5.4光合作用与能量转化课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

必修1 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化 主要是呼吸作用/ / 合成ATP所需 的能量来源于？ ATP水解 绝大多数生 命活动所需 的直接能量 来源于？ 细胞呼吸分解的 有机物中的能量 主要来源于？ 光合作用的能量 来源于？ 谁来吸收太阳能呢？ 光合色素 光合作用 太阳能 叶绿体由双层膜包被，内部有基许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状 的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称之为类囊体。吸收光能的4种色素 就分布在类囊体的薄膜上，基粒与基粒之间充满了基质。 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，极大的扩展了受光面积。 叶绿体 捕获光能的色素存在于细胞的什么部位？ 类囊体薄膜上分布着色素 类囊体薄膜上分布光 合作用所需要的酶 捕获光能的色素及结构 1 ．叶绿体的结构和功能 （1）结构： （2）色素和酶的分布： 吸收光能的色素分布于________ ，与光合作用有关的酶分布 在________和 。 （3）功能：进行 的场所。 色素种类 分子式 颜色 含量 吸收光谱 叶绿素 （约占3/4） 叶绿素a C55 H70 Mg N4 O5 蓝绿色 50% 主要吸收 红光和蓝紫光 叶绿素b C55 H70 Mg N4 O6 黄绿色 25% 类胡萝 卜素 （约占1/4） 胡萝 卜素 C40 H56 橙黄色 8% 主要吸收 ______ 叶黄素 C40 H56 O2 黄色 17% 2 ．捕获光能的色素 （1）色素种类 塑料薄膜： 无色透明（ 红色或蓝紫色？） 补充光源： 红色或蓝紫色 （2）功能：吸收、传递、转化光能。 少数特殊状态的叶绿素a （3）Mg是构成叶绿素分子必需的元素。 与社会的联系： 温室或大棚 实验 方法 原理 提取色素 有机溶剂，如无水 乙醇 光合色素能溶解在有机溶剂中 分离色素 纸层析法 光合色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤 纸上扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸 3 ．实验：光合色素的提取和分离 实验原理： 植物细胞液泡里的色素如何提取？ 上扩散得快；反之则慢。 1. 称取绿叶5g，剪碎，放入研钵中； 2. 加入少许SiO2（目的：研磨充分） 和CaCO3 （目的： 防止研磨中色素被 破坏） ，再加入5-10mL无水乙醇，进 行快速、充分的研磨； 3. 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（基 部放置单层尼龙布）进行过滤，将滤 液收集到试管中，及时用棉塞将试管 口封严。 ④ ① ③ ② 绿叶中究竟有哪些色素？ 提取绿叶中的色素 将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试 管直径、长度略小于试管长度的滤纸 条，再将滤纸条一端剪去两角，并在 距这一端底部1cm处用铅笔画条细线。 备注：剪角的目的是为了防止两侧色 素扩散快，色素带不整齐。 用铅笔画细线 绿叶中究竟有哪些色素？ 制备滤纸条 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线 均匀地画出一条细线。待滤液干后， 再画一两次。（也可将绿叶倒入培养 皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处 按压出均匀的细线） 画滤液细线 绿叶中究竟有哪些色素？ 画滤液细线 取适量的层析液倒入小烧杯中，将滤 纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插 入层析液中（滤液细线不能触及层析 液，以防止色素溶解于层析液中而不 能在滤纸上扩散） ，随后用培养皿盖 住小烧杯，防止层析液挥发。 绿叶中究竟有哪些色素？ 分离绿叶中的色素 • 实验结果： 胡萝 卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上有几条色素带？是按照什么次序分布的？ 4条，从上到下依次是：橙黄色的胡萝 卜素和黄色 的叶黄素（两者统称为类胡萝 卜素）、蓝绿色的叶 绿素a和黄绿色的叶绿素b（两者统称为叶绿素）。 滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？ 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。 ——橙黄色(胡萝 卜素) mn——黄色(叶黄素) —蓝绿色(叶绿素a) 黄绿色(叶绿素b) 绿叶中究竟有哪些色素？ 色素的分离 最少 最高 最多 最低 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 实验流程 防止色素被破坏 研磨充分 色素 保证色素扩散均匀，否则会形成弧形带 分离出的色素带平整不重叠 清晰 探究·实践 1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？ 【答案】滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上到下依次为： 胡萝 卜素(橙黄色) 、叶黄素(黄色) 、叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素 b(黄绿色)。 2.滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？ 【答案】滤纸条上的色素带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。 色素提取分离四个常见异常现象原因分析 1.滤液绿色过浅的原因 ①未加石英砂(二氧化硅) ，研磨不充分； ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少； ③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少 量无水乙醇)； ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 2.滤纸条色素带重叠的原因 ①滤液细线不直；②滤液细线过粗。 3.滤纸条无色素带的原因 ①忘记画滤液细线； ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 4.滤纸条上只呈现胡萝 卜素、叶黄素色素带的原因 ①忘记加CaCO3 ，导致叶绿素被破坏； ②所用叶片为黄叶。 液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同 心圆，则①~④依次对应哪种色素及颜色？ 提示 ①——胡萝 卜素 (橙黄色) ②——叶黄素 (黄色) ③——叶绿素a (蓝 绿色) ④——叶绿素b (黄绿色)。 1. 进行色素提取时滤纸条上的滤液细线为何不能被层析液没及？ 提示 层析液为脂溶性有机溶剂，倘若层析液没及滤液细线，则会使滤 纸条上色素溶解于层析液中，从而导致滤纸条上无色素带。 2. 提取叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤 由图可以看出： ①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 ②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝 卜素对蓝紫光的吸收量大。 叶绿素和类胡萝 卜素的吸收光谱 实验结果表明：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝 卜素和叶黄素 主要吸收蓝紫光，这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。 1、为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？ 由于叶绿素的含量大大超过类胡萝 卜素，而使类胡萝 卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色 由于叶绿素比类胡萝 卜素易受到低温的破坏，秋季低温使 叶绿素大量破坏，使类胡萝 卜素的颜色显示出来 2、为什么植物叶片呈现绿色？ 对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本 上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。 旁栏问题 植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 【答案】绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合 色素吸收，因此无法运用到光合作用中制造有机物。 图判断用作实验材料的叶片颜色为 A ．绿色 B ．红色 C ．黄色 D ．紫色 A ．成熟的菠菜叶可用作光合色素提取的材料 B ．研磨时加入CaCO3可防止色素被破坏 C ．画滤液细线时重复的目的是增加色素的含量 D ．分离出的四条色素带中层析液中溶解度最大的是叶绿素a 【例2】右图表示光合色素的提取和分离实验中纸层析的结果，据 【例1】关于“绿叶中色素的提取和分离 ”实验的叙述，错误的是 （ D ） （ C ） 四条色素带，其中表述正确的是 A ．①色素带为叶绿素b ，黄绿色 B ．②色素带为胡萝 卜素，橙黄色 C ．③色素带为叶绿素a ，蓝绿色 D ．④色素带为叶黄素，黄色 【例5】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，错误的是 A ．提取与分离使用的试剂不同 B ．碳酸钙可防止叶绿素被破坏 C ．溶解度最高的色素为叶黄素 D ．含量最多的色素为叶绿素a 【例3】下列关于“绿叶中色素的提取和分离 ”实验的叙述，正确的是 A ．绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中 B ．制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便 C ．层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液 D ．若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，则提取不到光合色素 【例4】某同学在做“提取和分离叶绿体中的光合色素 ”实验时，得到下图所示的 （ C ） （ C ） （ C ） 1881年 恩格尔曼 资料1： 恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中， 然 后用极细的光束照射水绵。 他发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。 如果临 时装片暴露在光下， 细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。 资料2： 在类囊体上和基质中， 含有多种进行光合作用所必需的酶。 结论： 氧是由叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合作用的场所； 光合作用需要光照。 无空气的黑暗环境中 无空气的光亮环境中 1.实验材料的选择妙：水绵，不仅具有细而长的带状叶绿体，而且呈螺旋带 状分布在细胞中，便于观察； 2.排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中氧气和光的干扰； 3.观测指标的设计妙：通过需养细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断 出释放氧气的部位； 4.实验对照的设计妙：用极细的光束点投射，叶绿体上分为获得光照部位和 无光照部位，相当于一组对照实验，进行黑暗条件下局部光照和完全暴露在 光下的对照实验，明确实验结果是由光照引起的。 思考·讨论 1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？ 【答案】恩格尔曼第一个实验的结论是：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。 2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ 【提示】实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋 式带状，便于观察，好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有 空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射， 叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临 时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果，等等。 类胡萝 卜素溶液 红橙黄绿青蓝紫 红橙黄绿青蓝紫 叶绿素溶液 三棱镜 三棱镜 3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域， 为什么？ 【答案】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，适于好氧细 菌在此区域分布。 4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？ 【答案】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。 拓展应用 【答案P101 】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，即红藻反射出了红光，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。 希尔的实验说明水的光解产生O2 （是/否）说明植物光合作用产生的O2中的O全部 都来自水 离体叶绿体悬浮液由黄色变为浅绿色，说明叶绿体在光照条件下生成了 把Fe3+还 原的Fe2+ 希尔的实验并没有检测到糖的生成。若像悬浮液中通入CO2 ，在光照条件下就能检测到 糖的生成，这说明水的光解和糖的合成是 （是/否）同一个化学反应； 1937年，英国植物学家希尔发现：在离体叶绿体的悬浮液（有H2O，不含 CO2）中加入黄色的铁盐（Fe3+）氧化剂，在光照下可以释放出O2 ，溶液的 颜色由黄色变为浅绿色。像这样离体叶绿体在适当条件下发生水的光解， 产生O2的化学反应称为希尔反应。 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究了光合 作用中O2的来源，他们用16O的同位素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： 第2组：给植物提供H218O和CO2 ，结果释放的都是18O2； 第1组：给植物提供H2O和C18O2 ，结果释放的都是O2； 结论：光合作用释放的氧气来自于水,而不是CO2。 CO2 H218O C18O2 H2O 小球藻 小球藻 O2 O2 18 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 O2+ NADPH + 能量 ADP + Pi ATP 上述三个实验表明光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。 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。 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。 1957年，他发现这一过程总是和水的光解相伴随。 光能 叶绿体 H2O 思考·讨论 1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产 生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 【答案】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.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 【答案】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。 3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 【答案】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。 4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 1940年 卡尔文 糖是怎样合成的？ 可能来自CO2 14CO2→ 14C3→ （14CH2O） CO2转化成有机物 发现问题 ↓ 提出假设 ↓ 设计实验 ↓ 数据分析 ↓ 得出结论 1.光反应中，哪种物质参加了反应？生成了哪些物质？写出反应式 2.这些反应所需的能量来自哪里？ 3.能量的转化： 能转化为 能。 1954年美国科学家阿尔农给叶绿体悬浮液照光时发现， 向体系中供给Pi、ADP等物质，体系中就会有ATP产生。 1939年英国剑桥大学的希尔发现，在没有CO2、 给予光照的条件下，叶绿体悬浮液，可放出氧气。 思考讨论 资料 光反应阶段 思考： 光反应中物质发生了怎样的变化？ 能量又是如何转换的？ 光 O2 叶绿素a e O2 H+ H+ H+ e 活化的叶绿素a H+ H2O H+ H+ 类囊体腔 类囊体膜 H+ ADP+Pi H+ ATP NADP+ e ATP合成酶 NADPH 叶绿体基质 光合作用的过程 ADP+Pi 叶绿体中 的色素 水在光下分解 H2O 场所： 类囊体薄膜 场所： 叶绿体基质 (CH2O) 光合作用的过程 多种酶 参加催化 光反应阶段 暗反应阶段 ATP 酶 固定 供氢 酶 2C3 CO2 还原 O2 C5 供能 H+ 酶 H2O —心 2e + 2H+ + 1/2O2 H2O的光 的固定 ATP的合成 ADP + Pi + 能量 C3 的还原 光能 → ATP 、NADPH中活跃的化学能 能量变化 NADPH 、ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 总反应式： CO2 + H2O ( CH2O )+ O2 叶绿体 光能 CO2 + C5 —户 2C3 光反应阶段 场所： 叶绿体类囊体薄膜 暗反应阶段 场所： 叶绿体基质 光合作用过程及场所 酶 项目 阶段 光反应阶段 暗反应阶段 反应部位 叶绿体类囊体的薄膜 叶绿体基质 反应条件 光合色素、酶、光能 ATP 、NADPH 、CO2 、酶 反应时间 短促 较缓慢 反应过程 H2O的光解、ATP的合成 CO2 的固定、C3 的还原、ATP的水解 物质变化 H2O 酶 2e + 2H+ + 1/2O2 + CO2 + C5 2C3 酶 NADP+ + 2H+ + 2e NADPH+H 酶 光反应阶段与暗反应阶段的比较 酶 项目 阶段 光反应阶段 暗反应阶段 能量变化 光能 → ATP 、NADPH中 活跃的化学能 NADPH 、ATP中活跃的化学 能 → 有机物中稳定的化学能 产物 O2 、ATP 、NADPH （CH2O）、C5 、ADP 、Pi 、NADP+ 联系 光反应阶段为暗反应阶段提供ATP 、NADPH； 暗反应阶段为光反应阶段提供ADP 、Pi 、NADP+。 实质 合成有机物，储存能量，释放氧气 总反应式 CO2 + H2O 光能 叶绿体 ( CH2O )+ O2 光反应阶段与暗反应阶段的比较 光反应与暗反应的关系 暗反应 H2O 光反应 O2 ADP+Pi NADP+ ATP NADPH (CH2O) CO2 光合作用中元素去向分析： 光反应 暗反应 (1) H： 3 H2O NADP3 H —一 (C3 H2O) 。 (2) C： 14CO2 CO2的固定 14C3 C3的还原 (14CH2O) 。 突破光合作用过程的4个误区 (1) 绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上，液泡中的 色素不参与光合作用。 (2) 绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。 (3) 不要认为暗反应不需要光。光合作用的过程可以分为两个阶段，即光反应 和暗反应。前者在光下才能进行，并在一定范围内随着光照强度的增加而增 强；后者在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物NADPH和 ATP ，因此在无光条件下不可以长期进行。 (4) 叶绿体并不是进行光合作用的必要场所：进行光合作用的细胞不一定含叶 绿体，如蓝细菌、光合细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 (1) 分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析 示例: CO2供应正常，光照停止时C3 的含量变化 NADPH 条件 光照由强到弱 CO2供应不变 光照由弱到强, CO2供应不变 CO2供应由充足到 不足，光照不变 CO2供应由不足到 充足，光照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 NADPH和 ATP的 含量 减少 或 没有 增加 增加 减少 (CH2O) 的合成量 减少 增加 减少 增加 (2) 物质含量变化的比较 【例】光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。 对于改变反应条件而引起的变化，说法正确的是 ( B ) A. 突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3值减小 B. 突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值增加 C. 突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C5/C3值增加 D. 突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP值减小 2.光反应和暗反应在物质变化和能量转化方面存在什么联系？ 【答案】物质联系：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+； 能量联系：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。 影响光合作用的因素及应用 1. 内部因素 (1) 植物自身的遗传特性 (如植物品种不同) 以阴生植物、阳生植物为例， 如图所示。 (2) 植物叶片的叶龄、光合色素含量、酶含量、酶活性 (1) 原理：光照强度通过影响植物的______ 反应进而影响光合速率。光照强度增加，光 反应速度________，产生的NADPH和ATP 增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光 合作用产物增加。 2. 外部因素 (1) 单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ①光照强度 A点 : 只有呼吸作用，OA表示呼吸 作用释放的CO2量 B点 : 呼吸=光合 C点 : 光合最强 AB段 :呼吸＞光合 BC段 :呼吸＜光合 B 光饱和点 在一定的光照强度范围内，光合作用速率随光照强度的增大而 加快，超过一定强度光合作用趋于稳定。 影响光合作用效率的因素 — 光照强度 CO2 吸 收 CO2 释 放 光补偿点 D 光照强度 0 A C BD段：光合作用强度 细胞呼吸强度; C点：光饱和点 (光照强度达到C点后，光合作 用强度 )。 (3) 应用：①温室生产中，适 当增强_____，以提高光合速 A点：光照强度为0 ，只进行 ; AB段：光合作用强度 细胞呼吸强度; B点：光补偿点 (光合作用强度与细胞呼吸强度 时的光照强度)； 率，使作物增产；②阴生植物 的光补偿点和光饱和点都较阳 生植物低，间作套种农作物， 可合理利用光能。 (2) 曲线分析 (1) 原理：CO2 影响_______ 阶段，制约 的形成。图1中A点表示CO2补 偿点，即光合作用速率 _________________________ ，图2中A'点表 示进行光合作用所需CO2 的 。B和B'点都表示CO2 。 (2) 应用：在农业生产上可以通 过“正其行，通其风 ”，增施 农家肥等增大CO2浓度，提高 光合速率。 ②CO2浓度 在一定浓度范围内，光合作用速率随CO2浓度的增 大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。 应用：大棚作物可以通过适当增加CO2浓度来提高 产量。比如确保良好通风，合理密植或增施有机肥。 影响气孔开放程 度的因素会影响 CO2供应 影响光合作用效率的因素 — CO2浓度 光合作用速率 CO2浓度 ③温度 (1) 原理：通过影响 _____ 的活性来影响光合作用。 (2) 光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响 _________ 。一般植物在10 ~35 ℃下正常进行光合作用，其中AB段 (10~35 ℃) 随温度的升高而 _________ , B点 (35 ℃) 以上由于__________ 下降，光合作用开始下降，50 ℃左右光 合作用停止。 (3) 应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚 上适当 降低 温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 ④水分和矿质元素 (1) 原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的 ，如植 物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响 气孔的开闭 ， 图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。 图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，气孔 关闭 ，影响 了 的供应。 间接影响CO2进入植物体内。 为什么7-10时的光合作用强度不断增强？ 为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？ 为什么14-17时的光合作用强度不断下降？ 分析BC和DE段C3 、C5含量变化情况？ N：是酶以及NADPH和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有N。 P：是叶绿体膜、NADPH和ATP的重要组成成分。 Mg：叶绿素的重要组成成分。 影响光合作用效率的因素 — 矿质元素 影响光合作用效率的因素 — 水 B D C A 光合作用速率 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 时间 E (1) 三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是光照强度 、 2浓度 、光照强度 。 (2) 三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子_____ (是/不是) 影响光合速率的主要因素 , 此时的限制因素分别是 温度 、 、 。 (3) 在北方的冬暖大棚中施用有机肥的益处包括 浓度 。 (2) 多因子对光合速率的影响 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。 多因子对光合作用速率的影响 光合作用强度 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。光合作用强度可以通过 测定一定时间内原料消耗（同化CO2的量）或产物生成的数量（O2的产生量） 来定量表示。 在光下植物会同时进行光合作用和呼吸作用，放出O2同时也在消耗O2 ，因此我们 所能测得的O2量的变化指的是实际光合作用产生的O2量减去呼吸作用消耗的O2量。 即净光合作用强度。 O2释放量(净光合作用) O2 产生量 (光合速率) CO2吸收量(净光合作用) CO2 固定量 (光合速率) CO2 O2 探究CO2和O2的变化情况（相对数量关系） O2 t O2 CO2 CO2 条件： B___ 条件： A___ 条件：___C__ 条件：___D___ CO2 CO2 O2 t O2 CO2 CO2 O2 O2 项目 表示方法 净光合速率（表观光合速率） O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量 真光合速率（实际光合速率） O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量 呼吸速率（黑暗中测量） CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量 真光合速率=净光合速率+呼吸速率 细胞呼吸会不会改变瓶内压强？不会 测定的是总光合还是净光合？ 净光合 液滴右移代表？ 净光合大于0 保证了容器内CO2浓度的恒定，满足绿色植物 光合作用需求。 将装置置于光照充足， 温度适宜的环境中 光合速率的测定方法——气体量变化法 从某一水层取样，装入等体积黑瓶和白瓶中，并 分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于原水深处。 一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出 平均值。 光合速率的测定方法——黑白瓶法 黑瓶不透光，只进行呼吸作用 白瓶透光，可以进行光合作用和呼吸作用。 呼吸作用量 = 初始溶氧量 － 黑瓶溶氧量 净光合作用量 = 白瓶溶氧量 － 初始溶氧量 总光合作用量 = 净光合作用量 + 呼吸作用量 = 白瓶溶氧量 - 黑瓶溶氧量 光合速率的测定方法——黑白瓶法 ⑤ d点： 温度 过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休现象”。 ⑥ e点：下午6时左右，光合作用 等于 细胞呼吸。 ⑦ ef段：光合作用 小于 细胞呼吸。 ⑧ fg段：停止光合作用，只进行细胞呼吸。 细胞呼吸 ① a点：凌晨3～4时，温度降低， 减弱， CO2释放减少。 ② b点：上午5时左右，开始进行光合作用。 ③ bc段：光合作用 小于 细胞呼吸。 ④ c点：上午6时左右，光合作用 等于 细胞 呼吸。 ce段：光合作用 大于 细胞呼吸。 剖析自然环境中一昼夜植物光合作用曲线变化 1.AD段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是__光_合_速_率_＜_呼_吸速率_； 2.DH段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是__光_合_速_率_＞_呼_吸速率_； 3.HI段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是__光_合_速_率_＜_呼_吸速率__； 4.光合速率等于呼吸速率的点是 D、H__； 5.经过一昼夜的时间，该植物是否生长？ 是_。判断的依据是 I和A_点相比，__玻璃罩内CO2浓度减少_，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内。 __________________。 如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光合速率的变化曲线图。 思考 1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度（施农家肥、通风） 4、白天适当提高温度 5、适当增加植物体内的含水量（浇水） 6、适当增加矿质元素的含量 ( 施肥） 光合作用原理的应用 自变量：光照强度、CO2浓度、光质、温度 因变量：用单位时间叶圆片上浮的数量代表光合强度 探究影响光合作用效率的环境因素 实验对象： 叶圆片 实验思路： 1. 用不同瓦数的LED灯来探究光照强度对光合强度的影响； 2. 将叶圆片放在不同浓度的NaHCO3溶液中来探究CO2浓度对光合强度的影响； 3. 用相同瓦数而不同颜色LED来探究光质对光合强度的影响； 4. 将叶圆片放置在不同温度的烧杯中来探究温度对光合强度的影响； 探究影响光合作用效率的环境因素 概念 利用机体外环境中物质氧化分解放出的化学能合成有机物。 代表生物 硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等 化能合成过程 与光合作用的区别 合成有机物的能量来自化学能 化能合成作用 旁栏问题 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 的产生量，是植物光合作用实际产生的 总O2量吗？ 【答案】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，与植物光合作用实际产生的O2量不同，没有考虑到 植物自身呼吸作用对O2 的消耗。 拓展应用 【答案P106】 (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。 谢谢！ $$