第12讲 光合作用的影响因素及其应用——2026届高中生物学一轮复习课件

反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 物质变化 能量变化 联系 实质 类囊体薄膜 叶绿体基质 CO2的固定: C3的还原: 光能→ATP 、NADPH中活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 合成有机物，贮存能量 水的光解： ATP的合成： NADPH的合成： H2O H+ + O2+e- 光能 叶绿体 ADP + Pi + 能量 ATP 酶 NADP+ + H++2e- NADPH 酶 NADPH ATP、酶 2C3 （CH2O）+C5 ②光反应停止后，暗反应很快也会停止。 课前默写：光反应与暗反应的比较 6.24 ①光反应为暗反应提供 ；暗反应为光反应提供 ； NADPH、ATP NADP+、ADP、Pi C5 + CO2 → 2C3 酶 光反应与暗反应相互影响相互制约，两者都不能长期独立进行。 1 第12讲 光合作用的影响因素及其应用 贺老师 大概念二 细胞的生存需要能量和营养物质 2 1.光合作用强度： 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 单位时间内光合作用 ②固定CO2的量 ①制造或产生有机物（糖类）量 ③产生O2的量 表示方法 光合作用强度直接关系到农作物的产量，影响光合作用强度的因素可以影响到农作物的产量 思考：研究光合作用强度有什么现实意义？ 光合作用强度 3 内因： 外因（环境因素）： ①光照 ②CO2浓度 ③温度 ④水 ⑤矿质元素（肥） CO2 + H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 CO2 、H2O 气孔开闭 光照时间、光照强度、 光的成分（光质） 叶绿体（色素、酶） 温度 有机物积累，不利于光合作用 N、Mg 色素、酶的数量和活性 一般情况下，叶片的有机物输出越多，其光合速率 。 若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，光合速率如何变化，为什么？ 去除的果实越多，叶片的光合产物无法输出，光合速率越慢 越快 影响光合作用强度的因素 原料： 产物： 能量： 场所： 请根据光合作用反应式，从内、外因分析影响光合作用强度的因素有哪些？ 主要因素（外因：“三度”）：光照强度、温度、CO2浓度 4 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 5 自变量 不同_________________________ 控制自变量 调节 进行控制 因变量 _____________ 检测因变量 同一时间段内_____________ 对无关变量进行控制 等保持一致 光照强度（强光、中光、弱光） 光源与烧杯的距离 光合作用强度 叶片浮起数量 叶片大小、NaHCO3溶液的浓度 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 NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2，维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。 实验原理： 变量分析： 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 课本p105 6 01 取材打孔 取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片。 02 排气 将圆形小叶片置于吸入清水的注射器内，用手指堵住注射器前端小孔拉动活塞，使叶片内气体逸出。 03 沉水 将处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。 04 分组实验观察 分别将10片叶圆片投入3只20mlNaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯距离（10（强光）、20（中光）、30CM（弱光）） 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 课本p105 实验步骤： 7 实验结果： 不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃） 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： 注意：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) 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 课本p105 8 如何探究CO2浓度对光合作用的影响 数量相同的叶圆片置于烧 杯底部等距离（10cm）置于40W 的光源下 1 蒸馏水 2 2% NaHCO3溶液 3 10% NaHCO3溶液 如何探究温度 对光合作用的影响 1 低温 2% NaHCO3溶液 2 常温 2% NaHCO3溶液 3 高温 2% NaHCO3溶液 水浴控制温度数量相同的叶圆片置于烧杯底部等距离（10cm）置于40W 的光源下 思维拓展 9 问题1：实验前需要将处理过的圆形小叶片放在黑暗环境中，请在下图绘出黑暗条件下CO2和O2的产生及消耗情况。并说出黑暗条件下可用哪些指标表示呼吸速率？ CO2 O2 黑暗：只进行呼吸作用 呼吸速率的表示方法： 黑暗条件下O2的吸收量 黑暗条件下CO2的释放量 有机物消耗量 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 课本p105 10 问题2：在5min时，弱光和中等光强度下，叶片仍然没有上浮，在这两种光照强度下，叶片有无产生O2？请在下图绘出在这两种光照下O2和CO2的产生及消耗情况。 O2 O2 光合速率＜呼吸速率 CO2 CO2 O2 CO2 光合速率=呼吸速率 弱光照射 中等光强照射 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 课本p105 O2（实际光合） CO2 O2（净光合） CO2 光合速率＞呼吸速率 强光照射： 11 1 光合作用的影响因素及其应用 光照强度 0 CO2吸 收 CO2 释 放 光饱和点 光合作用=呼吸作用 增加光照强度光合作用强度不再增加 C点之后： 、 等 光合作用<呼吸作用 光合作用>呼吸作用 呼吸速率 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 A 点 ： AB段： B 点 ： BC段： D 点 ： 光照强度 CO2浓度 温度 D A C 光补偿点 B 光照大于___点时植物方可生长 当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合 V呼吸 净光合 总光合 B > 叶绿体固定CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。 ①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率＝0时，植物不能生长。 ③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 12 间作的优势：提高光能利用率，充分利用不同层次土壤内的水分、养分、光能、空间等 光照强度——应用 ①阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。 玉米——大豆间作 高于 原因是： a.两种植物的根系深浅搭配， 合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。 b.两种植物高矮结合， 充分利用了不同层次的阳光。 （与P选二25，群落的垂直结构联系，P选二32，立体农业联系） 13 通过套种，延长光合作用时间。 套种：在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式 光照强度——应用 玉米套种花生 合理密植，增加光合作用面积 连作：在同一块地上长期连年种植一种作物 原因是： （1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。 （2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。 14 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。 光合作用速率＝呼吸作用速率CO2补偿点 B点： D点： CO2 浓度 CO2饱和点 光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加 CO2补偿点 CO2饱和点 O 1 光合作用的影响因素及其应用 变形 B′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度 D和D′点：CO2饱和点（两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加） B’ D’ 光合作用强度 0 C’ CO2浓度 净光合 总光合 进行光合作用所需CO2的最低浓度 15 CO2 浓度——应用 大棚内的 CO2发生器 施用有机肥或农家肥 “正其行，通其风。” 保持一定的行距和株距,使植物受到充足的阳光照射,使流动的空气送进农田的各个角落 微生物分解 （分解者的分解作用） ①释放CO2 ②提供矿质元素 1 光合作用的影响因素及其应用 16 1 光合作用的影响因素及其应用 N ： P ： K ： Mg： P～Q下降的原因： 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 轮作：不同作物对于矿质元素的需求不同。在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。 光合酶及NADPH和ATP的重要组分 NADPH和ATP的重要组分 促进光合产物向贮藏器官运输 叶绿素的重要组分 17 3 光合作用的影响因素及其应用 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 ，影响 进入叶片，间接影响光合作用速率 原料 介质 CO2 水 合理灌溉 预防干旱、杂草(地膜) 气孔的开闭 （1）水是光合作用的原料（2）水是体内各种化学反应的介质 （3）缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响 18 3 光合作用的影响因素及其应用 温度 下植物光合作用最大。 温度过高时植物 或 降低，光合速率会减弱。 “午休”现象 气孔关闭 酶活性 最适温度 BC段光合作用强度不断减弱的主要原因是 ，导致光合作用的 受阻，从而影响光合作用。 温度过高导致气孔部分关闭，CO2吸收量减少 CO2的固定 19 概念：单位土地面积上植物叶片的总面积占土地面积的倍数。 应用：①增加光合作用面积，如合理密植、间作套种； ②适当摘除林冠下叶层； ③合理施肥、浇水，避免枝叶徒长。 叶面积指数（光合面积） 净光合量 呼吸量 A点前: ； A点后:虽然总光合量上升,但因 。 O 叶面积指数 物质的量 A 光合作用实际量 2 4 6 8 随叶面积指数增大，光合效率增大 呼吸量上升更快，导致净光合量下降 ①OA段，随叶面积指数的增大，光合作用实际量不断增大。 超过A点，随着叶面积指数的增大，光合作用实际量不再增加（叶片互相遮挡）。 ②OB段，净光合量随光合作用增强而增加，B点以后随呼吸量的增加，净光合量逐渐减少，当净光合量小于0时，植物将无法正常生长。 20 3 光合作用的影响因素及其应用 自变量1 自变量1 自变量1 自变量2 温度 自变量2 光照强度 自变量2 CO2浓度 P点前，限制光合速率的因素应为 所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。 横坐标 Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高除横坐标所表示的因子之外的其他因子。 温室栽培时,当光照强度适宜时,适当提高温度同时增加CO,浓度或当温度适宜时,适当增加光照强度和CO,浓度都可以提高光合速率 21 1、光照强度(忽略光照强度对细胞呼吸的影响) 光照强度降低： ①OA为细胞的呼吸速率，不受光照影响，______。 ②B点：CO2补偿点。光合＝呼吸。降低光照强度，使光合 呼吸。想再次使光合＝呼吸，可以 CO2浓度。B向 。 CO2的吸收速率 O A B 强光照 B’ C C’ D D’ 弱光照 CO2的释放速率 CO2浓度 ③C点：CO2饱和点。降低光照强度，光反应产生的ATP和NADPH减少，导致植物对 的利用能力降低，达到CO2饱和点时对应的的CO2浓度会降低。C向 。 ④D点为最大光合速率。降低光照强度，光合作用速率降低，D下移。 光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 A不动 ＜ CO2 增加 右移 左移 22 概念：单位土地面积上植物叶片的总面积占土地面积的倍数。 应用：①增加光合作用面积，如合理密植、间作套种； ②适当摘除林冠下叶层； ③合理施肥、浇水，避免枝叶徒长。 叶面积指数（光合面积） ①OA段，随叶面积指数的增大，光合作用实际量不断增大。 超过A点，随着叶面积指数的增大，光合作用实际量不再增加（叶片互相遮挡）。 ②OB段，净光合量随光合作用增强而增加，B点以后随呼吸量的增加，净光合量逐渐减少，当净光合量小于0时，植物将无法正常生长。 23 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 制造有机物： 积累有机物： 一天中有机物积累最多的时间点： 一天中有机物最少的时间点： 一昼夜有机物积累量＝ ac段：无光照，只进行 。 b点： 降低， 减弱，CO2释放减少。 c点：开始进行 。 cd段：光合作用 细胞呼吸。 d点：光合作用 细胞呼吸。 dh段：光合作用 细胞呼吸。 呼吸 光合作用 小于 等于 大于 f点： h点：光合作用 细胞呼吸。 hi段：光合作用 细胞呼吸。 ij段：停止 ，只进行 。 温度过高，部分气孔关闭， CO2供应量下降，出现“午休现象”。 等于 小于 光合作用 呼吸作用 呼吸作用 ci段 dh段 h点 d点 温度 SⅡ－(SⅠ＋SⅢ) 24 AB段：只进行 。 BC段：温度降低， 减弱。 CD段：光合作用 细胞呼吸。 D点：光合作用 细胞呼吸。 DH段：光合作用 细胞呼吸。 其中EF段出现“光合午休”现象。 H点：光合作用 细胞呼吸。 HJ段：光合作用 细胞呼吸。 直至光合作用完全停止 呼吸 小于 等于 大于 等于 小于 呼吸作用 J点：CO2浓度大小跟A点相比减小，减少的CO2转化成 积累在植物体内。 说明有 有机物的积累,植物能正常生长。 密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线 有机物 25 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。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 化学能 讨论：进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？ 异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质。 在自然界，除了光合作用外，还有其他制造有机物的方式吗？ 4 化能合成作用 26 27 光质 光照强度 光照时间 光照面积 酶 色素 温度 矿质元素 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 根据光合作用反应式，分析影响光合作用强度的因素有哪些？ CO2浓度 气孔开闭情况 水分 光 酶的种类、数量 色素的种类和含量 植物自身因素（遗传特性、叶龄、叶面积指数） 光（强度、时间、光质） ＣＯ2浓度 矿质元素 水分 内因 外因 影响 因素 28 线粒体 叶绿体 O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2 （可以测得） 总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 有机物的制造量 CO2固定或消耗量 O2的产生量 有机物积累量 CO2吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 CO2的释放量 O2的吸收量 一、光合作用强度 光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2 29 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 四、影响光合作用的外因——光照强度【单位：勒克斯（lx）】 30 2. 光合作用与细胞呼吸的物质变化联系 C CO2 (CH2O) 丙酮酸 CO2 H H2O NADPH (CH2O) [H] H2O O H2O O2 (CH2O) H2O CO2 暗反应 有氧Ⅰ 有氧Ⅱ 光反应 暗反应 有氧ⅠⅡ 有氧Ⅲ 光反应 有氧Ⅲ 有氧 呼吸 暗反应 3. 光合作用与细胞呼吸的能量变化联系 光能 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 无氧 呼吸 释放大 量能量 释放少量能量 不彻底氧化产物中的化学能 大部分以热能形式散失 少部分转化为ATP中活跃的化学能 有氧Ⅱ 光合作用与细胞呼吸的联系 31 1.增加水中氧气——泵入空气或放入绿色水生植物； 2.减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或煮沸冷却； 3.除去容器中的二氧化碳——氢氧化钠溶液； 4.保持容器中二氧化碳浓度不变——NaHCO3溶液； 5.除去叶片中原有的淀粉——置于黑暗环境中较长时间； 6.除去光合作用对呼吸作用影响——给植株遮光处理； 7.消除种子表面对种子呼吸速率测定的影响——消毒； 8.除去叶片中的叶绿素——酒精隔水加热（脱色）。 32 光合作用的强度 1.光合作用强度： 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 思考：能直接测量出植物的总光合作用强度吗？ 单位时间内CO2 （原料）的消耗量 或O2 的生成量或有机物（产物）的生成量 制造的有机物的量= 总光合作用强度 = 呼吸作用强度 呼吸消耗的有机物的量+积累的有机物的量 可测量 可测量 + 净光合作用强度 光合作用消耗的CO2量＝呼吸释放的CO2量＋从环境中吸收的CO2量 光合作用产生的 O2 量 ＝呼吸作用消耗的O2量＋释放到环境中的O2 量 表示方法： 33 线粒体 叶绿体 O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2 （可以测得） 总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 有机物的制造量 CO2的固定量 O2的产生量 有机物积累量 CO2的吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 CO2的释放量 O2的吸收量 光合作用强度 34 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $