【课件】光合作用原理的应用-影响光合作用的因素课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节光合作用和能量转化（第三课时）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。（也可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。）光合作用强度：（一般用光合速率表示）一、光合作用强度光照强度：指光照的强弱，以单位面积上所接受可见光的能量，简称照度。二、探究环境因素对光合作用的影响

叶片含有空气，上浮

叶片_______。抽气产生O2充满细胞间隙，叶片

。光合作用下沉上浮二、探究环境因素对光合作用的影响实验原理:通过抽动活塞的方式降低注射器内气压,使常压下隐匿于叶圆片中的气泡变大,最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气的目的。在水环境中,由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一时间段内小圆形叶片浮起的数量,以此来判断叶片进行光合作用的强度。自变量：光照强弱因变量：光合作用强度检测方法相同时间小圆形叶片浮起的数量单位时间内叶片上浮数量控制方法相同瓦数，不同距离不同瓦数，相同距离注射器的作用：实验材料：圆形小叶片（菠菜、吊兰等绿叶）排出圆形小叶片中的气体二、探究环境因素对光合作用的影响探究光照强度对光合作用的影响无关变量：相同且适宜方法步骤：（1）打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片（2）将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出探究光照强度对光合作用的影响（3）将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，小圆形叶片全部沉到水底。（4）取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液）方法步骤：探究光照强度对光合作用的影响123多较多较少探究光照强度对光合作用的影响（6）实验结果：同一时间叶片浮起数量（5）设置三种光照强度（以灯到烧杯底部的距离区分）。强中弱5）分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照(3盏40W台灯分别向3个实验装置照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定)。光源会产生热量，导致温度不同，所以为了保证单一变量，应该加一个盛水玻璃柱，排除温度对实验结果的影响。方法步骤：

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。（7）实验结论：

实验结果：探究光照强度对光合作用的影响三、影响光合作用强度的因素建立模型探究CO2和O2的变化情况（相对数量关系）三、影响光合作用强度的因素条件：__________条件：__________条件：__________条件：__________条件：__________ABCDO2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2O2CO2三、影响光合作用强度的因素E

在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，叫表观光合速率。

真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的CO2的量，增加呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际所同化的CO2的量。

表观光合速率+呼吸速率=真正光合速率表观光合速率（净光合速率）真正光合速率外部因素1：光照光照强度CO2吸收量CO2释放量ABCA点：只呼吸不光合光补偿点光饱和点OcbO2CO2AB段：呼吸＞光合B点：BC段：光合＞呼吸呼吸＝光合三、影响光合作用强度的因素CO2吸收量0光照强度黑暗中呼吸释放的CO2量光饱和点净光合作用总光合作用1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化•••光合速率=呼吸速率光补偿点•三、影响光合作用强度的因素外部因素1：光照光照强度CO2吸收量CO2释放量ABCOcb呼吸速率净光合速率总光合速率O2的释放量CO2的吸收量有机物的积累、增加量O2产生、制造量CO2固定、同化、消耗量有机物制造、产生、合成量O2消耗量CO2产生量有机物消耗量（表观光合速率）三、影响光合作用强度的因素呼吸速率净光合速率总光合速率光照强度CO2吸收量CO2释放量ABCOcb呼吸速率净光合速率总光合速率有机物制造量=有机物积累量+

呼吸有机物消耗量总光合速率=净光合速率+呼吸速率O2产生量=O2释放量+

呼吸O2消耗量CO2固定量=CO2吸收量+呼吸CO2产生量外部因素1：光照三、影响光合作用强度的因素应用

①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长光照时间

②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而合理利用光能。

三、影响光合作用强度的因素1.适当提高光照强度2.延长光合作用时间3.合理密植—增加光合作用面积4.间作套种5.温室大棚使用无色透明玻璃6.补光----红光和蓝紫光光合作用原理的运用1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化外部因素2：CO2浓度CO2吸收量CO2释放量CO2浓度ABCODbcdCO2启动点CO2饱和点CO2补偿点净光合速率总光合速率三、影响光合作用强度的因素进行光合作用所需最低CO2浓度应用①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其行，通其风”；②施用有机肥、农家肥③投放干冰或二氧化碳发生器外部因素2：CO2浓度给某植物12小时光照，12小时黑暗处理，求一昼夜植物对CO2的吸收量。1）V（CO2吸收）=amg/hV（呼吸）=bmg/h12（a+b）-24b=12a－12b2）V（CO2同化）=cmg/hV（呼吸）=bmg/h12c－24b三、影响光合作用强度的因素外部因素3：温度温度光合速率一定范围内，光合速率随温度升高而升高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降三、影响光合作用强度的因素应用白天将温度调到光合作用的最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的累积。外部因素4：水C点：时间光合作用强度O710121418ABCDE温度过高，为减少蒸腾作用，气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，出现“午休”现象光合＞呼吸B、C、D三点，哪一点淀粉含量最多？（D点）盛夏（教材P106二、拓展题）三、影响光合作用强度的因素外部因素5：矿质元素N：光合酶、蛋白质及NADPH和ATP、核酸、叶绿素中P：NADPH和ATP、核酸、磷脂（类囊体膜）的重要组分；K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分三、影响光合作用强度的因素矿质元素浓度光合作用强度AB矿质元素启动点表示植物进行光合作用所需矿质元素的最低浓度矿质元素饱和点应用合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，加快光合作用速率，施加有机肥，被微生物分解利用后即可补充二氧化碳，又可提供各种矿质元素。内部因素1：植物种类各种植物的光合速率变化光合速率光照强度阴生苔藓阴生草木阳生草木小麦玉米高粱O阳生植物：在较强光照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。三、影响光合作用强度的因素内部因素2：叶龄光合作用强度叶龄幼成熟老在一定范围内，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OABC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三、影响光合作用强度的因素内部因素3：叶面积指数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三、影响光合作用强度的因素应用适当间苗、修剪，合理施肥，浇水，避免枝叶徒长；合理密植。光照下CO2的吸收量黑暗中CO2的释放量曲线c：净光合速率曲线d：呼吸速率E点：净光合速率等于呼吸速率总光合速率是静光合速率的2倍曲线a、b的差值：净光合作用强度光合作用强度=呼吸作用强度D点：净光合作用强度为0三、影响光合作用强度的因素光合作用强度的多因素影响限制光合速率的因素为横坐标所示的因素，随该因素的不断加强，光合速率不断提高P点之前：Q点：横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因素三、影响光合作用强度的因素环境因素骤变对光合作用相关物质含量变化的分析方法光合作用强度光照强度O高CO2低CO2abcdb与a相比，胞内___多，___少d与c相比，胞内___多，___少C5C5C3C3三、影响光合作用强度的因素光合作用强度指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量光合作用效率指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收光能的比值光能利用率指单位土地面积上，农作物通过光合作用产生的有机物中的能量与这块土地所接受太阳能的比值四、光合作用的应用花生与玉米间作在一块地上，同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物。应用：在一种作物生长的后期，种上另一种作物，其共同生长的时间短。1612套种四、光合作用的应用晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图。分析各点含义及成因：光合作用强度=呼吸作用强度下午6时左右，光合作用强度=呼吸作用强度温度低，呼吸作用很弱b开始进行光合作用光合作用强度<呼吸作用强度光合作用强度>呼吸作用强度光合作用强度<呼吸作用强度只进行呼吸作用c点：e点：a点：b点：bc段：ce段：ef段：fg段：晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图。分析各点含义及成因：有机物总量变化：在c点之前在逐渐减少；ce段逐渐增加，e点一天中有机物积累量最多的点；e点之后有机物总量又逐渐减少。“光合午休”现象温度过高，大量气孔关闭，CO2无法进入叶肉组织，光合作用暗反应受到限制。d点：夏季的一昼夜中密闭环境下CO2浓度随时间变化的曲线分析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，植物生长异养生物(人、动物、真菌、大部分细菌)营养类型自养生物光能自养生物(绿色植物)化能自养生物利用环境中现成的有机物来维持生命活动。五、化能合成1、定义：

少数种类的细菌，利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。2、举例：硝化细菌2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量2HNO2+O22HNO3+能量

化学能CO2+H2O(CH2O)+O2二、化能合成作用新陈代谢同化作用光能自养6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体（光合作用）化能自养（化能合成作用）NH3HNO2+能量HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）能量硝化细菌（硫细菌、铁细菌）自养型异养型寄生、腐生、捕食四、化能合成新陈代谢类型1）自养需氧大多数植物，蓝细菌（产氧光合），硝化细菌、硫细菌、铁细菌2）自养厌氧绿硫细菌、红硫细菌（不产氧光合）3）异养需氧大多数细菌，大多数动物，菟丝子4）异养厌氧乳酸杆菌、破伤风杆菌、产甲烷杆菌，蛔虫5）异养兼性厌氧酵母菌四、化能合成总结：可以把无机物合成有机物的生物包括绿色植物、化能合成细菌、光合细菌1、光合速率的测定方法——液滴移动将装置置于光照充足，温度适宜的环境中保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。细胞呼吸会不会改变瓶内压强？不会测定的是总光合还是净光合？净光合液滴右移代表？净光合大于0五、光合速率的测定2、光合速率的测定方法——黑白瓶法从某一水层取样，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。五、光合速率的测定2、光合速率的测定方法——黑白瓶法黑瓶不透光，只进行呼吸作用白瓶透光，可以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-黑瓶溶氧量五、光合速率的测定小结光合作用与能量转化光合作用光合作用应用概念反应式探究历程影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、矿质元素

硝化细菌光合作用原理过程光反应：类囊体薄膜暗反应：叶绿体基质化能合成作用CO2+H2O（CH2O)+O2

光能叶绿体即时训练（课本106页）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：（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：（2）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：

随着光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。光照强度不断增强，光合作用强度不断增强。此时温度很高，植物蒸腾作用很强，从而使气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。ABDCE时间光合作用速率6789101112131415161718即时训练2、在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，

突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。

下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是（）

A.红光，ATP下降

B.红光，未被还原的C3上升

C.绿光，NADPH下降

D.绿光，C5上升C即时训练3、图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2

浓度的关系，下列说法正确的是（）

A.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用

B.适当增加光照强度，a点将左移

C.CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等

D.甲植物体内[H]的含量在CO2浓