5.4.2 光合作用与能量转化-2024-2025学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修1）

5.4 光合作用与能量转化 二、 光合作用的原理和应用（课时2） 概念：光合作用使指绿色植物通过 ，利用 ，把 ，转化成储存着能量的 ，并释放出 的过程 叶绿体 光能 CO2和H20 有机物 O2 结论： 植物可以更新蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变浑浊的空气 光合作用 土豆是变态的茎，含有大量的淀粉 马铃薯的叶片中有淀粉吗？ 植物叶片中的淀粉是光合作用产生的吗？ 5 一半曝光，一半遮光 在暗处放置几小的叶片 暗处理 光照 酒精脱色 碘蒸汽处理 1864年，德国萨克斯实验 结论 绿叶在光下制造淀粉。 光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？ 光合作用 概念：光合作用使指绿色植物通过 ，利用 ，把 ，转化成储存着能量的 ，并释放出 的过程 叶绿体 光能 CO2和H20 有机物 O2 物质变化： 能量变化： 无机物→有机物 光能→有机物的化学能 实质：合成有机物，储存能量 反应式： （注：（CH2O）表示糖类） 叶绿体是如何将光能转化成化学能并储存在糖类等有机物中的？ 光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？接下来我们一起来分析科学家对光合作用过程探索的几个实验 探究光合作用原理的部分实验 P102思考 .讨论 1、19世纪末（甲醛→糖） CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 2、1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用 甲醛不能通过光合作用转化成糖 →初步判断：O2中的O来自CO2的可能性较小，较可能来源于H2O 最开始对光合作用过程的研究，科学家是对氧气的来源很关注的 19世纪末 探究光合作用原理的部分实验 3、希尔反应 2H+ 1/2 O2↑ 讨论1：希尔反应是否说明植物光合作用产生的O2中的O全部都来自H2O？为什么？ 不能 反应体系中可能还存在其他氧元素供体，该实验没排除叶绿体中其他物质干扰，也并没直接观察到氧元素转移。 ：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 探究光合作用原理的部分实验 3、希尔反应 2H+ 1/2 O2↑ 讨论2：希尔的实验能否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能 悬浮液中没合成糖类必需原料——CO2，说明未进行糖类合成 水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示希尔反应是相对独立的反应阶段 ：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 探究光合作用原理的部分实验 3、希尔反应 2H+ 1/2 O2↑ 延伸思考1：写出水的光解反应式？ ：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 H2O→1/2O2 ＋2H+＋2e- 光 P103右侧 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ NADP＋＋H+＋2e-→NADPH 探究光合作用原理的部分实验 3、希尔反应 2H+ 1/2 O2↑ ：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生O2的化学反应 延伸思考2：若要探究O2中O的来源（CO2orH2O），可用什么方法？ 同位素标记法 16O / 18O 用哪一种同位素？ 探究光合作用原理的部分实验 4、鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 讨论3：分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？ 光合作用释放的O2中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2 用18O分别标记CO2和H2O，进行实验 A与B相对分子质量分别为：32、36 探究光合作用原理的部分实验 4、鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。 CO2 H218O 光照射下的小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 延伸思考2：该实验有对照组吗？满足对照原则吗？ 无单独对照组 实验组相互对照（对比实验） 延伸思考1：如何判断实验结果是释放的18O2还是O2？ 通过检测相对分子质量判断：O2（32）、18O2（36） 注意：不能通过检测放射性判断：18O2是无放射性的同位素 用18O分别标记CO2和H2O，进行实验 A与B相对分子质量分别为：32、36 探究光合作用原理的部分实验 5、 阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP 且这一过程总是与水的光解相伴随 讨论4：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系 H2O O2+NADPH +能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 19世纪末 甲醛→糖 1928年 甲醛对植物有毒 不能通过光合作用转化成糖 1937年 希尔反应 水的光解产生氧气 1941年 鲁宾和卡门 同位素标记法光合作用氧气来自于水 1954年 阿尔农 光照下叶绿体合成ATP 该过程总与水的光解相伴 1 15 上述实验表明： 1.光合作用释放的氧气中的氧元素来自水2.氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的　 总结 光合作用的过程 光合作用过程复杂，包括一系列化学反应。依据是否需要光能分为： 光反应阶段 暗反应阶段 光合作用第一个阶段 必须有光才能进行 光合作用第二个阶段，又称“碳反应阶段” 有无光都能进行 O2 光合作用的过程 1.场所？ 2.条件？ 3.物质变化? 4.能量变化？ 5.各种产物有何去向？ 光能 叶绿体中的色素 H2O 水 在 光 下 分 解 ADP+Pi ATP NADP+ NADPH H+ 酶 酶 O2 H+ 光反应： 当可见光照射到绿色植物时，类囊体薄膜上的四种光合色素就会吸收光能，吸收的光能有两方面用途：一是将水分解生成氧气和H+，我们称之为水的光解；水分解生成的氧气直接从叶绿体释放出去，供生物体细胞呼吸利用，具体是参与有氧呼吸的第三阶段，而另一部分光能则用ATP的合成，储存到ATP远离腺苷的高能磷酸键中。 光合作用的过程——光反应 2.条件：外界条件： 内部条件： 1.场所： 3.物质变化： 4.能量变化： 类囊体薄膜上 水的光解： H2O 2H＋ ＋1/2O2 + 2e- 光能 NADPH的合成： NADP+ + H+ + 2e- NADPH 酶 ATP的合成： ADP + Pi + 能量 ATP 酶 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 光 色素、酶 酶 光合作用的过程——光反应 5.各种产物去向？ ：直接以分子形式释放出叶绿体 参与该细胞有氧呼吸第三阶段 或释放到外界 ：为暗反应提供活泼的还原剂及部分能量 ：为暗反应提供能量 CO2是如何转变为糖类的呢？ 卡尔文等用小球藻做试验研究： 用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明CO2中碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环（暗反应阶段） 在1961年获得 诺贝尔化学奖 （放射性）同位素标记法 我们之前讲是不是还有不需要光的阶段，叫什么阶段暗反应阶段，是由卡尔文研究出来了，那他是怎么研究出来的呢？用的是什么材料，又是小球藻，并且用了什么方法。同，接着又把小球藻杀死。 现象1： 向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物，有三碳化合物（C3）、五碳化合物（C5）和六碳糖(C6) 分析卡尔文实验现象 思考1：该实验现象可说明什么？ CO2中的C会转移到C3、C5和C6中 思考2：如何确定CO2中的C先转移到C3、C5和C6中的哪个化合物呢？ 缩短反应时间 现象2： 反应进行到5秒光照时，卡尔文等检测到同时含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6) 试分析卡尔文实验现象 思考3：结合上述现象大致描述CO2转化成有机物过程中，C的转移途径 现象3： 缩短光照时间到几分之一秒时，90%以上的放射性14C集中在一种三碳化合物（C3） CO2 C3 (CH2O) C5 2C3 CO2 固 定 C5 多种酶 参加催化 (CH2O) 还 原 ADP+Pi ATP 供能 （气孔） NADP+ NADPH 供氢、供能 光合作用的过程 1.场所？ 2.条件？ 3.物质变化? 4.能量变化？ 5.各种产物有何去向？ 暗反应： 我们之前讲是不是还有不需要光的阶段，叫什么阶段暗反应阶段，是由卡尔文研究出来了，那他是怎么研究出来的呢？用的是什么材料，又是小球藻，并且用了什么方法。同，接着又把小球藻杀死。 条件：外界条件： 内部条件： 场所： 物质变化： 能量变化： 叶绿体基质 不需要光照，需要CO2 多种酶、NADPH、ATP CO2的固定： C3 的还原： 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH CO2＋C5 2C3 酶 ATP的水解： ATP ADP + Pi + 能量 酶 NADPH的分解： NADPH NADP+ + H+ + 2e- 酶 ATP和NADPH中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能 光合作用的过程 光合作用的过程——暗反应 暗反应的各种产物有何去向？ 为光反应ATP合成提供原料 为光反应NADPH合成提供原料 又参与CO2固定 在叶绿体基质中合成，并暂时储存在叶绿体基质，然后水解成葡萄糖转运到细胞质 最终是在细胞质中合成 细胞呼吸消耗 储藏器官储存、建造植物体 小结：光反应与暗反应的比较 反应阶段 反应部位 反应条件 物质变化 能量变化 产 物 光反应 暗反应 类囊体薄膜上 叶绿体基质 必须有光、光合色素、酶 有光或无光均可，多种酶 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能 NADPH、ATP、O2 ADP、Pi 、NADP+、C5、（CH2O ） 产物去向 NADPH：为C3还原提供还原剂和能量 ATP：为C3还原提供能量 O2：被呼吸利用或从叶绿体释放 ADP、Pi： NADP+： C5： （CH2O ）： 为光反应ATP合成提供原料 为光反应NADPH合成提供原料 又参与CO2固定 细胞呼吸消耗、储藏器官储存 27 光能 叶绿体中的色素 2C3 CO2 固 定 C5 多种酶 参加催化 (CH2O) 还 原 H2O O2 水 在 光 下 分 解 ADP+Pi ATP 供能 （气孔） NADP+ NADPH 供氢、供能 H+ 填一填：将光反应和暗反应作为一个整体画一个模式图 我们之前讲是不是还有不需要光的阶段，叫什么阶段暗反应阶段，是由卡尔文研究出来了，那他是怎么研究出来的呢？用的是什么材料，又是小球藻，并且用了什么方法。同，接着又把小球藻杀死。 下图是光合作用过程图解，A—J表示物质，H、I表示生理过程请分析后回答下列问题： ①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。 ②图中C是____ ，它被传递到叶绿体的_____，用于_________ 。 ③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______。 ④图中G__________,F是____________,J是________。 ⑤图中的H表示_______， I表示________，H为I提供__________。 Ｏ2 水 NADPH 基质 还原C3，作还原剂并提供能量 ATP 光能 光反应 DNAPH和ATP 色素 C5化合物 C3化合物 糖类 暗反应 练一练 想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题： 思考1：光反应能在无CO2的环境中长期进行吗？暗反应能在无光的环境中长期进行吗？ 均不能 暗反应受阻，光反应因产物ATP、NADPH积累,缺乏ADP、Pi、DNAP+等也不能进行 没有光反应，暗反应缺乏DANPH、ATP等无法长时间进行 注意：光反应和暗反应紧密联系，能量转化和物质变化密不可分！！ 想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题： 思考2：光合作用过程中各元素的转移途径分别为？并在反应式中标注出来 H的转移： H2O → NADPH→(CH2O) C的转移： CO2 → C3 →（CH2O） O的转移： CO2 → C3 →（CH2O） H2O → O2 想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题： 思考3：植物突然降低光照后，短时间其体内ATP、NADPH、C3和C5 含量变化？ 光照 减弱 光反应减弱 ATP、DNAPH↓ C3 还原受阻 CO2固定不变 C3消耗减少，合成不变 C5合成减少，消耗不变 C3↑ C5↓ 光照 增强 光反应增强 ATP、DNAPH↑ C3 还原加快 CO2固定不变 C3消耗增加，合成不变 C5合成增加，消耗不变 C3↓ C5↑ 想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题： 思考3：假如白天突然减少CO2的供应，短时间内其体内的ATP、NADPH、C3和C5的含量 如何变化？ CO2 减少 暗反应减弱 CO2固定减弱 C3 还原不变 C3合成减少，消耗不变 C5消耗减少，合成不变 C3↓ C5↑ C3 还原减弱 光反应不变 ATP、NADPH消耗减少，合成不变 ATP、DNAPH↑ 条件 C3 C5 NADPH ATP (CH2O) 合成量 光照减弱，CO2不变 光照增强，CO2不变 光照不变，CO2减少 光照不变，CO2增加 增加 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 减少 增加 减少 增加 增加 减少 减少 增加 小结： 当外界条件（如光照/CO2）突然发生变化时，短时间内各种物质含量的变化： 减少 增加 增加 减少 C5、NADPH、ATP变化一致 C3与C5/NADPH/ATP变化相反 对光合作用有利合成增加 反之减少 原因：正常情况下，1molCO2和1molC5结合形成2molC3，因此当暗反应速率达到稳定时，C3的分子数是C5的2倍 【误区警示】 以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。；但保持条件不变经一段时间重新到达平衡后，仍为C3 含量高于C5 为什么？ 5.4 光合作用与能量转化 二、 光合作用的原理和应用（课时3） 影响光合作用强度的因素及应用 内部因素： 外部因素： （环境因素） 色素数量、酶数量、酶活性 光照： 光照强度★ 光质（直/漫） 光照时间 水 CO2的供应★ 土壤中N、Mg等矿质元素 温度★ 影响酶活性 、叶龄、叶面积指数、植物种类等 结合光合作用过程思考影响光合作用的内、外因素分别有哪些？ P105最后一段 实验视频：探究光照强度对光合作用强度的影响 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 问题1：本实验自变量是？如何控制？ 光照强弱 调节小烧杯与光源的距离 组1 组2 组3 什么作用？ 吸收热量，排除温度变化对实验结果的干扰 强光 中等光 弱光 或用不同瓦数的灯 还有其他控制方法吗？ 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 问题2：本实验的因变量是？如何表示？如何检测（检测指标是）？ 光合作用强度/速率 表示方法 单位时间内反应物消耗量或产物生成量表示 单位时间内CO2的消耗/固定量或有机物的产生量或O2的产生量 检测方法 相同时间圆形小叶片浮起的数量 或全部圆形小叶片浮起所需要的时间 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 问题3：本实验的无关变量有（举2—3例）？如何控制？ 温度 CO2的浓度 光照时间 圆形小叶片的大小和数量 . . . 保持相同且适宜 【实验过程分析】 ①打孔 ②排气 ③沉水 ④分组 ⑤光照 ⑥记录 用注射器抽取叶片内的空气（真空渗水法） 放置黑暗处，让细胞下沉烧杯底部 3只烧杯各倒20mlNaHCO3缓冲液，放入10片小叶圆片 分别对这三组进行强、中、弱光的照射处理 记录相同时间内各组装置中小圆叶片上浮的数量 原因：叶片内充满水， 重量增加 确保溶液中CO2含量充足（可用富含CO2的清水代替） 要注意避开大叶脉 原因：其中没有叶绿体 防止光照使其光合作用产生氧气使叶片提前浮起 光合作用产生的O2多于有氧呼吸消耗的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 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 利用该装置还能探究哪些环境因素对光合作用的影响？ 这些因素分别如何控制呢？ CO2浓度、温度、光质等 延伸思考1 43 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 延伸思考2：P105旁栏思考 O2产生量 O2释放量（实测） 较强光照时 实验所测是否为叶片光合作用实际产生的总O2量？ 用这种方法观察到的O2的产生量，实际是光合作用的O2释放量 实际产生O2量 = O2释放量 + 植物自身呼吸作用对O2的消耗量 O2消耗量 44 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 【实验结果】 项目　 　 烧杯　 　 圆形小叶片 数量 加入富含 CO2的清水 光照强度 单位时间内圆形小叶片浮起的数量 1 10片 20 mL 强 多 2 10片 20 mL 中 中 3 10片 20 mL 弱 少 【实验结论】 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) 水分 光 光质 光照强度 酶 色素 温度 矿质元素 环境CO2浓度 气孔开闭情况 光照时间 课堂小结1 探究影响光合作用强度的内、外因素 46 化能合成作用P106 定义：自然界中的某些细菌，利用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过程。 2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO2+O2 CO2+H2O 硝化细菌 （CH2O）+O2 实例：硝化细菌（利用NH3氧化成HNO3过程释放的能量来合成有机物） 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO3 + 能量 光合作用和化能合成作用的异同处： 相同处： 不同处： 都是将无机物转化成有机物，并储存能量 光合作用： 化能合成作用： 光能 无机物氧化时释放的化学能 光能自养生物：绿色植物、蓝藻、光合细菌等 化能自养生物：硝化细菌、铁细菌、硫细菌 自养生物 异养生物：人、动物、真菌及大多数的细菌 同化作用 异化作用 需氧型：人、动物、醋酸菌等 厌氧型：破伤风芽孢杆菌、乳酸菌、蛔虫等 兼性厌氧型：酵母菌 代 谢 类 型 能量来源不同 5.4 光合作用与能量转化 二、 光合作用的原理和应用（课时4） 光合作用实际CO2利用量 = 细胞呼吸CO2产生量 + CO2吸收量 光合作用实际O2产生量 = 细胞呼吸O2利用量 + O2释放量 光合作用有机物制造量 = 细胞呼吸有机物消耗量 + 有机物积累量 CO2 CO2 吸收CO2 有二 O2 O2 释放O2 有三 释放CO2 吸收O2 C6H12O6 C3H4O3 积累C6H12O6 有一 总光合作用强度 净光合作用强度 空气 呼吸作用强度 光合作用与有氧呼吸的联系： = + 植物在有光条件下，绿色细胞中光合作用和有氧呼吸过程同时在进行，光合作用可为有氧呼吸提供有机物和氧气，有氧呼吸产生的二氧化碳和水又可供光合作用利用。 有机物 CO2 O2 总光合作用强度/速率与净光合作用强度/速率的比较 ①名称叫法： 总光合速率 = 实际光合速率 = 真正光合速率 净光合速率 = 表观光合速率 = 实测光合速率 ②关系及表示方法： 关系 表示 总/实际/真正光合速率 = 净/表观/实测光合速率 + 呼吸速率 （光下测量) （黑暗中测量） 制造、生成、合成量 消耗、固定量、利用量 产生量 积累量 吸收量 释放量 消耗量 释放、产生量 吸收、消耗量 注意： 植物O2释放量/CO2吸收量（净）和叶绿体O2释放量/CO2吸收量（总）的区别 绿色植物组织在有光条件下，实际测得环境中O2释放量或CO2吸收量或有机物积累量 有机物积累量 有机物消耗量 光合作用强度 光照强度 A B 光饱和点 总 净光合速率 净光合速率＝总光合速率-呼吸速率 CO2 吸 收 量 O2 释 放 量 CO2 释 放 量 O2 吸收 量 ③曲线图区别： 曲线如何变化？ 净光合作用强度/速率曲线图分析 V呼 无光照，只进行细胞呼吸 黑暗时，单位时间内植物/叶片CO2释放量或O2吸收量或糖类消耗量 V光<V呼 V净光<0 V光=V呼 V净光=0 光补偿点 V光>V呼 V净光>0 V光/净光最大值 光饱和点 V净光 V呼 V总光 光照时，单位时间内植物/叶片CO2吸收量或O2释放量或糖类积累量 光照时，单位时间内植物/叶片/叶绿体CO2固定量或O2产生量或糖类制造量 限制因素： 温度、CO2浓度（外） 色素、酶量、酶活性（内） 试分析A点、AB段、B点、BC段光合速率与呼吸速率大小关系 （光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长） 总光合作用强度/速率与净光合作用强度/速率的比较 ③曲线图区别： 光合作用强度 CO2浓度 A B CO2饱和点 总 C 有机物积累量 有机物消耗量 净光合速率 CO2 吸 收 量 O2 释 放 量 CO2 释 放 量 O2 吸收 量 净光合速率＝总光合速率-呼吸速率 曲线如何变化？ 净光合作用强度/速率曲线图分析 CO2浓度低，只进行细胞呼吸 V呼 进行光合作用的最低CO2浓度 V光<V呼，V净光<0 V光=V呼 V净光=0 CO2补偿点 V光>V呼，V净光>0 V光/净光最大值 CO2饱和点 V净光 V呼 V总光 限制因素： 温度、光照强度（外） 色素、酶量、酶活性（内） 说出AB段、B点、BC段、C点、CD段光合速率与呼吸速率大小关系 总光合作用强度/速率与净光合作用强度/速率的比较 ③曲线图区别： 总光合速率 光照强度 0 净光合速率 光照强度 0 曲线起点不同： 光照强度为0时，不进行光合作用，所以V总光=0； 但要进行呼吸作用，所以V净光=V总光（0）-V呼，应为负值 二者的不同点在于？为什么会不同？ 画一画 结合光合速率与呼吸速率大小关系，试画出A点、AB段、B点、BD段，细胞与外界气体交换情况（即O2和CO2的进出情况） A点 AB段 B点 BD段 只进行细胞呼吸 吸收O2，释放CO2 V呼>V光，V净光为负 吸收O2，释放CO2 V呼=V光，V净光为0 不发生气体交换 V呼<V光，V净光为正吸收CO2，释放O2 O2 CO2 O2 CO2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 O2 CO2 算一算 1.结合曲线图，计算对应光照强度下的光合速率： （1）200LX时，光合速率= mol /(m2.h) （2）400LX时，光合速率= mol /(m2.h) （3）800LX时，光合速率= mol /(m2.h) 3 6 12 V光 = V净光 + V呼 = -3 + 6 = 3 V光 = V净光 + V呼 = 0 + 6 = 6 V光 = V净光 + V呼 = 6 + 6 = 12 - - 算一算 2.结合曲线图，判断植物的生长情况（有机物的积累情况）： （1）若是24小时连续光照，要保证植物生长，光照强度大于 LX （2）若12小光照12小时黑暗，光照强度大于 LX才能保证植物生长 （3）若光照强度是1000LX，一天至少要光照几小时才能保证植物生长？ 400 800 至少光照9.6小时 （白光-白呼）- 晚呼>0 白净-晚呼>0 白净>晚呼 V白净ⅹ12>6x12 V白净>6 - - 移一移 试分析外界条件发生如下改变时，下图曲线中的a、b、c、d点会如何移动： 1.若光合作用、呼吸作用的最适温度分别为30℃、35℃， 假设图中曲线为30℃条件绘制，现提高温度至35℃： A点 移，B点 移，C点 移，D点 移 2.假设图中曲线为缺Mg2+条件下绘制，现补充Mg2+： A点 移，B点 移，C点 移，D点 移 3.假设图中曲线是高CO2条件下绘制，现换成低CO2： A点 移，B点 移，C点 移，D点 移 下 右 左 左下 不 左 右 右上 不 右 左 左下 移一移 补偿点和饱和点的移动规律： 4.假设图中曲线是阳生植物的，现换成阴生植物： A点 移，B点 移，C点 移，D点 移 上 左 左 左下 甲图对应 ；乙图对应 ； 丙图对应 ；丁图对应 。 乙 丙 丁 甲 A点 A→B点 B点 光照强度大于B点 对点练1 62 1、光 （1）光照强度 B点前后限制光合作用因素分别是？ 限制因素：光照强度 限制因素：CO2浓度、温度（外因）、色素、酶的量、酶的活性（内因）等 D 光合作用强度达最大值 光饱和点： 光合速率达最大时所对应的最小光照强度 影响光合作用强度的环境因素及应用 1、光 （1）光照强度 想一想： 生产中哪些应用体现了光照强度对光合速率的影响？ 应用： 阴雨天适当补充光照、对大棚除霜消雾、间作套种、合理密植 玉米--大豆 阴生植物 阳生植物 间作套种 合理密植 增大受光面积 影响光合作用强度的环境因素及应用 阴生植物：是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。 阳生植物： 在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物 轮作、间作、套种和连作是农作物种植中常用的四种种植方式，它们有以下区别： 1. 轮作（Crop rotation）：轮作是指按照一定的顺序和周期，轮流种植不同类型的农作物。通过改变作物的种植顺序，可以有效地防止土壤病虫害的积累和传播，保持土壤肥力，提高农作物产量和质量。 2. 间作（Interplanting）：间作是在同一块土地上同时种植两种或多种不同的农作物。通过充分利用土地和资源，不同农作物之间的互相作用可以提高利用效率，减少病虫害的发生，增强土壤的生态功能。 3. 套种（Succession planting）：套种是在同一季节内，相继种植两个或多个有不同生长周期的农作物。通过适应不同农作物的生长周期，可以最大限度地利用土地和资源，实现持续的农作物产量。 4. 连作（Continuous cropping）：连作是指在同一块土地上连续种植同一种农作物多年。连作可能会导致土壤病虫害的积累和土壤质量下降，因此通常需要合理安排轮作或其他土壤改良措施来防止土壤退化问题。 综上所述，轮作是按照顺序轮流种植不同农作物，间作是同时种植不同农作物，套种是同一季节内相继种植不同农作物，连作是连续种植同一种农作物多年。不同的种植方式有助于病虫害的控制、土壤肥力的维护和农作物产量的提高。 1、光 （2）光质（光的波长） 光质对光合作用速率的影响： 白 光 >红 光 >蓝 紫 光 >绿 光 应用： 塑料大棚栽培时，常选择“无色塑料”以便透过各色光 阴天或夜间给大棚“人工补光”时，则宜选择植物吸收、利用率较高的“红光和蓝紫光” 影响光合作用强度的环境因素及应用 在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率不同。白光是复合光，红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物的光合作用强度最弱。 1、光 （3）光照时间 影响光合作用强度的环境因素及应用 应用： 大田：复种（一年多茬） 温室：人工光照 在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率不同。白光是复合光，红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物的光合作用强度最弱。 2、CO2浓度 应用： 大田中注意通风透气（“正其行，通其风”)、增施农家肥、投放干冰 增大CO2浓度 为什么？ 增大CO2浓度和矿质元素 想一想生产中哪些应用体现了CO2浓度对光合速率的影响？ 影响光合作用强度的环境因素及应用 ①增施有机肥或农家肥；（微生物呼吸） ②农业生产时可通过“正其行（合理安排植株的间距），通其风（补充新鲜的CO2）”，即提高CO2浓度、增加产量； ③温室栽培时适当提高CO2的浓度（投放干冰或与鸡舍相连） 3、温度 原理： 1.温度通过影响 影响光合作用主要制约 反应 2.温度过高时植物 ，CO2吸收减少，光合速率会减弱 酶的活性 暗 气孔关闭 应用：温室栽培植物时，增大昼夜温差： 白天适当升温至最适温度→提高光合速率 晚上适当降低温度→降低呼吸速率 保证有机物积累 影响光合作用强度的环境因素及应用 4、水 原理： 1.水既是光合作用的 ，又是体内各种化学反应的 ，直接影响光合作用速率 2.水分还能影响气孔的 ，影响 进入叶片，间接影响光合作用速率 原料 介质 开闭 CO2 应用：预防干旱(地膜覆盖) 合理灌溉 影响光合作用强度的环境因素及应用 ★ 光合作用直接消耗水量很少，水一般不会直接影响光合作用，而是影响蒸腾作用，影响气孔关闭情况而影响光合作用。缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应。所以在农业上我们要做到合理灌溉。接下来第五个因素矿质元素对光合作用的影响。 地膜覆盖，是指以农用塑料薄膜覆盖地表的一种措施。具有减轻雨滴打击、防止冲刷与结皮形成的作用；可有效减少土壤水分的蒸发，天旱保墒、雨后提墒，促进作物对水分的吸收和生长发育，提高土壤水分的利用效率；能使土壤保持适宜的温度、湿度，使地温下降慢、持续时间长，利于肥料的腐熟和分解，提高土地肥力。地膜覆盖成本低、使用方便、增产幅度大，是一项既能防止水土流失，又能提高作物产量的常用措施。 [1] 5、矿质元素 酶 ATP NADP+ NADPH 叶绿素 磷脂 的组成元素 ATP NADP+、NADPH 磷脂等 的组成元素 叶绿素的组成元素 应用：合理施肥 浓度过高，根细胞失水，光合速率降低 Mg 矿质元素含量过高光合速率为什么会降低？ 注意： 施肥同时适当浇水 （矿质元素溶解在水中才能被吸收） 影响光合作用强度的环境因素及应用 影响光合作用强度的内部因素及应用 内部因素： 色素的数量、酶的数量、酶的活性 、叶龄、叶面积指数、植物种类等 1、叶龄 BC段：叶片衰老，部分色素被破坏，光合速率下降 OA段：随叶龄增大，色素含量增加，酶的含量和活性增大，光合速率加快 AB段：生长到一定程度，叶面积、色素量、酶量达到稳定状态，光合速率基本稳定 应用：农作物果树管理后期，适时摘除老叶 影响光合作用强度的内部因素及应用 2、叶面积指数 内部因素： 色素的数量、酶的数量、酶的活性 、叶龄、叶面积指数、植物种类等 （叶片总面积/土地面积） 影响光合作用强度的内部因素及应用 3、植物种类 内部因素： 色素的数量、酶的数量、酶的活性 、叶龄、叶面积指数、植物种类等 阳生植物的光饱和点、最大光合速率均高于阴生植物 应用： 阳生植物和阴生植物间作或套种 课堂小结 提高光合产量的措施 ①提高光合速率 ②延长光照时间 ③增加光合面积 a.适当增加光照强度 b.适当增加CO2浓度 c.控制合理的温度 d.合理施肥、灌溉 合理密植、间作套种 大田：复种（一年多茬） 温室：人工光照 74 Lavf59.34.101 $$