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5.4 课时3 光合作用原理的应用
光合作用强度直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
CO2＋H2O （CH2O）＋O 2
光能
叶绿体
固定CO2的量
制造或产生有机物（糖类）量
产生O2的量
单位时间内光合作用
产物的生成量或底物的消耗量！
光合作用强度 的表示方法：
？
影响光合作用强度的环境因素有哪些？
根据植物工厂示意图，结合光合作用的原理，推测影响光合作用的因素有哪些？
一、影响光合作用强度的因素
自变量
因变量
无关变量的控制
光照强度（强、中、弱）
同一时间段内叶片浮起数量
使小圆形叶片内的气体逸出；放入黑暗处待用。
实验原理
控制变量
【探究·实践】 探究光照强度对光合作用强度的影响
叶片含有气体，
在水中上浮
叶片下沉
光合作用
产生O2
细胞间隙充满O2，
叶片上浮
抽气
充以水分
阅读课本P105探究实践，找出实验原理、自变量和因变量，了解实验步骤。
实验步骤
选取生长旺盛的绿叶，用直径约1cm的打孔器打小圆片30片
吸入清水
堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次。
将内部气体逸出的叶片，放入烧杯中，放在暗处备用。这些叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底
取3只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水
分别放入10片叶片，然后进行不同强度的光照。观察浮起叶片的数量。
烧杯 光照 距离 光照强度 叶片浮起数量
1 40W 5 CM 强
2 40W 30 CM 中
3 40W 50 CM 弱
实验结果
实验结论
光合速率
0
光照强度
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。
多
中
少
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的释放量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？
植物光合作用实际产生的总O2量=O2的释放量+呼吸作用消耗的O2量
不是。
真正的光合速率=净（表观）光合速率+呼吸速率
拓展：净光合速率、总光合速率及呼吸速率间的关系
（1）表示方法：
项目 表示方法
净光合速率（表观光合速率）
总光合速率（真正或实际光合速率）
呼吸速率（遮光条件下测得）
CO2吸收量、O2释放量、有机物积累量
CO2释放量、O2吸收量、有机物消耗量
CO2固定量、O2生成量、有机物制造量
（2）关系：
真正的光合速率=净光合速率+呼吸速率
真正（总）光合速率 = 净（表观）光合速率 + 呼吸作用速率
合成有机物的量
固定或消耗CO2量
产生O2的量
有机物积累量
CO2吸收量
O2的释放量
消耗有机物的量
黑暗下CO2的释放量
黑暗下O2的吸收量
=
=
=
+
+
+
影响光合作用的因素有哪些？
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
一、影响光合作用的因素
（一）内 因
1. 同一植物的不同生长发育阶段
应用：
适时适量地提供水肥及 ，以使植物茁壮成长。
分析曲线，补充相关内容。
光强度
2. 叶龄
曲线分析：
老叶，随叶龄增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。
OA段
：幼叶，叶面积不断增大，叶绿体、叶绿素含量不断增加， 光合作用速率不断增加；
AB段：
壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定；
BC段：
，减少呼吸消耗有机物。
应用：
适当摘除老叶、残叶
（1）水是光合作用的______
（2）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
（3）水参与光合产物的运输
(二)外 因
1.水 分
应用：
及时、合理灌溉
原料
开闭
CO2
直接或间接影响光合速率
K: 影响糖类的转变和运输
Mg: 的组成成分
2.矿质元素
N: 酶、 、 、NADPH等的组成成分
P: 、NADPH的组成成分
应用：
合理施肥
叶绿素
色素
ATP
ATP
讨论：矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？
提示：矿质元素含量过高，根细胞很难吸水，甚至失水，光合速率也会下降，甚至停止。
3、温度
——通过影响 的活性影响光合作用强度
光合作用强度
温度
(1)适时播种
应用：
(2)白天适当 ，提高光合强度；夜间 ，降低呼吸消耗
酶
升温
降温
A点：
光强=0，此时只进行呼吸作用，OA表示呼吸强度。
AC段：
随光照强度加强，光合作用逐渐加强，
且AB段，V呼吸>V光合 ，BC段，V光合>V呼吸
B点：
光补偿点， 光合作用强度=呼吸强度
C点对应的光照强度：
光饱和点，从此光强开始，光合作用强度达到最大
4.光照强度
阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如红线所示。
光补偿点
光饱和点
应用：
轮作——延长 _
间种、合理密植——增加____________
适当增加
C点之后的限制光合强度的因素：
酶和色素的含量、温度、CO2浓度等
C点前的限制光合强度的因素：
光照强度
光合作用时间
光合作用面积
光照强度
【拓展】光合作用效率与光照强度、时间的关系
一天的时间
O
12
13
11
10
15
14
光照强度
C
光合作用效率
C点：
温度过高，蒸腾作用剧烈，为防止过多水分的散失，气孔 ，影响了 的吸收，暗反应减弱。
关闭
CO2
5、CO2浓度
应用：
温室中增施有机肥
B
二氧化碳浓度过低，无法进行光合作用(植物进行光合作用所需的最低二氧化碳浓度)
随着二氧化碳浓度增加，光合速率逐渐增强
光合速率达到最大值
①OA段：
②AB段：
③B点以后：
（分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐）
大田中“正其行、通其风”、增加空气流动
6.多因子变量对光合速率的影响
问：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？
P点前，制约因素是什么？Q点时，制约因素是什么？
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
自养生物
异养生物
如人、动物、真菌及大多数的细菌。
（如绿色植物、蓝细菌——光合作用）
以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物）。
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。
根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：
二、制造有机物的其他方式——化能合成作用
化能自养生物（如硝化细菌——化能合成作用）
光能自养生物
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
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
硝化细菌
2HNO2+O2 2HNO3+能量
硝化细菌
6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2﹢6H2O
能量
硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
（化能自养生物）
1.定义：
2.实例：
探究环境因素对光合作用强度的影响
影响光合作用的因素
CO2浓度
矿质元素
水
温度
光照强度
化能合成作用
光合作用
原理的应用
1.研究人员在适宜温度、水分和一定CO2浓度条件下，分别测定了植株甲和植株乙CO2吸收速率与光照强度的关系。下列相关叙述错误的是
A.图2生理状态对应图1的a点，植物不能正常生长
B.图1光照强度为b时，甲、乙总光合作用强度相等
C.光照强度为c时，甲、乙光合作用强度的差异可能与N、Mg无机盐含量有关
D.适当增加CO2浓度，P点将向右上移
√
2.如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列分析错误的是
A.7～10时光合作用强度不断增强的原因
是光照强度逐渐增大
B.12时光合作用强度明显减弱的原因可能是叶片蒸腾作用强，部分气孔
关闭，进入体内的CO2减少
C.14～18时光合作用强度不断减弱的原因是光照强度逐渐减小
D.从图中可以看出限制光合作用的因素只有光照强度
√
3.图1是某高等植物叶肉细胞部分结构示意图，其中a～h为气体的相对值；图2为光照强度对该叶肉细胞CO2吸收量的影响。下列叙述错误的是
A.在图2甲时，图1中b、c、d、e的值均为零
B.在图2乙时，图1中该叶肉细胞中h＝c
C.图2中光照强度在丁点及之后，光合速率与
　呼吸速率相等
D.图1中当b、e为零且a、f不为零时，该叶肉
　细胞呼吸速率大于光合速率
√
4.下图是某种细菌内发生的生化反应，该反应与光合作用的相同之处是
A.都以太阳能为能源
B.都需要环境中的物质氧化释放的能量
C.都可以将无机物转变为有机物
D.都是高等生物的代谢类型
√

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