5.4 光合作用与能量转化 课件（第3课时） 高一上学期生物人教版必修1

第4节第3课时光合作用原理的应用情境导入？大棚里的蔬菜通过光合作用积累有机物，如何衡量蔬菜的产量？哪些因素会影响蔬菜的产量？

一、影响光合作用强度的因素及其应用（1）概念：简单地说，是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。1.光合作用强度：（2）表示方法：①单位时间内光合作用制造或产生有机物（糖类）量②单位时间内光合作用固定CO2的量③单位时间内光合作用产生O2的量(CH2O)+O2CO2+H2O光能叶绿体一、影响光合作用强度的因素及其应用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气孔开闭情况影响因素一、影响光合作用强度的因素及其应用思考：能否测量出光合作用强度？（3）影响因素：(CH2O)+O2CO2+H2O光能叶绿体内因外因

1.实验原理

叶片含有空气上浮抽气叶片下沉叶片上浮光合作用产生O2O2充满细胞间隙数量时间【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响2.变量分析自变量不同_________控制自变量调节

或不同瓦数的灯因变量_____________检测因变量同一时间段内_______________或所有叶圆片上浮所需要的时间对无关变量进行控制

等保持一致光照强度光源与烧杯的距离光合作用强度叶片浮起的数量叶片大小和数量、NaHCO3溶液的浓度【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响3.方法步骤观看实验视频，根据视频内容完成实验流程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【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响3.方法步骤①取材①取材②排气②排气③沉水④分组⑤取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（或1%~2%的NaHCO3溶液），向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片；分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照。强光中等光弱光注：LED灯作为光源（冷光源，排除温度干扰），分别用不同光照强度（调节光源与烧杯的距离）去照射叶片。【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响3.方法步骤⑥观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。（或上浮相同数量的小圆形叶片各实验装置所用时间。）4.实验结果5.实验结论在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增加而增强。【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响3.方法步骤在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究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。盛水玻璃柱作用：吸收光的热量，避免温度的变化对实验结果造成干扰。CO2浓度对光合速率的影响【探究·实践】探究环境因素对光合作用的影响

线粒体叶绿体O2释放O2（可测）叶肉细胞CO2吸收CO2吸收O2（可测）释放CO2（可测）（可测）净光合作用强度：植物在单位时间内吸收CO2的量或者释放O2的量或者积累有机物的量称为净光合作用强度。总光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度一、影响光合作用强度的因素及其应用2.光合速率相关的计算项目表示方法净光合速率（表观光合速率）实际光合速率（总光合速率）呼吸速率（黑暗中测量）O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量一、影响光合作用强度的因素及其应用2.光合速率相关的计算一、影响光合作用强度的因素及其应用只进行细胞呼吸，不进行光合作用光合作用速率＜呼吸作用速率光合作用速率＝呼吸作用速率O2CO2光合作用速率＞呼吸作用速率2.光合速率相关的计算一、影响光合作用强度的因素及其应用2.光合速率相关的计算真/总光合速率

=呼吸速率

+

净光合速率

O2CO2O2CO2光合速率＞呼吸速率（实际光合速率）（表观光合速率）

O2：产生量=消耗量+释放量（空气中O2的增加量）CO2：固定量=产生量+吸收量（空气中CO2的减少量）有机物：产生量=消耗量+积累量光照下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；总光合速率是净光合速率的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【典型曲线分析---拓展应用】一、影响光合作用强度的因素及其应用一、影响光合作用强度的因素及其应用3.光合作用强度的影响因素及其应用内因：①叶龄在一定范围内，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。一、影响光合作用强度的因素及其应用内因：②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一、影响光合作用强度的因素及其应用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<呼吸作用外因：①光照强度一、影响光合作用强度的因素及其应用光照强度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：光合作用=呼吸作用D：光合速率开始达到最大时外界的光照强度（限制因素：CO2浓度、温度等）DAB：光合作用<呼吸作用BC：光合作用>呼吸作用呼吸A：只进行呼吸作用C点之前限制光合作用的因素是光照强度应用：1.间作（几种作物同时期播种）套种（几种作物不同时期播种）2.合理密植,增加光合作用面积

3.温室大棚,使用无色透明玻璃一、影响光合作用强度的因素及其应用外因：①光照强度A’B’光照强度OC’ABC阴生植物阳生植物CO2吸收量CO2释放量阳生植物：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。阳生植物的光补偿点和光饱和点都比阴生植物大一、影响光合作用强度的因素及其应用外因：①光照强度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＝呼吸作用速率对应的D点为CO2饱和点C点之后光合速率的限制因素：主要为光照强度和温度。B点：C点：应用：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。外因：②CO2浓度一、影响光合作用强度的因素及其应用（1）A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点

移；反之，A点

移。上下（2）B点与C点的变化：

B点(补偿点)C点(饱和点)适当增大CO2浓度(光照强度)适当减小CO2浓度(光照强度)土壤缺Mg2＋阴生植物左移右移右移左移右移左移左移左移光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动一、影响光合作用强度的因素及其应用原理1：温度通过影响

影响光合作用。曲线分析:酶的活性原理2:影响气孔开闭应用：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

4.连续阴雨天：白天和晚上均降温外因：③温度一、影响光合作用强度的因素及其应用④矿质元素：⑤水:N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：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1.光合作用的原料2.体内各种化学反应的介质3.直接影响气孔的开闭,间接影响CO2进入应用：合理施肥应用：预防干旱合理灌溉外因：矿质元素和水一、影响光合作用强度的因素及其应用光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用P点及P点之前：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断

。提高问：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？一、影响光合作用强度的因素及其应用Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。一、影响光合作用强度的因素及其应用光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用二、化能合成作用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的合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌2NH3+3O2

2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2

2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2OC6H12O6+6O2能量光能自养生物：如绿色植物、蓝细菌化能自养生物：硝化细菌、铁细菌等异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。如人、动物、真菌及大多数细菌。二、化能合成作用1.化能合成作用二、化能合成作用2.光合作用与化能合成作用的比较：项目光合作用化能合成作用生物类型_________和光合细菌硝化细菌等能量来源光能体外物质氧化释放的_______相同点能将______合成______，并储存能量绿色植物化学能无机物有机物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

课堂小结1.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，如图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（

）A.下移、右移、上移