第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用-【大鹏生物】高中新教材精品课生物必修1 分子与细胞 课件

第4讲 光合作用与能量转化 第3课时　光合作用原理的应用 第5章 细胞的能量供应和利用 [ 学习目标 ]　 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。 2.关注光合作用原理的应用。 [ 教材梳理 ] 1．光合作用的强度 (1)概念：简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 (2)意义：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。 2．影响光合作用强度的环境因素 (1)确定依据：根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素，因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。 (2)举例分析：环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。 3．探究光照强度对光合作用强度的影响的实验 4．化能合成作用 (1)概念：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。 (2)实例 硝化细菌 [ 核心探讨 ] 探究光照强度对光合作用强度的影响 1．本实验的自变量是什么？如何控制？ 提示　光照强弱。通过调节光源与实验装置的距离来控制。 2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？ 提示　光合作用强度。相同时间内圆形小叶片浮起的数量。 8 3．水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下： (1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。叶肉细胞气体交换图如下图： 9 (2)在弱光下，此时的光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉到水底。叶肉细胞气体交换图如下： (3)在中、强光下，叶片上浮，试分析其原因并在下图中绘制叶肉细胞气体交换图。 11 4．光合速率与呼吸速率的含义及相互关系。 (1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。 (2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。 (3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： ①光合作用产生的O2量＝实际测得的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量＝实际测得的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。 ③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。 12 [ 核心归纳 ] 影响光合作用的因素及应用 (1)光照强度 光是绿色植物光合作用的能量来源，光照强度直接影响光合速率。 ①原理：光直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。 13 ②曲线分析(如图) 在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，但光照强度增加到一定强度时，光合速率不再加快，甚至降低(细胞灼伤)。 14 ③线段及关键点明析 项目 进行的生理过程 气体转移情况 对应的生理状态模型 A点 只进行细胞呼吸 吸收O2、释放CO2 AB段 细胞呼吸、光合作用同时进行，且细胞呼吸强度>光合作用强度 吸收O2、释放CO2 B点 细胞呼吸、光合作用同时进行，且细胞呼吸强度＝光合作用强度 不与外界进行气体交换 B点以后 细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度<光合作用强度 吸收CO2、释放O2 15 ④生产应用 a．阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。 b．阴生植物的光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)和光饱和点(光合速率最大时所对应的最小光照强度)一般都比阳生植物低，注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。 16 (2)CO2浓度 ①原理：影响暗反应阶段，制约C3化合物的生成。 ②曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点(光合速率最大时所对应的最小CO2浓度)。 ③应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度，提高光合速率。 17 (3)温度 ①原理：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合速率。 ②应用：冬季温室栽培，白天可适当提高温度，晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。 18 (4)光质 ①原理：光合作用强度与光质(不同波长的光)有关，在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率是不同的。白光为复合光，光合作用能力最强。红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物