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(共28张PPT)
复习巩固：
条件
物质变化
能量变化
光反应
暗反应
场所
联系
类囊体薄膜上
叶绿体的基质中
光、色素、酶
多种酶
ATP的合成:
水的光解：
NADPH合成:
H2O 光解 H++O2
阶段
NADPH NADP+
ATP ADP+Pi
C3
(CH2O）+ C5
C5 + CO2 → 2 C3
ADP+Pi+能量→ATP
酶
CO2的固定:
C3的还原:
NADP++H++2e-→NADPH
酶
光能
NADPH、ATP中活跃的化学能
有机物中
稳定的化学能
光反应为暗反应提供ATP和NADPH
暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
晴天中午，塑料大棚的薄膜会被卷起，你知道，这样做的目的是什么？
如何提高大棚蔬菜的提高产量？
5.4
光合作用与能量转化
第三课时
学习目标：
1.根据实验目的,设计实验探究光合作用的影响因素,学会分析相关的实验装置。
2.通过与光合作用对比,理解化能合成作用的概念。
3.根据光合作用原理指导生产实践。
探究一、影响光合作用强度的因素
一、光合作用强度：
1.概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
思考：什么是光合作用强度？可以用哪些量什么来表示？
2.表示方法:
光合作用速率
单位时间内光合作用
CO2+H2O （CH2O）+O2
光能
叶绿体
固定或利用CO2的量
制造或产生有机物（糖类）量
产生O2的量
问题：植物光合作用制造的糖类会全部积累下来吗？
探究一、影响光合作用强度的因素
光合作用制造的有机物的量 - 呼吸作用消耗的有机物的量 = 有机物积累量
固定(消耗)CO2量
产生O2的量
CO2吸收量
O2的释放量
黑暗条件下CO2的释放量
O2的吸收量
总光合速率
-
呼吸速率
净光合速率
=
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。
净
净
净
总
总
探究一、影响光合作用强度的因素
探究一、影响光合作用强度的因素
二、探究光照强度对光合作用强度的影响：叶片上浮法
叶片含有空气，上浮
叶片下沉
O2充满细胞间隙，叶片上浮
抽气
光合作用
产生O2
1.实验原理:
2.实验变量：
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
探究一、影响光合作用强度的因素
3.实验步骤:
观察并记录： 同一时间段内容实验装置中________________________
原因：细胞间隙充满了______
条件：放在______处
器材：_________
器材：_________
打孔器
注射器
黑暗
圆形小叶片中的气体溢出
取材
排气
分组: 取3只小烧杯，分别倒入富含______的清水、分别放入10片圆形小叶片
光照： 分别对3个实验装置进行______________三种光照
水
CO2
强、中、弱
圆形小叶片浮起的数量
__________
目的：制备30片圆形小叶片
目的：使______________________
沉水
探究一、影响光合作用强度的因素
4.实验结果:
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
5.实验结论:
在一定光照强度范围内，
光合作用随着光照强度的增加而增强。
典例1.用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如图所示的实验，下列叙述不正确的是(　　)
A．离体的叶绿体中能合成糖类
B．碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳
C．烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生
D．灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度
D
探究一、影响光合作用强度的因素
CO2浓度
水分
光
光质
光照强度
光照时间
光照面积
酶
色素
温度
矿质元素
气孔开闭情况
影响
因素
三、影响光合作用强度的因素
探究一、影响光合作用强度的因素
1、光照强度
O2
CO2
A点 :
B点 :
AB段 :
BC段 :
①只呼吸，无光合
③光合=呼吸，光补偿点
②光合<呼吸
④光合>呼吸
③
②
①
④
探究一、影响光合作用强度的因素
1、光照强度
光照强度
0
CO2吸
收
CO2
释
放
A
B
C
呼吸速率
光补偿点
光饱和点
净光合
总光合
D
呼吸
应用：合理密植；间作套种；适当剪枝
阴天补光，延长光照时间
阴生植物
A1
B1
C1
阳生植物
B点：光补偿点，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
D点：光饱和点，光合速率开始达到最大时外界的光照强度
B1：阴生植物呼吸作用较弱，
对光的利用能力也不强
探究一、影响光合作用强度的因素
2、CO2浓度
CO2浓度
A
B
吸收速率
CO2
C
释放速率
CO2
A点：
对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。
CO2补偿点：光合速率＝呼吸速率
B点：
C点：
1.多施有机肥或农家肥；
2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；
3.大田中还要注意通风透气（正其行，通其风）。
应用：
对应的D点为CO2饱和点
D
A’点：
B’点：
能进行光合作用的最低CO2浓度。
CO2饱和点
探究一、影响光合作用强度的因素
3、温度
影响与光合作用有关酶的活性，主要制约暗反应。
O
温度
A
光合速率
B
C
植物呼吸作用的最适温度大于光合作用
温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。
1.适时播种
2.温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温
3.植物“午休”现象原因
应用：
探究一、影响光合作用强度的因素
一天的时间
O
光合作用强度
12
13
11
A
B
C
D
E
9 10
15 16 17
14
夏季晴天的中午气温高，植物为防止蒸腾失水导致气孔大量关闭，CO2吸收减少，进而降低光合速率。
“午休”现象：
光照强度
探究一、影响光合作用强度的因素
4、水分
①水是光合作用的原料，缺水直接影响光合作用
②缺水又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用（暗反应）。
合理灌溉
及时灌溉
应用：
探究一、影响光合作用强度的因素
5、矿质元素
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
P～Q的形成原因：
矿质元素过多、土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水萎蔫。
应用：合理施肥，合理灌溉
探究一、影响光合作用强度的因素
6、叶龄和叶面积对光合作用强度的影响
应用：a.合理密植(增加光合作用面积)；b.适当间苗(“套种间作”讲的就是这个方面)；
c.修剪以增加有效光合作用面积；d.适当摘除老叶。
探究一、影响光合作用强度的因素
7、多因子变量分析
曲线分析：Q点之前限制因素为横坐标所表示的因子，
当到Q点时，想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
典例2．影响绿色植物光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度等，内部因素有酶的活性、色素的数量、C5的含量等。请据图分析，回答下列问题：
(1)如果横坐标代表光照强度，其影响光合速率主要是
影响光合作用的________阶段，在最适温度下，当光合
作用强度达到最大值时，此时内部限制性因素最可能
是______________。若阴生植物的光合作用曲线为c，
则阳生植物的光合作用曲线最可能是________。
(2)如果横坐标代表温度，温度主要通过影响__________
来影响光合速率。
(3)如果横坐标代表CO2的浓度，其影响光合作用主要是影响________的产生，此时内部限制性因素最可能是________________。
(4)若将某植物叶片在25 ℃条件下暗处理1小时，该叶片质量(主要是葡萄糖)减少了2 mg，之后立即光照1小时，经称重，光照后比暗处理前质量增加了5 mg。该叶片光照1小时产生的总光合作用量为________mg。
光反应
色素的数量
a
酶的活性
C3
C5的含量
9
探究二、光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
1、自然环境
制造有机物： 积累有机物：
一天中有机物最多的时间点：
一天中有机物最少的时间点：
一昼夜有机物积累量＝SⅡ－(SⅠ＋SⅢ)。
ac段：
b点：温度降低， 减弱，CO2释放减少。
c点：开始进行 。
cd段：光合作用 细胞呼吸。
d点：光合作用 细胞呼吸。
dh段：光合作用 细胞呼吸。
呼吸
光合作用
小于
等于
大于
无光照，只进行 。
f点： 过高，部分气孔关闭，
CO2供应量下降，出现“午休现象”。
e点：光合作用 细胞呼吸。
ef段：光合作用 细胞呼吸。
fg段：停止 ，只进行 。
温度
等于
小于
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
ci段
dh段
h点
d点
探究二、光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
2、密闭环境
AB段：
BC段：温度降低， 减弱。
CD段：光合作用 细胞呼吸。
D点：光合作用 细胞呼吸。
DH段：光合作用 细胞呼吸。
其中EF段出现“光合午休”现象。
H点：光合作用 细胞呼吸。
HJ段：光合作用 细胞呼吸。
直至光合作用完全停止
呼吸
小于
等于
大于
只进行 。
等于
小于
呼吸作用
分析斜率
J点：CO2浓度大小跟A点相比减小，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。
说明有有机物的积累,植物能正常生长。
探究三、光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
1、光照强度(忽略光照强度对细胞呼吸的影响)
光照强度降低：
①OA为细胞的呼吸速率，A不动。
②B点：CO2补偿点。光合＝呼吸。降低光照强度，使光合＜呼吸。想再次使光合＝呼吸，只能增加CO2浓度。B向右移。
CO2的吸收速率
O
A
B
强光照
B’
C
C’
D
D’
弱光照
CO2的释放速率
CO2浓度
③C点：CO2饱和点。降低光照强度，导致植物对CO2的利用能力降低，达到CO2饱和点时对应的的CO2浓度会降低。C向左移。
④D点为最大光合速率。降低光照强度，光合作用速率降低，D下移；同时，CO2饱和点左移。D向左下方移动。
CO2浓度降低：
①A不动。
②B点：光补偿点。光合＝呼吸。降低CO2浓度后，使光合＜呼吸。想再次使光合＝呼吸，只能增强光照。B向右移。
CO2的吸收速率
O
A
B
高浓度CO2
B’
C
C’
D
D’
低浓度CO2
CO2的释放速率
光照强度
③C点：光饱和点。降低CO2浓度后，导致植物对光的利用能力降低，达到光饱和点时对应的光照强度会降低。C向左移。
④D点为最大净光合速率。降低CO2浓度，最大光合速率降低，D下移；同时，光饱和点左移。D向左下方移动。
探究三、光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
2、CO2浓度(忽略CO2浓度对细胞呼吸的影响)
探究四、光合作用与细胞呼吸中物质及能量的转化
14CO2
14C3
固定
还原
14C6H12O6
14C3H4O3
有氧 呼吸Ⅰ
14CO2
有氧 呼吸Ⅱ
H218O
18O2
H218O
光反应
有氧 呼吸Ⅲ
C18O2
有氧 呼吸Ⅱ
(CH218O)
暗反应
14C 转移
18O 转移
3H 转移
3H2O
NADP3H
C63H12O6
NAD3H
3H2O
光反应
暗反应
有氧呼吸 Ⅰ、Ⅱ
有氧 呼吸Ⅲ
光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向
网络构建
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

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