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(共42张PPT)
5.4 光合作用与能量转化（第3课时）
三、光合作用强度的影响因素及应用
一、光合作用强度（光合速率）
指植物在单位时间内通过光合作用制造的糖类的数量（产生的氧气量，消耗二氧化碳的量）。
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O)+ O2
6CO2 +12H2O C6H12O6+6H2O+6O2
光能
叶绿体
光合总反应式：
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
光合计算式：
二：影响光合作用强度的环境因素
1、光照强度、光的成分（光质）
2、CO2浓度
3、水
4、温度
5、矿质元素
实验：探究光照强度对光合作用强度的影响
阅读教材 ，找出下列知识：
1、自变量：
调节方法：
因变量：
观察指标：
2、如何使叶片沉到水底？后来上浮的原因？
光照强度
光合作用强度
(一)： 光照强度
探究光照强度对光合作用的影响(视频)
实验
实验：探究光照强度对光合作用强度的影响
阅读教材 ，找出下列知识：
1、自变量：
调节方法：
因变量：
观察指标：
2、如何使叶片沉到水底？后来上浮的原因？
光照强度
光合作用强度
光源与实验装置的距离
相同时间小圆形叶片浮起的数量
3、实验原理:
(1)叶片
叶片
下沉
O2充满细胞间隙，叶片上浮
抽气
光合作用
产生O2
(2)单位时间圆形叶片浮起的数量，探究光照强度与光合
作用强度的关系。
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
2 10片 20 mL 中
3 10片 20 mL 弱
在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，
超过一定值后光合作用强度趋于稳定。
4.观察并记录结果：
5.实验结论：
多
中
少
光照强度
光合作用强度
O
只有呼吸作用（黑暗）
光合小于呼吸
光合等于呼吸
光合大于呼吸
1
2
3
4
CO2释放量
吸收量
CO2吸收量
O2释放量
光照强度对净光合速率的影响
净光合速率:
总光合速率:
释放量
吸收量
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
(表观光合速率)
O2消耗量
CO2产生量
有机物消耗量
呼吸速率:
1.不同速率的表示方法
（不可测，计算得到）
（可测）
（可测）
真（总）光合速率=表观（净）光合速率+呼吸速率
O2：
CO2：
有机物：
光照强度
CO2吸收量
CO2释放量
A
B
光补
偿点
光饱
和点
O
c
2.光补偿点、光饱和点：
外因：温度，CO2等
内因：色素
酶的含量和活性
光补偿点：
当呼吸速率=光合速率时， 对应的光照强度（B对应的光强）
光饱和点：
当光合速率达到最大时， 对应的最小光照强度（C对应的光强）
3. 以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长
(1)净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。
(2)净光合速率等于 0时，植物因无有机物积累不能生长，
只能生存。
(3)净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生
长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。
4、应用：
（1）阴生植物的光饱和点和光补偿点 阳生植物，间作套种农作物，可合理利用光能。
（2）大棚种植，适当增加光照强度，提高光合速率积累更多的有机物
（3）合理密植，提高光能的利
用率。
阳生植物
呼吸速率
光照强度
0
CO2吸收速率
CO2
释放
速率
A
B
C
光补偿点
光饱和点
D
阴生植物
低于
阴生植物相对于阳生植物，有四低：
呼吸强度低，光补偿点低，
最大光合速率低，光饱和点低。
课中必练1
(2)b点表示光合作用与呼吸作用速率　　
______。　
下图是在一定的CO2浓度和温度下，某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线，据图回答:
(1)该植物的呼吸速率为每小时释放CO2
　　mg/dm2。
5
相等
5 10 15 20 25 30 35
25
20
15
10
5
0
－5
－10
CO2吸收量mg/dm2·h
光照强度（Klx）
a
b
c
(3)若该植物叶面积为10dm2，在光照强度为25 Klx条件下光照1小时，则植物光合作用固定CO2　 mg；
合成葡萄糖　　　　mg。　　
250
170.5
(250×180)÷(6×44)＝170.5
(4)若白天光照强度为b，该植物一昼夜能否正常生长？为什么？
白天光照强度为b时，无有机物积累，而夜间消耗有机物，
从全天来看，有机物的消耗多于积累，不能正常生长。
不能正常生长。
温度（℃） 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2 （mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中释放CO2 （mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
代表净光合作用
1、植物在温度_________时有机物积累最多
植物在温度_________时有机物制造最多
2、植物在温度_________时可以表现为生长
植物在温度_________时生长最快
昼夜不停的光照：
每天交替进行12小时光照、12小时黑暗:
温度均保持在10℃的条件下，该植物能否生长？为什么？
能 12小时照光积累的有机物大于12小时黑暗消耗的有机物
25℃
30℃和35℃
5℃--35℃
25℃
课中必练2
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
A'
A ---CO2补偿点
B -----
CO2饱和点
应用：
“正其行，通其风”、使用农家肥等手段，增大CO2浓度，
提高光能利用率。
A'---光合启动点
CO2启动点
A. 水是光合作用的 ，直接影响光合作用速率；
B. 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
开闭
CO2
保卫细胞吸水
气孔张开
原理：
根据作物的需水规律合理灌溉。
应用：
3.水
光合速率
温度℃
在生产上应用：
a 适时播种
b 大棚常采用白天适当升温（保证光合作用正常进行）
夜晚适当降温（降低呼吸酶活性），以利于有机物的积累
c 植物“午休”现象
原因：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
4、温度
温度直接影响酶的活性（光、暗反应均影响）
A
B
C
是各种酶、ATP、叶绿素等的重要组成成分。
5、矿质元素对光合作用的影响
是叶绿体膜、 ATP等的重要组成成分。
促进合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和
种子等器官过程中起作用。
叶绿素的重要组成成分。
（1）N：（2）P：（3）K：
（4）Mg：
过多: 矿质元素过多，可导致土壤溶液浓度过高而
导致植物渗透失水而萎蔫。
应用：
合理施肥
CO2的浓度，光照的长短与强弱；光的颜色（光质）；温度的高低、必需矿物质元素、水分等。
影响光合作用的因素？
增强光合作用的常见措施
1.增大光照面积：合理密植
2.延长光照时间：大棚内的日光灯
3.提高光照利用率：蓝膜和红膜
4.间作、套种种植
5.使用农家肥、干冰
6.适宜的温度
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
能力提升--------多重影响因素的曲线分析
光照强度
CO2吸收量
CO2释放量
A
B
光补
偿点
光饱
和点
O
c
点的移动：
见导学案
夏季放有植物的玻璃罩内，CO2浓度变化曲线如图，
C点：开始光合作用
BC段：CO2浓度增加缓慢，
原因是低温抑制呼吸作用
D点：呼吸强度=光合强度，
从D开始体内出现有机
物的积累
FG段：“午休现象”
H点：呼吸强度=光合强度，并且此时有机物积累最多
I点：
若I点于虚线下方，
则植物积累了有机物；
若I点于虚线处，
则有机物不变
若I点于虚线上方，
则有机物减少
AC段黑暗，只有呼吸
20点左右，光合作用消失
拓展应用
能够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。
NH3 HNO2
O2
HNO3
O2
CO2+H2O （ CH2O）+ O2
能量
化能合成作用
硝化细菌
新陈代谢类型
同化类型
光能自养
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
叶绿体
（光合作用）
化能自养
（化能合成作用）
NH3
HNO2+能量
HNO3+能量
CO2+H2O
（CH2O）
能量
硝化细菌
自养型
异养型
寄生、腐生、捕食
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
光能自养
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
叶绿体
（光合作用）
化能自养
自养型
异养型
不能制造有机物，利用现成的有机物来维持生命活动。
(人、动物、真菌、大部分细菌)-寄生/腐生/捕食
利用环境中某些无机物氧化时释放的能量将CO2和H2O（无机物）合成糖类（有机物）。如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等。
（化能合成作用）
以光为能源，以无机物为原料合成有机物（糖类），并储存能量。如绿色植物。
如图表示某植物一昼夜（OK段）对二氧化碳的吸收和释放量。对该曲线的分析，错误的是（ ）
A．植物进行光合作用的时间段是BF段
B．植物进行呼吸作用的时间段是OK段
C．植物光合作用强度在BF段大于呼吸作用强度
D．光合作用在CD段减弱，原因是叶片的部分气孔关闭
A
变式训练1
1.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A. 上升；下降；上升 　B. 下降；上升；下降
C. 下降；上升；上升 　 D. 上升；下降；下降
C
当堂检测
2.如图是一晴朗夏日某植物的光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是（ ）
A.升 升 升 升 B.降 降 降 降
C.降 升 升 升 D.升 升 降 降
C
3、在其他条件适宜的情况下，在植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是（ ）
A．C3和C5都迅速减少
B．C3和C5都迅速增加
C．C3迅速增加，C5迅速减少　　
D．C3迅速减少，C5迅速增加
C
4、对光合作用过程中物质转变途径的叙述中，错误的是 ( )
A．碳原子：CO2→C3化合物→葡萄糖
B．氧原子：H2O→O2
C．氢原子：H2O→ATP→葡萄糖
D．氧原子：CO2→C3化合物→葡萄糖
C
光能
叶绿体
CO2 + H2 O （CH2O)+ O2
5、将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内一天内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线，下列有关说法正确的是（　　）
①BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱
②CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始的
③FG段CO2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少
④H点CO2浓度最低，说明此时植物体内有机物含量最少.
A．①②B．③④C．①③D．②④
C
温度（℃） 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中释放CO2（mg/h） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
(1) 昼夜不停地光照，温度在35℃时该植物能否生长？________________。
（2）昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是多少度？______________。
（3）每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在10℃的条件下，该植物能否生长？ ____ ，为什么？
外界环境吸收
自身呼吸释放
能 每天光照12小时植物合成有机物多于每天细胞呼吸消耗的有机物
25 ℃
能
代表净光合作用
4、下图是光合作用过程图解，请分析回答下列问题：
①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。
②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于_________________ 。
③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自____
④图中G__________,F是__________,J是_______。
⑤图中的H表示_______， H为I提供__________。
Ｏ2
水
[H]
基质
还原C3，作为还原剂
ATP
色素吸收的光能
光反应
[H]和ATP
色素
C5化合物
C3化合物
糖类
光
H2O
B
A
C
D
E+Pi
F
G
CO2
J
H
I
分别用不同的指标来表示
总光合、净光合和呼吸速率
用O2量来表示
产生量 释放量 消耗量
用CO2量来表示
固定量 消耗量 吸收量 产生量
用有机物的量来表示
制造量 产生量 积累量 消耗量
=
=
=
+
+
+
=
=
CO2消耗量 CO2吸收量 CO2产生量
总光合速率 净光合速率 呼吸速率
（实际/真正 （表观光合速率）
光合速率）
=
+
=
+
可以测量
可以测量
O2产生量 O2释放量 O2消耗量
=
+
有机物生成量 有机物积累量 有机物消耗量
=
+
反应速率：反应物的消耗量
产物的生成量
（1）12时左右（BC段）光合作用强度明显减弱的原因：
温度过高
蒸腾作用很强
气孔大量关闭
CO2供应不足
光合作用下降
（2）DE段光合速率下降的原因：
光照强度逐渐下降导致的
夏季晴朗的白天，植物的“午休”现象(106页)
拓展应用2
请分析光下的植物突然减小光照后，短时间体内的ATP、 [H]、C5、C3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减少CO2的供应后，短时间体内的C5、C3、ATP、 [H]含量如何变化？
[H] ↓
ATP↓
还原受阻
C3 ↑
C5 ↓
CO2 ↓
CO2固定停止
C3 ↓
C5 ↑
综合运用
[H]
ATP
↑
↑
P以前、Q点，限制光合速率的因素分别是？
甲：P点前，限制因素是光照强度；Q点时，是温度。
乙：P点前，限制因素是光照强度；Q点时，是CO2浓度。
丙：P点前，限制因素是温度；Q点时，是光照强度。

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