光合作用特点汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇光合作用特点范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

随着半导体技术和光电子学的发展，一种能有效地隔离噪音和抑制干扰的新型半导体器件――光电耦合器于1996年问世了。光电耦合器的优点是体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强、能隔离噪音、工作温度宽，输入输出之间电绝缘，单向传输信号及逻辑电路易连接等。光电耦合器按光接收器件可分为有硅光敏器件（光敏二极管、雪崩型光敏二极管、PIN光敏二极管、光敏三极管等）、光敏可控硅和光敏集成电路。把不同的发光器件和各种光接收器组合起来，就可构成几百个品种系列的光电耦合器，因而，该器件已成为一类独特的半导体器件。其中光敏二极管加放大器类的光电耦合器随着近年来信息处理的数字化、高速化以及仪器的系统化和网络化的发展，其需求量不断增加。

1 光电耦合器的结构特点

光电耦合器的主要结构是把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内，然后利用发光器件的管脚作输入端，而把光接收器的管脚作为输出端。当在输入端加电信号时，发光器件发光。这样，光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以“光”为媒介的电信号传输，而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。这样就构成了一种中间通过光传输信号的新型半导体电子器件。光电耦合器的封装形式一般有管形、双列直插式和光导纤维连接三种。图1是三种系列的光电耦合器电路图。

（1）输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于10Ω，耐压一般可超过1kV，有的甚至可以达到10kV以上。

（2）由于“光”传输的单向性，所以信号从光源单向传输到光接收器时不会出现反馈现象，其输出信号也不会影响输入端。

（3）由于发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大，所以，光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。

（4）容易和逻辑电路配合。

（5）响应速度快。光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒极。

（6）无触点、寿命长、体积小、耐冲击。

2 光电耦合器的发展现状

目前，光电耦合器已显示出一种朝大容量和高速度方向发展的明显趋势。美、日两国生产的光电耦合器以红外发光二极管和光敏器件管组成的器件为主，该类器件大约占整个美、日两国生产的全部光电耦合器的60%左右。因为这种类型的器件不仅电流传输效率高（一般为7～30%），而且响应速度比较快（2～5μs），因而能够满足大多数应用场合要求。例如：日本横河电机公司、美国莫托罗拉公司生产的光电耦合器具有很高的输入、输出绝缘性能，其响应速度快、传输效率高等特点，近几年来，国内有关单位投入大量人力物力也研究和开发了各种光电耦合器件。如上海半导体器件八厂、上海无线电十七厂等。而重庆光电技术研究所为了适应市场需要研制出了一种由高速响应发光器件和逻辑输出型光接收放大器组成的厚膜集成双路高速高增益光电耦合器。这种光电耦合器的输入端由两只GaAIAs侧面发光管组成，其输出端由两只Si―PIN光电探测器以及两个高速高增益线性放大电路组成。

除此之外，重庆光电技术研究所还研制出了高速高压光电耦合器、GG2150I型射频信号光电耦合器、GG2060I型高压脉冲测量光电耦合器、GH1204U型高压光传输光电耦合器以及GH1201Y型和GOHQ-I型光电耦合器等。

3 光电耦合器的应用

3.1用作固体继电器

光电耦合器是一种将发光二极管和光敏三极管组装在一起的新颖光电器件，它采用光信号来传递信息，从而使电路的输入与电气上处于完全隔离的状态，这种信息传递方式是所有采用变压器和继电器作隔离来进行信号传递的一般解决方案所不能相比的。由于光电耦合器具有可单向传递信息、通频带宽、寄生反馈小、消噪能力强、抗电磁干扰性能好等特点，因而无论在数字电路还是在模拟电路中均得到了越来越广泛的应用。

它的左半部分电路可用于将输入的电信号Vi变成光电耦合器内发光二极管发光的光信号；而右半部分电路则通过光电耦合器内的光敏三极管再将光信号还原成电信号，所以这是一种非常好的电光与光电联合转换器件。图中所用的光电耦合器的电流传输比为20%，耐压为150V，驱动电流在8～20mA之间。在实际使用中，由于它没有一般电磁继电器常见的实际接点，因此不存在接触不良和燃弧打火等现象，也不会因受外力或机械冲击而引起误动作。所以，它的性能比较可靠，工作十分稳定。

3.2 光电耦合器在PLC中的应用

光电耦合器实现现场与plc主机的电气隔离，提高抗干扰性，避免外电路出故障时，外部强电侵入主机而损坏主机。实现电平交换，现场开关信号可能有各种电平，光电耦合器起变换plc主机要求的标准逻辑电平。

4结束语

光电耦合器在多种电子设备中的应用非常广泛。随着数字通信技术的迅速发展以及光隔离器和固体继电器等自动控制部件在机械工业中应用的不断扩大，特别是微处理机在各个领域中的应用推广（有时一台微机上的用量可达十几个甚至上百个）和产品性能的逐步提高，光电耦合器的应用市场将日益扩大，同时，其社会交流和经济交流也一定会十分显著。今后，光电耦合器将向高速化、高性能，小体积，轻重量的方向发展。

参考文献：

篇（2）

光合作用是绿色植物同化作用的主要方面,是整个生物界最基本的有机物代谢和能量代谢.光合作用的发现历经了科学家们二百多年的探索,渗透着科学研究的思想方法;光合作用与当今世界面临的粮食,环境等问题关系十分密切.(二)教学目标及确定目标的依据:

任何一节课教学目标的确立首先必需要确立学生的主体地位,即在教学活动中,教师通过启发引导,唤起学生对品德,知识,能力,审美等内在教育的需求.所以本节课的教学目标重在让学生在设计实验的过程中,理解科学实验的基本思路及科学家对真理执着追求的精神;学会通过实验验证真理;通过光合作用过程学习激发学生更高层次的思维,懂得不同学科间的相互联系.

1,知识目标

(1)通过光合作用的发现史探究,了解科学家的科学思维方法;

(2)理解光合作用的物质和结构基础;

(3)理解光合作用的基本过程;

(4)掌握光合作用的意义及其原理的应用;

(5)通过验证实验学会色素的提取和分离方法;

2,能力目标

(1)通过设计实验培养学生的科学研究能力;

(2)运用化学知识理解光合作用过程中物质和能量变化

(3)培养学生知识迁移能力,掌握知识的内涵和外延,培养分析综合能力.

3,德育目标

(1)结合光合作用发现史的学习及实验设计与分析,培养学生科学的态度及创新,合作精神,进行热爱科学,献身科学的科学思想教育.

(2)通过生物结构与功能统一,物质代谢和能量代谢相关联对学生进行生物学基本观点教育.

(3)明确光合作用意义,增强爱护植被,关心农林业发展的意识,充分体验生命科学的价值.

(三)重,难点及确定依据:

重点:(1)光合作用过程,因为这是理解光合作用反应式和意义的基础.

(2)光合作用的意义,因为它能帮助学生形成科学的价值观.

难点:(1)科学研究方法的理解和运用.因为科学研究能力是一种较高的技能,对学生进行科学素养的培养是一个长期的过程.

(2)光合作用中物质变化和能量变化.因为光合作用是植物体内一系列理化反应组成的复杂过程,而学生所学的理化知识是有限的,因此高中内容只是过程梗概,这就造成部分学生学习困难.

二,教材处理:

光合作用这节课分三课时学习

学生在他们成长的过程中很少参与科学研究,不理解科学家研究问题的方法,围绕"目的"设计实验是一种科研能力,是培养创fg造能力的基础,也是培养可持续发展人才的需要.所以第一课时光合作用的发现在处理上主要以引导学生进行实验设计.时

学生在初中已经学习过光合作用,又刚刚学完叶绿体的亚显微结构这为第二课时的学习提供了很好的基础.所以这部分内容在处理上注重构建教学内容体系,将教学内容组合为:(1)光合作用的物质和结构基础;(2)光合作用的全过程;(3)光合作用的意义;(4)光合作用在实践中的应用.使知识系统化层次化.

第三课时学生自主实验验证光合作用色素种类和颜色.

三,教学方法:

课堂教学应该尽可能让学生多动脑想,动手做,动眼看,动嘴说,让学生亲自去体验知识的形成过程,培养学生自主探究,主动参与课堂问题解决的过程,在"动"中体现学生的主体地位.由此确定以下教学方法:(1)教法:第一课时的"设计实验"采用发现式教学方法(问题假设预期实验结果结论).第二课时采用自学讨论结合的方法,直观法.设计科学直观的叶绿体中色素的吸收光谱图解,帮助学生理解光合作用的物质基础,理解叶绿体中的色素在光合作用过程中的作用;通过课件直观展示光合作用的过程;设计光合作用的光反应与暗反应的比较表,帮助学生掌握光合作用的过程,培养学生的概括能力.第三课时采用实验法.(2)学法:通过光合作用发现简史,学习探究研究实验的基本思路:"问题假设实验结论";通过光合作用过程学习,掌握光合作用光反应与暗反应两阶段的区别与联系;通过分析影响光合作用的因素,体会光合作用的意义及光合作用与世界面临的粮食,能源,环境污染等重大问题的密切关系;通过提取和分离叶绿体中色素的实验,了解叶绿体中色素的种类,色素吸收光谱等基本知识.

四,教学手段:

多媒体课件将设计实验以图,文两种形式再现出来.

多媒体课件展示色素吸收光谱.

多媒体课件展示光合作用的过程.变静态为动态,变抽象为直观,以突出重点,强化记忆,弥补了图解静止不动的缺陷

五,教学程序:

教学

环节

教师活动

学生活动

教学设计思路

导言

通过上节课光合作用有关实验的设计引导学生总结光合作用反应式

光

CO2 H2O——(CH2O)n O2

叶绿体

从氧化还原反应角度分析此反应特点,启疑问题:氧气是怎样产生的CO2是是怎样被还原的还原剂是什么光能是怎样转变的

学生思考

导言是一堂课的开始,应具有激发性和启发性,激发了学生求知的欲望,明确学习内容,同时有利于导入本节内容.

内容

二,光合作用的过程

1,光合作用的物质和结构基

础物质基础

(1)叶绿体色素:

介绍色素种类颜色分布

课件展示色素吸收光谱

(2)酶:介绍酶的分布

结构基础:叶绿体

2,光合作用的全过程

课件展示光合作用动态过程

课件展示 图表:光反应,暗反应的区别和联系

3,光合作用的意义

4,光合作用知识在实践中的应用

(1)延长光合作用时间

(2)增加光合作用面积

学生读书讨论归纳

学生观看

学生归纳

学生读书

学生讨论

学生总结

学生在已有知识的基础上进行读书自学,讨论归纳可以培养自主学习能力;

通过读书结合观察课件,然后对光反应,暗反应进行区别与联系使学生通过比较法的学习方式掌握巩固知识;

学生在已有知识的基础上完全可以进行归纳总结.

反馈

练习

多媒体展示例题

例1,书后习题

例2,在进行植物实验的暗室内,为了尽可能降低光合作用的强度,最好安装

A.红光灯B.绿光灯

C.白炽灯D.蓝光灯

例3,将单细胞绿藻置于250C,适宜光照和充足CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止光照,发现绿藻体内C3的含量突然上升,原因是-------------.

学生解答

选择例1可以帮助学生巩固光合作用反应过程;

选择例2有助于掌握色素吸收光谱的应用;

选择例3使学生更加明确光反应与暗反应的联系.

归纳

总结

1,引导学生分析光合作用反应式中反应前后原子关系.

2,强调光合作用在自然界中的作用.

学生与教师一起归纳

把学生对光合作用的认识迁移到整个生物界.

板书

设计

二,光合作用的过程

1,光合作用的物质和结构基3,光合作用的意义

础物质基础4,在实践中的应用

(1)叶绿体色素:(1)延长光合作用时间

(2)酶:介绍酶的分布(2)增加光合作用面积

结构基础:叶绿体

篇（3）

下面按不同的曲线类型进行具体分析。

1. 光合作用中的“”型曲线

遇到这类曲线时可以首先想到它是表示光合速率与外界条件之间的关系。

解这类曲线题首先要注意起点的差异：当横坐标为0，纵坐标也为0时，常表示总光合速率与某变量的关系；当横坐标为0，纵坐标有负值时，常表示净光合速率与某变量的关系。

例1 生产实践表明：在一定范围内，提高CO2浓度，能增强光合作用。如下图1是对某农作物实验的结果，请据图分析并回答：（lx：勒克斯，光照强度的单位。A、B、C、D、E为曲线上的点，a、m、n为坐标轴上的点。）

（1）图1曲线I表明 。

（2）图1中当CO2浓度为400 mg·L-1时，光合作用最强的相应处是 光照。曲线Ⅲ的最强光合作用需要的最低CO2浓度是 。

（3）图1中这组实验的结论是 。

（4）图1 中m点表示 。如果提高光照强度，则m点的位置将 移动。

（5）图1中AB段和CD段影响光合作用的主要限制因子分别是 。n点时的CO2浓度下，该农作物有机物和能量代谢的量变关系是 。

（6）图1中A、E点进行的图2中的生理过程分别有 、 。

解析：此题纵坐标有负值出现，表示的应是净光合速率。

图1中曲线I反映的是光照强度为70 lx的净光合速率与外界CO2浓度的关系。

当CO2浓度为400 mg·L-1时，不同曲线表示的光照强度不同，此处光合作用最强的光照强度是700 lx。对于曲线Ⅲ，CO2浓度的饱和点是500 mg·L-1。

此图涉及的两个自变量分别是光照强度和CO2浓度，说明CO2浓度和光照强度都会影响光合作用强度。

图1中 m点是光照强度为70 lx下CO2浓度的饱和点，是最强光合作用需要的最低CO2浓度。此时限制光合作用的是外界因素，主要是光照。另外，从图也可看出，提高光照强度，CO2浓度的饱和点即最强光合作用需要的最低CO2浓度点会向右移动。

图1中曲线的AB段，光照强度相同，随CO2浓度增加光合作用速率增大，说明此时的限制因素是CO2浓度；对于CD段，已达到了CO2浓度的饱和点，从图可知，增大光照强度，光合速率也会增大。此时的限制因素是光照强度。n点处CO2的吸收量为0，即净光合速率为0，此时光合作用消耗的CO2与呼吸作用产生的CO2量相等。

图2是另外一种表示叶肉细胞光合作用的模式图，其中a、b过程分别表示叶绿体光合作用吸收CO2和释放O2的过程，e、f分别表示线粒体吸收O2和释放CO2的过程，c、d分别表示O2和CO2。图1中的A点净光合速率为0，此时进行的图2中的生理过程只有c、d。图1中E点光合作用强度大于呼吸作用强度，此时进行的图2中生理过程有a、b、c、d。黑暗时只有呼吸作用，即只有e、f；当光合作用小于呼吸作用时，则有图2中的c、d、e、f。

答案：（1）光强为70 lx，在CO2浓度较低范围内，随CO2浓度的增加，光合作用逐渐增强；超过一定浓度后，光合作用强度增加幅度减小；继续提高CO2浓度，光合作用强度不再增加 （2）700 lx 500 mg·L-1 （3）CO2浓度和光照强度都会影响光合作用强度 （4）在光照强度为70 lx下，光合作用达到最强时，CO2浓度的最小值 向右 （5）CO2浓度和光照强度 光合作用利用的CO2与呼吸作用产生的CO2量相等 （6）c、d a、b、c、d

2. “”型曲线及其相互关系的判断

“”型曲线常用于考查：（1）叶绿体内[H]和ATP的生成量与C3化合物的剩余量的关系；（2）C3与C5的剩余量的关系。

现把其中的关系列表如下：

条件项目 C3 C5 [H]和ATP （CH2O）合成量

光照不变，停止CO2供应 减少 增加 增加 减少或

没有

光照不变，CO2供应增加 增加 减少 减少 增加

光照不变，CO2供应不变，（CH2O）运输受阻 增加 减少 增加 减少

停止光照，CO2供应不变 增加 下降 减少或

没有 减少或

没有

增强光照，CO2供应不变 减少 增加 增加 增加

例2 在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%的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：

（1）图中物质A是 （C3化合物、C5化合物）。

（2）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 。

（3）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）。

（4）CO2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 。

解析：本题主要考查光合作用C3和C5化合物含量变化的相关知识及识图能力。

（1）CO2浓度降低后，直接影响光合作用暗反应中CO2的固定，导致C3化合物的产生量减少，而C5化合物被消耗相对少，并且光反应持续进行产生的ATP和[H]又消耗C3化合物，同时还能产生C5化合物，从而确定物质A是C3化合物，物质B是C5化合物。

（2）根据暗反应的特点，一个C5与一个CO2结合，形成2个C3。由于C3与C5都是暗反应循环路径的中间产物，这就决定了无论是在高浓度还是低浓度的CO2环境中，只要是平衡状态，C3与C5生成与消耗的速率都是相同的，此时的C3浓度就是C5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。

对于处于平衡状态的叶绿体来讲，积累C3与C5而不参与循环那是不经济的，也是不合理的；从解题技巧的角度来分析，也不应该考虑循环之外C3与C5的积累问题，因为没有依据可以对此做出分析与推测，因而不符合命题者的意图。

（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，C3和C5化合物的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时根据暗反应中CO2的固定反应式确定，C3化合物的量应是C5化合物的量的2倍。

（4）CO2浓度降低后，因为暗反应减弱，所需的光反应产物ATP和[H]减少，所以达到最大光合速率所需的光照强度降低。

答案：（1）C3化合物 （2）暗反应速率在该环境中已达到稳定，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 （3）高 （4）低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少

3. “^”型曲线

“”型曲线即纵坐标随横坐标的变化先升高后又下降。通常这类图象的横坐标有一个相对于纵坐标的最适点，要注意最适点前后变化的原因。

“”型曲线一般用于考查：（1）光合作用在一天内随时间的变化或随光照强度的变化关系；（2）光合速率与叶龄的关系、光合作用速率与外界温度的关系；（3）净光合速率与叶面积指数的关系；（4）绿色植物中叶绿素a、叶绿素b吸收光能的百分比与光的波长（如蓝紫光区域、红橙光区域）的关系。

例3 下列有关光合作用图解正确的是（ ）

A. （1）（2）（3） B. （2）（3）（4）

C. （1）（2）（3）（4） D. （3）（4）

解析：图（1）中OA段为幼叶，随着幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内的叶绿体不断增多，叶绿素含量也不断增多，光合速率不断增强，AB段叶绿体、叶绿素基本稳定，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随叶龄不断增加，叶绿素被破坏，光合速率又逐渐下降，图（1）正确。图（2）反映了温度对酶的影响，并且在外界温度为0时，光合作用仍可进行，图（2）正确。对图（3）来说，随着叶面积不断增大，光合作用的实际产量也不断增大，但当到达叶面积的饱和点后，光合作用实际产量就不再增大，而呼吸作用却随叶面积的增大不断增大，因此随着叶面积增大，光合作用净产量或干物质量从H点开始逐渐下降，图（3）正确。对图（4）来说，当CO2浓度较低时，光合作用强度小于呼吸作用强度，随着CO2浓度逐渐增高，光合速率不断增强，当达到CO2浓度饱和点后，随着CO2浓度逐渐增高，光合速率不再增强，而当CO2浓度过高时，出现了所谓的CO2中毒，光合作用速率反而又下降，图（4）正确。此题答案为C。

4. 光合作用中的“M”型曲线

光合作用中的“M”型曲线常表示植物在炎热夏季净光合速率与时间的关系。分析图象时要注意分析两个最高点与中间的低点之间曲线趋势变化的原因。

例4 下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天，乙图为春天的某一晴天。

（1）甲图中有机物积累最多的是 点，两图中B点植物干重是否 （是/不是）均低于A点时的干重。

（2）甲图中E点和D点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是 。

（3）甲图中DE段光合作用强度减弱的解释是：由于中午 过高， 过强，叶片的气孔关闭，使光合作用原料之一的 供应大量减少，以致 反应阶段植物体内的五碳化合物不能与之结合，使 的形成大为减少。

（4）甲图中FG段光合作用强度下降的原因是

，使光合作用的 反应减弱，为暗反应提供的 的生成量减少。乙图DE段光合作用强度减弱的原因与甲图中FG段光合作用强度下降的原因 （一样/不一样）。

解析：两图中纵坐标显示的是净光合作用速率。对甲图来说，C与G之间净光合速率大于0，因此在G点有机物积累最多。两图中AB段只有呼吸作用，因此B点植物干重均低于A点时的干重。

篇（4）

（1）表示净光合量

植物（叶片）吸收CO量；植物（叶片）释放O量；植物（叶片）积累葡萄糖量。

（2）表示总光合量（实际光合量）

叶绿体吸收CO量；叶绿体释放O量；植物或叶绿体“产生”或“生产”葡萄糖量。

（3）左图图形分析

甲图表示光合作用强度=呼吸作用强度，此时植物表现为既不吸收CO又不释放CO，既不吸收O又不释放O，该图应对应于戊图中曲线的B点。

乙图表示叶绿体中吸收的CO除来自线粒体外还来自外界，此时光合作用强度＞呼吸作用强度，植物在外观上将表现为吸收CO，同时向外界释放O，该图应对应于戊图中的B点之后。

丙图显示叶绿体不吸收CO，即植物不进行光合作用，只有呼吸作用（处于暗处），此时植物释放的CO=线粒体释放的CO，该图应对应于戊图中的A点。

丁图表示植物的呼吸作用强度＞光合作用强度，即线粒体所释放的CO，除一部分被叶绿体捕获用于光合作用外，还有些CO将释放到外界，该图应对应于戊图中的AB段。

［例题］下图A表示某绿色植物光合作用中光照强度和氧气释放速率的关系。图B表示该植物在不同温度（15℃和25℃）下，某一光照强度时氧气释放量和时间的关系。请据图回答：

（1）当图B纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时，则它们分别是在光照强度为 klx和 klx下的测定值25℃。

（2）若该植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的CO量/呼吸消耗的O量）为0.8，在25℃条件下，lh内呼吸作用放出的CO量为 mL。

（3）若该植物的呼吸商为0.8，在25℃、4klx光照强度下，该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的CO外，每小时还应从外界吸收CO mL。

（4）在4klx光照强度下，25℃时该植物每小时光合产生的葡萄糖量是15℃时的 倍，这主要是因为。

解析：（1）图A中氧气释放速率零点以上应为净光合量，零点上下总量为总光合量，当图B中纵坐标表示光合作用所产生O的净释放量时，我们读取的25℃下，O值为50mL/60min，则图A中当O净释放量为50mL/h时，应为零点以上50mL/h，此时所对应的光照强度应为4klx。

而当图B中纵坐标表示光合作用所产生O的总释放量时，我们在其中读取50mL/60min时，应对应于图A中零点以上30mL/h，因该温度下，植物的呼吸作用能消耗20mL/h的氧气，则当图A中25℃下处于零点以上30mL/h时，所对应的光照强度应为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℃条件下，设lh内呼吸作用放出的CO量为xmL，而此时呼吸消耗O量为20mL/h，则有x/20=0.8，求得x为16mL/h。

（3）若该植物的呼吸商为0.8，因25℃、4klx下，植物的总光合量为50+20=70（mL/h），此时呼吸作用可提供CO为16mL，则每小时仍需从外界吸收CO量为70-16=54（mL）。

（4）4klx下25℃时植物每小时光合总量为70mLO，而15℃时植物每小时光合量为40+10=50（mL），因而二者所产生的葡萄糖量比值应为70/50=1.4。

答案：（1）42.5（2）16（3）54（4）1.4温度影响光合作用中酶的活性

［变式题］（2007年上海）下图表示三种植物叶片光合作用速率的日变化。请据图回答：

（1）光合作用速率与呼吸作用速率相等的时刻，a植物叶片出现在 ，c植物叶片出在 。

（2）在6：00―8：00时之间，单位时间内吸收CO最多的是 植物叶片。

（3）b植物叶片在晴天中午光照强烈时，光合作用速率出现了低谷，这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有。

（4）c植物叶片一天内光合作用速率变化的特点是。

（5）从图中的结果推测，三种植物叶片一天内有机物积累量多少的顺序是 。

（6）在一定的CO浓度和适宜温度下，把某植物叶片置于5klx（光合作用速率44mg CO/100cm叶・h）光照下14h，其余时间置于黑暗中（呼吸作用速率6.6mg CO/100cm叶・h），则一天内该植物25cm叶片葡萄糖积累量为 mg。

解析：（1）从图中可以看出，a植物叶片光合速率与呼吸速率相等的时刻在19：00和5：00左右，c植物出现在10：00和15：00左右。

（2）从图中可以看出，6：00―8：00CO吸收最多的是b植物。

（3）中午光照最强、温度高，为减少水分散失，气孔关闭，进入叶肉细胞的CO量减少。

（4）根据图中曲线可以得出结论。

（5）根据图中三条曲线变化可以得出三种植物叶片一天内有机物积累是多少的结论：a＞b＞c。

（6）一天内该植物每100cm叶片净利用CO量=14h光合作用利用CO量-24h呼吸作用产生CO量=44mg/100cm×14-6.6mg/100cm×24=457.6mg/100cm，根据公式：6CO+12HO6O+12HO+CHO，一天内该植物每25cm叶片葡萄糖净积累量：180×457.6/6×44/4=78mg。

答案：（1）19：00、5：0010：00、15：00；（2）b；

（3）中午光照强烈，为减少体内水分散气孔关闭，通过气孔进入的CO量减少；

篇（5）

“光合作用与生物固氮”是人教版高中《生物》选修本的第二章，该章内容与必修本中的“光合作用”有着密切联系，在整个选修本中占有重要地位。本人在长期的课堂教学及试卷批改中发现，较多学生由于概念混淆和对教材知识理解程度不够，容易在下面四个知识点出错。现汇总如下，并以例题解析：

一、 净光合速率与总光合速率

单位叶面积在单位时间内吸收CO 的量或释放O 的量，称为光合速率。注意：一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差值，称为净光合速率。如果把测定的净光合速率加上呼吸速率，则得到真正的光合速率，即总光合速率。

例1. 将一新鲜叶片放在特殊的装置内，给予不同强度的光照。测到氧气释放量如下表所示：

对该数据分析，错误的是（）。

A. 该叶片呼吸作用吸引O 的速率为0.2ul/(ul/cm ・min)

B. 光强为2klx时，光合速度与呼吸速度相等

C. 光强为8klx时，光合作用释放O 的速率为0.8ul/(ul/cm ・min)

D. 光强超过10kLx后，光合速率不再提高

解析：该题的关键在于理解表格中释放O 的速率代表的是净光合速率还是总光合速率。装置内的叶片只有在光合作用大于呼吸作用时，才会释放出O ，也就是说测定到的释放O 的速率代表是叶片在装置中所释放的O ，代表的是净光合速率。而C选项中光合作用释放O 的速率代表的是总光合速率，因为O 就是通过光合作用所释放的。总光合速率应该是净光合速率与呼吸速率之和，应该为0.8+0.2=1.0，因此C选项错误。

例2. 以测定的CO 吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）。

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呼吸作用消耗的有机物的量相等

解析：该题的关键也在于理解坐标图中的虚线(光照下CO 的吸收量)代表的是净光合速率还是总光合速率。吸收的CO 是指植物体在利用了自身呼吸作用产生的CO 进行光合作用的前提下，再从周围空气中所吸收的CO 。因此虚线实际代表的是净光合速率，实线则代表的是呼吸速率。A、C选项中所说的光合作用制造的有机物的量代表的是总光合量，B选项中所说的植物积累的有机物量代表的是净光合速率。在35℃下净光合速率为3.5，呼吸速率为3.0；在30℃下净光合速率为3.0，呼吸速率为3.5。因而在1小时内，在这两个温度条件下光合作用制造的有机物都为6.5。正确选项为A。在25℃条件下植物积累的有机物量最多，因而B选项错误。在温度为25℃时净光合速率为3.75，呼吸速率为2.25，总光合速率为6.0，低于30℃时总光合速率，因而C选项错误。在两曲线交点，虚线的值不为零，光合速率大于呼吸速率，因而D选项错误。

二、 光能利用率与光合作用效率

光能利用率是指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块地所接受的太阳能的比。绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含能量与植物所吸收光能的比称为光合作用效率。对于大田栽培来说，一块地一年能接受多长时间的光照，能接受多少太阳能，非人力所能控制，因而一块面积已经固定的地，要想提高光能利用率，就必须想办法提高有机物的合成总量。方法有三：一方面是延长光合作用时间，主要是指提高复种指数，将一年一熟改为一年两熟、一年多熟。这样，虽然这块地在这年内的光照时间没有随复种指数的提高而改变，但光合作用的时间却延长了，使有机物合成总量增多。另一方面，可以增大光合作用的面积，主要指进行合理密植，通过控制叶面积指数，使每一熟的农作物总体积累的光合产物最多。方法三就是要提高农作物自身的光合作用效率。光合作用效率与进行光合作用所需的各种条件有关，如CO 的浓度、光照强弱、水分、温度和土壤PH等。由此可见，提高农作物自身光合作用效率可以提高农作物对光能的利用率，而提高了农作物对光能利用却并不一定就提高了农作物的光合作用效率。绝不能将提高光能利用率与提高光合作用效率等同起来。

例3. 合理施肥能提高光能利用率,下列叙述除哪项外都与提高光合作用效率密切相关（）。

A. N使叶面积增大,增大了光合作用的面积

B. N是光合作用产物蛋白质的必需元素

C. N是NADP 和ATP的组成成分,可以提高光合能力

D. K促进光合产物的运输

解析：B、C、D三项都暗含了要保证必需矿质元素的供应从而提高光合作用效率。A选项也提到了N元素，不可否认保证N元素的供应可以通过合成与光合作用相关的酶、叶绿素、ADP和NADP 等而提高光合作用的效率，但A选项重点强调的是增大了光合作用的面积。而增大光合作用面积只能提高农作物对光能的利用率，却不能提高农作物自身的光合作用效率。答案应该选A。

三、 C 途径与C 途径

C 途径、C 途径是指CO 的固定途径。在试卷批改中，发现有不少学生对这两条途径的反应物与产物、C 植物和C 植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞中发生的反应容易混淆。

例4. 在C 途径与C 途径，CO 被固定为（）。

A. C 和C B. PEP和C C. C 和PEPD. C 和PEP

解析：在每届的高三学生当中，这道题有不少学生选C。CO与C 相结合反应形成C ，这就是C 途径。在C 途径中，C 是反应物，C 是产物。CO 与PEP相结合形成C ，这就是C 途径。在C 途径中，PEP是反应物，C 是产物。所以应该选A。

例5. 既能吸收光能、又能将CO 转变为(CH O)的细胞是（）。

A. C 植物的叶肉细胞 B. C 植物的维管束鞘细胞

C. C 植物的叶肉细胞 D. C 植物的维管束鞘细胞

解析：C 植物维管束鞘细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，而进行光合作用的细胞只是叶肉细胞，其叶肉细胞含结构完整的叶绿体，也能进行光合作用全过程。C 植物进行光合作用的细胞有叶肉细胞和维管束鞘细胞，但其维管束鞘细胞的叶绿体不含基粒，不能进行光合作用，只能进行暗反应的C 途径和C 的还原，其叶肉细胞虽然含有结构完整的叶肉细胞，但不能进行光合作用全过程，只能进行光反应和暗反应的C 途径。因此该题应该选A。

四、 生物固氮与自养型

有很多学生容易将根瘤菌等固氮生物全当做自养型生物，这是不正确的。自养型生物与异养型生物最根的区别在于自养型生物能将无机物转变成自身所需要的有机物，异养型生物却不能够。而固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，只是将一种无机物转变成另一种无机物，它不能直接与生物的代谢类型挂钩。在固氮微生物中，有的是自养型生物，如固氮蓝藻，而更多的却是异养型生物，如根瘤菌等具有固氮功能的细菌或部分的放线菌。

例6. 下表是关于三种生物的能源、碳源、氮源、光合色素的描述。

描述正确的生物是（）。

A. 硝化细菌、固氮蓝藻和根瘤菌

B. 硝化细菌、固氮蓝藻

C. 固氮蓝藻

D. 根瘤菌

解析：硝化细菌的能源和氮源都是NH 。根瘤菌是异养型生物，它的能源应是氧化有机物。固氮蓝藻既能固氮，也能利用光能进行光合作用，因此答案为C。

篇（6）

这类题型，实验生物材料一般是萌发种子、酵母菌或绿色植物材料，但须避光处理。不加说明的话，默认底物是葡萄糖，原理就是书本中有氧呼吸、无氧呼吸（酒精+CO2类）反应式。前者的特点是气体体积恒定的反应，后者的特点是气体体积增大的反应。

例1 下图是用等量葡萄糖配置的适宜浓度的培养液，培养相同的酵母菌，适宜且相同温度培养，其他条件见图中信息。下列有关酵母菌的呼吸类型说法错误的是（ ）。

■

■

答案：C

二、测定呼吸底物

生物呼吸作用的底物（有机物）种类及含量的差异，会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异，这可用呼吸商表示：呼吸商（Q）=■。呼吸作用的底物为葡萄糖时，只进行有氧呼吸时，呼吸商等于1，放清水对照装置中有色液滴不移动。若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，呼吸商大于1，对照中有色液滴向右移动。当呼吸作用分解脂肪和蛋白质时，呼吸商都小于1，则对照的有色液滴向左移动，这是因为两种物质的氢碳的百分比大。

例2 为了测定种子萌发时的呼吸商，现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等。1号玻璃瓶的实验装置如图所示。

■

（1）1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商，由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。请根据1号图及题干中的器材与试剂，说出2号图装置与1号图的不同：_________，以此可以测出__________量。

（2）若1号装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，2号装置所测得的实验数据（墨滴移动量）为Y（2号装置中墨滴左移），则呼吸商计算式为：_________

___________。如果呼吸商小于1时，说明__________

____________。

（3）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，须设3号装置。应对3号装置做何处理：_____________。

答案：（1）试管中的液体应用同体积的清水，种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值；（2）（X-Y）/X，呼吸底物中含脂肪；（3）用死种子，试管中放等量的清水。

三、计算呼吸作用速率和光合作用速率

测定呼吸作用强度，装置内小烧杯中放入NaOH溶液，而测定光合作用强度，小烧杯中放入NaHCO3溶或者CO2缓冲液，对照组装置中放入死种子如煮熟的种子。

例3 如右图为探究植物光合作用速率的装置。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，水滴位置在X。恒温30min后，将针筒容量调至0.6mL，水滴位置恢复到X。若以氧气的释放量来表示光合作用速率，则该植物的光合作用速率是________mL/h，该数值比实际的光合作用速率低，原因是_________

__________。

答案：0.8；植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气。

四、比较光合作用与呼吸作用强度

CO2因缓冲液的存在，体积保持不变，气体体积的变化是由O2引起的。当净光合作用大于零时，装置内O2增多，液滴位置外移；当净光合作用等于零时，液滴不移动；当净光合作用小于零时，装置内O2减少，液滴位置内移。

五、比较动物代谢的耗氧量

篇（7）

（1）生物传感器：

生物传感器是近几十年内发展起来的一中新的传感器技术，各种生物传感器都具有以下共同特点：包含一种或多种生物活性材料及能把生物活性表达的信号转化为电信号的物理或化学传感器，两者结合在一起，用现代化微电子的自动化仪表进行生物信息再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

（2）测量原理：

在各实验装置中，通过改变某一自变量研究光合作用强度大小，光照度传感器溶氧传感器电极置于实验瓶内，将测得瓶中溶解氧浓度的变化值传送至数据采集器接口进行实验数据的记录和分析。

（3）知识背景：

光合作用的实质是植物利用光能，把水和二氧化碳合成有机物同时释放氧气的过程，其中影响植物光合作用强度的环境条件有：二氧化碳浓度、光质、光强度、温度、酸碱度等。实验中设置不同自变量，利用水生蜈蚣草在进行光合作用过程中产生的氧引起水中溶解氧含量的改变，从而反映出相应环境因素对光合作用的影响。

2 实验设备和材料

带USB接口的计算机，数据采集器，光照度传感器、溶氧传感器，朗威DISLab软件，大小、苗岭、长势相同的水生蜈蚣草多株，光源，可密封玻璃瓶，水浴锅，自来水，冷开水，质量分数为0.125%的NaHCO3溶液，质量分数为15%的HCl溶液，质量分数为15%的NaOH溶液等。

3 实验步骤

3.1学生准备

将全部学生均分为10组，其中每两组实验内容相同。全组成员分工合作，各司其职。

3.2进行实验

（1）材料预处理。将选好的等量水生蜈蚣草分别置于3只实验瓶内，放在暗箱内一夜。

（2）连接计算机、数据采集器及溶解氧传感器、光强度采集器，打开计算机，进入实验软件系统。点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示溶解氧数值及光照度数值。

（3）分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内，待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度初始数据。

（4）记录数据，实验数据见表1～表5

（5）实验数据分析：

①自来水和冷开水中溶解氧数值均下降，说明植物呼吸作用强度大于光合作用强度，且无二氧化碳时植物光合作用几乎不能进行。

②蓝光照射时光合作用强度大于红光照射，红光照射时光合作用强度大于绿光照射时。

③在一定光照强度范围内，植物光合作用随光照强度的增加而增强。

④温度较低，植物光合作用强度较温度适宜时弱，但当温度过高时植物光合作用强度急剧下降。

⑤实验瓶中加酸或碱时植物光合作用强度下降，且加酸后植物光合作用为负增长。

篇（8）

光合作用与细胞呼吸是高中生物的主干知识和历年高考命题的热点，特别是影响光合作用和细胞呼吸的因素及在农业生产中的应用更是高考命题的重中之重，并常综合图表考查学生对信息的分析和处理能力。本文结合典型例题就光合作用与细胞呼吸中曲线表格题的解题思路和方法进行分析。

一、曲线题解题策略

坐标曲线题能将大量的信息隐藏在图像之中，较全面地考查学生获取、处理和用运信息的能力。解题的关键是做到以下几点：一是明确纵横坐标的含义；二看曲线的特殊点（起点、顶点、转折点、交叉点、终点）所示的含义；三看曲线的变化趋势，如上升、平衡、转折等。

例题：图中甲表示A、B两种植物光合效率随光照强度的变化曲线，乙表示将A植物放在不同浓度CO环境条件下，A植物光合效率受光照强度影响的变化曲线，请分析回答：

（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是 。

（2）图甲中的“b”点表示 。

（3）在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是 。

（4）e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C的含量 ；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞C中的含量 。（填“高”“低”或“基本一致”）

解析：本题以曲线形式考查光合作用的影响因素和学生的识图、分析推理能力。从图甲中可以看出a点时完全没有光照，此时光合作用强度为零，此点对应的值为呼吸速率；b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，该点对应的光照强度为光补偿点；c点光合作用强度达到最大，即c点对应的光照强度为光饱和点。曲线a到c段，光合速率随着光照强度的增强而增大，这时光照强度通过影响光反应限制光合速率；c点以后光合速率不在随着光照强度的增强而增加，此时限制光合作用的因素将是CO等。

（1）A和B两条曲线相比较，B植物适宜在弱光下生长,长时间连续阴雨A植物生长受影响。

（2）b点对应的光照强度为光补偿点。

（3）考查叶绿体中ATP的合成与水解，即光反应与暗反应的场所。ADP由叶绿体基质移向类囊体膜合成ATP。

（4）分析图乙可知，d点与e点比较，CO浓度相同，而光照强度d点低于e点，影响光反应，产生的ATP和NADPH不足，C的还原受阻，因此叶肉细胞中C的含量d点高于e点；e点与f点相比，光照强度相同，是CO浓度对光合速率的影响，f点CO的浓度低，暗反应中CO的固定受限制，而e点不受影响，因此叶肉细胞中C的含量e点较高。

二、表格题及解题策略

表格数据题以表格的形式呈现数据，通过数据的变化及关系反映生物学现象及规律之间的联系，具有文字量小、信息量大、直观明了的特点，有利于考查学生分析和处理信息的能力。

例题：为了探究植物体呼吸强度的变化规律，研究人员在不同的温度和不同的氧含量下，测定了一定大小新鲜菠菜叶的CO释放量（表中为相对值），请据表分析回答：

（1）为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化，在实验环境条件上应特别注意的是什么？为什么？ 。

（2）表中数据反映出当氧含量从0.1%上升到3.0%时，CO释放量下降，其原因是O含量上升，抑制了 呼吸的 阶段；当氧含量从20%上升到40%时，植物呼吸强度的变化是 。其原因 。

（3）就图中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是 。此条件下植物细胞内CO的产生场所是 。

篇（9）

沉水植物通过光合作用改善水中的溶氧条件。光合作用受温度、光照和pH值等多种环境因子的综合影响。了解沉水植物的光合特征是解释各种沉水植物在水中的分布格局和群落演替的基础，也是人工配置沉水植物群落时，选择种类及群落种类配置的科学基础。

穗状狐尾藻（MyriophyllumspicatumL.）是一种多年生沉水植物。适应性极强，为世界广布种。在我国分布于南北各地池塘、湖泊、河沟、沼泽中。本实验研究了若干环境因子对穗状狐尾藻光合作用的影响，为沉水植物恢复重建时物种选择及正确选择深度适宜的区域种植穗状狐尾藻提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料及器材

穗状狐尾藻采自重庆大足龙水湖，移植于西南农业大学水产与水文学院的实验池塘中。试验时选取茁壮程度比较一致的植株。

穗状狐尾藻的室内培养在LRH-150-G光照培养箱中进行，光照强度用JD-1A型水下照度计测定，pH值用PH-1S型pH计测定，溶氧用碘量法测定。

1.2试验方法

1.2.1光照、温度对穗状狐尾藻光合作用的影响

选取形状一致、质量（0.3001±0.0008g）相同的新鲜穗状狐尾藻顶枝，向175ml的磨口透明试剂瓶中加入充分曝气的自来水，用小镊子将新鲜穗状狐尾藻顶枝放入黑白瓶中，使其充分舒展开来，且瓶中无气泡。用口向瓶中水体吹气10s，以提供光合作用所需的CO2。瓶子加盖后放置于已调好温度的水浴盆中，并将水浴盆放入光照培养箱中。在5℃，某一光照条件下进行培养，2h后取出，测定瓶中溶解氧的变化，推算在此条件下穗状狐尾藻的净产氧量。通过开灯管数来调节光照强度。用相同方法测定10℃、15℃、20℃和25℃，在不同光照条件下穗状狐尾藻的净产氧量。回归分析计算出穗状狐尾藻在不同温度下的光补偿点[1，2，3]。

1.2.2pH值对穗状狐尾藻光合作用的影响

重庆地区人工水域（池塘、水库等）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长季节也很难超过9，据此本试验设定pH值范围为4.1～10.0。

用浓度为0.1N的HCl、NaOH、NaHCO3溶液调节曝气12h的自来水pH值至4.1、5.4、6.4、7.2、8.2、9.1、10.0，分别加入到150ml的磨口透明试剂瓶中。穗状狐尾藻顶枝加入和处理同1.2.1。瓶子加盖后放置于水温为12.5℃的水浴盆中，光照强度设定为6000lx。

1.2.325℃穗状狐尾藻光饱和点的测定

选择水温为25℃时测定穗状狐尾藻的光饱和点，原因是重庆地区常年云雾多、日照少，当水温高于25℃时（8月份），强光照的天数比较多，易引起光抑制。

在8月份，选择光照强烈的晴天中午，于150ml的磨口试剂瓶中装满经充分曝气的自来水，穗状狐尾藻顶枝加入和处理同1.2.1。把瓶加盖横放于室外盆内水浴中。盆内水温用冰块控温，温度控制在25℃±1℃。用遮荫的办法调节光照强度。每次试验曝光时间2h，其间每15min测定一次光照强度，各次测定数据的平均值作为2h试验期间的光照强度。2h后用碘量法测定瓶中的溶解氧含量。推算其在某一光照下穗状狐尾藻的净产氧量，找出光饱和点值。

2结果与讨论

2.1温度和光照强度对穗状狐尾藻光合作用的影响

在不同温度条件下，穗状狐尾藻净产氧量的测定结果如下:

图15℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图210℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图315℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图420℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图525℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图6穗状狐尾藻在不同温度下的呼吸耗氧量

由图1～图5可知,在每个温度水平上，光照强度0lx～6000lx时，穗状狐尾藻的净产氧量随着光照强度的增强而增加，穗状狐尾藻的净产氧量与光照度成线性关系。

由图6可知，穗状狐尾藻的呼吸耗氧量随温度的上升而增大。

光补偿点是植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值。对水生植物来说，光补偿点所在深度是光补偿深度，是沉水植物在湖泊等自然水体中向深层分布的界限。在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质。光补偿点以下，植物的呼吸作用超过光合作用，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质。如长时间在光补偿点以下，植株将逐渐枯黄以致死亡。因此植物正常生长所需的最低光照度必须高出其补偿点，由回归方程求得，5℃时穗状狐尾藻的光补偿点为45lx；10℃为173lx；15℃为308lx；20℃为418lx；25℃为495lx。由此可见，穗状狐尾藻的光补偿点随温度的升高而增大。原因是当温度升高时，呼吸作用增强，光补偿点随之上升。

刘国才[4]对白音花水库冰下水生维管束植物的研究表明，穗状狐尾藻的光补偿点为160lx，但未指明水温，但水温应该在0～4℃。刘国才[5]在对冰下水生维管束生产力的研究中测得穗状狐尾藻光补偿点为207lx（2.5℃，pH7.5）。而据任南[6]等人的有关环境因子对东湖几种沉水植物生理的影响研究结果表明，狐尾藻4℃下为2331x；15℃下为4241x；20℃下为658lx。刘国才、任南以及本试验所测得穗状狐尾藻的光补偿点三者之间都存在较大差异，究其原因可能与狐尾藻选材的茁壮程度、材料的处理方法上、试验条件的设定以及长期适应不同地区的生活环境等有关。刘国才冰下水生维管束生产力的研究的试验用水pH为7.5；任南试验所用的穗状狐尾藻取自武汉东湖，东湖整个湖区平均pH为8.5；本试验用水的pH为6.8～6.9。高pH条件下，水中缺乏无机碳源会抑制光合作用。而酸性条件下无机碳源（CO2、HCO3-）要丰富些，有利于光合作用的顺利进行。刘国才所用的穗状狐尾藻取自内蒙古；任南是从武汉东湖采集的；本试验所用的穗状狐尾藻采自重庆大足龙水湖，移植于校内实验池塘中暂养。因穗状狐尾藻长期适应不同地区的生活环境导致所测得的结果存在较大的差异。

2.2pH值对穗状狐尾藻光合作用的影响

图7不同pH值下穗状狐尾藻净产氧量的变化

由图7可知，穗状狐尾藻净产氧量在pH值为5.4时最大。pH值为5.4～6.4时，光合作用旺盛。在pH值为5～10时，随着pH值的增加，穗状狐尾藻的光合作用强度降低，在碱性条件下净产氧量出现负值。该现象可以从两方面解释，一是在酸性条件下，穗状狐尾藻有充足的碳源（CO2和HCO3－）可以利用，有利于光合作用的进行，而在碱性条件下，可利用碳源不足，光合用受限制[33]；二是试验开始时穗状狐尾藻已经在池塘里生长了一个半月，完全适应了池塘的水环境。学校池塘的特点是水位低，池水主要靠降雨来补充，试验过程中测得试验池塘的pH值为6.2。这些可能是穗状狐尾藻在偏酸的水体中光合作用较旺盛的原因。

苏胜齐等[7]有关pH值对菹草光合作用影响的试验表明，在pH为5～11时，随着pH值的增加，菹草光合作用强度降低，二者呈负相关。由此可见菹草也适宜在中性偏酸的环境中生长。

2.325℃穗状狐尾藻的光饱和点

图825℃时光照强度与穗状狐尾藻净产氧的关系

在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值称为光饱和点。

由公式计算可知，在水温25℃时穗状狐尾藻的光饱和点为58,136lx。由图8可知，当光照强度超过饱和光照强度后，随着光照强度增加，穗状狐尾藻的光合速率明显下降。穗状狐尾藻的光合作用表现出强光抑制现象。

3结论与讨论

3.1穗状狐尾藻光合作用的光补偿点和光抑制

在温度5℃、10℃、15℃、20℃和25℃，光照0～6000lx时，穗状狐尾藻的净产氧量随光照的增强而升高。回归分析计算出穗状狐尾藻在不同温度下的光补偿点，分别为45lx、173lx、308lx、418lx、495lx。穗状狐尾藻生长的光补偿点随水温的上升而逐渐增加。由此可知，低温季节穗状狐尾藻对水体透明度的要求不高；高温季节则须采取措施提高水体的透明度，这样才有利于穗状狐尾藻的生长[8，9]。在富营养化环境中，沉水植物要维持对藻类的优势，必须在水表形成冠层并具备相对高的丰度[10]。要在水表形成冠层并具备相对高的丰度，光合作用就应该有较小的强光抑制。试验表明穗状狐尾藻存在光抑制现象（水温25℃，光饱和点为58,136lx），但在全光照条件下仍能保持一定光合速率。

3.2穗状狐尾藻的光合作用对pH条件的适应

穗状狐尾藻的光合作用在中性偏酸的水体中较旺盛。在pH值为5～10，随着pH值增加，穗状狐尾藻光合作用的强度降低。李恒[11]在对云南高原湖泊中植物研究时发现pH值高达9.2的水体中仍有穗状狐尾藻生长，任南等人的研究表明，穗状狐尾藻具有较强的耐受水体高pH值的能力[4]。综合上述试验结果及他人的研究成果，认为穗状狐尾藻能够耐受较宽的pH值范围。

综上所述，穗状狐尾藻由于具有较低的光补偿点、对pH值有较大范围的耐受能力以及非光合茎的存在（非光合茎对植株在深水地段定居生存有重要的生态适应意义。穗状狐尾藻茎植株下部可形成没有叶片的茎，称为非光合茎。其暗呼吸只是光合茎的19.1％[12]，能量消耗较低。因此非光合茎的存在，使得穗状狐尾藻可扎根在更深的水底，在较深的水体中生存。一般认为，3倍透明度以下水草难以生存[10]。滇池目前水体的透明度只有40～45cm，原有的绝大多数沉水植物都已消失，但在一些水深2.5m的水域仍有穗狐尾藻生长[13]，在水生植被的恢复工程中可作备选择的物种之一。还应注意，植物群体的光补偿点较单株为高。因为群体内叶子多，相互遮荫，当光照度弱时，上层叶片还能进行光合作用，但下层叶片呼吸作用强，光合作用弱，所以整个群体的光补偿点上升。这一点在确定沉水植物适宜种植水深时不能忽视。

参考文献

1陈开宁,强胜,李文朝.蓖齿眼子菜的光合速率及影响因素[J].湖泊科学,2002,14(4):357-362

2金送笛,李永函,王永利.几种生态因子对菹草光合作用的影响[J].水生生物学报，1991，15(4)：295-302

3陈鸿达.11种沉水植物的生产力[J]海洋与湖沼,1998,19(6):525-531

4刘国才.白音花水库冰下水生维管束植物的研究[J].华北农学报，1994，9（1）:121-125

5刘国才,金天明,崔雅杰.冰下水生维管束植物生产力的研究[J].水生生物学报，1996，20(4):383-386

6任南,严国安,马剑敏,等.环境因子对东湖几种沉水植物生理的影响研究[J].武汉大学学报（自然科学版）,1996,42(2):213-218

7苏胜齐，姚维志.环境对菹草生长和繁殖的影响及菹草对富营养化水净化能力的研究[D].西南农业大学,2001:9-27

8陈开宁,强胜,李文朝.蓖齿眼子菜的光合速率及影响因素[J].湖泊科学,2002,14(4):357-362

9陈开宁.篦齿眼子菜生物、生态学及其在滇池富营养水体生态修复中的应用研究[D].南京农业大学,2002：18-22,58-72

10刘建康.高级水生生物学[M].北京：科学比版社,1999,137,225-240

篇（10）

1.从考查内容看：涉及叶绿体中色素的作用及其提取和分离、有关光合探究的几个经典实验、光合作用过程及影响光合作用强度的因素。主要集中在以下三个知识点：①光合作用的过程（重点是光反应、暗反应中的物质变化和能量变化）；②光照强度、温度、二氧化碳浓度等因素对光合作用强度的影响以及对光合作用的产物、中间产物含量的影响；③光合作用和细胞呼吸的相互影响。

2.从考查形式看：有选择题和简答题两种题型。试题普遍联系生产生活实际，常以实验分析或图表曲线的形式综合考查，灵活性强、难度较大。

要点解读

一、实验：绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理

（1）提取原理：色素能够溶解在有机溶剂中，所以用有机溶剂提取绿叶中的色素。

（2）分离原理：叶绿体中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。它们在层析液中的溶解度不同，所以其在滤纸上的扩散速度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。最终，色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离。

3.实验步骤

提取绿叶中的色素制备滤纸条画滤液细线分离绿叶中的色素观察与记录。

4.实验结果及说明

色素名称含量溶解度扩散速度吸收光的颜色作用

叶绿素a最多较低较慢

叶绿素b较多最低最慢主要吸收红光和蓝紫光

胡萝卜素最少最高最快

叶黄素较少较高较快主要吸收蓝紫光

吸收、传递和转换光能

5.注意事项

（1）应选择新鲜成熟的绿色叶片，不要选择幼嫩、发黄的叶片。

（3）滤纸要干燥处理。画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行。

（4）无水乙醇和层析液都易挥发，且层析液有一定毒性，故研磨速度要快，收集的滤液要用棉塞塞住试管口，层析时烧杯要加盖。

（5）层析时，滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶解在层析液中。

（6）因为液泡内也有花青素等水溶性色素，所以本实验一定要用无水乙醇提取色素，否则色带数目将不止4条。

二、光合作用的探究历程

光合作用的发现过程中，有很多科学家做了研究。高考试题往往以这些经典实验为范本，经过改编，以新的情境考查学生对这些研究过程涉及的实验手段和实验思想的理解。复习时，要抓住自变量、因变量、实验方法、实验处理等方面。

1.变量分析

（1）普里斯特利：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。

（2）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。

2.实验处理

（1）萨克斯：暗处理的目的是消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。

（2）恩格尔曼：将临时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。利用好氧细菌的特性，准确地判断水绵细胞中释放氧的部位。

三、光合作用过程

1.图解

四、影响光合速率的因素

光合速率是光合作用强度的指标，它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。

1.内部因素

植物种类（如阴生植物和阳生植物），同一植物不同生长阶段、不同部位的叶片和叶片年龄等。

叶龄曲线的分析：OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，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。AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。

应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。

2.环境因素

（1）光照

光照条件包括光的成分、光照强度、光合面积等。

①光的成分

由于色素吸收可见光中的蓝紫光和红光最多，吸收绿光最少，故不同颜色的光对光合速率的影响不一样。

应用：温室栽培时，用无色透明的玻璃（或塑料膜）做顶棚，能提高光合作用速率。

②光照强度

实验二：为了研究某种水草的光补偿点（植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等时的光照强度），科研人员设计了如下实验。试管中放入相同的水草和等量的BTB溶液（BTB是一种灵敏的酸碱指示剂，对光不敏感，其一定浓度的水溶液中性时无色，偏碱性时呈蓝色，弱酸性时呈黄色）。

（1）叶绿体中光合磷酸化发生的场所是。

（2）实验一在黑暗中进行的目的是。根据实验结果，叶绿体中ATP形成的原动力来自于。

（3）正常光照条件下，类囊体膜内水光解产生的是其pH降低的因素之一。

（4）实验二中，一段时间后，距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化，这说明。

（5）一段时间后，请预期2号、5号试管内的颜色分别是、。

（6）实验二中，用荧光灯比白炽灯更好，原因是。

解析：（1）光合磷酸化就是合成ATP，叶绿体中合成ATP的场所是类囊体薄膜。（2）因为实验目的是探究ATP形成的原动力，而光下，ADP、Pi会利用光能合成ATP，为了排除这种影响，选择黑暗环境。观察图知，类囊体所处的溶液pH从4上升到8，立即加入ADP和Pi就可以合成ATP，平衡后就不行。说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH差。（3）水光解的产物是[H]和氧气，其中[H]是pH降低的因素之一。（4）距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化，说明植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等，此时的光照强度为该水草的光补偿点。（5）2号试管距离变大，光强减弱，光合作用强度减弱，吸收CO2减少，溶液pH下降。5号试管恰好相反。根据BTB试剂的特点，2号、5号试管内的颜色分别是黄色、蓝色。（6）实验二的实验目的是研究光照强度对光合作用的影响，荧光灯比白炽灯产生的热量少，可以避免温度变化对光合作用的影响。

答案：（1）类囊体薄膜（2）避免光照对ATP合成的影响类囊体膜两侧的pH差（或类囊体膜内侧pH小于外侧）（3）[H]（4）距离荧光灯60cm处的光照强度为该水草的光补偿点（5）黄色蓝色（6）荧光灯产生的热量少，避免温度对光合作用的影响

6.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，某同学按下表中的方法步骤进行了实验。

步骤具体操作

①剪碎叶片称取适量幼嫩菠菜叶，剪碎，放入研钵中

②充分研磨向研钵中放入少许二氧化硅，再加入适量无水乙醇，然后迅速、充分地研磨

③迅速过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一张滤纸）中进行过滤；将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞紧

④制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线

⑤画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线；重复画若干次，每次待滤液干后再画

⑥分离色素将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中（注意：不能让滤液细线触及层析液），随后用棉塞塞紧试管口

⑦观察与记录观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色；将观察结果记录下来

请分析回答：

（1）步骤②中无水乙醇的作用是。

（2）按照上表中方法步骤进行实验操作，该同学在步骤③收集到的滤液呈色。