第九讲 光合作用与能量转化 高考生物一轮 复习课件

第9讲光合作用与能量转化Ⅱ考点1光合作用的影响因素及应用

是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。一.光合作用强度①表示方法：

以单位时间内单位面积光合作用固定（消耗）CO2量、产生O2量、制造有机物量来衡量。③三种速率的表示方法：①对象：叶绿体：直接总光合。②对象：植株、叶片、细胞：见下表检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2O2有机物释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)释放量产生量消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量②测定方法：

植物进行光合作用的同时，还进行呼吸作用，因此直接测定（真正）光合作用速率是很困难的，而我们只能测定净光合速率。所以可以推导出：真正的光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。C02固定量=CO2吸收量+CO2释放量02产生量=O2释放量+O2消耗量有机物的制造量=有机物积累消量+有机物消耗量1202吸收量C02释放量光照强度为0时，只进行呼吸作用1202消耗量C02释放量弱光时，呼吸作用＞光合作用3402产生量C02固定量呼吸作用=光合作用呼吸作用＜光合作用12C02释放量02消耗量345602消耗量C02释放量C02吸收量02释放量二.影响光合作用的因素及应用1.内部因素（1）植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例<<（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况、气孔导度等

生产实践中，可适时喷施植物激素中的脱落酸，起到调节气孔开度的作用。

叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率就越慢，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会增强。应用：适时摘除老叶应用：合理密植

合理施肥，避免枝叶徒长2.外部因素:单因子对光合速率的影响及应用①光照强度【单位：勒克斯（lx）】A.原理：光照强度通过影响植物的

反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率

，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应速率加快，从而使光合作用产物增加。光加快B.曲线分析:➊A点：光照强度为0，此时只进行

。➋AB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

，

光合作用强度

呼吸作用强度。➌B点：光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强

度

细胞呼吸强度。➍BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不

再增强了。B点后，光合作用强度

呼吸作用强度。➎C点：光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含

量、

的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之

外的环境因素。细胞呼吸减少等于酶＜＞C.限制因素：D点前为

；D点及以后可能有

等。D.产ATP的场所：A点：

；A点以后：

。E.关于点移动问题：①已知光合作用，呼吸作用的最适温度分别为25℃,30℃，若该曲线是在光合作用最适温度下测定的，则适当提高温度后，A点：

，B点：

，D点：

。②若植物缺Mg，B点

。③若上图为阳生植物，则阴生植物的A点

移，B点

移，D点

移，最大光合速率

。思考1：指出下面几张生理状态模型图在曲线中的对应关系。光照强度温度，二氧化碳浓度细胞质基质，线粒体细胞质基质，线粒体，叶绿体下移右移左移右移上左左减小思考2：（植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度

呼吸作用强度。（大于、等于、小于）大于AB段：呼吸＞光合A点：只呼吸不光合BD段：光合＞呼吸B点：呼吸＝光合思考3：（植物体）在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度

呼吸作用强度。（大于、等于、小于）大于总结：叶绿体吸收CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率，当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸思考4：在图2中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为

,光合作用产生有机物的量可表示为

。(用S1、S2、S3和数学符号表示)

S1+S2S3+S2F.应用➊温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；➋阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作，

如玉米--大豆、板栗--茶、桃树--甘蓝；温室大棚一般选无色透明塑料薄膜，阴雨天需给温室补充光照（红光和蓝紫光）原因是：（1）两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分；（2）两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。➌延长光合作用时间，通过轮作或套作。轮作：在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物，如玉米-花生轮作、水稻-蘑菇轮作；优点：（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。套作：在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式，比如玉米套种花生、果园套种油菜。AB段：____________________BC段：___________________________________________CDE段：__________________________________________C点：____________________________________________D点：____________________________________________E点：____________________________________________EF段：___________________________________________FG段：___________________________________________只进行呼吸作用呼吸作用强度大于光合作用强度呼吸作用强度小于光合作用强度呼吸作用强度等于光合作用强度呼吸作用强度大于光合作用强度只进行呼吸作用CO2吸收量最多，此时光合作用强度最大例题1.分析下列各段的含义：呼吸作用强度等于光合作用强度,此时有机物积累量最多自然和密闭环境中曲线解读a：凌晨2～4时，温度降低，

。b点：有微弱光照，植物

。bc段：光合作用

呼吸作用。c点：上午7时左右，光合作用

呼吸作用。ce段：光合作用

呼吸作用。d点：光照强，温度高，蒸腾作用强，

。e点：下午6时左右，光合作用

呼吸作用。ef段：由于光照强度减弱，使光合作用

呼吸作用。fg段：没有光照，光合作用

。bf段：

有机物的时间段。ce段：

有机物的时间段。一昼夜有机物的积累量＝

。图1夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线呼吸作用减弱，CO2释放减少开始进行光合作用小于等于大于为减少水分散失，气孔关闭，植物吸收CO2量减少，暗反应减弱，出现光合午休现象。等于小于停止制造积累SP－SM－SN例题2.分析下列各段的含义：ABC段：__________________________________________BC段：____________________C点：

____________________

CD段：___________________________________________D点：____________________________________________DEFGH段：________________________________________FG段：____________________________________________H点：____________________________________________HI段：___________________________________________只进行呼吸作用呼吸作用强度小于光合作用强度呼吸作用强度等于光合作用强度呼吸作用强度大于光合作用强度，光合作用逐渐消失呼吸速率等于光合速率，CO2浓度最低，有机物积累最多温度降低，呼吸作用减弱微弱光照，开始进行光合作用呼吸作用强度大于光合作用强度“光合午休”现象例题3.分析下列各段的含义：

②CO2浓度A.原理：CO2影响

阶段，制约

的形成。B.曲线分析:E.应用：暗反应C3➊图1中A点：

；➋图2中的A′点：

；➌两图中的B和B′点：

；光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点进行光合作用所需CO2的最低浓度CO2饱和点，光合作用最大时对应的最小CO2浓度C.限制因素：

B点前为

；B点及以后可能有

等。CO2浓度温度，光照强度D.关于点移动问题：(图1）➊若光强适当增强至光饱和点，A点

移，B点

移；➋若光强适当减弱A点

移，B点

移。左右右左➊“正其行，通其风”，温室内充CO2，即提高CO2浓度增加产量的方法。➋生产上使用农家肥：原因是有机物在微生物的分解下产生了大量的CO2和无

机盐，同时释放了热能。C.应用：➊温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；➋晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。③温度A.原理：温度通过影响

影响光合作用。B.曲线分析:➊AB段：

在B点之前，随着温度升高，光合速率增大；➋B点：

➌BC段：

酶的最适温度，光合速率最大；随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零。光合作用相关酶的活性

光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但呼吸作用相关酶的最适温度较高。

水既是光合作用的

，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。

另外，水分还能影响

，间接影响

进入植物体内。

④水分A.原理：B.曲线分析:

图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，

。图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为

。合理灌溉温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2的供应原料气孔的开闭CO2N：光合酶及ATP的重要组分P：

类囊体膜和ATP的重要组分；

K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分应用：合理施肥、轮作（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）⑤矿质元素光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用3.外部因素：多因子对光合速率的影响及应用P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断

。Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。提高应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加

，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加

和CO2浓度以提高光合速率。CO2浓度光照强度4.光合作用产物积累对光合作用强度的影响光合产物（蔗糖）从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因有∶

①反馈抑制。例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO2的固定;

②淀粉粒的影响。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。例题4.以测定的CO2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A（2）CO2浓度为800µL•L-1的气候室中，幼苗净光合速率随光照强度的变化是图中的

（填“甲”或“乙”）曲线，做出此判断的理由是

。例5.为探究环境条件对幼苗光合作用的影响，某同学将同品种燕麦幼苗分为甲、乙两组，一组培养在CO2浓度始终保持在300µL•L-1的气候室中，另一组培养在CO2浓度始终保持在800µL•L-1的气候室中.在相同且适宜的温度等条件下，测定两组幼苗净光合速率随光照强度的变化，如图所示，请回答：（1）光照强度为aklx时，甲组幼苗叶肉细胞中能合成ATP的生物膜结构有

、

光照强度大于aklx时，限制乙组光合作用的环境因素主要是

。类囊体膜线粒体内膜CO2浓度甲图中相同光照强度和温度条件下，甲的净光合速率大于乙的，这与环境中CO2浓度的升高有利于幼苗吸收CO2进行光合作用的观点相吻合（3）实验发现，与乙组相比，甲组所产生的种子粒大饱满；甲组所产生的种子萌发后，将幼苗按照乙组的条件进行培养，再产生的种子与乙组相同。对上述实验现象最合理的解释是：

与乙组的种子相比，甲组所产生的种子粒大饱满是由环境中CO2浓度高导致光合作用强引起的，而非遗传物质不同造成的考点2探究环境因素对光合作用强度的影响探究光照强度对光合作用强度

的影响

自变量因变量无关变量光照强度光合作用强度观测指标：单位时间小叶片上浮的数量【叶圆片（大小、数量）、温度、CO2浓度、PH等】

观察同一时间内装置中叶片浮起的数量，或者浮起相同数量叶片所需的时间来探究环境因素（如光照强度、温度、CO2浓度等）对光合作用强度的影响。一.实验原理①

②

③

④

⑤

⑥⑦

⑧

⑨

⑩二.实验仪器和试剂①取材三.实验步骤②排气和③沉水④分组⑤光照同一时间内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25℃）台灯灯泡的功率（W）404040台灯与烧杯的距离（cm）102030叶片漂起的数量5min00010min98915min109920min13101025min131011四.实验结果及分析光照强度对光合作用强度有影响：

在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用也不断增强。(1)叶片上浮的原因是____________________________________________

。(2)打孔时要避开

，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。(3)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入

溶液中。