光合作用与能量转化光合作用的影响因素及其应用课件-高一上学期生物人教版必修1

SHENGWUXUE光合作用原理的应用第五章光合作用和能量转化单位时间内光合作用②固定CO2的量①制造或产生有机物（糖类）量③产生O2的量光合作用强度表示方法光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2CO2+H2O光能叶绿体(CH2O)+O2(色素、酶）光照强度★光照时间光照面积、光质①N、P、Mg等无机盐；②温度、pH影响酶活性。作为反应物和反应的媒介；气孔导度CO2的吸收干旱CO2浓度影响光合作用强度的因素

探究光照强度对光合作用强度的影响1.实验原理(1)叶片含有气体,上浮叶片下沉充满细胞间隙,叶片上浮光合作用产生O2(2)光照强度不同，则光反应产生

的速率不同，叶片上浮的时间也不同。O2抽气不同光照条件下，叶肉细胞的气体交换图分析如下：

探究光照强度对光合作用强度的影响O2CO2(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行

，吸收

，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。叶肉细胞气体交换图如图：细胞呼吸氧气(2)在弱光下，此时的光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉到水底。叶肉细胞气体交换图如图：

探究光照强度对光合作用强度的影响呼吸＞光合呼吸＝光合(3)在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞气体交换图。

探究光照强度对光合作用强度的影响光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片中氧气增多。2.变量分析自变量不同_________控制自变量因变量_____________检测因变量同一时间段内_____________对无关变量进行控制

等保持一致光照强度光合作用强度叶片浮起数量叶片大小、溶液的量

探究光照强度对光合作用强度的影响不同功率的LED台灯或相同功率台灯离实验装置的距离注意事项(1)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。(2)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入

溶液中。大的叶脉NaHCO3NaHCO3缓冲液的作用是：维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。

探究光照强度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4.实验现象甲乙丙叶片浮起数量多叶片浮起数量中叶片浮起数量少强中弱

探究光照强度对光合作用强度的影响5.结果分析不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25℃）

探究光照强度对光合作用强度的影响台灯灯泡的功率（W）404040台灯与烧杯的距离（cm）102030叶片漂起的数量5min00010min98715min109920min13101025min13109实验结果:光照越强，相同时间内，烧杯中小圆叶片浮起的数量越多。实验结论:在一定光照强度范围内，光合速率随光照强度的增加而增加。请绘制光照强度对光合作用强度的影响曲线。如何探究CO2浓度对光合作用的影响数量相同的叶圆片置于烧杯底部等距离（10cm）置于40W的光源下1蒸馏水22%NaHCO3溶液310%NaHCO3溶液如何探究温度对光合作用的影响1低温蒸馏水2常温蒸馏水3高温蒸馏水水浴控制温度数量相同的叶圆片置于烧杯底部等距离（10cm）置于40W的光源下1.在该实验中，若改用普通灯泡(钨丝)作为光源，应注意什么，怎样改进？

若改用普通灯泡作为光源应注意灯泡发热造成的温度变化对实验的影响，应在灯泡和光源之间加一玻璃水柱进行隔温处理。2.该实验中，若NaHCO3溶液浓度过高会导致叶片上浮缓慢，原因是_____________________________________。在高浓度的无机盐溶液中，植物细胞失水，代谢减弱【实验拓展】O2CO2O2CO2（可以测得）（可以测得）植物光合作用制造的糖类会全部积累下来吗？①

呼吸作用消耗的糖类②

植物细胞积累的糖类光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。O2的释放量，是指植物光合作用实际产生的总O2量吗？总光合速率=净光合速率

+呼吸作用速率有机物的制造量CO2固定量或消耗量O2的产生量有机物的积累量CO2的吸收量O2的释放量有机物的消耗量黑暗下CO2的释放量黑暗下O2的吸收量实际光合速率表观光合速率影响光合速率的外部因素(环境因素)①

光照强度原理：影响

阶段，制约

及

的产生，进而制约暗反应。光反应ATPNADPH①②③图中①②③分别代表什么速率？画出光补偿点和光饱和点时，细胞内氧气和二氧化碳的流动方向光补偿点：整株植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度光照强度CO2吸收量CO2释放量ACA点：只呼吸不光合光补偿点光饱和点ODBO2CO2AB段：呼吸＞光合B点：BC段：光合＞呼吸呼吸＝光合①

光照强度①光照强度温室大棚

可提高光合速率；对温室大棚用

玻璃最利于进行光合作用；欲使植物生长，必须使光照强度大于

。应用：增强光照透明光补偿点【易错提示】某植物叶肉细胞处于B点所示的状态时，则该植物体光合作用强度

呼吸作用（大于、等于、小于）；原因是：

。小于植物体内还存在不能进行光合作用，只进行呼吸作用的细胞。曲线图变形①b1点的含义②b1点时，叶肉细胞内产生ATP的场所细胞质基质、线粒体、叶绿体光合作用强度=呼吸作用强度o2吸收量②

光质：白光＞蓝紫光＞红光应用：温室大棚一般选无色透明塑料薄膜遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光影响光合速率的外部因素(环境因素)A点：

A’点：

B和B′点

③

CO2浓度(1)原理：通过影响

反应阶段，制约

的形成。暗C3(2)曲线分析：CO2补偿点CO2饱和点影响光合速率的外部因素(环境因素)CO2补偿点净光合速率总光合速率农家肥中的有机物被微生物分解产生无机盐和CO2，CO2和无机盐能被作物利用，提高大棚作物的产量

③CO2浓度

应用：（1）大田中增加空气流动，以增加

浓度，如“正其行，通其风”；（2）温室中可增施有机肥，以增大

。（3）栽培农作物的温室可以与鸡舍相连；CO2CO2浓度在温室大棚生产中，大棚内多施农家肥有利于提高作物的产量，原因是

。

结合下图分析并回答问题：C点时两者光合作用速率____________(填“相等”“不相等”或“不一定相等”)，理由：_________________。不一定相等两者的呼吸速率不一定相等生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在

点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是

。

植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是______________________________________。植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光

右上方B(1)原理1：温度通过影响

影响光合作用。(2)曲线分析:与光合作用有关酶的活性AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率_____B点酶的

温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率

，50℃左右光合速率几乎为零增大最适减小影响光合速率的外部因素(环境因素)④

温度“光合午休”现象盛夏的中午，温度高，蒸腾作用强，为减少水分散失，气孔大多关闭，CO2供应减少，导致光合作用强度明显减弱。(3)原理2：影响气孔开闭影响光合速率的外部因素(环境因素)④

温度12时左右光合作用强度明显减弱的原因是：植物体内的酶最适温度在40~50℃之间④

温度(4)应用：农作物增产措施a适时播种:b温室栽培：Ⅰ晴天：Ⅱ连续阴雨天：增加昼夜温差白天和晚上均降温增加有机物的积累·水是光合作用的

，缺水直接影响光合作用·缺水会导致叶片

，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。

⑤水分原理及时、合理灌溉影响光合速率的外部因素(环境因素)应用在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快。原料气孔关闭⑥矿质元素（1）原理：N：P：Mg：K：合成光合酶、NADPH、ATP、色素等NADPH和ATP的重要组分叶绿素的重要组分促进光合产物向贮藏器官运输影响光合速率的外部因素(环境因素)⑥矿质元素(2)曲线分析：A点后曲线下降原因：矿质元素过多、土壤溶液浓度过高，植物渗透失水萎蔫。(3)应用：适时、适量增施肥料，可以提高作物的光合作用速率。影响光合速率的外部因素(环境因素)水分和矿质元素

应用：施肥的同时，往往适当浇水，植物的光合速率会更大，此时浇水的原因是：肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收；

防止烧苗；同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应1.植物自身的遗传特性高于影响光合速率的内部因素

农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点见下表，从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是

。选择这两种作物的理由是

。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/umol·m-2·s-112001180560623A和C作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用。2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶影响光合速率的内部因素OA段：叶片由小到大的过程中，叶面积逐渐增大，叶肉细胞中的叶绿体逐渐增多，光合色素逐渐增加，光合作用速率不断增强。AB段：生长到一定程度，叶片面积和光合色素等达到稳定状态，光合作用速率也基本稳定。BC段：伴随着叶片的衰老，部分色素遭到破坏，光合作用速率下降。应用：适当摘除老叶。3.叶面积指数单位土地面积上，植物的总叶面积物质的量叶面积指数光合作用呼吸作用0246810A点以后不再增加的原因是_______________________________，A若一天光照时间为12h,叶面积指数应控制在

以下,才有利于植物生长。叶片相互遮挡,影响对光的吸收净光合作用5应用：合理密植E点：表示光合作用实际量与呼吸量相等，有机物积累量为

。零E(1)甲图中的自变量为______________，OP段限制光合速率的因素是_________，PQ段影响光合速率的因素是_______________，Q点之后影响光合速率的因素是_________；光照强度、温度光照强度光照强度、温度温度(2)丙图中的自变量为_________________，OP段限制光合速率的因素是_________，PQ段影响光合速率的因素是

，Q点之后影响光合速率的因素是___________；光照强度、CO2浓度光照强度光照强度、CO2浓度CO2浓度多因子变量对光合速率的影响甲图

乙图

丙图项目光合作用有氧呼吸代谢类型合成作用(或同化作用)分解作用(或异化作用)物质变化无机物合成(――→)有机物有机物分解(――→)无机物能量变化光能―→化学能(储能)化学能―→ATP、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行联系光合作用和细胞呼吸的联系与区别(1)物质方面①C：CO2→(CH2O)→丙酮酸→CO2。②O：H2O→O2→H2O。③H：H2O→NADPH→(CH2O)→[H]→H2O。(2)能量方面：光能→ATP和NADPH中的能量→(CH2O)中的能量→ATP中的能量→各项生命活动热能曲线分析1.自然环境下光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析只进行呼吸作用光合作用开始点光合作用消失点光合作用逐渐增强光合作用逐渐减弱ABHIBHBDFHC光合作用强度=呼吸速率强度BC光合作用强度<呼吸速率强度CG光合作用强度>呼吸速率强度DE光合午休有机物积累最多的点GG积累有机物的时间段制造有机物的时间段消耗有机物的时间段一天中有机物最多的时间点一天中有机物最少的时间点CGBHAIGC(1)当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率＝0时，植物不能生长。(3)当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。光合速率与植物生长2.密闭环境中一昼夜内光合速率曲线光合>呼吸光合=呼吸光合开始光合消失光合<呼吸出现“午休”CGCBGHBCGHEF①装置甲烧杯中NaOH的作用是

；装置乙烧杯中NaHCO3的作用是

。②装置甲用于测定

速率，要在

（光照或黑暗）条件下测量，液滴左移距离表示

。③装置乙测定

速率，要在

（光照或黑暗）条件下测量，液滴右移距离表示

。④若光合作用小于呼吸作用，两装置液滴如何移动？光合速率的测定方法1.液滴移动法吸收CO2黑暗均左移甲

乙

NaOH溶液NaHCO3溶液维持CO2含量的恒定呼吸呼吸作用消耗的氧气的体积光合光照光合作用释放的氧气的体积⑤物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用

分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。光合速率的测定方法1.液滴移动法甲