光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版必修

第4节光合作用与能量转化

你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密的控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分条件下，生产蔬菜和其他植物。有的蔬菜工厂完全依赖LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色光源。1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？①避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成减产②可根据植物生长的情况调控人工光源的强度和不同色光（光质），使蔬菜产量达到最大2.为什么要控制CO2浓度、营养液成分和温度条件？影响植物光合作用的环境因素，通过控制使植物达到最佳生长状态生命活动的最终能量来源为光能光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径（p97）白化苗正常苗白化苗思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？白化苗不含绿色色素，不能进行光合作用，不能正常生长，待种子中储存的养分耗尽就会死去。光合作用与细胞中的色素有关。植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关第一课时：捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素绿叶中色素的提取与分离1.实验目的（1）进行绿叶中色素的提取和分离。（2）探究绿叶中含有几种色素。2.实验原理提取原理:分离原理:

色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中各种色素在层析液中的溶解度不同溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散更快,反之则慢(纸层析法)3.材料用具新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药匙，量筒(10mL)，天平等。无水乙醇（也可用体积分数为95%的乙醇+适量无水碳酸钠来代替）层析液（由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成）二氧化硅和碳酸钙剪碎研磨过滤加试剂4.提取色素的实验步骤：收集SiO2：CaCO3：

无水乙醇：有助于研磨充分防止研磨中色素（主要是叶绿素）被破坏溶解、提取色素中和细胞液的酸性要求：迅速：充分：防止乙醇挥发及色素被破坏保证色素充分溶解剪碎研磨过滤加试剂收集4.提取色素的实验步骤：过滤材料：单层尼龙布注意：不用滤纸，滤纸吸附能力强，会吸附叶绿素而影响实验结果。剪碎研磨过滤加试剂收集4.提取色素的实验步骤：剪碎研磨过滤加试剂收集4.提取色素的实验步骤：试管口塞严的原因：防止无水乙醇挥发和色素氧化提取色素实验结果异常现象分析：

收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①叶片放置过久，不新鲜等等②未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分③未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子被破坏④一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低

(正确做法：分次加入少量无水乙醇)剪碎研磨过滤加试剂收集5、分离色素的实验步骤：制备滤纸条干燥：剪去两角：铅笔画细线（距底部1cm处）使层析液在滤纸条上快速扩散使层析液同时到达滤液细线，从而使每条色素带呈一直线。5、分离色素的实验步骤：画滤液细线细直齐：重复2—3次（干后）：防止色素带重叠，使色素带均匀分布在一条直线上。积累更多色素，使分离的色素带清晰分明分离色素：5、分离色素的实验步骤：将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液。纸层析法滤液细线不能触到层析液：烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞：防止色素溶解在层析液中而无法分离防止层析液挥发（层析液易挥发且有毒）实验：绿叶中色素的提取和分离分离色素实验结果异常现象分析：

(1)滤纸条无色素带：①忘记画滤液细线②滤液细线接触到层析液③误将蒸馏水当作提取液和层析液④研磨时未加无水乙醇(2)滤纸条色素带不整齐：①滤纸不干燥等

②滤纸未剪去两角③滤液线画得不细、直、齐6.实验结果和结论：叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素（含量3/4）类胡萝卜素（含量1/4）绿叶中的色素最少最高最快较少较高较快最多较低较慢较多最低最慢叶绿素（含量约占3/4）类胡萝卜素（含量约占1/4）色素带色素种类色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b色素带宽窄延伸思考：实验装置的改进在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，会出现什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）7.色素的功能

阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱

让不同颜色的光照射色素提取液，有些波段的光被色素吸收了，在光谱上出现黑线带，这种光谱叫色素吸收光谱叶绿素溶液类胡萝卜素溶液045050055060065070040050100波长/nm吸收光能的百分比类胡萝卜素叶绿素b叶绿素a光合色素的吸收光谱分析(1)一般情况下,光合色素只吸收

，不吸收红外光和紫外光。可见光(400-760nm)(3)类胡萝卜素：主要吸收

，对

吸收很少，不吸收

。(2)叶绿素：主要吸收

，对

吸收很少。蓝紫光(430-470nm)和红光（640-680nm）绿光蓝紫光绿光红、黄光(大于550nm)吸收、传递、转化光能(4)光合色素的功能：拓展：吸收、传递（四种色素）、转化（只有少数特殊状态的叶绿素a）光能叶绿素a:C55H72O5N4Mg

胡萝卜素：C40H56

叶绿素b:C55H70O6N4Mg

叶黄素：C40H56O21.功能：镁是叶绿素的组成元素之一，但类胡萝卜素中无镁元素。2.影响叶绿素合成的三大因素：①光照②温度③矿质元素一般需要光照才能合成叶绿素。温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，低温时叶绿素分子易被破坏。叶绿素中含N、Mg等矿质元素。解释生活现象1.为什么有些植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？呈绿色原因：1.叶片中叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素2.绿光吸收最少反射回来变黄的原因：由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来解释生活现象枫叶变红紫叶李变红原因：秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色花青素的积累使叶子呈现紫色解释生活现象2.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择选择什么颜色(红色/蓝色/无

色)的大棚塑料薄膜？为什么？

白光↓↓

红光红色玻璃

白光↓↓

绿光绿色玻璃

白光↓↓

白光无色玻璃

无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。解释生活现象3.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么

颜色(蓝紫光或红光或白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？

蓝紫光或红光在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。1.叶绿体结构基质基粒内膜外膜外膜内膜由类囊体堆叠而成含与光合作用有关的色素和酶含少量DNA、RNA、与光合作用有关的酶构成：成分：双层膜基粒基质：二、叶绿体的结构适用于进行光合作用叶绿体的结构适于进行光合作用叶绿体适应于光合作用的结构特点：1.叶绿体内众多的基粒和类囊体，增大叶绿体内的膜表面积；极大地扩展了受光的面积2.类囊体薄膜上分布了吸收光能的4种色素3.类囊体薄膜和线粒体基质中含有与光合作用有关的酶→

叶绿体功能：

捕获光能、进行光合作用实验验证水绵是藻类,真核生物每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。1881年，德国科学家恩格尔曼用水绵和好氧细菌做了这样的实验:2.叶绿体的功能黑暗，无空气极细光束照射完全光照恩格尔曼的实验一叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气讨论：1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？2.恩格尔曼在选材、实验设计上有何巧妙之处？设计： 选材：水绵：叶绿体螺旋带状，易观察

好氧细菌：可确定氧气产生部位无空气的黑暗环境：排除O2和光的干扰对照设置：极细的光束：有光与无光对照暴露阳光下：局部有光与完全曝光对照需氧细菌集中分布在叶绿体被光束照射到的部位需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位恩格尔曼的实验二用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域讨论：3.为何细菌集中在红光和蓝紫光区域？光合色素主要吸收红光和蓝紫光在此波长照射下，叶绿体会释放氧气多4.综上所述，你认为叶绿体有何功能？捕获光能、进行光合作用恩格尔曼实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。之后研究发现，类囊体膜上和叶绿体基质中含有多种光合作用所必需的酶。科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。3、叶绿体的结构适用于进行光合作用1.四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，得到了四种不同的层析结果。下列分析错误的是A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多C.丙可能是正确操作得到的理想结果D.丁可能是研磨时未加入CaCO3课堂检测2.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色、几乎无色。处理ABCSiO2（少量）+++CaCO3（少量）－++95%乙醇（10mL）+－+蒸馏水（10mL）－+－注：“+”表示加；“－”表示不加。（1）A处理得到的溶液颜色是

，原因是____________________。（2）B处理得到的溶液颜色是

，原因是________________________。（3）C处理得到的溶液颜色是

，原因是_______________________。黄绿色部分叶绿素受到破坏几乎无色叶绿素不溶于水深绿色大量叶绿素溶于乙醇中第二课时：光合作用的原理和应用光合作用指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。概念：反应式：CO2+H2O光能叶绿体（CH2O)+O2物质变化：能量变化：无机物→有机物实质：合成有机物，储存能量叶绿体如何将光能转化为化学能？一、探究光合作用原理的部分实验1、19世纪末：很多年来，人们一直以为：甲醛→糖2、1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用

甲醛不能通过光合作用转化成糖初步判断：O2中的O来自CO2的可能性较小，较可能来源于H2OCO2O2C+H2O甲醛(CH2O)缩合一、探究光合作用原理的部分实验3、希尔反应H+O2讨论1：希尔反应是否说明植物光合作用产生的O2中的O全部都来自H2O？为什么？不能说明。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。一、探究光合作用原理的部分实验3、希尔反应H+O2讨论2：希尔实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？能。因为悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。一、探究光合作用原理的部分实验3、希尔反应H+O2延伸思考1：若要探究O2中O的来源（CO2orH2O），可用什么方法？16O

/18O同位素标记法一、探究光合作用原理的部分实验3、希尔反应H+O2延伸思考2：写出水的光解反应式？H2O→1/2O2＋2H+＋2e光氧化型辅酶Ⅱ还原型辅酶ⅡNADP＋＋H+＋2e→NADPH一、探究光合作用原理的部分实验4、1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。CO2H218O光照射下的小球藻悬液C18O2H2O18O2O2光合作用产生的O2来自H2O。结论：同位素标记法指标：检测相对分子质量判断：O2（32）、18O2（36）一、探究光合作用原理的部分实验5、1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体照光时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。

在光照时，水光解同时生成了ATP。结论：讨论：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系H2OO2+NADPH

+能量光照叶绿体ADP+PiATPCO2是如何转变为糖类的呢？一、探究光合作用原理的部分实验6、卡尔文等用小球藻做试验研究：

用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环（暗反应阶段）同位素标记法光照射下的小球藻悬液14CO2H2OO2（14CH2O）二、光合作用的过程光合作用过程复杂，包括一系列化学反应。依据是否需要光能分为：光反应阶段暗反应阶段光合作用第一个阶段必须有光才能进行光合作用第二个阶段，又称“碳反应阶段”不直接依赖光2、光合作用的过程——光反应条件：外界条件：

内部条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：H2O2H＋＋1/2O2+2e-光色素NADPH的合成：NADP++H++2e-NADPH酶ATP的合成：ADP+Pi+能量ATP酶光能ATP、NADPH中活跃的化学能光色素、多种酶NADPH:还原性辅酶II（光合作用）NADH:还原性辅酶I（呼吸作用）光反应的各种产物有何去向？直接以分子形式释放出叶绿体，参与该细胞有氧呼吸第三阶段或释放到外界为暗反应提供活泼的还原剂及部分能量为暗反应提供能量2、光合作用的过程——暗反应条件：外界条件：

内部条件：场所：物质变化：能量变化：叶绿体基质不直接依赖光，需要CO2多种酶、NADPH、ATPCO2的固定：C3的还原：2C3

(CH2O)+C5酶ATP、NADPHCO2＋C52C3酶ATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能NADPH供氢供能酶ATP(供能)ADP+PiCO2C52C3(CH2O)还原固定多种酶参加催化淀粉、蔗糖酶暗反应的各种产物有何去向？为光反应ATP合成提供原料为光反应NADPH合成提供原料又参与CO2固定细胞呼吸消耗储藏器官储存、建造植物体ATPNADPHADP+PiNADP+C3C5O253韧皮部（筛管）植株各处知识拓展：暗反应具体过程rubisco（核酮糖二磷酸羧化酶）核酮糖1，5—二磷酸（RuBP)3—磷酸甘油酸思考1：分析光反应和暗反应之间的联系？

光反应为暗反应提供ATP、NADPH,暗反应为光反应ADP、NADP+；二者相互依存，相互制约；没有光反应，暗反应不能进行；没有暗反应，光反应也不能长时间进行。思考2：光反应能在无CO2的环境中长期进行吗？

暗反应能在无光的环境中长期进行吗？均不能暗反应受阻，光反应因产物ATP、NADPH积累,缺乏ADP、Pi、NADP+等也不能进行没有光反应，暗反应缺乏NADPH、ATP等无法长时间进行整个光合作用过程中的物质变化和能量变化分别是什么？物质变化：无机物能量变化：转变光合作用的实质：合成有机物，储存能量。有机物ATP和NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能光能CO2C3（CH2O）CO2中C的转移途径：光合作用中的原子转移途径：产物O2中O的来源：H2OO2H2ONADPH（CH2O）H2O中H转移途径：CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体思考：

假如白天突然减少CO2的供应，短时间内其体内的ATP、NADPH、C3和C5的含量如何变化？重点题型：分析叶绿体中C3、C5、NADPH、ATP、(CH2O)的动态变化思考：请分析光下的植物突然降低光照后，短时间内其体内的ATP、NADPH、C3和C5的含量如何变化？为什么？思考：请分析光下的植物突然降低光照后，短时间内其体内的ATP、NADPH、C3和C5的含量如何变化？为什么？光照减弱光反应减弱ATP、NADPH↓C3还原受阻CO2固定不变C3消耗减少，合成不变C5合成减少，消耗不变C3↑C5↓CO2减少暗反应减弱CO2固定减弱C3还原不变C3合成减少，消耗不变C5消耗减少，合成不变C3↓C5↑C3还原减弱光反应不变ATP、NADPH消耗减少，合成不变ATP、NADPH↑思考：

假如白天突然减少CO2的供应，短时间内其体内的ATP、NADPH、C3和C5的含量如何变化？变化条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)光照变弱↑↓↓↓光照变强↓↑↑↑CO2浓度降低↓↑↑↓CO2浓度升高↑↓↓↑C3和C5的变化相反变式题：

光合作用处于稳定状态的植物，在箭头处突然改变某个条件（降低光照或降低CO2浓度），其结果如图变化，则改变的某个条件是？为什么?ab分析：1.a表示C3化合物，b表示C5化合物2.C3增加，C5减少原因：降低光照/增加CO2浓度3.C3减少，C5增加原因：C3C5C3C5降低CO2浓度/增加光照降低光照降低CO2浓度/增加CO2浓度/增加光照NADPH“模型法”表示C3、C5、NADPH和ATP的含量变化

2.如图为绿色植物光合作用过程示意图（图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示）。有关叙述不正确的是（）A.②、③将光能转变成了活跃的化学能B.其他条件不变，g的量瞬时减少，短时内d、f增加C.将H2O物质用18O标记，一段时间后在CO2中可检测到18OD.④、⑤、⑥过程都发生在叶绿体基质中课堂练习Bg为二氧化碳，d代表ADP，f为NADP＋，若CO2的量瞬时减少，CO2被C5固定形成C3的量减少，C3的还原减慢，ATP和NADPH的消耗减少，剩余量增多，短时内ADP、NADP＋减少化能合成作用P106定义：自然界中的某些细菌，利用环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的过程。2NH3+3O2

硝化细菌2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O硝化细菌（CH2O）+O2实例：硝化细菌（利用NH3氧化成HNO3过程释放的能量来合成有机物）光合作用和化能合成作用的异同处：相同处：不同处：

都是将无机物转化成有机物，并储存能量

能量来源不同光合作用：化能合成作用：光能无机物氧化时释放的化学能光能自养生物：绿色植物、蓝藻、光合细菌等化能自养生物：硝化细菌、铁细菌、硫细菌自养生物异养生物：人、动物、真菌及大多数的细菌同化作用异化作用需氧型：人、动物、醋酸菌等厌氧型：破伤风芽孢杆菌、乳酸菌、蛔虫等兼性厌氧型：酵母菌代谢类型三、探究光照强度对光合作用强度的影响光合作用强度/速率表示方法植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。单位时间内反应物消耗量或产物生成量表示固定CO2的量制造或产生有机物（糖类）量产生O2的量三、探究光照强度对光合作用强度的影响1、实验原理:1.在光照下，绿色植物通过光合作用产生O22.光照强度不同，则光反应产生O2的速率不同，叶片上浮的时间也不同。叶片细胞间隙含有空气(上浮)抽气叶片细胞间隙充满水(下沉)光合作用产生O2叶片细胞间隙充满O2(上浮)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。探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响1、实验原理: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、实验装置：富含CO2的清水玻璃柱：吸收热量，排除温度变化对实验结果的干扰探究实践：探究光照强度对光合作用强度的影响3.实验变量：自变量：光照强度因变量：光合作用强度无关变量：如温度、CO2等，要求相同且适宜控制方法：相同瓦数台灯离实验装置的距离检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量富含CO2的清水0.6cm的打孔器打孔打出圆形小叶片30片黑暗保存叶片叶片置于注射器内抽出叶片的气体叶片均分为3组4.方法步骤：①打孔②排气③沉水④分组⑤光照⑥记录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3只烧杯各倒20mlNaHCO3缓冲液，放入10片小叶圆片分别对这三组进行强、中、弱光的照射处理记录相同时间内各组装置中小圆叶片上浮的数量原因：叶片内充满水，

重量增加

确保溶液中CO2含量充足（可用富含CO2的清水代替）要注意避开大叶脉原因：其中没有叶绿体防止光照使其光合作用产生氧气使叶片提前浮起4.方法步骤：细胞间隙积累O2，浮力增大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5、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。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？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）延伸思考1总光合速率=净光合速率+呼吸速率延伸思考2：P105旁栏思考O2产生量O2释放量（实测）较强光照时实验所测是否为叶片光合作用实际产生的总O2量？O2消耗量有机物

CO2O2总光合作用强度/速率与净光合作用强度/速率的比较①名称叫法：总光合速率=实际光合速率=真正光合速率净光合速率=表观光合速率=实测光合速率②关系及表示方法：关系表示总/实际/真正光合速率=净/表观/实测光合速率+呼吸速率

（光下测量)（黑暗中测量）制造、生成、合成量消耗、固定量产生量积累量吸收量释放量消耗量释放、产生量吸收、消耗量绿色植物细胞在有光的条件下，实际测得的环境中O2的释放量或CO2的吸收量或有机物积累量CO2浓度水分光光质光照强度光照时间光照面积酶色素温度矿质元素四.影响光合作用强度的因素气孔开闭情况1、光（1）光质（光的波长）应用：塑料大棚栽培时，常选择“无色塑料”以便透过各色光阴天或夜间给大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收、利用率较高的“红光和蓝紫光”影响光合作用强度的环境因素及应用白

光、红

光、蓝

紫

光、绿

光（2）光照时间应用：大田：复种（一年多茬）温室：人工光照（3）光照强度限制因素：光照强度限制因素：CO2浓度、温度（外因）、色素、酶的量、酶的活性（内因）等D光合作用强度达最大值光饱和点：光合速率达最大时所对应的最小光照强度光合作用强度光照强度AB总净光合速率＝总光合速率-呼吸速率曲线如何变化？光照强度0CO2吸收速率CO2释放速率ABC呼吸速率光补偿点光饱和点净光合速率总光合速率B：光合作用=呼吸作用D：光合速率开始达到最大时对应的光照强度DAB：呼吸作用>光合作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸速率只进行呼吸作用能否在图中找出总光合速率？A:B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，此时细胞呼吸强度等于光合作用强度，此时光照强度为光补偿点曲线图区别：

光合速率光照强度0

光合速率光照强度0曲线起点不同：总净画一画

结合光合速率与呼吸速率大小关系，试画出A点、AB段、B点、BD段，细胞与外界气体交换情况（即O2和CO2的进出情况）只进行细胞呼吸吸收O2，释放CO2V呼>V光，V净光为负吸收O2，释放CO2V呼=V光，V净光为0不发生气体交换V呼<V光，V净光为正吸收CO2，释放O2O2CO2O2CO2CO2O2CO2O2CO2O2O2CO2A点AB段

B点

BD段算一算1.结合曲线图，计算对应光照强度下的光合速率：（1）200LX时，光合速率=

mol/(m2.h)（2）400LX时，光合速率=

mol/(m2.h)（3）800LX时，光合速率=

mol/(m2.h)3612--算一算2.结合曲线图，判断植物的生长情况（有机物的积累情况）：（1）若是24小时连续光照，要保证植物生长，光照强度大于

LX（2）若12小光照12小时黑暗，光照强度大于

LX才能保证植物生长（3）若光照强度是1000LX，一天至少要光照几小时才能保证植物生长？400800至少光照9.6小时（白光-白呼）-晚呼>0白净-晚呼>0--移一移

试分析外界条件发生如下改变时，下图曲线中的a、b、c、d点会如何移动：1.若光合作用、呼吸作用的最适温度分别为30℃、35℃,假设图中曲线为30℃条件绘制，现提高温度至35℃：A点

移，B点

移，C点

移，D点

移2.假设图中曲线为缺Mg2+条件下绘制，现补充Mg2+：A点

移，B点

移，C点

移，D点

移3.假设图中曲线是高CO2条件下绘制，现换成低CO2：B点

移，C点

移，D点

移下右左左下不左右右上右左左下移一移4.假设图中曲线是阳生植物的，现换成阴生植物：A点

移，B点

移，C点

移，D点

移上左左左下阳生植物是指在强光环境中生长健壮，而在弱光条件下发育不良的植物。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。补偿点和饱和点的移动规律：A．该植物的呼吸速率为40（O2吸收量mg/h）B．当二氧化碳浓度为100ppm时，该植物光合速率等于40（O2释放量mg/h）C．当二氧化碳浓度超过400ppm后，该植物有机物积累量随时间增加而不再增加D．当二氧化碳浓度为500ppm时，如需提高光合速率，可增加光照和适当提高温度V呼V光=V呼限制因素：光照强度、温度（外）

色素、酶量、酶活性（内）

如图为在某种光照强度和一定温度下，不同二氧化碳浓度影响某绿色植物O2的释放量（单位叶面积•每小时）绘制成的相应曲线．下列分析不正确的是（

）CV净光＞0，积累有机物对点练2

如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，下列有关描述错误的是（

）A.图1中，若光照强度适当增强，a点左移，b点右移B.图2中，若CO2浓度适当增大，a点左移，b点右移C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多D.图4中，当温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少V净光V呼D对点练3应用：控制好光强①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。④间作(几种作物同时期播种)、

套种(几种作物不同时期播种)；轮作(几种作物轮换种植)；③合理密植，增加光合作用面积；2、CO2浓度低浓度的二氧化碳浓度不能进行光合作用净光合速率总光合速率B点：表示该植物进行光合作用所需CO2的最低浓度C点：CO2补偿点表示光合速率=呼吸速率时的CO2浓度D点：CO2饱和点光合速率不再增加时的最小CO2浓度。ABCD0CO2浓度吸收CO2释放CO2D点之前和之后光合速率的限制因素是什么？D之后：外因：主要为光照强度和温度，内因：酶的数量和活性。应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度①多施有机肥或农家肥；（微生物呼吸）②大田生产“正其行（合理安排植株的间距），通其风（补充新鲜的CO2）”，即为提高CO2浓度、增加产量；③释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。3、温度原理：1.温度通过影响

影响光合作用2.温度过高时植物

，CO2吸收减少，光合速率会减弱酶的活性气孔关闭应用：温室栽培植物时，增大昼夜温差：

白天适当升温至最适温度→提高光合速率

晚上适当降低温度→降低呼吸速率

保证有机物积累4、水原理：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应用：预防干旱(地膜覆盖)

合理灌溉5、矿质元素酶ATPNADP+NADPH叶绿素磷脂的组成元素ATPNADP+、NADPH磷脂等的组成元素叶绿素的组成元素应用：合理施肥浓度过高，根细胞失水，光合速率降低Mg矿质元素含量过高光合速率为什么会降低？注意：施肥同时适当浇水（矿质元素溶解在水中才能被吸收）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？①光照强度、温度

②温度、光照强度

③光照强度、CO2浓度

(2)P点（分叉点）前、Q点（平衡点）后、PQ间限制光合速率的因素分别是？P点（分叉点）前：Q点（平衡点）后：PQ间：横坐标所表示的因子除横坐标以外的因子（线上因子）横坐标和线上因子横坐标+线上因子影响光合作用强度的环境因素及应用影响光合作用强度的内部因素及应用内部因素：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BC段：叶片衰老，部分色素被破坏，光合速率下降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，光合速率基本稳定应用：农作物果树管理后期，适时摘除老叶2、叶面积指数（叶片总面积/土地面积）3、植物种类<<记：光补偿点：阳生植物

阴生植物光饱和点：阳生植物

阴生植物>>自然环境中一昼夜植物光合作用曲线自然环境中一昼夜植物光合作用曲线ac:cd:de:ef:fg:d点:gh:h点:hi:只进行呼吸作用

光照强度增强，V光增强，但V光＜V呼V光=V呼光照强度继续增强，V光继续增强，使V光＞V呼温度过高，蒸腾作用过强，气孔部分关闭，CO2供应不足，光合速率下降这叫“光合午休”现象气孔开放，CO2供应增多，V光增强光照强度减弱，V光下降光照强度继续减弱，V光=V呼光照强度继续减弱，V光＜V呼，i点停止光合作用

>c点:开始进行光合作用自然环境中一昼夜植物光合作用曲线有机物变化情况分析：1.制造有机物的时间段：2.消耗有机物的时间段：3.积累有机物的时间段：

4.有机物积累最多的时间点：5.一昼夜有机物积累量表示为：

ci

h点aj

dh

S1S2S3S1-(S2+S3)如何判断植物的生长（有机物积累）情况？S1-(S2+S3)＞0：有机物增多，体重增大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,为减少水分散失,气孔大量关闭,CO2无法进入叶片组织,导致光合作用暗反应受到限制练一练4——P106拓展应用1“光合午休”现象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。（4）从图中可以看出，限制光合作用的因素有

。光照强度、温度（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。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练一练4——P106拓展应用1密闭环境中一昼夜CO2含量的变化A点：B点：C点：D点：FG段：H点：无光，只有呼吸作用低温，呼吸减弱有光，开始有光合作用光合=呼吸午休现象光合=呼吸积累有机物情况：A~D：光合<呼吸，有机物消耗D~H：光合>呼吸，有机物积累H~I：光合<呼吸，有机物消耗一昼夜植物是否生长：比较I点和A点的CO2浓度，若I点低于A点，则一昼夜内光合>呼吸，有机物积累，植物生长密闭环境中一昼夜CO2含量的变化1.如果纵坐标改为玻璃罩内O2浓度，曲线图如何变化？2.如何判断植物的生长（有机物积累）情况？I点低于A点：CO2被吸收，有机物增加I点等于A点：CO2不变，有机物不变I点高于A点：CO2释放，有机物被消耗DA.甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线b-c段和d-e段下降的原因相同D.两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭

夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是（

）V光=V呼，a点前进行光合作用温度过高，蒸腾作用过强，气孔部分关闭，CO2供应不足，V光下降光照减弱，V光下降对点练1

在晴朗的夏季，将一株正常生长的绿色植物放入密闭的透明的玻璃罩内培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度，绘制如图所示曲线。据图得出的正确判断是（

）A.FG段表明气孔关闭，不进行光合作用

B.E点时植物体内的有机物含量比A点时多C.D点开始进行光合作用，H点光合作用消失D.该植物体内的有机物在一昼夜内有所增加D对点练2“光合午休”现象V光=V呼V光=V呼K低于A，CO2浓度减小，有机物积累CO2浓度不变，有机物含量不变

B

对点练3NaOH溶液（吸收CO2)——遮光处理(排除光合作用干扰)红色液滴向左移动距离：

代表有氧呼吸的氧气吸收量

单位时间内左移距离代表呼吸速率有氧呼吸速率测定装置CO2缓冲液（NaHCO3）（保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求)——足够光照处理红色液滴向右移动距离：

代表光合作用的氧气释放量

单位时间内右移距离代表净光合速率净光合速率测定装置将绿色植物换成死亡的绿色植物，其余均与装置相同思考2：为了减少无关变量（如装置本身由于气温或气压等的变化引起气体体积变化）的干扰，就如何设置对照装置？光合速率的测定方法——气体量变化法+思考1：两装置的不同之处在哪里？

两装置中液滴移动距离表示什么？学习笔记P103例5A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时，液滴移动距离可表示净光合作

用强度大小B.若要测真正光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移√光合速率的测定方法——叶园片称重法黑暗中只进行呼吸作用呼吸作用量=x－y光照下进行呼吸作用和光合作用净光合作用量=z－y总光合作用量=呼吸作用量+净光合作用量=x+z-2y(4)若将某植物叶片在25℃条件下暗处理1小时，该叶片质量(主要是葡萄糖)减少了2mg，之后立即光照1小时，经称重，光照后比暗处理前质量增加了5mg。该叶片光照1小时产生的总光合作用量为____mg。9学习笔记P96第2小题比暗处理后增加多少？7mg（净光合作用量）（呼吸作用量）光合速率的测定方法——黑白瓶法白瓶透光，进行光合作用和呼吸作用呼吸作用量=初始溶氧量－黑瓶溶氧量净光合作用量=白瓶溶氧量－初始溶氧量总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量=白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量黑瓶不透光，只进行呼吸作用学习笔记P103法3光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)－7＋0＋6＋8＋10＋10黑瓶溶氧量(mg/L)－7－7－7－7－7－7学习笔记P104例6净光合量呼吸量注意：连续光照和间隔光照的有机物合成量分析

用等体积的黑、白玻璃瓶从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，密封后再置于原来的水层中。一昼夜后取出，分别测定两瓶中的氧气量，结果如表(不考虑化能合成作用和无氧呼吸)。下列有关分析正确的是A.白瓶中浮游植物的细胞内产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体B.在一昼夜后，白瓶中水样的pH比黑瓶中的低C.在一昼夜内，黑瓶中的生物通过细胞呼吸消耗的氧气量约为1.8mgD.在一昼夜内，白瓶中的生产者通过光合作用产生的氧气量约为1.8mg√透光白玻璃瓶不透光黑玻璃瓶5.6mg3.8mg光合速率的测定方法——半叶法光下黑暗（相同时间后叶片重量：MB）（相同时间后叶片重量：MA）总光合作用量=照光后叶片重量-暗处叶片重量=MB-MA学习笔记P103法4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→ADP

B.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（P101）1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？红藻绿藻褐藻不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是

出来的光所形成，即红藻反射出

，绿藻反射出

，褐藻反射出

。红光绿光黄色反射水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收多，即到达深水层的光线是

波长的光。短吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的褐藻分布于中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于深层。练习与应用（P101）1.海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？反射绿光，吸收红、蓝紫光红藻绿藻褐藻反射红光，吸收蓝紫光较多波长长，

分布在浅层波长短，能到达深海区域反射黄光，吸收蓝紫光、绿光波长适中，分布在中层3.根据光合作用的基本过程填充下图。O22C3C5NADPHATPADP+PiNADP+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。练习与应用（P106）——拓展应用2

植物的生活需要适宜水分、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：

潮湿的土壤含有水分，植物根系吸收水分后，大部分可通过蒸腾作用散失到空气中，由于瓶是密闭的，散失到空气中的水分能够凝结，回归土壤供植物体循环利用。但是，随着植株的生长，越来越多的水分通过光合作用成为有机物的组成部分，尽管有机物能够通过呼吸作用释放出二氧化碳和水(这些水既可以散失到空气中回归土壤，也可以在叶片细胞中直接用于光合作用)，但随有机物是断积累的，回归到土壤的水分会越来越少，有可能成为影响植物生存的限制因素。因此，要预测植物生存的时间，需要知道土壤含水量和植物体内有机物积累速率等信息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。练习与应用（P106）——拓展应用2

植物的生活需要适宜水分、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：

土壤中的无机盐被植物根系吸收以后，绝大部分成为植物体的组成成分(少量可能随落叶归还土壤)，因此难以循环用，但植物对无机盐的需要量是很少的，土壤中无机盐到底能满足植物体生长多长时间的需要与土壤的多少、土壤中各种无机盐的含量、植株的大小等有关，这些信息是任务提示中没有给出的，因此不能从这方面做出准确预测。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。练习与应用（P106）——拓展应用2

植物的生活需要适宜水分、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：

从给出信息可知，阳光和温度方面不存在制约瓶中植物生存的问题。

CO2是植物进光合作用必需的原之一，瓶中的二氧化碳通过植物的光合作用被植物体用，转化为有机物。有机物通过植物的呼吸作用分解成二氧化碳和水，可见二氧化碳在植物体和瓶中空气之间是可以循环利用的。但是随着植株的生长，随有机物会不断积累，空气中所含的CO2会逐渐减少。要预测瓶中二氧化碳能维持植物体生存多长时间，还需要知道瓶中CO2总量