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第4节 光合作用和能量转化
第三课时
光合作用原理的应用
课标要求 核心素养
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。 1.科学探究：根据实验目的，设计实验探究光合作用强度的影响因素。
2．社会责任：能够根据光合作用原理指导生产实践。
光合作用原理的运用
外界环境因素：
光照强度、温度、二氧化碳浓度、水分、矿质元素。
植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（也可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。）
光合作用强度：（一般用光合速率表示）
内部因素：
叶绿素的含量、遗传物质等。
探究环境因素对光合作用的影响
自变量：光照（强度、光质）、温度、CO2浓度等
因变量：光合速率
无关变量：植物叶片、其他环境条件处理、实验操作
光合作用原理的运用
问题：如何测量光合速率？
CO2的吸收：可以用红外线CO2传感器测量
O2的释放：小叶片浮起数量法
有机物合成：淀粉含量测量法
探究光照强度对光合作用的影响
自变量：
因变量：
光合作用强度
检测方法：
无关变量：
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
实验原理：
叶片含有空气，上浮 _______。
抽气
产生O2充满细胞间隙，叶片 。
光合作用
下沉
上浮
要求相同且适宜
光合作用原理的运用
光照强度
实验材料：
实验步骤：
1.取叶片均分三组，进行编号。
2.不同处理：
给予低、中、高的光照
3.相同处理：
圆形的生长旺盛的绿色小叶片
用注射器排除叶片中的气体；放入适宜浓度的NaHCO3溶液中
探究光照强度对光合作用的影响
光合作用原理的运用
甲
乙
丙
叶片浮起数量多
叶片浮起数量较多
叶片浮起数量少
探究光照强度对光合作用的影响
光合作用原理的运用
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。
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
甲 10片 20 mL 强 多
乙 10片 20 mL 中 中
丙 10片 20 mL 弱 少
实验结论：
探究光照强度对光合作用的影响
实验结果：
光合作用原理的运用
实验结论：
统计并分析实验结果：
光照强度
光合作用强度
随光照强度的增强光合作用强度增加
a b c
d e f
光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度
光饱和点
光合作用原理的运用
探究光照强度对光合作用的影响
总光合速率=净光合速率+呼吸速率
请思考：实验所测是否为叶片实际光合作用强度？
O2
CO2
O2
较强光照时
光合作用原理的运用
CO2
CO2
吸
收
量
0
光照强度
黑暗中呼吸释放的CO2量
光饱和点
净光合作用
总光合作用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化



光合速率=呼吸速率
光补偿点

光合作用原理的运用
1.适当提高光照强度
2.延长光合作用时间
3.合理密植—
增加光合作用面积
4.间作套种
5.温室大棚
使用无色透明玻璃
6.补光
----红光和蓝紫光
光合作用原理的运用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化
光合速率
CO2浓度
合理施肥
合理灌溉
1.适时播种
2.温室栽培时，
白天适当提高温度，
晚上适当降温.
温室栽培时，适当提高室内CO2浓度
如，放置一定量的干冰或多施有机肥；
“正其行，通其风”
2. CO2浓度、温度、矿质元素、水、有机物
光合作用原理的运用
资料：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。
通风透光，既有利于充分利用光能，又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。
问题：分析采取这种措施的原因是什么？
尝试利用光合作用原理建立植物工厂
控制室内的光照、温度、CO2浓度和营养液成分
问题：如何保证植物生长的最适环境条件呢？
光合作用原理的运用
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图。分析各点含义及成因：
光合作用强度=呼吸作用强度
下午6时左右，
光合作用强度=呼吸作用强度
温度低，呼吸作用很弱
b开始进行光合作用
光合作用强度<呼吸作用强度
光合作用强度>呼吸作用强度
光合作用强度<呼吸作用强度
只进行呼吸作用
光合作用原理的运用
c点：
e点：
a点：
b点：
bc段：
ce段：
ef段：
fg段：
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图。分析各点含义及成因：
有机物总量变化：
在c点之前在逐渐减少；
ce段逐渐增加，
e点一天中有机物积累量最多的点；
e点之后有机物总量又逐渐减少。
“光合午休”现象
温度过高，大量气孔关闭，
CO2无法进入叶肉组织，光合作用暗反应受到限制。
光合作用原理的运用
d点：
夏季的一昼夜中密闭环境下CO2浓度随时间变化的曲线分析
A点：
B点：
C点：
D点：
FG段：
H点：
无光，只有呼吸作用
低温，呼吸减弱
有光，开始有光合作用
光合=呼吸
午休现象
光合=呼吸
积累有机物情况：
A~D：光合<呼吸，有机物消耗
D~H：光合>呼吸，有机物积累
H~I：光合<呼吸，有机物消耗
光合作用原理的运用
一昼夜植物是否生长：
比较I点和A点的CO2浓度，若I点低于A点，则一昼夜内光合>呼吸，有机物积累，植物生长
光合作用的拓展
化能合成作用：
利用氨氧化成亚硝酸和硝酸过程中释放的化学能，把二氧化碳和水合成糖类。
总结：可以把无机物合成有机物的生物包括
绿色植物、化能合成细菌、光合细菌
练习与应用
一、√×× D
二、
1.（1）光照强度逐渐增大
（2）温度过高，
气孔大量关闭，CO2无法
进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制
（3）光照强度不断减弱（4）光照强度、温度
（5）利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、喷淋降温等
2.CO2和H2O逐渐被植物吸收，用于合成糖类，因此水分和二氧化碳可能成为限制因素
复习与提高
一、BBBCDD
二、
2.（1）随CO2浓度增加，光合速率提高
CO2参与暗反应，CO2增加，CO2的固定过程加快，光合速率增加
（2）NADPH和ATP限制，固定CO2的酶活性不够高，C5不足，有机物在叶绿体内积累等
（3）可能成立，若植物长期处于CO2倍增下，降低了固定酶的含量或活性，当恢复大气CO2浓度后，已经降低的酶含量或活性未能及时恢复，因此会表现出比大气CO2浓度更低的光合速率。

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