光合作用(影响因素)222

光合作用的原理和应用一、光合作用的概念：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能量的有机物，并且释放氧气的过程。二、光合作用的探究历程一粒种子可以长成参天大树,植物是如何进行物质积累的?实验1：1648年海尔蒙特(比利时)

柳树实验:

把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。植物的物质积累来自水实验2：1771年（英）普里斯特利普利斯特利实验结论:植物可以更新空气一段时间后一段时间后从对照实验的角度分析，普利斯特利的实验设计是否严谨？若不严谨？应怎样补充完善实验？设置空白对照实验3：1779年，荷兰的英格豪斯500次植物更新空气实验结论：植物体的绿叶在光下才能更新空气。1845年，梅耶（德）:根据能量转化与守恒定律明确指出：植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来

实验4：1864年，萨克斯(德)（置于暗处几小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光消耗掉叶片中的营养物质实验对照暗处曝光消耗营养碘蒸气绿色叶片绿色叶片暗处消耗营养遮光碘蒸气1、绿色植物的叶片在光合作用中产生了淀粉呈深蓝色无颜色变化2、光合作用需要光实验5：1880年，恩格尔曼（美）隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片1、氧是由

叶绿体释放出来的，

叶绿体是光合作用的场所。2、光合作用需要光照积极思维恩吉尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？好氧型细菌水绵

实验6：20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同位素标记实验：证实:光合作用释放的氧气来于水C18O2O2CO218O2H2OH218O光照下的球藻悬液光合作用释放的O2到底是来自H2O

，还是CO2呢？实验7：20世纪40年代美国科学家卡尔文用14C标记的14CO2追踪其放射性探明：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径——卡尔文循环CO2碳的同位素

C14CO214(CH2O)+O2CO2+H2O14光能叶绿体请按时间先后顺序排列下列事件：①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉②美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法，证明光合作用释放的氧气全部来自参加反应的水③英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气④美国科学家恩格尔曼用水绵做实验，证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所

A①②③④

B④③②①

C③①④②D③④①②C.在光合作用实验里，如果所用的水中有0.2%的水分子含18O，CO2中有0.68%的CO2中含有18O，那么，植物进行光合作用释放的O2中，含18O的比例为()(A)0.2%(B)0.44%(C)0.68%(D)0.88%A三、光合作用的过程：CO2+H2O*1、总反应式:2、过程：（包括两个阶段）1）.光反应2）.暗反应叶绿体光能(CH2O)+O2*色素分子可见光ADP+PiATPH2OO2[H]酶吸收光解光反应1）光反应：1.水的光解：2H2O→4[H]+O2酶光2.ATP的形成ADP+Pi→ATP酶光能能量变化:光能转变成ATP中的活跃的化学能物质变化:C52C3ADP+PiATP[H]多种酶酶(CH2O)CO2能固定还原酶暗反应2）暗反应：1.CO2的固定CO2+C5

→2C3酶2.C3的还原能量变化:ATP中活跃的化学能转变成有机物中的稳定的化学能2C3

(CH2O)[H]ATP酶C5

物质变化:光合作用的过程色素分子可见光C52C3ADP+PiATPH2OO2酶酶（CH2O）CO2吸收光解酶光反应暗反应［H］供氢固定还原光反应阶段暗反应阶段进行部位条件物质变化能量变化联系叶绿体基粒囊状结构中叶绿体基质中光、色素和酶ATP、［H］、多种酶光能转变成活跃的化学能（ATP）活跃的化学能变成稳定的化学能

光反应为暗反应提供［H］和ATP暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料水的光解2H2O→4[H]+O2合成ATPADP+Pi

→ATP光酶光能CO2的固定CO2+C5→2C3C3的还原2C3→→(CH2O)酶酶ATP[H]3、光反应和暗反应的比较四、光合作用的本质将无机物合成有机物把光能转变成化学能储藏在有机物中五、光合作用的重要意义⑴为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源⑵维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定⑶促进生物进化

从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢请分析光下的植物突然停止光照后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？停止光照光反应停止请分析光下的植物突然停止CO2的供应后，其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化？[H]

↓

ATP↓还原受阻C3

↑C5↓CO2↓固定停止C3↓C5↑（CH2O）减少[H]

↑

ATP↑（CH2O）减少条件C3C5[H]、ATP（CH2O）停止光照CO2供应不变突然光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应光照不变CO2供应增加光照不变CO2供应不变（CH2O）运输受阻当光合作用强度<呼吸作用强度时，会发生图中

过程。当光合作用强度=呼吸作用强度时，会发生图中

过程。当光合作用强度>呼吸作用强度时，会发生图中

过程。pqpqmnpqgh已知M、N为同一细胞中的两种细胞器，g、ｈ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ为相关的两种气体分子，回答问题：表示方法：净光合速率（表观光合，测量值，积累量，干物质的量）：

用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示真正（实际，总）光合速率：

用O2产生量、CO2固定量(同化量)或有机物产生量（制造，生产）表示测定方法：呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。净光合速率：将植物置于光下，测定实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量二、光合作用的原理和应用（三）光合作用原理的应用光合作用强度(速率)：一定量的植物一定的叶面积在单位时间内通过光合作用制造糖类的量、产生O2的量、固定CO2的量等来表示。影响光合作用的环境因素：一、单因子①光②二氧化碳的浓度③温度④水⑤矿质元素等植物自身因素（内因，遗传）：色素的种类和数量、酶的数量和活性、C5的含量等六、影响光合作用的因素及其在生产实践上的应用二、多因子AB光照强度0吸收CO2阳生植物阴生植物B：光补偿点C对应的光照强度：光饱和点C光补偿点、光饱和点：阳生植物阴生植物应用：阴阳植物间作套种，如玉米和大豆>⑴光照强度:1、光1.A点的含义;（可用非常学案60页改装）2.B点的含义；3.C点所对应的横坐标的含义；A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

B点：光合作用强度等于细胞呼吸强度时的光照强度，B点所示光照强度称为光补偿点。C点所对应的光照强度称为光饱和点4.AB段曲线的含义5.BC段曲线的含义AB段：此时细胞呼吸强度大于光合作用强度，植物负增长BC段：细胞呼吸强度小于光合作用强度，植物生长，到C点以上就不再加强了，主要是内因及除光照强度之外的外界因素限制真光合作用强度光照强度oA（1）光照强度对光合作用强度的影响曲线复色光白光>红光＞蓝紫光＞绿光⑵光质:生产上应用：1、温室大棚使用无色透明的玻璃2、若要降低光合作用，则用有色玻璃如绿色玻璃等2、二氧化碳浓度：A点：CO2补偿点B点：CO2饱和点..CO2补偿点.....CO2饱和点

............降低..........增高

光照增强光照减弱............增高..........降低二氧化碳浓度的应用：1、大田：“正其行，通其风”(加强空气流通，增加CO2的浓度)2、施用有机肥（一是增加CO2的浓度，二是提供矿质元素）3、投放干冰或二氧化碳发生器或燃烧植物秸秆3、温度温度直接影响酶的活性，主要影响暗反应温度的应用：1、适时播种2、温室栽培农作物时：

1）冬天，可适当提高温度；夏天，可适当降低温度。2）增大昼夜温差（白天适当提高温度，晚上适当降低温度）4、水

水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体。应用：预防干旱，合理灌溉C10时1214光合作用强度186ABDE例：AB段：光照增强，光合强度增大C点：中午时光照最强叶片蒸腾作用最强叶片大量失水叶表面大量气孔关闭CO2进入受阻叶片中的CO2减少光合强度减弱DE段：光照减弱，光合强度减小植物的光合午休现象晴朗的夏季的一天光照强度N：光合酶及[H]和ATP的重要组分，叶绿素的原料，氮肥有效增大光合面积P：[H]和ATP的重要组分；叶绿体膜等生物膜的骨架-磷脂双分子层；核酸的元素（DNA和RNA）维持叶绿体正常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官合成和运输Mg：叶绿素的重要组分5、矿质营养应用：合理施肥例题2、右图表示高等植物有关生理作用与环境因素的关系，其中四条曲线的环境条件如图所示，据图分析回答：IIIIII、IVI0.10%CO2，30℃II0.10%CO2，20℃III0.03%CO2，30℃IV0.03%CO2，20℃（1）下列关于图中各曲线的叙述，正确的是：A、在曲线I的CD段，影响光合作用强度的主要因素是温度B、在曲线AB段，植物只进行呼吸作用，B点以后开始合成有机物C、F点以后，光合作用强度不再增加是受暗反应速度的限制D、各曲线表明，随光照强度增加，光合作用增强，呼吸作用减弱（2）曲线III、IV表明，在0.03%的CO2和较强光照条件下，当温度从20℃升到30℃时，CO2的吸收量并不随之增加，原因是：（3）当作物处于曲线II代表的环境条件时，在E点对应的光照强度下，可采取措施来提高大棚蔬菜的产量。（4）若植物白天长时间处于B点对应的光照强度下，植物能否正常生长？并简述你的理由。光照强度光合作用呼吸作用同时进行，A以后开始合成有机物?在一定范围内CO2浓度太低适当提高温度白天，光合作用与呼吸作用基本相等，有机物的合成与分解基本平衡，没有有机物的积累；在夜间，只有呼吸作用。一天中，有机物的消耗大于合成，或异化作用大于同化作用，因此植物不能正常生长。不能正常生长。

影响光能利用率的因素在生产中的应用：延长光合作用时间增加光合作用面积光能利用率光合作用效率(轮作)(合理密植：间种、套种

)1、光照强度、光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素（合理施肥）5、水（合理灌溉）五、光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O呼吸作用反应式：有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2(植物)实测CO2吸收量＝光合作用CO2固定量-呼吸作用CO2释放量实测O2释放量＝光合作用O2产生量-呼吸作用O2消耗量六、化能合成作用

自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中某些无机物释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用。2、硝化细菌是生活在土壤中的一种细菌，它的同化作用过程如下：思考其同化作用的类型是什么？2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2硝化细菌2HNO3+能量CO2+H2O2NH3+3O2硝化细菌（CH2O）+O2进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物，而只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物．化能自养需氧型实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。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，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。七、探究环境因素对光合作用的影响观察与记录一、不同光照强度对光合作用的影响烧杯光照（日光灯）距离光照强度叶子圆片上浮所需时间第一片第二片第三片第四片140W5CM240W30CM340W50CM结论：在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强

【例题1】测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：

A.植物体内葡萄糖的氧化量

B.植物体内叶绿体的含量

C.二氧化碳的消耗量

D.植物体内水的消耗量

【例题2】如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反应,最好是检测其:A.葡萄糖的形成

B.淀粉的形成

C.氧气的释放

D.CO2的吸收量生产上的应用：1、适当提高光照强度（阴生、阳生植物的光强不同）2、增加光合作用面积3、延长光合作用时间温室中人工光照合理密植间作套种轮作ABCDEFG4.右图为夏季某晴天一昼夜棉花植株对CO2的吸收量图示，据图回答：CO2吸收量0时间1、一天中CO2浓度最低的时间是___点；CO2浓度最高的时间是___点；2、一天中植物有机物含量最低的是___点；有机物含量最高的是____点。FBBF已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为250C和300C，下图表示250C时光合作用与光照强度的关系。若温度升到300C（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点a、b、c移动方向分别为：A下移、右移、下移B下移、左移、下移C上移、左移、上移D上移、右移、上移ABBBDA6．在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种C3植物能更有效的利用CO2，使光合产量高于m点的选项是：A.若a点在a2，b点在b2时B.若a在a1，b在b1时C.若a点在a2，b在b1时D.若a在a1，b点在b2时D【积极思维】生长旺盛的叶片，剪成5mm见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理，如图，这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是A6、

叶龄

叶片的光合速率与叶龄密切相关。幼叶净光合速率低；叶片全展后，光合速率达最大值；叶片衰老后，光合速率下降。叶龄C

D练一练1、光合作用中光反应阶段为暗反应阶段提供了（）

A．O2和C3化合物

B．叶绿体色素

C．H20和O2

D．[H]和ATPD2、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）

A、[H]B、五碳化合物

C、ATPD、二氧化碳B3、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应DA．曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用B．曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用C．在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等D．整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱4.如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。根据其吸收CO2量制成的曲线。下列叙述正确的是()C5．下图曲线表示农田中Ⅰ昼夜温度变化；Ⅱ光照强度；Ⅲ植物吸收CO2的变化，请判断下列说法中不正确的是A.在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等。B.a点的形成是由夜间的低温造成的C.在从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成终止。D.增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积措施包括提高光照强C7.图5-20表示光强度和温度对同一植物光合作用的影响，请分析说明：(1)