54光合作用与能量转化（第三课时）课件高一上学期必修一生物人教版

1.光合作用光反应和暗反应阶段的场所；2.光反应和暗反应过程中物质的变化以及能量转化；3.光反应和暗反应的联系；4.光合作用总反应式；课前两分钟背诵第4节

光合作用与能量转换（第3课时）高中生物学人教版2019第五章

细胞的能量供应和利用

学

习

目

标01设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响，提升科学探究能力02关注光合作用原理在生产实践中的应用，认同科学技术的重要价值底物的消耗速率

或

产物的生成速率

CO2+H2O（CH2O）O2+光能叶绿体1.光合作用强度(光合速率）:（1）植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。固定CO2的量制造有机物（糖类）量产生O2的量单位时间内光合作用（2）表示方法：（一）

光合作用强度的表示方法一、探究环境因素对光合作用强度的影响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）+O2气孔开闭情况、环境中CO2浓度水分光酶的种类、数量色素的种类和含量植物自身因素（遗传特性、叶龄）光照强度（光反应）CO2浓度矿质元素（N、Mg）水分内因外因影响因素温度（酶）（二）

影响光合作用速率的因素一、探究环境因素对光合作用强度的影响实验：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，探究光照强度与光合作用强度的关系。材料用具（P105）打孔器，注射器，5WLED台灯，米尺，烧杯，绿叶（如菠菜、吊兰等）。有条件的学校可以使用化学传感器来测量O2的浓度。一、探究环境因素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）实验步骤（P105）取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片（避开大的叶脉）。将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体逸出。这一步骤可能需要重复2~3次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。一、探究环境因素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）实验步骤（P105）取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（可以事先通过吹气的方法补充CO2，也可以用质量分数为1%~2%的NaHCO3溶液来提供CO2）。向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后分别置于强、中、弱三种光照下。实验中，可用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。观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。一、探究环境因素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（5）实验结果

项目烧杯圆形小叶片数量加入富含CO2的清水光照强度单位时间内圆形小叶片浮起的数量110片20mL强多210片20mL中中310片20mL弱少（6）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，单位时间内圆形小叶片中产生的氧气多，浮起的圆形小叶片多。一、探究环境因素对光合作用强度的影响利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响？提示：CO2浓度（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）在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，用于探究CO2浓度对光合速率的影响。NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。一、探究环境因素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产生O2固定CO2释放O2较强光照时吸收CO2植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如O2的释放量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？O2CO2线粒体叶绿体（可以测得）（可以测得）植物进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量到的光合作用指标是:净光合作用速率。光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2问题：实验所测是否为叶片实际光合作用强度？一、探究环境因素对光合作用强度的影响项目表示方法净光合速率总光合速率呼吸(黑暗测量)O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量O2产生量、CO2固定量、有机物制造量O2吸收量、CO2释放量、有机物消耗量光合作用强度的表示方法实际光合速率：是指植物在光下实际把CO2转化成有机物的量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放CO2的量。又叫总光合速率。净光合速率：不算呼吸作用放出的CO2量，只算从外界吸收的CO2量，即是在光下测定的CO2的吸收量。光照强度0CO2吸收CO2释放ABC呼吸速率光补偿点光饱和点净光合总光合B：

。D：

。（限制因素：CO2浓度、温度等）DAB：

。BC：

。呼吸A：

。C点之前限制光合作用的因素是:光照强度二、光合作用强度的影响因素曲线分析

光照强度对光合速率的影响

1只进行呼吸作用光合作用<呼吸作用光合作用=呼吸作用

(光补偿点)光合作用>呼吸作用光合速率开始达到最大时外界的光照强度(光饱和点)光照强度0CO2吸收CO2释放ABC光补偿点光饱和点DA点：只呼吸不光合O2CO2AB段：呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段：光合＞呼吸提醒：注意区分，单个细胞和整个植株的区别曲线与细胞图示相结合二、光合作用强度的影响因素曲线分析1.思考:植物体在B点时，那它的叶肉细胞的光合作用强度

呼吸作用强度。（大于、等于、小于）

当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。大于二、光合作用强度的影响因素曲线分析

光照强度对光合速率的影响

1（叶肉细胞光合作用）（叶肉细胞呼吸+其他细胞呼吸）=总结：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。2.光合速率与植物生长：1.阴雨天气适当补充光照，增加光合作用强度。2.适当延长光照时间3.合理密植，增加光合作用面积二、光合作用强度的影响因素曲线分析

光照强度对光合速率的影响

1应用：AB0阳生植物阴生植物CCO2吸收速率CO2释放速率讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？生产上有哪些应用？光照强度二、光合作用强度的影响因素曲线分析

光照强度对光合速率的影响

1阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽或弱光条件下生长发育不良的植物。阴生植物：在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。应用：合理密植，间作套种，合理利用光阳生植物和阴生植物的光合作用比较A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＝呼吸作用速率对应的D点为CO2饱和点B点：C点：

应用：1.多施有机肥或农家肥；2.“正其行，通其风”大田中还要注意通风透气。二、光合作用强度的影响因素曲线分析CO2浓度对光合速率的影响

2注意：分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐才能被植物吸收。C点之后光合速率的限制因素：主要为光照强度和温度。CO2浓度AB吸收速率CO2C释放速率CO2代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点

；反之，A点

。1.A点下移上移2.B点与C点的变化自变量B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大光照强度(或CO2浓度)适当减小光照强度(或CO2浓度)左移左移右移右移3.D点

代表最大光合速率，若增大光照强度（或增大CO2浓度）使光合速率增大时，D点向

移动；反之，移动方向相反。右上方

光合作用曲线中关键点的移动

二、光合作用强度的影响因素曲线分析1：温度通过影响

影响光合作用。曲线分析:酶的活性2:影响

开闭应用：1.适时播种

2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温。3.植物“午休”现象（气孔关闭）。

4.连续阴雨天：白天和晚上均降温二、光合作用强度的影响因素曲线分析

温度对光合速率的影响

3最适温度下植物光合作用最大。温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低。气孔应用：合理浇灌、预防干旱①水是光合作用的原料②水是体内各种化学反应的介质图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了

的供应。CO2③缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响二、光合作用强度的影响因素曲线分析

水对光合速率的影响

4光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少，光合作用强度明显减弱。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。(P106)（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：（2）10～12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：（4）依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施。可以利用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。二、光合作用强度的影响因素曲线分析“光午休”现象

N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分

P：类囊体膜、NADP+和ATP的重要组分

K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分应用：合理施肥可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物的运输和转化等，提高光合作用强度。二、光合作用强度的影响因素曲线分析矿质元素对光合速率的影响

5

①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可______光合作用速率，

但当超过一定浓度后，植物光合作用速率

。提高下降

②土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是:

。溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水问：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？二、光合作用强度的影响因素曲线分析

光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用

6限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子。横坐标不再影响光合速率，而是其他因子。P点时或之前：Q点时或之后：

在一定范围内，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用强度不断增加。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶保证植物及时换新叶，同时可降低其呼吸作用消耗有机物。二、光合作用强度的影响因素曲线分析内因1：叶龄对光合速率的影响

7物质量叶面积指数单位土地面积上，植物的总叶面积

在一定的范围内，随叶面积不断增大，光合作用强度不断增加，超过一定范围后，光合作用强度不再增加。当叶面积增加到一定限度后，呼吸作用加强，净光合产量反而下降。总光合量净光合量ABC呼吸量应用：适当修苗，合理施肥、浇水，避免枝叶徒长，封行过早。温室栽培植物时，可通过合理密植来增加光合作用面积二、光合作用强度的影响因素曲线分析

内因2：叶面积指数对光合速率的影响

8密闭的环境中自然环境中(1)图甲中b点变化的原因:凌晨温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少（2）图甲中c点：开始进行光合作用（3）图甲中d、h点：光合作用强度等于细胞呼吸强度（4）f点的原因：温度过高，部分气孔关闭，CO2供应不足,出现“午休”现象。（5）ef段下降的原因:（6）gh段都下降的原因:部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率减慢。光照强度逐渐减弱，光反应速率减慢。（7）I点CO2浓度比A点时低说明：一昼夜后有机物积累量增加拓展1：自然环境（夏季）中一昼夜植物光合作用曲线

密闭的环境中二、拓展应用1.下图是在夏季晴朗的白天，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。练习与应用（1）7—10时的光合作用强度不断增强的原因是

。（2）10—12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是

。光照强度逐渐增大此时温度很高,蒸腾作用很强,为减少水分蒸发,气孔大量关闭,二氧化碳无法进入叶片组织,导致光合作用暗反应受到限制。二、拓展应用练习与应用（3）14—17时的光合作用强度不断下降的原因是

。（4）从图中可以看出，限制光合作用的因素有

。（5）依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施。光照强度不断减弱光照强度、温度可利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，比如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用。下图为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，当光合作用相关因素改变后，a、b、c点的移动描述不正确的是A.若植物体缺Mg2＋，则对应的b点将向左移B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的a点将下移，b点将右移C.若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点将分别向上移、左移、左移D.若实验时将光照由白光改为蓝光(光照强度不变)，则b点将向左移A课堂练习内因：外因：水分—应用：合理灌溉矿质元素—应用：合理施肥温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休”CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰…

不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。（应用：大棚种植用红光或蓝紫光的灯管；

无色透明的薄膜）

光照光质（光的颜色）光照时间：光合面积（叶面指数）（应用：延长光照时间：一