5.4光合作用与能量转化课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

培养酵母菌为什么有时需要通气？有时要求密封? 为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？ 呼吸作用的实质？ 从呼吸方式上看酵母菌是什么生物？ 培养酵母菌的葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因？ 怎么检测酵母菌呼吸产生CO2？（两种方法） 怎么检测酒精？ 探究酵母菌呼吸方式实验中为什么通入NaOH？ 探究酵母菌无氧呼吸装置为什么要静置一段时间再连通？ 探究酵母菌无氧呼吸要适当延长培养时间? 探究酵母菌呼吸方式实验的实验结论？ 什么叫对比实验？ 有氧呼吸的整体反应方程式？ 有氧呼吸第一阶段的场所，方程式？ 有氧呼吸第二阶段的场所，方程式？ 有氧呼吸第三阶段的场所，方程式？ 呼吸作用中的［H］的全称？ 有氧呼吸中1mol葡萄糖彻底分解可释放多少能量？ATP中有多少？ 无氧呼吸中1mol葡萄糖分解生成乳酸可释放多少能量？ATP中呢？ 人体无氧呼吸产生的乳酸的去路？ 动物无氧呼吸的反应方程式？ 植物根系水淹时无氧呼吸反应方程式？ 无氧呼吸的两个阶段的反应是什么？ 什么叫发酵？ 细胞呼吸只是为生物体提供能量吗？ 为什么要用透气纱布包扎伤口？ 给植物松土、稻田定期排水的目的是什么？ 怎样进行粮食，果蔬的保存？ 什么情况下注射破伤风疫苗？为什么？ 线粒体起源的一种解释？ 1 第4节 光合作用与能量转化 第5章 细胞的能量供应和利用 绿叶中的色素有哪些?这些色素有什么作用呢? 《苏幕遮·怀旧》 宋代·范仲淹 碧云天，黄叶地，秋色连波，波上寒烟翠。 山映斜阳天接水，芳草无情，更在斜阳外。 叶绿体的结构适于进行光合作用 捕获光能的色素和结构 目标一 目标二 目 录 CONTENTS 白化苗 正常苗 事实： 推论： 光能的捕获与叶片颜色有关 分析，提出假设： 光能的捕获需要绿叶所含的色素 正常幼苗进行光合作用，制造有机养料。 白化苗无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 一、捕获光能的色素和结构 1、实验：绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素和结构 1 提取绿叶中的色素 提取原理 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 实验用品 新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）。 无水乙醇(也可用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠代替） 二氧化硅 碳酸钙。 一、捕获光能的色素和结构 绿叶 二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 棉塞 实验步骤 过滤时能否用滤纸代替单层尼龙布？ 提示：不能用滤纸代替单层尼龙布，因为滤纸对色素具有吸附作用，若用滤纸过滤，会导致收集到的滤液色素含量少，使实验效果不明显或失败。 二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇在实验中起什么作用？ 提示：二氧化硅：研磨充分 碳酸钙：防止研磨中色素被破坏 乙醇：溶解、提取叶绿体中色素 ？ 某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些？ 提示：(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来； (2)称取绿叶过少或加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小； (3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。 2 分离绿叶中的色素 分离色素的方法： 层析液 培养皿 纸层析法 分离色素的原理： 不同色素在层析液中的溶解度不同。 溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快，反之则慢。 一、捕获光能的色素和结构 实验用品 色素滤液 层析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成) ①制备滤纸条 ②画滤液细线 滤液细线 （细、齐、直） （待滤液干后重复画1~2次） ③分离色素 层析液 （盖住，因层析液易挥发，有一定毒性） 滤液细线不能触及层析液 (分离色素) 实验步骤 一、捕获光能的色素和结构 制备滤纸条时为何要剪掉两角？ 提示：减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。 铅笔画一条细线的目的？ 提示：做一个位置标记。 画滤液细线的要求？ 提示：细、齐、直。（使各色素扩散的起点相同） 重复！（让滤液细线处存有更多的色素） 为何滤液细线不能触及层析液？ 提示：防止色素溶解在层析液中 胡萝卜素 (橙黄色） 叶黄素 （黄色） 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色） 实验结果 滤纸条上的色素带分布说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同。同时由于 4 种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。 色素分离 滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？ 一、捕获光能的色素和结构 滤纸条上色素的分布情况说明了什么？ 类胡萝卜素（含量约占1/4） 叶绿素（含量约占3/4） 一、捕获光能的色素和结构 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760 nm。不同波长的光，颜色不同。波长小于400nm的光是紫外光,波长大于760nm的光是红外光。一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。 2、光合色素的吸收光谱 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光 这四种色素对光的吸收有什么差别呢？ 在穿过三棱镜时，不同波长的光会散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。 实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 结合色素的吸收光谱分析实际问题 1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？ 应选无色的大棚塑料薄膜。因为太阳光由七色光组成，所以用无色的大棚塑料薄膜，植物可以获得更多的光能。 2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 应选择蓝紫光和红光。因为在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。 一、捕获光能的色素和结构 3、为什么植物叶片多为绿色？ 5、为什么秋天叶片变红？ 4、为什么秋天叶片变黄？ 因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。 因为叶绿素化学性质不稳定，类胡萝卜素化学性质稳定，低温使叶绿素被破坏，因而显示出类胡萝卜素的颜色。 植物为了过冬，液泡中积累大量可溶性糖，有利于花青素的形成，而低温使叶绿素被破坏，因而显示出花青素的红色。 叶绿体的结构适于进行光合作用 捕获光能的色素 目标一 目标二 目 录 CONTENTS 1：叶绿体的结构  类囊体 外膜 内膜 基质 (含有与光合作用有关的酶) (类囊体薄膜上有色素和与光合作用有关的酶) 基粒 每个基粒都含有两个以上的类囊体,多的可达100个以上。叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积。据计算,1g菠菜叶片中的类囊体的总面积竟有60m2左右。 SZ-LWH SZ-LWH 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 18 黑暗中用极细光束照射 无空气 的小室 完全暴露在光下 细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中 细菌分布在叶绿体所有受光的部位 恩格尔曼的实验一：1881年德国科学家恩格尔曼的实验 2：叶绿体的功能 SZ-LWH SZ-LWH 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 19 P101讨论： 1.恩格尔曼第一个实验的结论是： 2.（1）实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈___________分布，便于观察；用需氧细菌可确定 的部位。 （2）为何要除去小室中原有的空气？ 螺旋带状 释放氧气多 选用没有空气的环境，可排除空气中氧气的干扰。 （3）在黑暗中用极细的光束照射水绵有何巧妙之处？ 用极细的光束照射，使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。 （4）为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？ 和黑暗条件下用极细的光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 SZ-LWH SZ-LWH 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于需氧细菌在此区域分布。 P101讨论3.为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？ 光 三棱镜 临时装片 好氧细菌 水绵 好氧细菌 恩格尔曼的实验二 4.综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 SZ-LWH SZ-LWH 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 实验结论： 叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 在叶绿体内部巨大的膜表面上,分布着许多吸收光能的色素分子,在类囊体膜上和叶绿体基质中,还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 SZ-LWH 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 22 P101:拓展应用 1.有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。 2.提示:与传统生产方式相比，植物工厂生产蔬菜可以精确控制植物的生长周期、生长环境、上市时间等，但同时面临技术难度大、操控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性等问题。综述性短文要求资料新颖、证据确凿、逻辑清晰、言之有理。 绿叶中色素提取和分离的实验材料？ 绿叶中色素提取的原理？ 提取色素时如果没有无水乙醇，可以怎么办？ 绿叶中色素提取实验中需要向研钵中加入哪些物质？ 绿叶中色素提取实验中加入的二氧化硅的作用？ 色素提取实验中碳酸钙的作用？ 绿叶中色素提取实验中加入无水乙醇的作用？ 绿叶中色素分离的原理？ 分离色素的实验方法？ 层析液的成分？ 画滤液细线时要注意什么？ 将滤纸条放入装有层析液的烧杯中时要注意什么？为什么要这样操作？ 滤纸条上从上到下色素的种类及颜色？ 色素主要各吸收什么光？ 叶片为什么呈现绿色？ 吸收光能的色素分布在哪？ 恩格尔曼的实验用了什么实验材料？有什么好处？ 恩格尔曼的实验可以得出叶绿体的功能？ 光合作用原理的应用 光合作用的原理 目标三 目标四 目 录 CONTENTS 1 光合作用的概念及反应式 概念：指绿色植物通过________，利用光能，把______________转化成储存着能量的有机物，并且释放出_______的过程。   反应式： 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 场所 条件 产物 原料 CO2+H2O* (CH2O)+O2* 叶绿体 光能 产物 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 叶绿体 光能 涉及到计算的反应式: 光能如何转化为化学能？ 如何将化学能储存在糖类等有机物中？ 光合作用释放的氧气是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 糖类 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 2 光合作用原理的探索实验 1、19世纪末 氧气 甲醛→糖 1928年 甲醛对植物有毒害作用 甲醛不能通过光合作用转化成糖 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 资料：1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2。 2 光合作用原理的探索实验 探讨　光合作用中O2产生的探索 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 2 光合作用原理的探索实验 P103讨论(1)希尔实验说明H2O的光解产生O2 ，能否确定O2全部来自H2O ？ 不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 (2)希尔实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应 ？ 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 2 光合作用原理的探索实验 资料　1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪法研究了光合作用中O2的来源，他们用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成H218O和C18O2，然后进行了两组实验： 对比实验 (3)分析实验，你能得出什么结论 ？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 2 光合作用原理的探索实验 资料：1954年，美国科学家阿尔农等用游离的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现，当向反应体系供给ADP、Pi时，体系中就会有ATP的产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 (4)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 H2 O O2 ＋NADPH ＋能量 光能 叶绿体 ADP ＋ Pi ＋ ATP SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 2 光合作用原理的探索实验 资料　光合作用的产物除了O2，还有糖类等有机物。20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻（一种单细胞绿藻）作实验材料，利用同位素示踪法追踪了CO2中C的转移路径。 ①向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，14C分布于多种化合物中，有C3、C5、C6等化合物。 ②在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六碳糖(C6)。 ③光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物（C3）中。 请据此大致描述CO2转化成有机物过程中，C的转移途径。 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 3 光合作用过程 光合作用过程的示意图 根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应)两个阶段。 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 3 光合作用过程 （1）光反应 H2O 类囊体薄膜 酶 Pi ＋ADP ATP 光、色素、酶 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： H2O 1/2O2 +2H++2e- 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 光能转变为活跃的化学能 场所： 条件： 物质变化 能量变化 H+ NADPH的合成： H++NADP+ +2e- NADPH NADP+ + NADPH 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 色素 水分解为氧和H+的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 3 光合作用过程 (2)暗反应 CO2 C5 五碳化合物 CO2的固定 三碳化合物 2C3 叶绿体基质 多种酶 糖类 ATP NADPH (CH2O) C3的还原 叶绿体的基质中 场所： NADPH 、ATP、酶 条件： CO2 的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3 的还原： ATP ADP+Pi 活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能 2C3 (CH2O) 酶 糖类＋C5 物质变化 能量变化： NADP+ NADPH C3是指3-磷酸甘油酸 C5是指核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP) 光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分的是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 3 光合作用过程 P106:尝试构建光合作用过程模型 ATP NADPH ADP+Pi NADP+ C3 C5 O2 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 P104思考讨论:光反应阶段和暗反应阶段的比较 光反应阶段 暗反应阶段 所需条件 进行场所 物质 变化 能量 转化 物质联系 能量联系 类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 必须有光 有光或无光均可 光能转化成ATP和NADPH中活跃的化学能 光反应生成的ATP和NADPH供暗反应C3的还原，而暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。 光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 水光解为O2和H+； ATP和NADPH的合成 CO2的固定； C3的还原； ATP和NADPH的分解 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 3 光合作用过程 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） CO2浓度不变，光照减弱 光照不变，CO2浓度下降 减少 增加 减少 减少 增加 增加 减少 减少 ATP、ADP分别从哪里转移到哪里？ ATP从类囊体薄膜转移叶绿体基质，ADP从叶绿体基质转移到类囊体薄膜 SZ-LWH SZ-LWH 三、光合作用原理 光合作用的定义？ 光合作用的简易方程式？ 光合作用的整体反应方程式？ 什么是希尔反应？ 鲁宾和卡门如何做实验的？ 鲁宾和卡门用同位素标记法得到的结论？ 阿尔农的发现？ 怎样将光合作用分为两个阶段？ 光反应阶段的场所？ 光反应阶段的物质变化？ 光反应阶段的能量变化？ 卡尔文用什么方法证明了碳循环？ 小球藻是什么生物？ 暗反应阶段的场所？ 暗反应的物质变化？ 暗反应的能量变化？ 光合作用中的C3和C5是指什么物质？ 光合作用的图解？ 光反应和暗反应在物质变化和能量转化方面的联系？ 光合作用的产物都有什么糖？ 光合作用原理的应用 光合作用的原理 目标三 目标四 目 录 CONTENTS 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 光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 影响 因素 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 探究光照强度对光合作用强度的影响 实验材料： 实验目的： SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 自变量： 光照强弱 因变量： 光合作用强度 相同时间小圆形叶片浮起的数量 用5W的LED灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度 控制方法： 检测方法： 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 实验原理： ①实验叶片： 同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量… ②NaHCO3溶液： 无关变量： 等量，相同浓度 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 实验步骤： SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 台灯灯泡的功率（W） 40 40 40 台灯与烧杯的距离（cm） 10 20 30 叶片漂起的数量 5min 10min 15min 20min 25min 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。 实验结论： SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 实际光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 O2 CO2 O2 CO2 较强光照时 （可以测得） （可以测得） 实验所测是否为叶片实际光合作用强度？P105旁栏 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 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 B：光合作用=呼吸作用 D：光合速率开始达到最大时外界的光照强度 （限制因素：CO2浓度、温度等） D AB：光合作用<呼吸作用 BC：光合作用>呼吸作用 呼吸 A：只进行呼吸作用 C点之前限制光合作用的因素是光照强度 应用：合理密植；间作套种；适当剪枝 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 A：只进行呼吸作用 B：光合作用=呼吸作用 细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用 BC：光合作用>呼吸作用 AB：光合作用<呼吸作用 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 注意: （1）在有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用； （2）绿色植物在黑暗条件下或绿色植物非绿色器官测得的数值为呼吸速率； （3）绿色植物在有光条件下，一定是光合作用和呼吸作用同时进行，所测得的数据为净光合速率； （4）真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系： 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 光合作用和呼吸作用中的计算： 代表真光合的词语：生产、产生、合成、制造、固定 代表净光合的词语：积累、吸收、释放 CO2浓度 A B 吸收速率 CO2 C 释放速率 CO2 D 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 光合作用速率＝呼吸作用速率 对应的D点为CO2饱和点 C点之后光合速率的限制因素： 主要为光照强度和温度。 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。 应用： CO2 浓度对光合作用强度的影响 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 CO2释放 a 思考：点c与A、n与C是否相同？ m与A、n与C相同 CO2浓度 C CO2补偿点 CO2饱和点 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 温度对光合作用强度的影响 ①原理1：温度通过影响 影响光合作用。 ②曲线分析: 与光合作用有关酶的的活性 AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率_____ B点 酶的 温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率 ，50 ℃左右光合速率几乎为零 增大 最适 减小 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 “午休”现象 盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降 ③原理2：影响气孔开闭 ④应用：农作物增产措施 a 适时播种: b 温室栽培： Ⅰ晴天： Ⅱ连续阴雨天： 增加昼夜温差 白天和晚上均降温 温度对光合作用强度的影响 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 【易错提醒】 温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高吗？ 白天适当提高温度，可有利于提高光合产量，夜晚不能进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，所以适当提高温差可以提高作物有机物的积累量，从而提高产量。 然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，会影响呼吸作用相关的酶的活性，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱植物根对矿质元素离子的吸收等代谢过程，这对植物生长显然不利。 N：光合酶及NADPH和ATP的重要组分 P：NADPH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 应用：合理施肥 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。 矿质元素对光合作用强度的影响 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 水对光合作用强度的影响 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。 缺水 气孔关闭 限制CO2进入叶片 光合作用受影响 应用：合理浇灌 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 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。 SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 在自然界中，除了光合作用以外，还有其他制造有机物的方式吗？ 少数种类的细菌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，这种合成作用叫化能合成作用。自养型！ 化能合成作用： NH3 HNO2 HNO3 氧化 氧化 放能 H2O+CO2 糖类 思考 电子显微镜下的一种硝化细菌（放大5000倍） SZ-LWH SZ-LWH 四、光合作用原理的应用 P106:拓展应用 1.(1)光照强度逐渐增大 (2)此时温度很高，导致气孔大量关闭，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)根据本题信息，可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。 P106:拓展应用 2.提示:植物的生活需要水、无机盐、阳光、适宜的温度、空气(含有二氧化碳)。从给出的信息可以看出，植物生长的基本条件都是满足的，因此，只要没有病虫害等不利因素，这株植物(幼苗)就能够生存一段时间。但究竟能够生存多长时间，涉及的问题很多。潮湿的土壤含有水分，植物根系吸收水分后，大部分可通过蒸腾作用散失到空气中。由于瓶是密闭的，散失到空气中的水分能够凝结，回归土壤供植物体循环利用。但是，随着植株的生长，越来越多的水分通过光合作用成为有机物的组成部分，尽管有机物能够通过呼吸作用释放出二氧化碳和水(这些水既可以散失到空气中回归土壤，也可以在叶片细胞中直接用于光合作用)，毕竟有机物是不断积累的，这意味着回归到土壤的水分会越来越少，有可能成为影响植物生存的限制因素。因此，要预测植物生存的时间，需要知道土壤含水量和植物体内有机物积累速率等信息。土壤中的无机盐被植物根系吸收以后，绝大部分成为植物体的组成成分(少量可能随落叶归还土壤)，因此难以循环利用。但植物对无机盐的需要量是很少的，土壤中无机盐到底能满足植物体生长多长时间的需要，与土壤的多少、土壤中各种无机盐的含量、植株的大小等有关，这些信息是任务提示中没有给出的，因此不能从这方面作出准确预测。从给出信息可知，在阳光和温度方面不存在制约瓶中植物生存的问题。二氧化碳是植物进行光合作用必需的原料之一。瓶中的二氧化碳通过植物的光合作用被植物体利用，转化为有机物。有机物通过植物的呼吸作用分解成二氧化碳和水。可见二氧化碳在植物体和瓶中空气之间是可以循环的。但是，随着植株的生长，有机物会不断积累，这意味着瓶中空气所含的二氧化碳会逐渐减少。要预测瓶中二氧化碳能维持植物体生存多长时间，还需要知道瓶中二氧化碳总量、植物体光合速率、呼吸速率或有机物积累速率等信息。上述推理大多是建立在植物体不断生长基础上的，这是因为玻璃瓶容积小，植物幼苗正在处于生长期。此外，瓶中植物生存时间的长短，还与植物的种类有关。如果是寿命很短的某种草本植物，即使瓶中各种条件长久适宜，植物生存的时间也不会长。 P108:非选择题 1. 以真核生物有氧呼吸和光合作用为例   比较项目 光合作用 呼吸作用 区别 部位* 含有叶绿体的细胞。其场所是叶绿体 所有生活的细胞，主要场所是线粒体 条件 光，酶 有光无光均可，酶 原料 CO2和H2O 有机物和O2 产物 有机物和O2 CO2和H2O 实质(物质和能量转变) CO2转化成糖类等有机物，光能转化为化学能储存在葡萄糖等有机物中 分解有机物产生CO2和H2O.同时释放能量 联系 光合作用为呼吸作用提供氧气和有机物;对绿色植物而言，呼吸作用为光合作用提供必要的能量，用于原料吸收和产物运输等 *说明：蓝细菌是单细胞原核生物，没有叶绿体和线粒体，既能进行光合作用，也能进行有氧呼吸。 2.(1)随着CO2浓度的增加，作物的光合作用速率随之提高。 因为CO2参与光合作用暗反应。在光照充足的情况下，CO2增加，其单位时间内与五碳化合物结合形成的三碳化合物也会增加，形成的葡萄糖也增加，故光合作用速率增加。 (2)NADPH和ATP的供应限制;固定CO2的酶活性不够高、C5的再生速率不足，有机物在叶绿体中积累较多等，都是制约因素。所以单纯增加CO2，不能使反应速率信增 (3)可能成立。若植物长期处于CO2倍增下，降低了固定CO2的酶含量或者活性，当恢复到大气CO2，浓度后，已经降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。教学中可以效励学生大朋作出合理推的，局限于说出上述答案。 (4)提示:回答本题的关键是摒弃简单的线性思维方式，要从生命活动的复杂性角度去回答。首先，不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应，而必须全面分析温室效应可能产生的环境问题。其次，仅从大气中CO2比例增加是否提高光合作用速率的的角度看，也不能以线性思维来看待。植物光合作用受到温度、水分等外部国素的影响，也受到内部的酶的活性等因素的影响。长期高CO2浓度可能使某些酶活性降任，高温也可能引起植物其他的变化，如色素降低；同时温室效应导致气温升高，引起蒸发率升高而影响水分供成，高温环境增强呼吸作用消耗的有机物也增多。因此，温室效应不一定会提高作物产量。 光合作用强度是指？ 影响光合作用的因素有哪些？（从原料、动力、叶绿体方面回答） 探究环境因素对光合的影响实验中，怎样使圆形小叶片沉到水底？ NaHCO3在探究光合作用影响因素实验中的作用？ 光照强度影响光合强度的曲线中，曲线起始点，光补偿点，光饱和度代表的含义？ 什么是净光合？ 怎样增加CO2浓度？ 光合午休的原因？ 从温度角度说明怎样提高温室作物的产量？ 哪些生物是自养生物？为什么？ 硝化细菌为什么是自养生物？ 课堂小结 黑夜无光，植物只呼吸不光合，CO2释放量代表呼吸速率，且呼吸速率不变。 光补偿点 光补偿点 B H C G 温度过高，气孔关闭，C02吸收量减少。 光照减弱，温度下降。 AB段代表： 光合作用开始于 点，结束于 点； 植物开始积累有机物在 点；植物白天积累有机物最多在 点； DE下降原因： FG下降原因： AD和HK段代表： DH段代表： D和H点代表： 植物经过24小时后能否生长？ 二氧化碳浓度不断升高，说明呼吸作用强度大于光合作用的强度。 二氧化碳浓度不断下降，说明光合作用强度大于呼吸作用的强度。 说明光合作用强度等于呼吸作用的强度。 比较A、K两点的二氧化碳浓度，发现经过24小时后二氧化碳浓度降低了，说明光合大于呼吸，植物积累了有机物，能生长。 $$