资源简介

(共30张PPT)
3.3 光合作用与能量转化（第2课时）
影响光合作用的因素及应用
目录 Contents
1
2
光照强度对光合作用的影响
其他因素对光合速率的影响
3
植物光合作用和呼吸的日变化曲线分析
影响光合作用的环境因素
光照
光照直接影响光反应
二氧化碳
CO2是光合作用的原料，直接影响暗反应
温度
温度高低主要影响光合作用相关酶的活性
水分
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，特别是水分的多少还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体
无机盐
无机盐是光合作用过程中酶或色素等物质所必需的元素
强度、波长
水 氧
CO2
探究环境因素对光合作用强度的影响
自变量：
环境因素 光照（强度、光质）、温度、CO2浓度、水等
因变量：
光合作用强度
无关变量：
植物叶龄、叶绿素含量、其他环境条件处理、实验操作
问题：如何测量光合强度（速率）？
植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
单位时间内光合作用
固定CO2的量
制造或产生有机物（糖类）量
产生O2的量
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O)+ O2
PART 01
光照强度对光合作用的影响
【实验目的】
探究光照强度对光合作用强度的影响
【实验材料】
打孔器，注射器，5 W LED 台灯，米尺，烧杯，绿叶（如菠菜等）。有条件的学校可以使用化学传感器来测量O2的浓度。
考点一 光照强度对光合作用的影响
光照强度通过影响植物的_____反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度___，产生的_________________增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
光
加快
NADPH 和ATP
【实验原理】
3．将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
【实验步骤】
4． 取 3 只 小 烧 杯， 分 别 倒 入 富 含CO2的清水（可以事先通过吹气的方法补充 CO2，或用质量分数为 1% ~ 2% 的NaHCO3溶液来提供CO2）
5．向3只小烧杯中各放入10片小叶片，然后分别置于强、中、弱光中。利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。
6．观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。
考点一 光照强度对光合作用的影响
1．取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片 （避开大的叶脉）。
2．将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体逸出。这一步骤可能需要重复2~3 次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。
考点一 光照强度对光合作用的影响
【实验结论】
随光照强度的增强光合作用强度增加
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。
【实验结果】
叶片上浮的原因是什么？
怎么避免光照时产生温度的变化对实验结果的干扰？
在光源和玻璃杯之间放盛水的玻璃柱。
实验所测是否为叶片实际光合作用强度？
（CH2O）
O2
CO2
H2O
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
考点一 光照强度对光合作用的影响
植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。实际测量的光合作用指标是净光合作用速率。
产生O2的量
O2的释放量
黑暗下O2的吸收量
=
+
固定或消耗CO2量
CO2吸收量
黑暗下CO2的释放量
=
+
制造或合成有机物的量
有机物积累量
消耗有机物的量
=
+
考点一 光照强度对光合作用的影响
光照强度
0
CO2吸收速率
CO2
释放
速率
A
B
C
C’
呼吸
速率
净光
合速率
总光
合速率
C’点：光饱和点
内部因素：植物自身的遗传特性、光合色素含量、酶的数量和活性
外部限制因素： CO2 浓度等。
光补偿点
光饱和点
总结：叶绿体吸收CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞或植物体吸收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
PART 02
其他因素对光合作用的影响
阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低
考点二 其他因素对光合作用的影响
1.影响光合作用的内部因素
（1）植物自身的遗传特性
考点二 其他因素对光合作用的影响
1.影响光合作用的内部因素
（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
活性
活性
考点二 其他因素对光合作用的影响
1.影响光合作用的内部因素
（3）叶面积指数
不再增加
合理密植
植物生长最快点？
净光合量为零的点？
B点。
E点。
大本P85-T6(2023·潍坊模拟)如表表示某地几种植物的比叶面积(叶片面积与叶片干重的比值)，已知随着植物单位叶面积中干物质含量的增加，叶片厚度相对增加，使得叶片内部的水分向叶片表面扩散的距离或阻力增大。如图表示叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)对群体干物质积累速率等的影响。下列有关叙述正确的是(　　)
A．由表格中数据可推测柘树林的叶面积系数最大
B．表格中的5类植物中，柘树最适合生活在相对干旱的环境中
C．据图可知，密植能增大叶面积系数，提高群体干物质积累量
D．图中群体光合速率曲线的后段不再上升，主要原因是部分叶片受光不足
D
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）
（1）CO2浓度
①原理：CO2 影响______反应阶段，制约______的形成。
暗
C3
CO2补偿点：
CO2饱和点：
A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
A
B、B’
考点二 其他因素对光合作用的影响
【拓展】补偿点与饱和点的移动规律
光/CO2饱和点：
与光合作用强度呈正相关
与饱和点移动方向相反
光/CO2补偿点：
下图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，下列叙述错误的是( )。
B
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速
率的增加值，则补偿点 应相应地向右移动
B.若增加二氧化碳浓度，点左移，点左移，点
向右上方移动
C. 点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图示曲线为阳生植物的光合速率曲线，则换
为阴生植物， 点向左移动， 点向左下方移动
无关变量：控制温度、光照强度相同，
自变量：各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液。
NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用。
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）
（1）CO2浓度
【实验目的】
探究CO2浓度对光合作用强度的影响
温室
增施有机肥料
使用二氧化碳发生器
大田
确保良好的通风
增施有机肥
我国北魏时期的农书《齐民要术》中，有关于栽种农作物要“正其行，通其风”的记载。
通风：通风可以使空气不断流过叶面，提供较多的CO2，从而提高光合作用强度来光合产量。
增施农家肥：土壤中的微生物将有机肥分解为CO2和无机盐，供植物光合作用利用。
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）
（1）CO2浓度
①原理：影响主要 影响光合速率。
B点：最适温度，酶的活性最强，光合速率达到最大值。
酶的活性
②曲线解读:
③应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当______室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
降低
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）
（1）温度
温度过高植物气孔关闭，光合速率会减弱。
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）
.
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）12时左右的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：
光照不断增强，光合作用强度不断增强。
温度很高，蒸腾作用很强，防止水分过度蒸发，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。
光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）（3）水或无机盐
原理：
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响 CO2 进入植物体内。
考点二 其他因素对光合作用的影响
2.影响光合作用的环境因素（除光照强度外外）（3）水或无机盐
原理：
矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。
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
应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。
矿质元素过多、土壤溶液浓度过高，植物渗透失水萎蔫。
考点二 其他因素对光合作用的影响
3.探究多种因子对光合作用的影响
自变量1
自变量1
自变量1
自变量2 温度
自变量2 光照强度
自变量2 CO2浓度
OP段、PQ段、Q点之后的影响因素？
大本P83(科学思维)从光照强度和CO2浓度两方面分析，在农业生产上，农作物种植密度过大时，农作物的产量反而会降低，原因是什么？
农作物的种植密度过大时，会造成农作物下部的叶片通风和透光度低，下部的叶片因光照强度和CO2浓度低，光合速率降低，而农作物种植密度大又造成整体上农作物的细胞呼吸强度增大，因此农作物的净光合速率降低，导致农作物产量降低。
PART 03
植物光合作用和呼吸的日变化曲线分析
考点三 植物光合作用和呼吸的日变化曲线分析
1.自然环境中植物光合作用曲线及分析
影响因素：温度和光照强度
①积累有机物时间段：
②制造有机物时间段：
③消耗有机物时间段：
④一天中有机物积累最多的时间点：
⑤一昼夜有机物的积累量：
ce段
bf段
Og段
e点
SP－SM－SN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。
考点三 植物光合作用和呼吸的日变化曲线分析
2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线及分析。
①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。
密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。
影响因素：温度和光照强度
③判断一昼夜植物体内出现有机物积累与否的依据是I点和A点高低。
②有机物积累量最大的点：
H点。
化能合成作用
利用体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，称为化能合成作用。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+6H2O 2C6H12O6 + 6O2
能量
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。
自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质。
自养生物

展开更多......

收起↑