第5章第4节光合作用的原理和应用(第34课时)课件高一上学期生物人教版必修

ATP合成酶第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化二、光合作用的原理和应用（第3、4课时）1.光合作用强度：CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能叶绿体

①

；

②

；③

。单位时间内光合作用CO2固定量有机物(糖类)生成量O2产生量光合速率：用一定时间内

或

的数量来表示。原料消耗产物生成四.光合作用原理的应用植物在单位时间内，通过光合作用制造糖类的数量。光质光照强度光照时间光照面积酶色素温度矿质元素CO2

+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2CO2浓度气孔开闭情况水分光酶的种类、数量色素的种类和含量植物种类、叶龄、叶面积指数光(强度,时间,光质)ＣＯ2浓度矿质元素水分内因外因影响因素2.影响光合作用强度的因素温度光照（强度，光质）、温度、CO2浓度等因变量：无关变量：CO2的吸收：可以用红外线CO2传感器测量O2的释放：小叶片浮起数量法有机物合成：淀粉含量测量法探究光照强度对光合作用强度的影响为例。自变量：光合速率植物叶片、其他环境条件处理等如何测量光合速率？3.实验:探究环境因素对光合作用强度的影响自变量：光照强弱因变量：光合作用强度相同时间小圆形叶片浮起的数量用5W的LED灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度控制方法检测方法叶片含有空气，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O2实验原理：同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量…无变量：3.实验：探究光照强弱对光合作用强度的影响温度、CO2浓度，光照时间等分析变量：探究光照强弱对光合作用强度的影响叶片细胞间隙充满水，重量增加防止其光合作用产生氧气,使叶片提前浮起3.实验:探究光照强弱对光合作用强度的影响实验步骤：(1)取叶片均分三组，进行编号。(2)给予低、中、高的光照(不同处理)

(3)相同且适宜温度下（相同处理）取材排气沉水分组要注意避开大叶脉其中没有叶绿体用注射器抽取叶片内的空气(真空渗水法）放置黑暗处,让细胞下沉烧杯底部各倒入20mlNaHCO3溶液，放入10片小叶圆片(4)观察并记录同一时间内，各组

装置中小圆叶片上浮的数量吸收热量，排除温度变化对实验结果的干扰甲乙丙叶片浮起数量多叶片浮起数量较多叶片浮起数量少3.实验:探究光照强弱对光合作用强度的影响实验结果：①在一定范围内，随光照强度的增强光合作用强度增加②达到光饱和点时：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度光照强度光合作用强度

abc

def光饱和点3.实验:探究光照强弱对光合作用强度的影响实验结果：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5min10min15min20min000986109813109实验结论：利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响？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）延伸拓展这些因素分别如何控制呢？O2产生量O2释放量(实测）较强光照时思考：实验所测是否为叶片光合作用实际产生的总O2量？O2消耗量O2产生量

=

O2释放量

+

黑暗下O2吸收量①定义：一定时间内，单位面积CO2的消耗量或O2、(CH2O)产物生成量来表示。②图示：③关系式：CO2消耗量CO2吸收量(实测)CO2释放量CO2消耗量

=

CO2吸收量

+

黑暗下CO2释放量

（固定）有机物合成量

=

有机物积累量

+

有机物消耗量

(生成、制造）(黑暗下)真光合速率

=

净光合速率

+

呼吸速率

（光下

测得）

（黑暗

下测得）4.光合速率光照强度0CO2吸收CO2释放光补偿点光饱和点净光合总光合B：光合速率=呼吸速率D：光合速率开始达到最大时最小的光照强度（C点后限制因素:CO2浓度,温度等）DAB：光合速率<呼吸速率BC：光合速率>呼吸速率呼吸A：只进行呼吸作用C点之前限制因素:光照强度应用：合理密植；间作套种；适当剪枝1.光照五.影响光合作用的因素（1）光照强度ABC呼吸速率间作套种合理密植CO2吸收量CO2释放量光照强度OAEDCF光照强度由O到E变化的过程中：①细胞呼吸消耗的有机物是多少？

②光合作用制造的有机物是多少？③此过程中积累的有机物是多少？B光合作用强度用面积表示梯形SACDF

矩形SAOEF梯形SACDF－矩形SAOEF即，梯形SDCBE－△SOBA五.影响光合作用的因素1.光照（1）光照强度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<呼吸作用光照强度0CO2吸收CO2释放呼吸速率光合作用与呼吸作用的强弱关系ABC1、光照（2）光质（光的波长）光质对光合作用速率的影响：白

光>红

光>蓝

紫

光>绿

光应用：①大棚栽培时，——选择“无色塑料”

②“人工补光”——“红光和蓝紫光”五.影响光合作用的因素CO2浓度AB吸收速率CO2C释放速率CO2DA点：对应的CO2浓度为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CO2饱和点B点：C点：1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；3.大田中还要注意通风透气。应用：五.影响光合作用的因素2.CO2浓度D点：C点前限制因素：C点后限制因素：光合作用速率达到最大值CO2浓度光照强度和温度思考：点B与m、D与n是否相同？点m与A相同、点n与C相同CO2补偿点CO2饱和点五.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CO2DCO2浓度0光合速率mn最低CO2浓度最低CO2浓度CO2饱和点q(1)原理:①温度通过影响

影响光合作用,主要制约

反应。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五.影响光合作用的因素3.温度(2)曲线O温度A光合速率BC50②温度过高,植物

,CO2吸收减少,光合速率减弱暗气孔大多关闭“光合午休”现象(3)应用：①适时播种

③降低植物“午休”现象②温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温晴天：连续阴雨天：白天和晚上均降温N：P：K：Mg：（2）应用：合理施肥思考：P～Q的形成原因？矿质元素过多、土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水萎蔫。五.影响光合作用的因素4.矿质元素（无机盐）光合酶、叶绿素、NADPH、ATP的重要组分NADPH、ATP的重要组分促进光合产物向贮藏器官运输叶绿素的重要组分（1）作用：5.水①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②水分还能影响气孔的

，影响

进入叶片，间接影响光合作用速率原料介质开闭CO2★五.影响光合作用的因素（1）原理：（2）应用：合理灌溉预防干旱(地膜覆盖)

思考：温度不同或者CO2浓度不同，曲线会如何变化？五.影响光合作用的因素6.多因子变量对光合速率的影响(1)这三种研究的自变量分别是什么？→规律：横坐标+线上因子(2)P点前、Q点后、PQ间限制光合速率的因素分别是？横坐标因子横坐标和线上因子线上因子内部因素：色素的数量、酶的数量、酶的活性叶龄、叶面积指数、植物种类等1.叶龄五.影响光合作用的因素应用：适时摘除老叶BC段：叶片衰老，部分色素被破坏，光合速率下降AB段：生长到一定程度，叶面积、色素量、酶量达到稳定状态，光合速率基本稳定OA段：随叶龄增大，色素含量增加，酶的含量和活性增大，光合速率加快2.叶面积指数内部因素：（叶片总面积/土地面积）五.影响光合作用的因素色素的数量、酶的数量、酶的活性叶龄、叶面积指数、植物种类等应用：①合理密植(增加光合作用面积)②修剪（增加有效光合作用面积）3.植物种类内部因素：阳生植物的光饱和点、最大光合速率均高于阴生植物应用：阳生植物和阴生植物

间作或套种色素的数量、酶的数量、酶的活性叶龄、叶面积指数、植物种类等五.影响光合作用的因素1.下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。分析曲线图并回答问题。(1)7～10时的光合作用强度不断增强的原因(2)10～12时的光合作用强度明显减弱的原因(3)14～17时的光合作用强度不断下降的原因光照强度逐渐增大温度很高，蒸腾作用强，导致气孔大量关闭，CO2吸收减少，导致光合作用暗反应受到抑制。光合午休光照强度不断减弱(4)从图中看出，限制光合作用的因素有_________________。光照强度、温度(5)依据本题信息，提高绿色植物光合作用强度的措施有：温室大棚:控制光照强度、温度的方式（如补光、遮阴、喷淋降温等)拓展应用P106六.光合作用日变化曲线1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线温度降低，细胞呼吸减弱，a点可能是呼吸作用最低的时刻a点：b点：植物开始进行光合作用bc段：光合作用强度＜细胞呼吸强度c点：光合作用强度=细胞呼吸强度光合作用强度＞细胞呼吸强度ce段(不含c、e点)：1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线d点：温度过高，蒸腾作用增强，部分气孔关闭，导致CO2供应不足，光合速率降低，出现“午休”现象六.光合作用日变化曲线e点：光合作用强度=细胞呼吸强度ef段：光合作用强度＜细胞呼吸强度fg段：光合作用停止，只进行细胞呼吸六.光合作用日变化曲线1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线2.积累有机物时间段：3.制造有机物时间段：4.消耗有机物时间段：5.一天中,有机物积累最多的时间点

,有机物含量最少的点

。6.一昼夜有机物的积累量表示为：1.由此图可知限制光合作用的因素有：光照强度、温度思考讨论ce段bf段Og段ecS1－S2－S3(S1、S2、S3表示面积)。2.密闭容器中,一昼夜绿色植物CO2浓度的变化曲线只进行细胞呼吸AB段：BC段：细胞呼吸减弱，呼吸作用的最小值可能出现在该段CD段：开始进行光合作用D点：光合作用强度=细胞呼吸强度DH段：光合作用强度＞细胞呼吸强度光合作用强度=细胞呼吸强度H点：HI段：光合作用强度＜细胞呼吸强度,最终光合作用停止六.光合作用日变化曲线C点：光合作用强度＜细胞呼吸强度植物不能正常生长I＞AI=AI＜A植物不能正常生长植物能正常生长2.密闭容器中,一昼夜绿色植物CO2浓度的变化曲线原因：I点低于A点，说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。思考：如果将纵坐标改为O2的浓度(含量),请画出曲线?注意：光合速率=呼吸速率的点：D、H例:将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是A.图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后B.到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高C.图甲中的F点对应图乙中的g点D.经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加√3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。六.光合作用日变化曲线在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。吸收容器中的CO21）装置甲中，NaOH的作用是

。

2）装置甲中，在

条件下进行，红色液滴

移。移动的距离代表

。

黑暗左有氧呼吸消耗的O2量七.光合速率的测定1.液滴移动法（陆生植物）①测呼吸速率：3）图甲校正装置应如何设置

。其目的是

。用长势相同死亡的植物，其他条件相同。排除气压、温度等物理因素（非生物因素）对实验结果的干扰。4）真光合速率＝

。光合作用产生O2量与有氧呼吸消耗O2量的差值5）图乙校正装置应如何设置

。其目的是

。3）红色液滴右移距离是表示

速率，移动的距离代表

。

充足光照右用长势相同死亡的植物，其他条件相同排除气压,温度等物理因素(非生物因素)对实验结果的干扰。净光合速率＋呼吸速率七.光合速率的测定1.液滴移动法1）装置乙中，NaHCO3的作用是

。

2）装置乙中，在

条件下进行，红色液滴

移。净光合NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定②测净光合速率2.黑白瓶法（水生植物）1）黑瓶不透光，只进行

；2）白瓶透光，可以进行

。初始溶氧量－黑瓶溶氧量3）呼吸量=4）净光合作用量=白瓶溶氧量－初始溶氧量七.光合速率的测定方法步骤：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。呼吸作用光合作用和呼吸作用5）若没有测初始溶氧量,能否计算出净光合作用量和总光合作用量？√×二者之和为总光合作用量。研究小组从池塘不同深度采集水样，分别装入大小相同的黑白瓶中（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。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得白瓶溶氧量为Am