54光合作用与能量转化课件第4课时高一上学期必修

第4节光合作用与能量转化第五章

细胞的能量供应和利用第4课时光合作用原理的应用一、光合作用强度1.概念通常用光合速率表示，指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量2.表示方法单位时间内光合作用制造有机物的量单位时间内光合作用固定（利用）CO2量单位时间内光合作用产生（合成）O2的量CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体一、光合作用强度丙丁甲只进行呼吸作用呼吸作用＞光合作用呼吸作用＜光合作用呼吸作用=光合作用强调：这是针对一个细胞来说，可以有上面的规律。如果是植株个体有上面的规律吗？3.比较光合作用与呼吸作用在不同条件下的强弱原因是植株个体还有不能进行光合作用的细胞，如根部细胞等。一、光合作用强度4.计算方法

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率即总光合速率即表观光合速率丙丁甲5.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用表示方法m3=m1n3=n1(1)微观点悟+n2+m2以光合作用＞呼吸作用为例

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率一、光合作用强度(2)归纳总结总光合速率净光合速率呼吸速率真正光合速率=净光合速率+呼吸速率O2产生速率O2释放速率黑暗中O2吸收速率CO2固定(或消耗)速率CO2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物产生(或制造、生成)速率有机物积累速率有机物消耗速率丁一、光合作用强度叶绿体中的色素光能H2O

水在光下分解O2NADPHADP+Pi酶ATPCO2C5固定2C3(CH2O)[糖类]多种酶参加催化还原供氢酶供能光反应阶段暗反应阶段影响光合作用强度的因素有哪些？二、影响光合作用强度的因素及应用遗传因素光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等内因：外因（环境因素）：CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料:水、CO2，动力—光能，都是影响光合作用强度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。二、光合作用的影响因素及应用①同一植物的不同生长发育阶段，应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。1.内因光合作用速率不同叶面积不断增大，叶绿体、叶绿素含量不断增加，②同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：老叶，随叶龄增加，叶绿素被破坏，OA段：幼叶，叶面积不断增大，叶绿体、叶绿素含量不断增加，AB段：壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，BC段：光合作用速率不同光合作用速率不断增加；光合速率基本稳定；光合速率也随之下降。1.内因②同一叶片的不同生长发育时期农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，茎叶蔬菜及时换新叶，可减少细胞呼吸对有机物的消耗。应用：1.内因③植物自身的遗传特性(如植物品种不同)光合速率和呼吸速率相等时的光照强度。光合速率达到最强时所需的最低的光照强度。a.光补偿点：b.光饱和点：以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率1.内因a.光补偿点时：③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，如图所示。阴生植物只需要更少的阳光就可以达到和阳生植物一样的光合作用的强度，所以提前到达光补偿点。光合作用的强度=呼吸作用的强度，所以光补偿点:A，＜A1.内因b.光饱和点时：③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，如图所示。阴生植物只需要更少的阳光就可以达到饱和，所以提前到达光饱和点。所以光饱和点:B，＜B光合速率达到最强时所需的最低的光照强度1.内因原因2：对于呼吸作用相同的阴生植物和阳生植物来说，阴生植物得到的光少，自然利用光的效率要高。原因1：以叶绿体来说，阴生植物与阳生植物相比，阴生植物有较大的基粒，基粒层数多，叶绿体含量较高，阴生植物能在较低的光照强度下充分的吸收光线。③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，如图所示。1.内因二、影响光合作用强度的因素1.环境因素（光照）对光合作用强度的影响实验①实验原理a.利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，细胞间隙充满水分，使叶片沉于水中。b.在光合作用过程中，植物吸收CO2，放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。c.根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。2.外因a.自变量的设置b.因变量的检测c.无关变量的控制强、中、弱三种光照

同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量使小圆形叶片内的气体逸出；放入黑暗处待用。②控制变量③观看【教学实验】探究光照强度对光合作用强度的影响选取生长健全、年龄近似、厚薄均匀的成长叶片数片，用直径约1cm的打孔器打小圆片30片（注意避开大的叶脉）吸入清水堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次。将内部气体逸出的叶片，放入烧杯中，放在暗处备用。这些叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底取3只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水分别放入10片叶片，然后进行不同强度的光照。观察浮起叶片的数量。④实验步骤烧杯光照距离光照强度叶片浮起数量140W5CM240W30CM340W50CM⑤实验结果强中弱多中少光合作用强度0光照强度在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增大而加快，⑥实验结论限制光合速率的内部因素主要有：超过一定值后光合作用强度趋于稳定。色素含量、酶的数量、C5的含量有限⑴.光b.光照强度a.光质蓝紫光＞红光＞绿光c.光照时间2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用②类胡萝卜素主要吸收：①叶绿素主要吸收：红光和蓝紫光蓝紫光所以光质对光合作用强度的影响a.光质b.光照强度B：光合速率和呼吸速率相等时的光照强度。C：光合速率达到最强时所需的最低的光照强度a(净光合速率)=b(总光合速率)-c(呼吸速率)应用：间作套种、合理密植曲线分析：cab2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用A：只进行呼吸作用光补偿点光饱和点D.光照强度改变，其他条件不变（温度，CO2浓度）的分析光照强度ACO2吸收量BCO2释放量阴生植物光补偿点光饱和点OA点：B点：C点：C只进行有氧呼吸光合强度=呼吸强度光合强度最大2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用图一中的甲图对应图二的

；图一中的乙图对应图二的

；图一中的丙图对应图二的

；图一中的丁图对应图二的

。乙丙丁甲A点A→B点B点光照强度大于B点典型例题图一图二c.光照时间光合速率0时间（h）6789101112131415161718ABCDE2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用解释光合作用的日变化：课本P106光合速率0时间（h）6789101112131415161718ABCDE（1）为什么7－10时光合作用强度不断增强？（2）为什么12点左右的光合作用强度明显减弱？（3）为什么14－17时的光合作用强度不断下降？1.如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：光照强度不断增强温度和光照强度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少。光照不断下降典型例题(2).CO2浓度A.CO2补偿点：光合速率与呼吸速率相等时的外界CO2浓度B.CO2饱和点：光合速率最大时所需的最小外界CO2浓度应用：“正其行，通其风”2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用(3).温度应用：适当提高昼夜温差光合作用最适温度（25。C）一般低于呼吸作用最适温度（30。C），故温度过高对提高产量不利。2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用(4).矿质元素及H2OB.应用：合理施肥和灌溉A.原理：①.N、Mg等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏，会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。②.H2O既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用⑸.多因素综合影响30℃20℃10℃光照强度光合速率PQ光合速率温度PQ高CO2浓度中CO2浓度低CO2浓度A.曲线分析：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，光合速率不断提高。2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用30℃20℃10℃光照强度光合速率PQ光合速率温度PQ高CO2浓度中CO2浓度低CO2浓度Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为：各曲线所表示的因子。⑸.多因素综合影响2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用30℃20℃10℃光照强度光合速率PQ光合速率温度PQ高CO2浓度中CO2浓度低CO2浓度B.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。在一定温度下，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。⑸.多因素综合影响2.具体环境因素对光合作用强度的分析与应用关于环境因素影响光合速率的两点提醒:(1)温度改变对光合作用的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。关于环境因素影响光合速率的两点提醒(2)CO2浓度对光合作用的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用。1.三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率（Pn，以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是()A.与10：00时相比，13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度D典型例题

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率三、光合作用与细胞呼吸的关系1.光合作用与细胞呼吸的关系图解2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系(1)过程联系(3)能量联系课堂总结一、光合作用强度三、光合作用与细胞呼吸的关系二、影响光合作用强度的因素及应用遗传因素光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等内因：外因（环境因素）：【教学实验】探究光照强度对光合作用强度的影响1.将生状况相同的某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光照强度相同），测其重量变化，得到如下的数据。可以得出的结论是()A．该植物光合作用的最适温度是27℃B．该植物呼吸作用的相对最适温度是29℃C．27℃—29℃的净光合速率相等D．30℃下实际光合速率为2mg·h-1B组别一二三四温度（℃）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

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率课堂练习2.如图表示某植物在不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化．对植物生理过程分析正确的是（

）D

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率A.光照强度为a时，光合作用强度不为零B.光照强度为b时，光合作用与呼吸作用强度相等C.光照强度为c时，光合作用强度是呼吸作用强度两倍D.光照强度为d时，光合作用从环境中吸收2单位CO2乙丙丁甲

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率3