光合作用的原理和应用课件-高一上学期生物人教版必修1

细胞的能量供应和利用第5章第4节光合作用与能量转化

——光合作用原理的应用本节聚焦光合作用是怎样进行的？光合作用过程中物质变化与能量变化有什么关系？光合作用原理在生产中有哪些应用？一、影响光合作用的因素CO2的浓度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能叶绿体H2O光：光照强度、光质、光照时间矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料）外因：内因：酶的种类、数量色素的含量叶龄植物种类等温度环境中CO2浓度叶片气孔开闭实验：探究环境因素对光合作用的影响一、影响光合作用的因素光照强度指光照的强弱，以单位面积上所接受可见光的能量来度量，单位勒克斯（Lx）光合作用强度可以通过测定一段时间内原料消耗或产物生成的数量来定量的表示。植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。探究光照强度对光合作用强度的影响实验：探究环境因素对光合作用的影响自变量：光照强弱因变量：光合作用强度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阅读P105，找出以下关键信息：注射器的作用：实验材料：圆形小叶片排出圆形小叶片中的气体一、影响光合作用的因素探究光照强度对光合作用强度的影响无关变量：圆形叶片大小、温度、CO2浓度等一、影响光合作用的因素方法步骤：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，使叶片内气体逸出实验：探究环境因素对光合作用的影响一、影响光合作用的因素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4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）实验：探究环境因素对光合作用的影响一、影响光合作用的因素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）什么作用？吸收热量排除干扰实验：探究环境因素对光合作用的影响一、影响光合作用的因素

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。实验：探究环境因素对光合作用的影响相同时间一、影响光合作用的因素讨论：利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响？这些因素分别如何控制呢？提示：CO2浓度（吹气时间或不同质量分数的NaHCO3溶液）、温度（水浴保温）、光质（不同颜色的彩色灯泡）实验：探究环境因素对光合作用的影响一、影响光合作用的因素汉水丑生侯伟作品O2CO2该叶肉细胞的光合速率=呼吸速率该叶肉细胞的光合速率<呼吸速率该叶肉细胞的光合速率>呼吸速率该叶肉细胞只呼吸不光合叶肉细胞CO2吸收或释放（可以测得）O2吸收或释放（可以测得）一、影响光合作用的因素一、影响光合作用的因素1.光(1)光照强度A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸B点：AB段：光合作用强度＜呼吸作用强度光补偿点，光合＝呼吸BC段：光合＞呼吸D点：光饱和点，达到最大光合作用强度时对应的最小光照强度一、影响光合作用的因素A:只进行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用

细胞呼吸释放的CO2

全部用于光合作用BC：光合作用>呼吸作用AB：光合作用<呼吸作用一、影响光合作用的因素（2）光照时间（3）光的波长适当提高光照强度适当延长光照时间合理密植，增加光合作用面积温室大棚用无色透明塑料或玻璃（4）应用光照时间越长，产生的光合产物越多光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收绿光最少一、影响光合作用的因素2.CO2浓度CO2浓度AB吸收速率CO2C释放速率CO2DA点：能进行光合作用的最低CO2浓度CO2补偿点光合作用速率＝呼吸作用速率最大光合速率B点：C点：1.多施有机肥或农家肥2.温室栽培可适当提高CO2浓度3.大田中要注意通风透气应用：讨论：C点之后光合速率的限制因素有哪些？外因：内因：对应的D点为CO2饱和点CO2补偿点CO2饱和点主要为光照强度和温度酶的数量和活性一、影响光合作用的因素影响酶活性（1）原理：（2）温度——影响气孔开闭应用：a适时播种:b温室栽培：盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降。Ⅰ晴天：白天适当升温，晚上适当降温Ⅱ连续阴雨天：白天和晚上均降温光合“午休”3.温度一、影响光合作用的因素N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分4.矿质元素

在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因___________而导致光合作用速率下降。失水过多一、影响光合作用的因素缺水气孔关闭限制CO2进入叶片光合作用受影响原理：水既是光合作用的

，又是体内各种化学反应的

，直接影响光合作用速率；水分还能影响气孔的

，间接影响

进入叶片，从而影响光合作用速率。5.水应用：合理浇灌原料介质开闭CO2①原料、化学反应介质；②气孔开闭→CO2二、测定植物的光合速率（真光合与净光合）光合细胞氧气的产生量思考、该装置所测氧气的变化量，是叶肉细胞产生的全部氧气量吗？光合细胞和非光合细胞耗氧量氧的气释放量（释放到环境中）O2CO2二、测定植物的光合速率（真光合与净光合）真正（总）光合速率=净（表观）光合速率

+呼吸作用速率制造有机物的量固定或消耗CO2量

产生O2的量有机物积累量CO2吸收量O2的释放量消耗有机物的量黑暗下CO2的释放量黑暗下O2的吸收量===+++有机物的量CO2量O2的量称为表观光合速率实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率。呼吸速率净光合速率真正光合速率二、测定植物的光合速率（真光合与净光合）二、光合作用与呼吸作用的比较光合作用呼吸作用原料产物能量转换发生部位发生条件CO2、H2OO2、葡萄糖等有机物贮藏能量的过程光能→活跃的化学能→稳定的化学能有叶绿体的细胞，叶绿体光照下才可发生O2、葡萄糖等有机物CO2、H2O等释放能量的过程稳定的化学能→活跃的化学能活细胞，线粒体、细胞质光下、暗处都可发生1.区别二、光合作用与呼吸作用的比较2.联系：光合作用细胞呼吸14CO2C3C6H12O6丙酮酸CO23H2O[H]C6H12O6H2O丙酮酸H2OH218OO2C18O2H2OC6H12O6H2O丙酮酸CO21、以测定的密闭容器中的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净光合速率呼吸速率6.525℃6积累的黑暗下液滴左移的距离：测呼吸速率光照下液滴右移的距离：测净光合速率若实验组液滴右移x，对照组右移y或左移y。则光合作用引起的液滴移动的距离____________x-y或x+y将植物对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后（h）在这两部分叶片的对应部位截取相同面积（s）的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。MA=MB=MB-MA：净光合量+呼吸消耗量原叶重-__________原叶重+___________呼吸消耗量净光合量AB拓展1——测光合速率的方法介绍黑白瓶法测某水层浮游藻类的光合速率从池塘不同深度采集水样，分别装入黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置，同时测定各水层剩余水样溶氧量，作为初始溶氧量。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为Amg·L-1,白瓶溶氧量为Bmg·L-1,黑瓶溶氧量为Cmg·L-1,则该

水层浮游藻类的呼吸速率为______mg·L-1·d-1，

该水层浮游藻类的净光合速率为_______mg·L-1·d-1，

该水层浮游藻类的总光合速率为_______mg·L-1·d-1。A—CB—AB—C拓展1——测光合速率的方法介绍阴生植物：是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物光照强度CO2吸收量CO2释放量O阴生植物阳生植物将阳生与阴生农作物间作套种时注意作物种类搭配。拓展2——影响光合作用的因素植物种类分析：

叶面积指数单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数拓展2——影响光合作用的因素应用：适当间苗、修剪、避免徒长。自变量1自变量1自变量1自变量2温度自变量2光照强度自变量2CO2浓度P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高除横坐标所表示的因子之外的其他因子。拓展2——影响光合作用的因素1.自然环境制造有机物：

积累有机物：一天中有机物最多的时间点：一天中有机物最少的时间点：一昼夜有机物积累量＝SⅡ－(SⅠ＋SⅢ)。ac段：b点：温度降低，

减弱，CO2释放减少。c点：开始进行

。cd段：光合作用

细胞呼吸。d点：光合作用

细胞呼吸。dh段：光合作用

细胞呼吸。呼吸光合作用小于等于大于无光照，只进行

。f点：

过高，部分气孔关闭，

CO2供应量下降，出现“午休现象”。h点：光合作用

细胞呼吸。hi段：光合作用

细胞呼吸。ij段：停止

，只进行

。温度等于小于光合作用呼吸作用呼吸作用ci段dh段h点d点二氧化碳拓展2——影响光合作用的因素2.密闭环境AB段：BC段：温度降低，

减弱。CD段：光合作用

细胞呼吸。D点：光合作用

细胞呼吸。DH段：光合作用

细胞呼吸。

其中EF段出现“光合午休”现象。H点：光合作用

细胞呼吸。HJ段：光合作用

细胞呼吸。

直至光合作用完全停止呼吸小于等于大于只进行

。等于小于呼吸作用分析斜率J点：CO2浓度大小跟A点相比减小，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。

说明有有机物的积累，植物能正常生长。二氧化碳拓展2——影响光合作用的因素拓展3——光合作用的方式（了解）CO2气孔HCO3-CO2淀粉磷酸烯醇式丙酮酸苹果酸苹果酸液泡思考、CAM植物生活在干旱地区，经检测，其气孔在白天几乎完全关闭，但却可以进行旺盛的光合作用，你能推测CAM植物是如何解决CO2供应的吗？夜晚打开气孔吸收CO2，以苹果酸的形式储存在液泡中；白天，分解苹果酸释放CO2供光合作用使用（细胞呼吸也可以提供一部分）拓展3——光合作用的方式CO2HCO3-磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸苹果酸CO2卡尔文循坏线粒体叶绿体叶绿体叶肉细胞维管束鞘细胞苹果酸外界CO2浓度较低时，C4植物的叶肉细胞通过一种CO2浓缩机制(被一种对CO2亲和力很高的酶所催化)，可以在维管束鞘细胞中创造较高浓度的CO2水平，有利于提高植物在低CO2条件下的光合速率。练习与应用（P106）

一、概念检测1.依据光合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。(1)光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。()(2)光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。()(3)影响光反应的因素不会影响暗反应。()×√×2.如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是（）A.CO2→叶绿素→ADPB.CO2→叶绿体→ATPC.CO2→乙醇→糖类D.CO2→三碳化合物→糖类D练习与应用（P106）

3.根据光合作用的基本过程填充下图。O22C3C5NADPHATPADP+PiNADP+练习与应用（P106）

二、拓展应用练习与应用（P106）

2.在玻璃瓶底部铺一层潮湿的土壤，播下粒种子，将玻璃瓶密封，放在靠近窗户能照到阳光的地方，室内温度保持在30℃左右。不久，这粒种子萌发长成幼苗。你能预测这株植物幼苗能够生存多长时间吗?如果能，请说明理由。如果不能，请说明你还需要哪些关于植物及其环境因素的信息。提示：植物的生活需要无机盐、阳光、适宜的温度、空气(含有二氧化碳)，从给出的信息可以看出，植物生长的基本条件都是满足的。因此，只要没有病虫害等利因素，这株植物(幼苗)就能够生存一段时间。但究竟能够生存多长时间，涉及的问题很多