)酶:介紹酶的分布

結構基礎:葉綠體

2,光合作用的全過程

課件展示光合作用動態過程

課件展示 圖表:光反應,暗反應的區別和聯系

3,光合作用的意義

4,光合作用知識在實踐中的應用

(1)延長光合作用時間

(2)增加光合作用面積

學生讀書討論歸納

學生觀看

學生歸納

學生讀書

學生討論

學生總結

學生在已有知識的基礎上進行讀書自學,討論歸納可以培養自主學習能力;

通過讀書結合觀察課件,然后對光反應,暗反應進行區別與聯系使學生通過比較法的學習方式掌握鞏固知識;

學生在已有知識的基礎上完全可以進行歸納總結.

反饋

練習

多媒體展示例題

例1,書后習題

例2,在進行植物實驗的暗室內,為了盡可能降低光合作用的強度,最好安裝

A.紅光燈B.綠光燈

C.白熾燈D.藍光燈

例3,將單細胞綠藻置于250C,適宜光照和充足CO2條件下培養,經過一段時間后,突然停止光照,發現綠藻體內C3的含量突然上升,原因是-------------.

學生解答

選擇例1可以幫助學生鞏固光合作用反應過程;

選擇例2有助于掌握色素吸收光譜的應用;

選擇例3使學生更加明確光反應與暗反應的聯系.

歸納

總結

1,引導學生分析光合作用反應式中反應前后原子關系.

2,強調光合作用在自然界中的作用.

學生與教師一起歸納

把學生對光合作用的認識遷移到整個生物界.

板書

設計

二,光合作用的過程

1,光合作用的物質和結構基3,光合作用的意義

礎物質基礎4,在實踐中的應用

(1)葉綠體色素:(1)延長光合作用時間

(2)酶:介紹酶的分布(2)增加光合作用面積

結構基礎:葉綠體

篇（3）

下面按不同的曲線類型進行具體分析。

1. 光合作用中的“”型曲線

遇到這類曲線時可以首先想到它是表示光合速率與外界條件之間的關系。

解這類曲線題首先要注意起點的差異：當橫坐標為0，縱坐標也為0時，常表示總光合速率與某變量的關系；當橫坐標為0，縱坐標有負值時，常表示凈光合速率與某變量的關系。

例1 生產實踐表明：在一定范圍內，提高CO2濃度，能增強光合作用。如下圖1是對某農作物實驗的結果，請據圖分析并回答：（lx：勒克斯，光照強度的單位。A、B、C、D、E為曲線上的點，a、m、n為坐標軸上的點。）

（1）圖1曲線I表明 。

（2）圖1中當CO2濃度為400 mg·L-1時，光合作用最強的相應處是 光照。曲線Ⅲ的最強光合作用需要的最低CO2濃度是 。

（3）圖1中這組實驗的結論是 。

（4）圖1 中m點表示 。如果提高光照強度，則m點的位置將 移動。

（5）圖1中AB段和CD段影響光合作用的主要限制因子分別是 。n點時的CO2濃度下，該農作物有機物和能量代謝的量變關系是 。

（6）圖1中A、E點進行的圖2中的生理過程分別有 、 。

解析：此題縱坐標有負值出現，表示的應是凈光合速率。

圖1中曲線I反映的是光照強度為70 lx的凈光合速率與外界CO2濃度的關系。

當CO2濃度為400 mg·L-1時，不同曲線表示的光照強度不同，此處光合作用最強的光照強度是700 lx。對于曲線Ⅲ，CO2濃度的飽和點是500 mg·L-1。

此圖涉及的兩個自變量分別是光照強度和CO2濃度，說明CO2濃度和光照強度都會影響光合作用強度。

圖1中 m點是光照強度為70 lx下CO2濃度的飽和點，是最強光合作用需要的最低CO2濃度。此時限制光合作用的是外界因素，主要是光照。另外，從圖也可看出，提高光照強度，CO2濃度的飽和點即最強光合作用需要的最低CO2濃度點會向右移動。

圖1中曲線的AB段，光照強度相同，隨CO2濃度增加光合作用速率增大，說明此時的限制因素是CO2濃度；對于CD段，已達到了CO2濃度的飽和點，從圖可知，增大光照強度，光合速率也會增大。此時的限制因素是光照強度。n點處CO2的吸收量為0，即凈光合速率為0，此時光合作用消耗的CO2與呼吸作用產生的CO2量相等。

圖2是另外一種表示葉肉細胞光合作用的模式圖，其中a、b過程分別表示葉綠體光合作用吸收CO2和釋放O2的過程，e、f分別表示線粒體吸收O2和釋放CO2的過程，c、d分別表示O2和CO2。圖1中的A點凈光合速率為0，此時進行的圖2中的生理過程只有c、d。圖1中E點光合作用強度大于呼吸作用強度，此時進行的圖2中生理過程有a、b、c、d。黑暗時只有呼吸作用，即只有e、f；當光合作用小于呼吸作用時，則有圖2中的c、d、e、f。

答案：（1）光強為70 lx，在CO2濃度較低范圍內，隨CO2濃度的增加，光合作用逐漸增強；超過一定濃度后，光合作用強度增加幅度減??；繼續提高CO2濃度，光合作用強度不再增加 （2）700 lx 500 mg·L-1 （3）CO2濃度和光照強度都會影響光合作用強度 （4）在光照強度為70 lx下，光合作用達到最強時，CO2濃度的最小值 向右 （5）CO2濃度和光照強度 光合作用利用的CO2與呼吸作用產生的CO2量相等 （6）c、d a、b、c、d

2. “”型曲線及其相互關系的判斷

“”型曲線常用于考查：（1）葉綠體內[H]和ATP的生成量與C3化合物的剩余量的關系；（2）C3與C5的剩余量的關系。

現把其中的關系列表如下：

條件項目 C3 C5 [H]和ATP （CH2O）合成量

光照不變，停止CO2供應 減少 增加 增加 減少或

沒有

光照不變，CO2供應增加 增加 減少 減少 增加

光照不變，CO2供應不變，（CH2O）運輸受阻 增加 減少 增加 減少

停止光照，CO2供應不變 增加 下降 減少或

沒有 減少或

沒有

增強光照，CO2供應不變 減少 增加 增加 增加

例2 在光照等適宜條件下，將培養在CO2濃度為1%的環境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環境中，其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。

回答問題：

（1）圖中物質A是 （C3化合物、C5化合物）。

（2）在CO2濃度為1%的環境中，物質B的濃度比A的低，原因是 ；將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質B濃度升高的原因是 。

（3）若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩定時，物質A的濃度將比B的 （低、高）。

（4）CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的 （高、低），其原因是 。

解析：本題主要考查光合作用C3和C5化合物含量變化的相關知識及識圖能力。

（1）CO2濃度降低后，直接影響光合作用暗反應中CO2的固定，導致C3化合物的產生量減少，而C5化合物被消耗相對少，并且光反應持續進行產生的ATP和[H]又消耗C3化合物，同時還能產生C5化合物，從而確定物質A是C3化合物，物質B是C5化合物。

（2）根據暗反應的特點，一個C5與一個CO2結合，形成2個C3。由于C3與C5都是暗反應循環路徑的中間產物，這就決定了無論是在高濃度還是低濃度的CO2環境中，只要是平衡狀態，C3與C5生成與消耗的速率都是相同的，此時的C3濃度就是C5的2倍。當CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5化合物積累。

對于處于平衡狀態的葉綠體來講，積累C3與C5而不參與循環那是不經濟的，也是不合理的；從解題技巧的角度來分析，也不應該考慮循環之外C3與C5的積累問題，因為沒有依據可以對此做出分析與推測，因而不符合命題者的意圖。

（3）若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中，C3和C5化合物的濃度保持穩定后，暗反應保持穩定，此時根據暗反應中CO2的固定反應式確定，C3化合物的量應是C5化合物的量的2倍。

（4）CO2濃度降低后，因為暗反應減弱，所需的光反應產物ATP和[H]減少，所以達到最大光合速率所需的光照強度降低。

答案：（1）C3化合物 （2）暗反應速率在該環境中已達到穩定，即C3和C5化合物的含量穩定，根據暗反應的特點，此時C3化合物的分子數是C5化合物的2倍 當CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5化合物積累 （3）高 （4）低 CO2濃度低時，暗反應的強度低，所需的ATP和[H]少

3. “^”型曲線

“”型曲線即縱坐標隨橫坐標的變化先升高后又下降。通常這類圖象的橫坐標有一個相對于縱坐標的最適點，要注意最適點前后變化的原因。

“”型曲線一般用于考查：（1）光合作用在一天內隨時間的變化或隨光照強度的變化關系；（2）光合速率與葉齡的關系、光合作用速率與外界溫度的關系；（3）凈光合速率與葉面積指數的關系；（4）綠色植物中葉綠素a、葉綠素b吸收光能的百分比與光的波長（如藍紫光區域、紅橙光區域）的關系。

例3 下列有關光合作用圖解正確的是（ ）

A. （1）（2）（3） B. （2）（3）（4）

C. （1）（2）（3）（4） D. （3）（4）

解析：圖（1）中OA段為幼葉，隨著幼葉不斷生長，葉面積不斷增大，葉內的葉綠體不斷增多，葉綠素含量也不斷增多，光合速率不斷增強，AB段葉綠體、葉綠素基本穩定，光合速率也基本穩定。BC段為老葉，隨葉齡不斷增加，葉綠素被破壞，光合速率又逐漸下降，圖（1）正確。圖（2）反映了溫度對酶的影響，并且在外界溫度為0時，光合作用仍可進行，圖（2）正確。對圖（3）來說，隨著葉面積不斷增大，光合作用的實際產量也不斷增大，但當到達葉面積的飽和點后，光合作用實際產量就不再增大，而呼吸作用卻隨葉面積的增大不斷增大，因此隨著葉面積增大，光合作用凈產量或干物質量從H點開始逐漸下降，圖（3）正確。對圖（4）來說，當CO2濃度較低時，光合作用強度小于呼吸作用強度，隨著CO2濃度逐漸增高，光合速率不斷增強，當達到CO2濃度飽和點后，隨著CO2濃度逐漸增高，光合速率不再增強，而當CO2濃度過高時，出現了所謂的CO2中毒，光合作用速率反而又下降，圖（4）正確。此題答案為C。

4. 光合作用中的“M”型曲線

光合作用中的“M”型曲線常表示植物在炎熱夏季凈光合速率與時間的關系。分析圖象時要注意分析兩個最高點與中間的低點之間曲線趨勢變化的原因。

例4 下圖表示的是一晝夜北方某作物植株CO2吸收量的變化。甲圖為盛夏的某一晴天，乙圖為春天的某一晴天。

（1）甲圖中有機物積累最多的是 點，兩圖中B點植物干重是否 （是/不是）均低于A點時的干重。

（2）甲圖中E點和D點相比較，葉肉細胞內的C3、C5、ATP和[H]的含量發生的變化依次是 。

（3）甲圖中DE段光合作用強度減弱的解釋是：由于中午 過高， 過強，葉片的氣孔關閉，使光合作用原料之一的 供應大量減少，以致 反應階段植物體內的五碳化合物不能與之結合，使 的形成大為減少。

（4）甲圖中FG段光合作用強度下降的原因是

，使光合作用的 反應減弱，為暗反應提供的 的生成量減少。乙圖DE段光合作用強度減弱的原因與甲圖中FG段光合作用強度下降的原因 （一樣/不一樣）。

解析：兩圖中縱坐標顯示的是凈光合作用速率。對甲圖來說，C與G之間凈光合速率大于0，因此在G點有機物積累最多。兩圖中AB段只有呼吸作用，因此B點植物干重均低于A點時的干重。

篇（4）

（1）表示凈光合量

植物（葉片）吸收CO量；植物（葉片）釋放O量；植物（葉片）積累葡萄糖量。

（2）表示總光合量（實際光合量）

葉綠體吸收CO量；葉綠體釋放O量；植物或葉綠體“產生”或“生產”葡萄糖量。

（3）左圖圖形分析

甲圖表示光合作用強度=呼吸作用強度，此時植物表現為既不吸收CO又不釋放CO，既不吸收O又不釋放O，該圖應對應于戊圖中曲線的B點。

乙圖表示葉綠體中吸收的CO除來自線粒體外還來自外界，此時光合作用強度＞呼吸作用強度，植物在外觀上將表現為吸收CO，同時向外界釋放O，該圖應對應于戊圖中的B點之后。

丙圖顯示葉綠體不吸收CO，即植物不進行光合作用，只有呼吸作用（處于暗處），此時植物釋放的CO=線粒體釋放的CO，該圖應對應于戊圖中的A點。

丁圖表示植物的呼吸作用強度＞光合作用強度，即線粒體所釋放的CO，除一部分被葉綠體捕獲用于光合作用外，還有些CO將釋放到外界，該圖應對應于戊圖中的AB段。

［例題］下圖A表示某綠色植物光合作用中光照強度和氧氣釋放速率的關系。圖B表示該植物在不同溫度（15℃和25℃）下，某一光照強度時氧氣釋放量和時間的關系。請據圖回答：

（1）當圖B縱坐標分別表示光合作用所產生氧氣的凈釋放量和總量時，則它們分別是在光照強度為 klx和 klx下的測定值25℃。

（2）若該植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO量/呼吸消耗的O量）為0.8，在25℃條件下，lh內呼吸作用放出的CO量為 mL。

（3）若該植物的呼吸商為0.8，在25℃、4klx光照強度下，該植物進行光合作用時除完全利用呼吸所產生的CO外，每小時還應從外界吸收CO mL。

（4）在4klx光照強度下，25℃時該植物每小時光合產生的葡萄糖量是15℃時的 倍，這主要是因為。

解析：（1）圖A中氧氣釋放速率零點以上應為凈光合量，零點上下總量為總光合量，當圖B中縱坐標表示光合作用所產生O的凈釋放量時，我們讀取的25℃下，O值為50mL/60min，則圖A中當O凈釋放量為50mL/h時，應為零點以上50mL/h，此時所對應的光照強度應為4klx。

而當圖B中縱坐標表示光合作用所產生O的總釋放量時，我們在其中讀取50mL/60min時，應對應于圖A中零點以上30mL/h，因該溫度下，植物的呼吸作用能消耗20mL/h的氧氣，則當圖A中25℃下處于零點以上30mL/h時，所對應的光照強度應為2.5klx。

（2）若植物的呼吸商即呼吸放出CO量/呼吸消耗O量=0.8，在25℃條件下，設lh內呼吸作用放出的CO量為xmL，而此時呼吸消耗O量為20mL/h，則有x/20=0.8，求得x為16mL/h。

（3）若該植物的呼吸商為0.8，因25℃、4klx下，植物的總光合量為50+20=70（mL/h），此時呼吸作用可提供CO為16mL，則每小時仍需從外界吸收CO量為70-16=54（mL）。

（4）4klx下25℃時植物每小時光合總量為70mLO，而15℃時植物每小時光合量為40+10=50（mL），因而二者所產生的葡萄糖量比值應為70/50=1.4。

答案：（1）42.5（2）16（3）54（4）1.4溫度影響光合作用中酶的活性

［變式題］（2007年上海）下圖表示三種植物葉片光合作用速率的日變化。請據圖回答：

（1）光合作用速率與呼吸作用速率相等的時刻，a植物葉片出現在 ，c植物葉片出在 。

（2）在6：00―8：00時之間，單位時間內吸收CO最多的是 植物葉片。

（3）b植物葉片在晴天中午光照強烈時，光合作用速率出現了低谷，這一現象被稱為光合作用的“午休現象”。產生這一現象的主要原因有。

（4）c植物葉片一天內光合作用速率變化的特點是。

（5）從圖中的結果推測，三種植物葉片一天內有機物積累量多少的順序是 。

（6）在一定的CO濃度和適宜溫度下，把某植物葉片置于5klx（光合作用速率44mg CO/100cm葉?h）光照下14h，其余時間置于黑暗中（呼吸作用速率6.6mg CO/100cm葉?h），則一天內該植物25cm葉片葡萄糖積累量為 mg。

解析：（1）從圖中可以看出，a植物葉片光合速率與呼吸速率相等的時刻在19：00和5：00左右，c植物出現在10：00和15：00左右。

（2）從圖中可以看出，6：00―8：00CO吸收最多的是b植物。

（3）中午光照最強、溫度高，為減少水分散失，氣孔關閉，進入葉肉細胞的CO量減少。

（4）根據圖中曲線可以得出結論。

（5）根據圖中三條曲線變化可以得出三種植物葉片一天內有機物積累是多少的結論：a＞b＞c。

（6）一天內該植物每100cm葉片凈利用CO量=14h光合作用利用CO量-24h呼吸作用產生CO量=44mg/100cm×14-6.6mg/100cm×24=457.6mg/100cm，根據公式：6CO+12HO6O+12HO+CHO，一天內該植物每25cm葉片葡萄糖凈積累量：180×457.6/6×44/4=78mg。

答案：（1）19：00、5：0010：00、15：00；（2）b；

（3）中午光照強烈，為減少體內水分散氣孔關閉，通過氣孔進入的CO量減少；

篇（5）

“光合作用與生物固氮”是人教版高中《生物》選修本的第二章，該章內容與必修本中的“光合作用”有著密切聯系，在整個選修本中占有重要地位。本人在長期的課堂教學及試卷批改中發現，較多學生由于概念混淆和對教材知識理解程度不夠，容易在下面四個知識點出錯。現匯總如下，并以例題解析：

一、 凈光合速率與總光合速率

單位葉面積在單位時間內吸收CO 的量或釋放O 的量，稱為光合速率。注意：一般測定光合速率的方法都沒有把葉片的呼吸作用考慮在內，所以測定的結果實際上是光合作用減去呼吸作用的差值，稱為凈光合速率。如果把測定的凈光合速率加上呼吸速率，則得到真正的光合速率，即總光合速率。

例1. 將一新鮮葉片放在特殊的裝置內，給予不同強度的光照。測到氧氣釋放量如下表所示：

對該數據分析，錯誤的是（）。

A. 該葉片呼吸作用吸引O 的速率為0.2ul/(ul/cm ?min)

B. 光強為2klx時，光合速度與呼吸速度相等

C. 光強為8klx時，光合作用釋放O 的速率為0.8ul/(ul/cm ?min)

D. 光強超過10kLx后，光合速率不再提高

解析：該題的關鍵在于理解表格中釋放O 的速率代表的是凈光合速率還是總光合速率。裝置內的葉片只有在光合作用大于呼吸作用時，才會釋放出O ，也就是說測定到的釋放O 的速率代表是葉片在裝置中所釋放的O ，代表的是凈光合速率。而C選項中光合作用釋放O 的速率代表的是總光合速率，因為O 就是通過光合作用所釋放的?？偣夂纤俾蕬撌莾艄夂纤俾逝c呼吸速率之和，應該為0.8+0.2=1.0，因此C選項錯誤。

例2. 以測定的CO 吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是（）。

A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等

B. 光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多

C. 溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少

D. 兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等

解析：該題的關鍵也在于理解坐標圖中的虛線(光照下CO 的吸收量)代表的是凈光合速率還是總光合速率。吸收的CO 是指植物體在利用了自身呼吸作用產生的CO 進行光合作用的前提下，再從周圍空氣中所吸收的CO 。因此虛線實際代表的是凈光合速率，實線則代表的是呼吸速率。A、C選項中所說的光合作用制造的有機物的量代表的是總光合量，B選項中所說的植物積累的有機物量代表的是凈光合速率。在35℃下凈光合速率為3.5，呼吸速率為3.0；在30℃下凈光合速率為3.0，呼吸速率為3.5。因而在1小時內，在這兩個溫度條件下光合作用制造的有機物都為6.5。正確選項為A。在25℃條件下植物積累的有機物量最多，因而B選項錯誤。在溫度為25℃時凈光合速率為3.75，呼吸速率為2.25，總光合速率為6.0，低于30℃時總光合速率，因而C選項錯誤。在兩曲線交點，虛線的值不為零，光合速率大于呼吸速率，因而D選項錯誤。

二、 光能利用率與光合作用效率

光能利用率是指單位土地面積上，農作物通過光合作用所產生的有機物中所含的能量與這塊地所接受的太陽能的比。綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含能量與植物所吸收光能的比稱為光合作用效率。對于大田栽培來說，一塊地一年能接受多長時間的光照，能接受多少太陽能，非人力所能控制，因而一塊面積已經固定的地，要想提高光能利用率，就必須想辦法提高有機物的合成總量。方法有三：一方面是延長光合作用時間，主要是指提高復種指數，將一年一熟改為一年兩熟、一年多熟。這樣，雖然這塊地在這年內的光照時間沒有隨復種指數的提高而改變，但光合作用的時間卻延長了，使有機物合成總量增多。另一方面，可以增大光合作用的面積，主要指進行合理密植，通過控制葉面積指數，使每一熟的農作物總體積累的光合產物最多。方法三就是要提高農作物自身的光合作用效率。光合作用效率與進行光合作用所需的各種條件有關，如CO 的濃度、光照強弱、水分、溫度和土壤PH等。由此可見，提高農作物自身光合作用效率可以提高農作物對光能的利用率，而提高了農作物對光能利用卻并不一定就提高了農作物的光合作用效率。絕不能將提高光能利用率與提高光合作用效率等同起來。

例3. 合理施肥能提高光能利用率,下列敘述除哪項外都與提高光合作用效率密切相關（）。

A. N使葉面積增大,增大了光合作用的面積

B. N是光合作用產物蛋白質的必需元素

C. N是NADP 和ATP的組成成分,可以提高光合能力

D. K促進光合產物的運輸

解析：B、C、D三項都暗含了要保證必需礦質元素的供應從而提高光合作用效率。A選項也提到了N元素，不可否認保證N元素的供應可以通過合成與光合作用相關的酶、葉綠素、ADP和NADP 等而提高光合作用的效率，但A選項重點強調的是增大了光合作用的面積。而增大光合作用面積只能提高農作物對光能的利用率，卻不能提高農作物自身的光合作用效率。答案應該選A。

三、 C 途徑與C 途徑

C 途徑、C 途徑是指CO 的固定途徑。在試卷批改中，發現有不少學生對這兩條途徑的反應物與產物、C 植物和C 植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞中發生的反應容易混淆。

例4. 在C 途徑與C 途徑，CO 被固定為（）。

A. C 和C B. PEP和C C. C 和PEPD. C 和PEP

解析：在每屆的高三學生當中，這道題有不少學生選C。CO與C 相結合反應形成C ，這就是C 途徑。在C 途徑中，C 是反應物，C 是產物。CO 與PEP相結合形成C ，這就是C 途徑。在C 途徑中，PEP是反應物，C 是產物。所以應該選A。

例5. 既能吸收光能、又能將CO 轉變為(CH O)的細胞是（）。

A. C 植物的葉肉細胞 B. C 植物的維管束鞘細胞

C. C 植物的葉肉細胞 D. C 植物的維管束鞘細胞

解析：C 植物維管束鞘細胞沒有葉綠體，不能進行光合作用，而進行光合作用的細胞只是葉肉細胞，其葉肉細胞含結構完整的葉綠體，也能進行光合作用全過程。C 植物進行光合作用的細胞有葉肉細胞和維管束鞘細胞，但其維管束鞘細胞的葉綠體不含基粒，不能進行光合作用，只能進行暗反應的C 途徑和C 的還原，其葉肉細胞雖然含有結構完整的葉肉細胞，但不能進行光合作用全過程，只能進行光反應和暗反應的C 途徑。因此該題應該選A。

四、 生物固氮與自養型

有很多學生容易將根瘤菌等固氮生物全當做自養型生物，這是不正確的。自養型生物與異養型生物最根的區別在于自養型生物能將無機物轉變成自身所需要的有機物，異養型生物卻不能夠。而固氮是指固氮微生物將大氣中的氮還原成氨的過程，只是將一種無機物轉變成另一種無機物，它不能直接與生物的代謝類型掛鉤。在固氮微生物中，有的是自養型生物，如固氮藍藻，而更多的卻是異養型生物，如根瘤菌等具有固氮功能的細菌或部分的放線菌。

例6. 下表是關于三種生物的能源、碳源、氮源、光合色素的描述。

描述正確的生物是（）。

A. 硝化細菌、固氮藍藻和根瘤菌

B. 硝化細菌、固氮藍藻

C. 固氮藍藻

D. 根瘤菌

解析：硝化細菌的能源和氮源都是NH 。根瘤菌是異養型生物，它的能源應是氧化有機物。固氮藍藻既能固氮，也能利用光能進行光合作用，因此答案為C。

篇（6）

這類題型，實驗生物材料一般是萌發種子、酵母菌或綠色植物材料，但須避光處理。不加說明的話，默認底物是葡萄糖，原理就是書本中有氧呼吸、無氧呼吸（酒精+CO2類）反應式。前者的特點是氣體體積恒定的反應，后者的特點是氣體體積增大的反應。

例1 下圖是用等量葡萄糖配置的適宜濃度的培養液，培養相同的酵母菌，適宜且相同溫度培養，其他條件見圖中信息。下列有關酵母菌的呼吸類型說法錯誤的是（ ）。

■

■

答案：C

二、測定呼吸底物

生物呼吸作用的底物（有機物）種類及含量的差異，會導致呼吸作用釋放的CO2與吸收的O2比發生差異，這可用呼吸商表示：呼吸商（Q）=■。呼吸作用的底物為葡萄糖時，只進行有氧呼吸時，呼吸商等于1，放清水對照裝置中有色液滴不移動。若同時進行有氧呼吸和無氧呼吸時，呼吸商大于1，對照中有色液滴向右移動。當呼吸作用分解脂肪和蛋白質時，呼吸商都小于1，則對照的有色液滴向左移動，這是因為兩種物質的氫碳的百分比大。

例2 為了測定種子萌發時的呼吸商，現準備了3只玻璃瓶、瓶塞、帶刻度的玻璃管、發芽的蠶豆種子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等。1號玻璃瓶的實驗裝置如圖所示。

■

（1）1號玻璃瓶內的氣體變化還不足以求出發芽蠶豆的呼吸商，由此還要利用2號玻璃瓶來測定發芽蠶豆呼吸作用過程中的某一種氣體的變化。請根據1號圖及題干中的器材與試劑，說出2號圖裝置與1號圖的不同：_________，以此可以測出__________量。

（2）若1號裝置測出的實驗數據（墨滴移動量）為X，2號裝置所測得的實驗數據（墨滴移動量）為Y（2號裝置中墨滴左移），則呼吸商計算式為：_________

___________。如果呼吸商小于1時，說明__________

____________。

（3）為了糾正環境因素引起的實驗測量誤差，須設3號裝置。應對3號裝置做何處理：_____________。

答案：（1）試管中的液體應用同體積的清水，種子吸收的氧氣量與釋放的二氧化碳氣體量的差值；（2）（X-Y）/X，呼吸底物中含脂肪；（3）用死種子，試管中放等量的清水。

三、計算呼吸作用速率和光合作用速率

測定呼吸作用強度，裝置內小燒杯中放入NaOH溶液，而測定光合作用強度，小燒杯中放入NaHCO3溶或者CO2緩沖液，對照組裝置中放入死種子如煮熟的種子。

例3 如右圖為探究植物光合作用速率的裝置。實驗開始時，針筒的讀數是0.2mL，水滴位置在X。恒溫30min后，將針筒容量調至0.6mL，水滴位置恢復到X。若以氧氣的釋放量來表示光合作用速率，則該植物的光合作用速率是________mL/h，該數值比實際的光合作用速率低，原因是_________

__________。

答案：0.8；植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣。

四、比較光合作用與呼吸作用強度

CO2因緩沖液的存在，體積保持不變，氣體體積的變化是由O2引起的。當凈光合作用大于零時，裝置內O2增多，液滴位置外移；當凈光合作用等于零時，液滴不移動；當凈光合作用小于零時，裝置內O2減少，液滴位置內移。

五、比較動物代謝的耗氧量

篇（7）

（1）生物傳感器：

生物傳感器是近幾十年內發展起來的一中新的傳感器技術，各種生物傳感器都具有以下共同特點：包含一種或多種生物活性材料及能把生物活性表達的信號轉化為電信號的物理或化學傳感器，兩者結合在一起，用現代化微電子的自動化儀表進行生物信息再加工，構成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統。

（2）測量原理：

在各實驗裝置中，通過改變某一自變量研究光合作用強度大小，光照度傳感器溶氧傳感器電極置于實驗瓶內，將測得瓶中溶解氧濃度的變化值傳送至數據采集器接口進行實驗數據的記錄和分析。

（3）知識背景：

光合作用的實質是植物利用光能，把水和二氧化碳合成有機物同時釋放氧氣的過程，其中影響植物光合作用強度的環境條件有：二氧化碳濃度、光質、光強度、溫度、酸堿度等。實驗中設置不同自變量，利用水生蜈蚣草在進行光合作用過程中產生的氧引起水中溶解氧含量的改變，從而反映出相應環境因素對光合作用的影響。

2 實驗設備和材料

帶USB接口的計算機，數據采集器，光照度傳感器、溶氧傳感器，朗威DISLab軟件，大小、苗嶺、長勢相同的水生蜈蚣草多株，光源，可密封玻璃瓶，水浴鍋，自來水，冷開水，質量分數為0.125%的NaHCO3溶液，質量分數為15%的HCl溶液，質量分數為15%的NaOH溶液等。

3 實驗步驟

3.1學生準備

將全部學生均分為10組，其中每兩組實驗內容相同。全組成員分工合作，各司其職。

3.2進行實驗

（1）材料預處理。將選好的等量水生蜈蚣草分別置于3只實驗瓶內，放在暗箱內一夜。

（2）連接計算機、數據采集器及溶解氧傳感器、光強度采集器，打開計算機，進入實驗軟件系統。點擊“通用軟件”，系統自動識別所接入的傳感器，并顯示溶解氧數值及光照度數值。

（3）分別將溶解氧傳感器電極置于三瓶內，待示數穩定后測得瓶中溶解氧濃度初始數據。

（4）記錄數據，實驗數據見表1～表5

（5）實驗數據分析：

①自來水和冷開水中溶解氧數值均下降，說明植物呼吸作用強度大于光合作用強度，且無二氧化碳時植物光合作用幾乎不能進行。

②藍光照射時光合作用強度大于紅光照射，紅光照射時光合作用強度大于綠光照射時。

③在一定光照強度范圍內，植物光合作用隨光照強度的增加而增強。

④溫度較低，植物光合作用強度較溫度適宜時弱，但當溫度過高時植物光合作用強度急劇下降。

⑤實驗瓶中加酸或堿時植物光合作用強度下降，且加酸后植物光合作用為負增長。

篇（8）

光合作用與細胞呼吸是高中生物的主干知識和歷年高考命題的熱點，特別是影響光合作用和細胞呼吸的因素及在農業生產中的應用更是高考命題的重中之重，并常綜合圖表考查學生對信息的分析和處理能力。本文結合典型例題就光合作用與細胞呼吸中曲線表格題的解題思路和方法進行分析。

一、曲線題解題策略

坐標曲線題能將大量的信息隱藏在圖像之中，較全面地考查學生獲取、處理和用運信息的能力。解題的關鍵是做到以下幾點：一是明確縱橫坐標的含義；二看曲線的特殊點（起點、頂點、轉折點、交叉點、終點）所示的含義；三看曲線的變化趨勢，如上升、平衡、轉折等。

例題：圖中甲表示A、B兩種植物光合效率隨光照強度的變化曲線，乙表示將A植物放在不同濃度CO環境條件下，A植物光合效率受光照強度影響的變化曲線，請分析回答：

（1）在較長時間連續陰雨的環境中，生長受到顯著影響的植物是 。

（2）圖甲中的“b”點表示 。

（3）在c點時，葉綠體中ADP的移動方向是 。

（4）e點與d點相比較，e點時葉肉細胞中C的含量 ；e點與f點相比較，e點時葉肉細胞C中的含量 。（填“高”“低”或“基本一致”）

解析：本題以曲線形式考查光合作用的影響因素和學生的識圖、分析推理能力。從圖甲中可以看出a點時完全沒有光照，此時光合作用強度為零，此點對應的值為呼吸速率；b點時光合作用強度與呼吸作用強度相等，該點對應的光照強度為光補償點；c點光合作用強度達到最大，即c點對應的光照強度為光飽和點。曲線a到c段，光合速率隨著光照強度的增強而增大，這時光照強度通過影響光反應限制光合速率；c點以后光合速率不在隨著光照強度的增強而增加，此時限制光合作用的因素將是CO等。

（1）A和B兩條曲線相比較，B植物適宜在弱光下生長,長時間連續陰雨A植物生長受影響。

（2）b點對應的光照強度為光補償點。

（3）考查葉綠體中ATP的合成與水解，即光反應與暗反應的場所。ADP由葉綠體基質移向類囊體膜合成ATP。

（4）分析圖乙可知，d點與e點比較，CO濃度相同，而光照強度d點低于e點，影響光反應，產生的ATP和NADPH不足，C的還原受阻，因此葉肉細胞中C的含量d點高于e點；e點與f點相比，光照強度相同，是CO濃度對光合速率的影響，f點CO的濃度低，暗反應中CO的固定受限制，而e點不受影響，因此葉肉細胞中C的含量e點較高。

二、表格題及解題策略

表格數據題以表格的形式呈現數據，通過數據的變化及關系反映生物學現象及規律之間的聯系，具有文字量小、信息量大、直觀明了的特點，有利于考查學生分析和處理信息的能力。

例題：為了探究植物體呼吸強度的變化規律，研究人員在不同的溫度和不同的氧含量下，測定了一定大小新鮮菠菜葉的CO釋放量（表中為相對值），請據表分析回答：

（1）為了能使實驗數據真實地反映呼吸強度的變化，在實驗環境條件上應特別注意的是什么？為什么？ 。

（2）表中數據反映出當氧含量從0.1%上升到3.0%時，CO釋放量下降，其原因是O含量上升，抑制了 呼吸的 階段；當氧含量從20%上升到40%時，植物呼吸強度的變化是 。其原因 。

（3）就圖中數據分析，蔬菜長期貯藏的最佳環境控制條件是 。此條件下植物細胞內CO的產生場所是 。

篇（9）

沉水植物通過光合作用改善水中的溶氧條件。光合作用受溫度、光照和pH值等多種環境因子的綜合影響。了解沉水植物的光合特征是解釋各種沉水植物在水中的分布格局和群落演替的基礎，也是人工配置沉水植物群落時，選擇種類及群落種類配置的科學基礎。

穗狀狐尾藻（MyriophyllumspicatumL.）是一種多年生沉水植物。適應性極強，為世界廣布種。在我國分布于南北各地池塘、湖泊、河溝、沼澤中。本實驗研究了若干環境因子對穗狀狐尾藻光合作用的影響，為沉水植物恢復重建時物種選擇及正確選擇深度適宜的區域種植穗狀狐尾藻提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料及器材

穗狀狐尾藻采自重慶大足龍水湖，移植于西南農業大學水產與水文學院的實驗池塘中。試驗時選取茁壯程度比較一致的植株。

穗狀狐尾藻的室內培養在LRH-150-G光照培養箱中進行，光照強度用JD-1A型水下照度計測定，pH值用PH-1S型pH計測定，溶氧用碘量法測定。

1.2試驗方法

1.2.1光照、溫度對穗狀狐尾藻光合作用的影響

選取形狀一致、質量（0.3001±0.0008g）相同的新鮮穗狀狐尾藻頂枝，向175ml的磨口透明試劑瓶中加入充分曝氣的自來水，用小鑷子將新鮮穗狀狐尾藻頂枝放入黑白瓶中，使其充分舒展開來，且瓶中無氣泡。用口向瓶中水體吹氣10s，以提供光合作用所需的CO2。瓶子加蓋后放置于已調好溫度的水浴盆中，并將水浴盆放入光照培養箱中。在5℃，某一光照條件下進行培養，2h后取出，測定瓶中溶解氧的變化，推算在此條件下穗狀狐尾藻的凈產氧量。通過開燈管數來調節光照強度。用相同方法測定10℃、15℃、20℃和25℃，在不同光照條件下穗狀狐尾藻的凈產氧量?；貧w分析計算出穗狀狐尾藻在不同溫度下的光補償點[1，2，3]。

1.2.2pH值對穗狀狐尾藻光合作用的影響

重慶地區人工水域（池塘、水庫等）和自然水域（湖泊、江河）的pH值大多呈中性偏酸，即使在水生植物大量生長季節也很難超過9，據此本試驗設定pH值范圍為4.1～10.0。

用濃度為0.1N的HCl、NaOH、NaHCO3溶液調節曝氣12h的自來水pH值至4.1、5.4、6.4、7.2、8.2、9.1、10.0，分別加入到150ml的磨口透明試劑瓶中。穗狀狐尾藻頂枝加入和處理同1.2.1。瓶子加蓋后放置于水溫為12.5℃的水浴盆中，光照強度設定為6000lx。

1.2.325℃穗狀狐尾藻光飽和點的測定

選擇水溫為25℃時測定穗狀狐尾藻的光飽和點，原因是重慶地區常年云霧多、日照少，當水溫高于25℃時（8月份），強光照的天數比較多，易引起光抑制。

在8月份，選擇光照強烈的晴天中午，于150ml的磨口試劑瓶中裝滿經充分曝氣的自來水，穗狀狐尾藻頂枝加入和處理同1.2.1。把瓶加蓋橫放于室外盆內水浴中。盆內水溫用冰塊控溫，溫度控制在25℃±1℃。用遮蔭的辦法調節光照強度。每次試驗曝光時間2h，其間每15min測定一次光照強度，各次測定數據的平均值作為2h試驗期間的光照強度。2h后用碘量法測定瓶中的溶解氧含量。推算其在某一光照下穗狀狐尾藻的凈產氧量，找出光飽和點值。

2結果與討論

2.1溫度和光照強度對穗狀狐尾藻光合作用的影響

在不同溫度條件下，穗狀狐尾藻凈產氧量的測定結果如下:

圖15℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖210℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖315℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖420℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖525℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖6穗狀狐尾藻在不同溫度下的呼吸耗氧量

由圖1～圖5可知,在每個溫度水平上，光照強度0lx～6000lx時，穗狀狐尾藻的凈產氧量隨著光照強度的增強而增加，穗狀狐尾藻的凈產氧量與光照度成線性關系。

由圖6可知，穗狀狐尾藻的呼吸耗氧量隨溫度的上升而增大。

光補償點是植物的光合強度和呼吸強度達到相等時的光照度值。對水生植物來說，光補償點所在深度是光補償深度，是沉水植物在湖泊等自然水體中向深層分布的界限。在光補償點以上，植物的光合作用超過呼吸作用，可以積累有機物質。光補償點以下，植物的呼吸作用超過光合作用，此時非但不能積累有機物質，反而要消耗貯存的有機物質。如長時間在光補償點以下，植株將逐漸枯黃以致死亡。因此植物正常生長所需的最低光照度必須高出其補償點，由回歸方程求得，5℃時穗狀狐尾藻的光補償點為45lx；10℃為173lx；15℃為308lx；20℃為418lx；25℃為495lx。由此可見，穗狀狐尾藻的光補償點隨溫度的升高而增大。原因是當溫度升高時，呼吸作用增強，光補償點隨之上升。

劉國才[4]對白音花水庫冰下水生維管束植物的研究表明，穗狀狐尾藻的光補償點為160lx，但未指明水溫，但水溫應該在0～4℃。劉國才[5]在對冰下水生維管束生產力的研究中測得穗狀狐尾藻光補償點為207lx（2.5℃，pH7.5）。而據任南[6]等人的有關環境因子對東湖幾種沉水植物生理的影響研究結果表明，狐尾藻4℃下為2331x；15℃下為4241x；20℃下為658lx。劉國才、任南以及本試驗所測得穗狀狐尾藻的光補償點三者之間都存在較大差異，究其原因可能與狐尾藻選材的茁壯程度、材料的處理方法上、試驗條件的設定以及長期適應不同地區的生活環境等有關。劉國才冰下水生維管束生產力的研究的試驗用水pH為7.5；任南試驗所用的穗狀狐尾藻取自武漢東湖，東湖整個湖區平均pH為8.5；本試驗用水的pH為6.8～6.9。高pH條件下，水中缺乏無機碳源會抑制光合作用。而酸性條件下無機碳源（CO2、HCO3-）要豐富些，有利于光合作用的順利進行。劉國才所用的穗狀狐尾藻取自內蒙古；任南是從武漢東湖采集的；本試驗所用的穗狀狐尾藻采自重慶大足龍水湖，移植于校內實驗池塘中暫養。因穗狀狐尾藻長期適應不同地區的生活環境導致所測得的結果存在較大的差異。

2.2pH值對穗狀狐尾藻光合作用的影響

圖7不同pH值下穗狀狐尾藻凈產氧量的變化

由圖7可知，穗狀狐尾藻凈產氧量在pH值為5.4時最大。pH值為5.4～6.4時，光合作用旺盛。在pH值為5～10時，隨著pH值的增加，穗狀狐尾藻的光合作用強度降低，在堿性條件下凈產氧量出現負值。該現象可以從兩方面解釋，一是在酸性條件下，穗狀狐尾藻有充足的碳源（CO2和HCO3－）可以利用，有利于光合作用的進行，而在堿性條件下，可利用碳源不足，光合用受限制[33]；二是試驗開始時穗狀狐尾藻已經在池塘里生長了一個半月，完全適應了池塘的水環境。學校池塘的特點是水位低，池水主要靠降雨來補充，試驗過程中測得試驗池塘的pH值為6.2。這些可能是穗狀狐尾藻在偏酸的水體中光合作用較旺盛的原因。

蘇勝齊等[7]有關pH值對菹草光合作用影響的試驗表明，在pH為5～11時，隨著pH值的增加，菹草光合作用強度降低，二者呈負相關。由此可見菹草也適宜在中性偏酸的環境中生長。

2.325℃穗狀狐尾藻的光飽和點

圖825℃時光照強度與穗狀狐尾藻凈產氧的關系

在一定的光強范圍內，植物的光合強度隨光照度的上升而增加，當光照度上升到某一數值之后，光合強度不再繼續提高時的光照度值稱為光飽和點。

由公式計算可知，在水溫25℃時穗狀狐尾藻的光飽和點為58,136lx。由圖8可知，當光照強度超過飽和光照強度后，隨著光照強度增加，穗狀狐尾藻的光合速率明顯下降。穗狀狐尾藻的光合作用表現出強光抑制現象。

3結論與討論

3.1穗狀狐尾藻光合作用的光補償點和光抑制

在溫度5℃、10℃、15℃、20℃和25℃，光照0～6000lx時，穗狀狐尾藻的凈產氧量隨光照的增強而升高?；貧w分析計算出穗狀狐尾藻在不同溫度下的光補償點，分別為45lx、173lx、308lx、418lx、495lx。穗狀狐尾藻生長的光補償點隨水溫的上升而逐漸增加。由此可知，低溫季節穗狀狐尾藻對水體透明度的要求不高；高溫季節則須采取措施提高水體的透明度，這樣才有利于穗狀狐尾藻的生長[8，9]。在富營養化環境中，沉水植物要維持對藻類的優勢，必須在水表形成冠層并具備相對高的豐度[10]。要在水表形成冠層并具備相對高的豐度，光合作用就應該有較小的強光抑制。試驗表明穗狀狐尾藻存在光抑制現象（水溫25℃，光飽和點為58,136lx），但在全光照條件下仍能保持一定光合速率。

3.2穗狀狐尾藻的光合作用對pH條件的適應

穗狀狐尾藻的光合作用在中性偏酸的水體中較旺盛。在pH值為5～10，隨著pH值增加，穗狀狐尾藻光合作用的強度降低。李恒[11]在對云南高原湖泊中植物研究時發現pH值高達9.2的水體中仍有穗狀狐尾藻生長，任南等人的研究表明，穗狀狐尾藻具有較強的耐受水體高pH值的能力[4]。綜合上述試驗結果及他人的研究成果，認為穗狀狐尾藻能夠耐受較寬的pH值范圍。

綜上所述，穗狀狐尾藻由于具有較低的光補償點、對pH值有較大范圍的耐受能力以及非光合莖的存在（非光合莖對植株在深水地段定居生存有重要的生態適應意義。穗狀狐尾藻莖植株下部可形成沒有葉片的莖，稱為非光合莖。其暗呼吸只是光合莖的19.1％[12]，能量消耗較低。因此非光合莖的存在，使得穗狀狐尾藻可扎根在更深的水底，在較深的水體中生存。一般認為，3倍透明度以下水草難以生存[10]。滇池目前水體的透明度只有40～45cm，原有的絕大多數沉水植物都已消失，但在一些水深2.5m的水域仍有穗狐尾藻生長[13]，在水生植被的恢復工程中可作備選擇的物種之一。還應注意，植物群體的光補償點較單株為高。因為群體內葉子多，相互遮蔭，當光照度弱時，上層葉片還能進行光合作用，但下層葉片呼吸作用強，光合作用弱，所以整個群體的光補償點上升。這一點在確定沉水植物適宜種植水深時不能忽視。

參考文獻

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4劉國才.白音花水庫冰下水生維管束植物的研究[J].華北農學報，1994，9（1）:121-125

5劉國才,金天明,崔雅杰.冰下水生維管束植物生產力的研究[J].水生生物學報，1996，20(4):383-386

6任南,嚴國安,馬劍敏,等.環境因子對東湖幾種沉水植物生理的影響研究[J].武漢大學學報（自然科學版）,1996,42(2):213-218

7蘇勝齊，姚維志.環境對菹草生長和繁殖的影響及菹草對富營養化水凈化能力的研究[D].西南農業大學,2001:9-27

8陳開寧,強勝,李文朝.蓖齒眼子菜的光合速率及影響因素[J].湖泊科學,2002,14(4):357-362

9陳開寧.篦齒眼子菜生物、生態學及其在滇池富營養水體生態修復中的應用研究[D].南京農業大學,2002：18-22,58-72

10劉建康.高級水生生物學[M].北京：科學比版社,1999,137,225-240

篇（10）

1.從考查內容看：涉及葉綠體中色素的作用及其提取和分離、有關光合探究的幾個經典實驗、光合作用過程及影響光合作用強度的因素。主要集中在以下三個知識點：①光合作用的過程（重點是光反應、暗反應中的物質變化和能量變化）；②光照強度、溫度、二氧化碳濃度等因素對光合作用強度的影響以及對光合作用的產物、中間產物含量的影響；③光合作用和細胞呼吸的相互影響。

2.從考查形式看：有選擇題和簡答題兩種題型。試題普遍聯系生產生活實際，常以實驗分析或圖表曲線的形式綜合考查，靈活性強、難度較大。

要點解讀

一、實驗：綠葉中色素的提取和分離

1.實驗原理

（1）提取原理：色素能夠溶解在有機溶劑中，所以用有機溶劑提取綠葉中的色素。

（2）分離原理：葉綠體中的色素不止一種，它們都能溶解在層析液中。它們在層析液中的溶解度不同，所以其在濾紙上的擴散速度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。最終，色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離。

3.實驗步驟

提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細線分離綠葉中的色素觀察與記錄。

4.實驗結果及說明

色素名稱含量溶解度擴散速度吸收光的顏色作用

葉綠素a最多較低較慢

葉綠素b較多最低最慢主要吸收紅光和藍紫光

胡蘿卜素最少最高最快

葉黃素較少較高較快主要吸收藍紫光

吸收、傳遞和轉換光能

5.注意事項

（1）應選擇新鮮成熟的綠色葉片，不要選擇幼嫩、發黃的葉片。

（3）濾紙要干燥處理。畫濾液細線時，應以細、直、顏色濃綠為標準，重復畫線時必須等上次畫線干燥后再進行。

（4）無水乙醇和層析液都易揮發，且層析液有一定毒性，故研磨速度要快，收集的濾液要用棉塞塞住試管口，層析時燒杯要加蓋。

（5）層析時，濾液細線不能觸及層析液，否則色素會溶解在層析液中。

（6）因為液泡內也有花青素等水溶性色素，所以本實驗一定要用無水乙醇提取色素，否則色帶數目將不止4條。

二、光合作用的探究歷程

光合作用的發現過程中，有很多科學家做了研究。高考試題往往以這些經典實驗為范本，經過改編，以新的情境考查學生對這些研究過程涉及的實驗手段和實驗思想的理解。復習時，要抓住自變量、因變量、實驗方法、實驗處理等方面。

1.變量分析

（1）普里斯特利：密閉的玻璃罩是否加植物為自變量，蠟燭燃燒時間或小鼠存活時間為因變量。

（2）薩克斯：自身對照，自變量為是否照光（一半曝光與另一半遮光），因變量為葉片是否制造出淀粉。

2.實驗處理

（1）薩克斯：暗處理的目的是消耗掉葉片中原有的淀粉，避免干擾。

（2）恩格爾曼：將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環境中，排除了環境中光線和氧的影響。利用好氧細菌的特性，準確地判斷水綿細胞中釋放氧的部位。

三、光合作用過程

1.圖解

四、影響光合速率的因素

光合速率是光合作用強度的指標，它是指單位時間內單位面積的葉片合成有機物的速率。

1.內部因素

植物種類（如陰生植物和陽生植物），同一植物不同生長階段、不同部位的葉片和葉片年齡等。

葉齡曲線的分析：OA段為幼葉，隨幼葉的不斷生長，葉面積不斷增大，葉內葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合作用速率不斷增加。AB段為壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處于穩定狀態，光合速率也基本穩定。BC段為老葉，隨葉齡的增加，葉片內葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。

應用：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉。

2.環境因素

（1）光照

光照條件包括光的成分、光照強度、光合面積等。

①光的成分

由于色素吸收可見光中的藍紫光和紅光最多，吸收綠光最少，故不同顏色的光對光合速率的影響不一樣。

應用：溫室栽培時，用無色透明的玻璃（或塑料膜）做頂棚，能提高光合作用速率。

②光照強度

實驗二：為了研究某種水草的光補償點（植物光合作用吸收的二氧化碳量與呼吸作用釋放的二氧化碳量相等時的光照強度），科研人員設計了如下實驗。試管中放入相同的水草和等量的BTB溶液（BTB是一種靈敏的酸堿指示劑，對光不敏感，其一定濃度的水溶液中性時無色，偏堿性時呈藍色，弱酸性時呈黃色）。

（1）葉綠體中光合磷酸化發生的場所是。

（2）實驗一在黑暗中進行的目的是。根據實驗結果，葉綠體中ATP形成的原動力來自于。

（3）正常光照條件下，類囊體膜內水光解產生的是其pH降低的因素之一。

（4）實驗二中，一段時間后，距離熒光燈60cm處的試管無顏色變化，這說明。

（5）一段時間后，請預期2號、5號試管內的顏色分別是、。

（6）實驗二中，用熒光燈比白熾燈更好，原因是。

解析：（1）光合磷酸化就是合成ATP，葉綠體中合成ATP的場所是類囊體薄膜。（2）因為實驗目的是探究ATP形成的原動力，而光下，ADP、Pi會利用光能合成ATP，為了排除這種影響，選擇黑暗環境。觀察圖知，類囊體所處的溶液pH從4上升到8，立即加入ADP和Pi就可以合成ATP，平衡后就不行。說明葉綠體中ATP形成的原動力來自于類囊體膜兩側的pH差。（3）水光解的產物是[H]和氧氣，其中[H]是pH降低的因素之一。（4）距離熒光燈60cm處的試管無顏色變化，說明植物光合作用吸收的二氧化碳量與呼吸作用釋放的二氧化碳量相等，此時的光照強度為該水草的光補償點。（5）2號試管距離變大，光強減弱，光合作用強度減弱，吸收CO2減少，溶液pH下降。5號試管恰好相反。根據BTB試劑的特點，2號、5號試管內的顏色分別是黃色、藍色。（6）實驗二的實驗目的是研究光照強度對光合作用的影響，熒光燈比白熾燈產生的熱量少，可以避免溫度變化對光合作用的影響。

答案：（1）類囊體薄膜（2）避免光照對ATP合成的影響類囊體膜兩側的pH差（或類囊體膜內側pH小于外側）（3）[H]（4）距離熒光燈60cm處的光照強度為該水草的光補償點（5）黃色藍色（6）熒光燈產生的熱量少，避免溫度對光合作用的影響

6.在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，某同學按下表中的方法步驟進行了實驗。

步驟具體操作

①剪碎葉片稱取適量幼嫩菠菜葉，剪碎，放入研缽中

②充分研磨向研缽中放入少許二氧化硅，再加入適量無水乙醇，然后迅速、充分地研磨

③迅速過濾將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一張濾紙）中進行過濾；將濾液收集到試管中，及時用棉塞將試管口塞緊

④制備濾紙條將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線

⑤畫濾液細線用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條細線；重復畫若干次，每次待濾液干后再畫

⑥分離色素將適量層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中（注意：不能讓濾液細線觸及層析液），隨后用棉塞塞緊試管口

⑦觀察與記錄觀察試管內濾紙條上出現了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色；將觀察結果記錄下來

請分析回答：

（1）步驟②中無水乙醇的作用是。

（2）按照上表中方法步驟進行實驗操作，該同學在步驟③收集到的濾液呈色。