【课件】光合作用与能量转化第三课时课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

（二）光合作用原理的应用光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。表示方法：1、单位时间内有机物的制造量或合成量2、单位时间内O2的生成量或产生量3、单位时间内CO2的消耗量或固定量6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体光（光照强度、光质、时间长短）；水分、CO2浓度；无机营养（Mg2+等）、病虫害；温度；影响光合作用的因素：

内因（植物自身因素）：

叶龄、植物种类（叶绿体的数量）、不同生长阶段*外因（环境因素）：

能量供应：

原料：

叶绿体的形成和结构：

影响酶活性：一、实验原理：①叶片含有空气，上浮叶片下沉O2充满细胞间隙，叶片上浮抽气光合作用产生O2②根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少，或观察不同光照强度下浮起相同数量叶片所需的时间

探究光照强度与光合作用强度的关系。实验：探究环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响探究·实践---课本105页自变量光照强弱因变量光合作用强度无关变量要求相同且适宜检测方法相同时间小圆形叶片浮起的数量控制方法不同瓦数的灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离温度等用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰探究环境因素对光合作用强度的影响叶圆片沉到水底1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片2.将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出3.将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，小圆形叶片全部沉到水底探究环境因素对光合作用强度的影响4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）NaHCO3缓冲液的作用是：维持装置中CO2浓度的稳定探究环境因素对光合作用强度的影响5.分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的小烧杯中

并调整40W台灯距离（10、20、30CM）吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰探究环境因素对光合作用强度的影响探究环境因素对光合作用强度的影响

项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量110片20mL强多210片20mL中中310片20mL弱少6.观察并记录结果三、实验结论在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强①图中A点含义：

；②B点含义：

；③C点表示：

；④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表

植物。

光照强度为0，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等光合作用强度不再随光照强度增强而增强阴生1、光照强度B：光补偿点C：光饱和点延长光合作用时间间种、合理密植——增加光合作用面积应用：适当增加光照强度A点：黑暗时，只进行细胞呼吸CO2O2AB0吸收CO2C2C1abc光照强度AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸O2CO2CO2O2AB0吸收CO2C2C1abc光照强度B点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸O2CO2AB0吸收CO2C2C1abc光照强度BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸O2CO2CO2O2AB0吸收CO2C2C1abc光照强度O2CO2O2CO2.........O2CO2（A：只呼吸，无光合）O2CO2（AB：光合<呼吸）.........O2CO2CO2O2（B：光合=呼吸）（BC：光合>呼吸）在光合作用与细胞呼吸同时进行时，测定的实际光合速率是光合作用减去细胞呼吸的差数，即净（表观）光合速率，若把呼吸速率加到净光合速率上去，则得到总(真正)光合速率。真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率光合作用制造的糖类呼吸作用消耗的糖类植物细胞积累的糖类光合速率(光合强度)：是指一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如O2产生量、CO2固定量、有机物制造量）呼吸速率：黑暗状态下单位时间单位面积的CO2释放量或O2吸收量或有机物的消耗量净光合速率：有光条件下测得的单位时间单位面积的CO2吸收量或O2释放量或有机物的积累量6CO2+12H2O

C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是A.若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c时与图乙的C时细胞中产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体B.若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的b相当于图乙的B点C.图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO2D.图乙的A、B、C点光合作用限制因素只有光照强度用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：己知叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即再光照1h(光照强度相同、保持相应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：组别1234温度／℃27282930暗处理后重量变化／mg－1－2－3－1光照后与暗处理前重量变化／mg+3+3+3+1以下说法错误的是A．光照1h内，第4组轮藻合成有机物总量为3mgB．光照1h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度C．光照1h内，第1、2、3组轮藻释放的O2量相等D．该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在28℃至30℃之间应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度措施：①多施有机肥或农家肥；（微生物呼吸）②大田生产“正其行（合理安排植株的间距），通其风（补充新鲜的CO2）”，即为提高CO2浓度、增加产量；③释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。正其行，通其风(3)温度①影响原理：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度。②曲线分析：B点对应的温度是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度，光合作用强度都会下降。应用：白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。酶最适温度:光合作用<呼吸作用

提高作物产量的应用：增加昼夜温差光合作用效率与光照强度、时间的关系一天的时间O121311101514光照强度C光合作用效率C点：温度过高，气孔关闭，影响了CO2的吸收，暗反应减弱。(4)无机营养和水应用：适时、适量地施肥加水，可提高农作物产量。水和无机营养N、P、K、Mg等矿质元素都会影响光合作用。水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。N：酶及ATP的重要组分P：磷脂、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(5)多因子变量对光合作用速率影响的分析P点之前:限制光合速率的因子应为横坐标所表示的因子。Q点之后:影响因子主要为各曲线所表示的因子。各点的移动当外界条件变化时，CO2（光）补偿点移动规律如下：a、若呼吸速率增加，CO2（光）补偿点应右移。b、若呼吸速率减小，CO2（光）补偿点应左移。c、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2（光）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，CO2（光）补偿点应左移。若已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图曲线表示该植物在25时光合作用速率与光照强度的关系，若将温度提高到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上分析曲线c、d点位置如何变化------------d往左下移有机物情况变化曲线及密闭环境中一昼夜CO2含量的变化曲线1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(1)开始进行光合作用的点：_________。(2)光合作用与呼吸作用相等的点：________。(3)开始积累有机物的点：_______。(4)有机物积累量最大的点：______。cd、hdh植物的午休现象？成因：温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，使CO2的吸收下降，从而使光合作用强度下降。光合作用：叶肉细胞呼吸作用：所有细胞AB段：__________________________________________CD段：___________________________________________D点：____________________________________________DEFGH段：________________________________________H点：____________________________________________HI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，光合作用逐渐消失呼吸速率等于光合速率，CO2浓度最低，有机物积累最多分析下列各段的含义：24h有机物在积累2．密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线(1)该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：_________。(2)该植物一昼夜表现为__________，其原因是：________________________________________________D、H生长I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用>呼吸作用，植物生长。1、光合速率的测定方法——气体量变化法将装置置于光照充足，温度适宜的环境中保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。细胞呼吸会不会改变瓶内压强？不会测定的是总光合还是净光合？净光合液滴右移代表？净光合大于0光合速率的测定2、光合速率的测定方法——黑白瓶法黑瓶不透光，只进行呼吸作用白瓶透光，可以进行光合作用和呼吸作用。呼吸作用量=初始溶氧量－黑瓶溶氧量净光合作用量=白瓶溶氧量－初始溶氧量总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量=白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于原水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。光合速率的测定2.利用气体体积变化测定光合速率和细胞呼吸速率：(1)经典实验装置：(2)实验装置解读：①甲装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由无氧呼吸产生的___引的，因此可测定绿色植物的无氧呼吸速率。②乙装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由有氧呼吸吸收的__引起的，因此可测定绿色植物的有氧呼吸速率。③丙装置：置于光照下，NaHCO3的作用是保证容器内___的恒定，满足绿色植物光合作用的需要，红色液滴移动是由于光合作用产生的__和细胞呼吸消耗的O2引起的，因此可测定绿色植物的净光合速率。应用1：密闭装置法测定光合速率和呼吸速率典例1.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（）A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移应用2：黑白瓶法测定光合速率和呼吸速率典例2.回答下列与生物的物质及能量代谢有关的问题：（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于_________，生产者的能量可以直接流向_______（答出2点即可）。（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_____________；C与B的差值表示这段时间内_____________；A与B的差值表示这段时间内_________。应用3：半叶法测定光合速率和呼吸速率

典例3.某科研小组采用“半叶法”对某植物叶片的光合速率进行测定。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/（dm2·h）。（1）MA表示6小时后：叶片初始质量一呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后：

+

-呼吸作用有机物的消耗量。（2）若M=MB-M