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(共38张PPT)
5.4 光合作用的原理
(第3课时）
学习目标：
1、探究环境因素对光合作用的影响
2、进行光合作用印象因素的曲线分析
3、了解呼吸速率、净光合速率和真光合速率的关系及其表示方式
1、光合作用的强度：
一、 光合作用的强度及影响因素
植物在__________内通过光合作用__________的数量，也叫光合速率；
单位时间
制造糖类
2、影响因素：
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（Mg是合成叶绿素的原料）
温度
内因：
酶的种类、数量，色素的含量，叶龄不同，植物种类
外因：
二、探究光照强度对光合作用强度的影响
自变量：
光照强度
因变量：
光合作用强度
检测方法：
无关变量：
如温度、CO2等，要求相同且适宜
相同时间小圆形叶片浮起的数量
控制方法：
相同瓦数台灯离实验装置的距离
控制方法：
如温度，用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰
探究 实践：探究环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响
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
探究光照强度对光合作用强度的影响
二、探究光照强度对光合作用强度的影响
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
堵住注射器前端的小孔，缓慢拉动活塞，重复2-3次
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
堵住注射器前端的小孔，缓慢拉动活塞，重复2-3次
3只小烧杯分别倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
放在黑暗处，细胞间隙充满了水所以沉到水底
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
堵住注射器前端的小孔，缓慢拉动活塞，重复2-3次
3只小烧杯分别倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）
3只小烧杯分别放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱三种光照下（通过调节烧杯与光源的距离来调节光强）
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
放在黑暗处，细胞间隙充满了水所以沉到水底
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
堵住注射器前端的小孔，缓慢拉动活塞，重复2-3次
3只小烧杯分别倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）
3只小烧杯分别放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱三种光照下（通过调节烧杯与光源的距离来调节光强）
同一时间段内各烧杯中圆形小叶片上浮的数量
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
放在黑暗处，细胞间隙充满了水所以沉到水底
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
台灯灯泡的功率（W） 40 40 40
台灯与烧杯的距离（cm） 10 20 30
叶片漂起的数量 5min
10min
15min
20min
25min
不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃）
实验结论：
在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。
堵住注射器前端的小孔，缓慢拉动活塞，重复2-3次
3只小烧杯分别倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）
3只小烧杯分别放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱三种光照下（通过调节烧杯与光源的距离来调节光强）
同一时间段内各烧杯中圆形小叶片上浮的数量
用打孔器打出直径0.6cm的圆形叶片30片（避开粗大的叶脉）
放在黑暗处，细胞间隙充满了水所以沉到水底
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察并记录
实
验
步
骤
思考：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？
提示：
1、光质（不同颜色的彩色灯泡）
2、CO2浓度（不同质量分数的NaHCO3溶液）
3、温度（水浴保温）
《三维设计》P130-应用.体验-1.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.装置内增加的氧气来自水
B.光照强度为a时,光合作用停止
C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
B
《三维设计》P130-应用.体验-2.取生长旺盛的天竺葵叶片,用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气,均分后置于不同浓度的NaHCO 溶液中,给予相同的一定强度光照,记录圆叶片上浮至液面所需时间,其结果绘制的曲线如图。相关叙述错误的是 ( )
A.YZ段平缓的限制因素可能是光照强度
B.Y点比X点细胞内的C5含量高
C.Z点后曲线上行,应该是叶片细胞失水,代谢受影响导致
D.Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B
P105右下角思考：
植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如O2的产生量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？
O2释放量=光合作用产生O2量 — 呼吸作用消耗O2量
线粒体
叶绿体
产生O2
释放O2
（可以测得）
CO2
吸收CO2
（可以测得）
总（真正）光合速率= 净（表观）光合速率 + 呼吸速率
有机物产生或制造量
CO2固定量
O2产生量
有机物积累量
CO2吸收量
O2释放量
有机物消耗量
黑暗下CO2释放量
黑暗下O2吸收量
=
=
=
+
+
+
有光 （可测）
黑暗 （可测）
三、呼吸速率、净光合速率与
真光合速率的关系及其表示方式
（2）曲线模型
①A点表示细胞只进行___呼吸作用。测定植物呼吸速率需遮光或避光②上图B点，对整个植株而言，光合速率___等于__ 呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率___大于____呼吸速率。
学案 自主学习.知识梳理
①A点表示细胞只进行___呼吸作用。测定植物呼吸速率需遮光或避光
从外界吸收O2，向外界释放CO2
①AB段(不含A、B点):
从外界吸收O2，向外界释放CO2
呼吸速率＞光合速率
B点:
与外界不发生气体交换
光合速率＝呼吸速率
B点之后:
从外界吸收CO2，向外界释放O2
光合速率＞呼吸速率
思考：C点之前和之后限制光合作用因素分别是什么？
C点前：光照强度
——“光合作用曲线中补偿点和饱和点的移动规律
学案 典例分析
B点 (补偿点) C点
(饱和点)
适当增大CO2浓度(光照强度) 左移 右移
——“光合作用曲线中补偿点和饱和点的移动规律
学案 典例分析
B点 (补偿点) C点
(饱和点)
适当减小CO2浓度(光照强度) 右移 左移
——“光合作用曲线中补偿点和饱和点的移动规律
学案 典例分析
B点 (补偿点) C点
(饱和点)
土壤缺Mg2＋ 右移 左移
CO2补偿点
2、CO2浓度
(1)原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，影响C3的生成。
(2)曲线分析
CO2饱和点
B点限制因素：＿＿＿＿＿＿＿（内因）及＿＿＿＿＿、＿＿＿ 等外因。
光照强度
色素和酶的含量
温度
（3）应用：
正其行，通其风
施有机肥（农家肥）
放一定量的干冰（使用CO2发生器）
3、温度
原理：
温度通过影响 影响光合作用。
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.植物“午休”现象。
应用：
酶活性
气孔关闭
叶绿素
N是酶的组成元素，
N、P是ATP、磷脂的组成元素。
4、水分和矿质元素
缺水
气孔关闭
限制CO2进入叶片
光合作用受影响
《三维设计》P31-典例2.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图。请据图判断,下列叙述错误的是 ( )
A.光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为6时,造成曲线I和光合作用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a~b时,曲线I、ⅡI光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线I、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
D
《三维设计》P31-应用.体验-1. 图甲表示水稻 的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和02产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是 ( )
A.图甲中,光照强度为b时,光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的 CO2
C.图乙中,当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中,限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度
B
D点：光合作用强度＝呼吸作用强度。
DH段：光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点：光合作用强度＝呼吸作用强度。
HI段：光照减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，
直至光合作用完全停止。
拓展：密闭容器中昼夜曲线分析
关键：看起点、终点和拐点
课本P106
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）10～12时左右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： 。
（4）从图中可以看出，限制光合作用的因素有 。
（5）依据本题目提供的信息，提出提高绿色植物光和作用强度的一些措施：
。
光照强度减弱
光照强度增强。
温度高，蒸腾作用强，气孔关闭，CO2减少。
A
B
D
C
E
时间
光
合
作
用
速
率
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
光照强度、温度、CO2浓度
适当增大光照强度；增大CO2浓度；适当控制温度等。
NaOH的作用是 ；装置甲黑暗条件下可测定 ，
黑暗条件下单位时间内液滴 移速率为呼吸速率；
吸收CO2
呼吸速率
左
排除非生物因素对实验结果的干扰
装置丙的作用是 。
六、装置法测定光合速率和呼吸速率
若液滴向 移，说明此时光合速率 〉呼吸速率
若液滴向 移，说明此时光合速率 < 呼吸速率
若液滴不动，说明此时 。
右
左
光合速率=呼吸速率
Na2CO3或CO2缓冲液的作用是 ，装置乙可测定 。单位时间内液滴 移速率为净光合速率。
净光合速率
维持CO2的稳定
右
总光合速率的值=
甲装置所测数值的绝对值+乙装置所测数值的绝对值
《三维设计》P133-素养评价-2. 下图是某生物兴趣小组探究 不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度处于恒定水平。下列几种实验结果中(给予相同的环境条件),不可能出现的是 ( )
A.甲、乙装置水滴都左移
B.甲、乙装置水滴都右移
C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移
D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移
B
《三维设计》P133-素养评价-1.植物的光合作用受CO 浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜
温度条件下,测定的某植物叶片在不同光照
条件下的光合速率。下列有关说法错误的
是（ ）
A.在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只是线粒体B.该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100 cm 叶·h)
C.在一昼夜中,将该植物叶片置于c点光照强度条件下ll h,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg
D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO 浓度不变),则图中b点将向右移,c点将向左下移动
A
光合作用总结
课后练习：《配套检测卷》P218-220 1、4、5、7、9、11、13

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