资源简介

(共52张PPT)
匡廷云，植物生理学家，1934年12月29日出生，四川资中县人。1956年毕业于北京农业大学土壤农业化学系。1962年于苏联莫斯科大学生物系研究生毕业，获副博士学位。中国科学院植物研究所研究员。中国科学院院士，国际欧亚科学院院士。六十多年投身光合作用的研究，致力于揭开光能转化之谜，是我国光合膜结构与功能研究领域的开拓者，为国家农业、能源等重大战略提供基础性、前瞻性理论和技术支持，为我国光合作用研究走向世界做出杰出贡献。
一轮复习 必修1：分子与细胞
匡廷云
第2单元
一轮复习 必修1：分子与细胞
第10讲 光合作用的影响因素及应用
细胞的能量供应与利用
“台儿庄战役”
课标要求 核心素养要求
1.说明不同环境因素对光合作用的影响 2.举例说明光合作用在生产实践中的应用。 1.理解光合作用影响因素的作用原理，联系生活实际，学以致用(社会责任)
2.通过“探究不同环境因素对光合作用的影响”实验，培养学生的实验探究能力(科学探究)
一轮复习 必修1：分子与细胞
光合作用的影响因素及应用
本讲目录
考点1 探究不同环境因素对光合作用的影响
考点2 光合作用的影响因素及应用
考点聚焦
叶绿体
中的色素
可见光
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
光反应
暗反应
NADP+
NADPH
酶
光合作用的原理
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
CO2+H2O
(CH2O)+O2
叶绿体
光能
1.实验原理
（1）叶片含有空气， 浮。利用抽气法排除叶片细胞间隙中
的空气，叶片 。
（2）通过改变 ，来控制光照强度
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
上
下沉
LED台灯与烧杯的距离
（3）光合作用产生的O2的多少，光照强度密切相关，O2在细胞间隙积
累，从而使下沉的叶片 。根据 浮
起的数量的多少，探究光照强度与光合作用强度的关系。
上浮
单位时间小圆形叶片
一.探究·实践 探究光照强度对光合作用的影响
2.材料用具
打孔器、注射器、5W LED台灯、米尺、烧杯、绿叶。
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
自变量：
光照强弱
因变量：
光合作用强度
相同时间小圆形叶片浮起的数量
控制方法
不同瓦数的灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离
（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。处理后的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
3.方法步骤
（3）将处理过圆形小叶片放入清水中， 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 的清水（1%-2%的NaHCO3溶液）
黑暗
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
CO2
3.方法步骤
（5）分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的小烧
杯中并调整5W台灯距离（10、20、30cm）。
吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰。
盛水玻璃柱：
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
项目　 　 烧杯　 　 小圆形叶片 加富含CO2 的清水 光照强度 叶片浮起数量
1 10片 20 mL 强 多
2 10片 20 mL 中 中
3 10片 20 mL 弱 少
（6）观察并记录结果
4.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。
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
光合作用强度
0
光照强度
5.注意事项
（1）叶片上浮的原因是：
(2)打孔时要避开 ，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形
小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。
(3)为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 溶液中。
光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
大的叶脉
NaHCO3
NaHCO3缓冲液的作用是：
维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
【思考·讨论】
提示：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）
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
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？
1.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是（ ）
A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2
B.单色光照射，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多
C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻
光合作用产生的O2量
D.拆去滤光片，改变光照强度，
并将所得数据绘制成曲线可
推知其光饱和点
C
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
1.概念:是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在 通过光合作用 的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。
一.光合作用强度
光合作用的影响因素及应用
考点2
思考：何为光合作用强度？表示方法？
单位时间内单位面积
制造糖类
(1)光合作用制造的糖类
呼吸作用消耗的糖类
植物/细胞积累的糖类
(2)可用单位时间内 的消耗量，或单位时间内 的产生量来表示。
CO2
O2
2.光合作用速率的测定
线粒体
叶绿体
产生O2
释放O2
（可以测得）
叶肉细胞
CO2
吸收CO2
（可以测得）
植物在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，
称为表观光合速率。
光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2
光合作用的影响因素及应用
考点2
真正（总）光合速率= 净（表观）光合速率 + 呼吸作用速率
合成有机物的量
固定或消耗CO2量
产生O2的量
有机物积累量
CO2吸收量
O2的释放量
消耗有机物的量
黑暗下CO2的释放量
黑暗下O2的吸收量
=
=
=
+
+
+
3.光合作用速率的数量关系
光合作用的影响因素及应用
考点2
①先将植物置于 中，测量 速率。
②在 条件下，测定 速率。
③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
O2
释放
量
0
O2
吸
收
量
光照强度
光补偿点
光饱和点
·
·
·
A
B
C
呼吸速率
净光合速率
总光合速率
4.测定方法：
黑暗
呼吸
有光
净光合
光合作用的影响因素及应用
考点2
思考：影响光合作用的因素有哪些？
CO2的浓度
CO2＋H2O （CH2O）＋O 2
光能
叶绿体
H2O
光：光照强度、光质、光照时间
矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料）
外因：
内因：
酶的种类、数量
色素的含量
叶龄不同
植物种类
叶面指数（疏密）
温度
光合作用的影响因素及应用
考点2
（1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】
光照强度
0
CO2吸收速率
CO2
释放
速率
A
B
C
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：
D
AB：光合作用<呼吸作用
BC：光合作用>呼吸作用
呼吸
速率
A：只进行呼吸作用
讨论1：C点之前和之后限制光合作用因素分别是？
C点前：光照强度
C点后：CO2浓度、温度等
讨论1：能否在图中找出总光合速率？
D:光饱和点，光合作用的色素、酶的活性及数量有限
二.外部因素影响光合作用强度
·
光合速率开始达到最大时对应的光照强度
光合作用的影响因素及应用
考点2
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
（1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】
光合作用的影响因素及应用
考点2
思考1：
植物体在B点时，那么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）
总结：叶绿体吸收CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。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
（1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】
光照强度
0
CO2吸收速率
CO2
释放
速率
A
B
C
呼吸速率
光补偿点
光饱和点
净光合速率
总光合
速率
D
呼吸
速率
·
>
光合作用的影响因素及应用
考点2
温馨提示
叶绿体”吸收的CO2”量和“放出的O2”量都代表的是植物的真正光合作用强度
光合作用的影响因素及应用
考点2
光照强度
0
CO2吸
收
CO2
释
放
A
B
C
D
E
S2
S1
S3
思考2：在图甲中,呼吸作用消耗有机物的量可表示为　 　,净光合作用量可表示为 ，光合作用产生有机物的量可表示为　 　 　。
(用S1、S2、S3和数学符号表示)
S1+S2
S3+S2
S3-S1
（1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】
光合作用的影响因素及应用
考点2
①温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产；
温室大棚一般选无色透明塑料薄膜
遇到阴雨天时给温室补充光照应当给予红光或蓝紫光。优先选择红光。
光照强度
【光照强度的应用】
光合作用的影响因素及应用
考点2
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
【光照强度的应用】
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。
阳生植物
在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较 ，
农业生产上一般间作。（与P选二25，群落的垂直结构联系，P选二32，立体农业联系）
【光照强度的应用】
低
玉米——大豆
光合作用的影响因素及应用
考点2
③延长光合作用时间，通过 或 。
轮作：
在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物。
玉米——轮作花生
原因是：
（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。
（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。
轮作
套作
【连作：在同一块地上长期连年种植一种作物】
光合作用的影响因素及应用
考点2
③延长光合作用时间，通过轮作或套作。
套作：
在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。
玉米套种花生
果园套种油菜
光合作用的影响因素及应用
考点2
1.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
光合作用的影响因素及应用
考点2
1.多施 或 肥；
2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；无土栽培时加NaHCO3或碳酸氢铵，以增大CO2浓度； 3.大田中还要注意通风透气。
【应用】
CO2补偿点
光合作用速率=细胞呼吸速率
D点：
E点后限制因素：
B点：
A B：
CO2浓度
A
B
吸收速率
CO2
C
释放速率
CO2
D
E
（2）CO2浓度
CO2饱和点，
为光照强度和温度、酶的数量和活性等
只进行细胞呼吸。
进行光合作用所需
CO2的最低浓度。
C点：
为什么？
有机肥
农家
光合作用的影响因素及应用
考点2
CO2浓度
释放速率
CO2
A
B
吸收速率
CO2
C
D
E
图2中A′点表示进行光合作用 。B点和B′点对应的浓度都表示CO2 。
（2）CO2浓度
所需CO2的最低浓度
饱和点
光合作用的影响因素及应用
考点2
（3）温度
O
温度
A
光合速率
B
C
原理：
温度通过影响 影响。
植物体内的酶最适温度在40~50℃之间，温度过高时植物 ，光合速率会减弱。
1.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温，从而提高作物产量（有机物积累量）。
2.解释植物“午休”现象。
【应用】：
酶的活性
气孔关闭
光合作用的影响因素及应用
考点2
夏季某晴天中小麦的光合速率变化
0
光合速率
10
12
14
时间
A
B
C
D
E
◎分析各段曲线出现的原因？
C处：光合午休
正午温度升高，为减少蒸腾作用，气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，光合作用减弱。
探究不同环境因素对光合作用的影响
考点1
N： 的重要组分
P： 的重要组分
K：促进光合产物向贮藏器官运输，如淀粉
的运输
Mg：叶绿素的重要组分
【应用】
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
（4）矿质元素
光合酶及NADP+和ATP
NADP+和ATP
合理施肥
光合作用的影响因素及应用
考点2
【应用】
（5）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 ，间接影响 进入叶片，从而影响光合作用速率。
原料
介质
开闭
CO2
合理浇灌、预防干旱
光合作用的影响因素及应用
考点2
①大棚颜色：相同强度的日光照射（大棚）
（能让 透过）
②用相同强度光源照射（灯泡）
说明：
虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。
（6）光质
光合作用的影响因素及应用
考点2
同色光
白色透明>红色>蓝紫色>绿色
红光>蓝紫光>白光 >绿光
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 。
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。
提高
(7)多因子对光合速率的影响及应用（外部因素）
光照强度
光
合
速
率
30℃
20℃
10℃
P
Q
温度
光
合
速
率
高光强
中光强
低光强
P
Q
光照强度
光
合
速
率
高CO2浓度
中CO2浓度
低CO2浓度
P
Q
光合作用的影响因素及应用
考点2
光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用
【应用】
温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 ，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度以提高光合速率。
CO2浓度
光照强度
光照强度
光
合
速
率
30℃
20℃
10℃
P
Q
温度
光
合
速
率
高光强
中光强
低光强
P
Q
光照强度
光
合
速
率
高CO2浓度
中CO2浓度
低CO2浓度
P
Q
(7)多因子对光合速率的影响及应用（外部因素）
光合作用的影响因素及应用
考点2
(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同)。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。
(3)叶面积指数
(4)其他内部因素
三.内部因素影响光合作用强度
光合作用的影响因素及应用
考点2
阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强
光照强度
0
CO2吸
收
CO2
释
放
A
B
C
阳生植物
呼吸速率
阴生植物
A1
B1
C1
D
D1
光补偿点：B>B1
光饱和点：D>D1
【应用】
（1）植物自身的遗传特性
间作、套种
光合作用的影响因素及应用
考点2
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、有机物的输出情况 、气孔导度等
叶龄
光合作用的影响因素及应用
考点2
不再增加
合理密植
（3）植物叶面积指数
是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。
光合作用的影响因素及应用
考点2
生产实践中，可适时喷施植物激素中的 ，起到调节气孔开度的作用
叶片的有机物输出越多快，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率就_________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。
越慢
增强
① 有机物的输出情况 、气孔导度等
（4）其他内部因素
脱落酸
拓展：过高的ABA能促使保卫细胞中的K+外渗，使保卫细胞渗透压下降而失水引起气孔关闭。
光合作用的影响因素及应用
考点2
② 光合作用产物积累对光合作用强度的影响
光合作用的影响因素及应用
考点2
光合产物（蔗糖）从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。
光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因有∶
①反馈抑制。例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而景响CO2的固定;
②淀粉粒的影响。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。
② 光合作用产物积累对光合作用强度的影响
光合作用的影响因素及应用
考点2
◎本讲小结
1.易错辨析
(1)光照强度只影响光反应，不影响暗反应(　　)
(2)只要有光照，植物就能正常生长(　　)
(3)镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应(　　)
(4)水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，从而影响光合作
用(　　)
(5)整株植物处于光补偿点时，叶肉细胞的光合作用强度和呼吸作用强度
相等(　　)
√
×
×
√
×
习题检测
考点2
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
习题检测
考点2
2. 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NADPH的含量在CO2浓度为b时比在a时高
B
习题检测
考点2
3.(2021·北京，3)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C.50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.HT植株表现出对高温环境的适应性
B
习题检测
考点2
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