5.4.3影响光合作用的因素和应用课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.4.3 光合作用与能量转化 光合作用的影响因素及应用 O2 CH2O H2O CO2 太阳能 类囊体 叶绿体基质 1 【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。 【重难点】 1.环境因素对光合作用强度的影响 2.光合作用影响因素 导学 光合作用强度 的表示方法： CO2＋H2O （CH2O）＋O 2 光能 叶绿体 ？ 固定CO2的量 制造或产生有机物（糖类）量 产生O2的量 单位时间内光合作用 二、光合作用的影响因素及应用 产物的生成量或底物的消耗量！ 3 二、光合作用的影响因素及应用 2、光合作用速率的测定 线粒体 叶绿体 产生O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2（可以测得） 植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是净光合作用速率，称为表观光合速率。 4 二、光合作用的影响因素及应用 总（真正、实际）光合速率= 净（表观、测得）光合速率 + 呼吸速率 合成有机物的量 固定或消耗CO2量产生O2的量 有机物积累量 CO2吸收量 O2的释放量 消耗有机物的量 黑暗下CO2的释放量 黑暗下O2的吸收量 = = = + + + 5 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 思考：光合作用的影响因素有哪些？ 探究·实践：探究环境因素对光合作用的影响 7 探究光照强度对光合作用强度的影响 1.实验原理： 根据单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少，探究光照强度与光合 作用强度的关系。 叶片含有空气，上浮 抽气 叶片下沉 叶片上浮 光合作用产生O2 O2充满细胞间隙 2.材料用具： 打孔器、5W LED台灯、米尺、烧杯、绿叶等 1. 光照强度 自变量的设置 因变量的检测 无关变量的控制 强、中、弱三种光照 同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 使小圆形叶片内的气体逸出； 放入黑暗处待用。 控制变量 3.方法步骤： 0.6cm的打孔器打孔 打出圆形小叶片30片 黑暗保存叶片 叶片置于注射器内 抽出叶片的气体 叶片均分为3组 1.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液） 向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片 2.分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照 强光 中等光 弱光 3.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。 或上浮相同数量的小圆形叶片各实验装置所用时间。 【LED灯作为光源（冷光源，排除温度干扰），分别用不同光照强度（调节 光源与烧杯的距离）去照射叶片。】 方法步骤： 4.实验结果： 5.实验结论： 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 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 0 0 0 10min 9 8 7 15min 10 9 9 20min 13 10 10 25min 13 10 9 二、光合作用的影响因素及应用 1.光照强度 光照强度 0 CO2吸收速率 CO2 释放 速率 A B C 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 净光合速率 总光合 速率 D：光合速率开始达到最大时对应的光照强度 D 呼吸 速率 A:只进行呼吸作用 AB：光合作用<呼吸作用 B：光合作用=呼吸作用 BC：光合作用>呼吸作用 C点前：光照强度 C点后：CO2浓度、温度等 二、光合作用的影响因素及应用 1.光照强度 光照强度 0 A B C 阳生植物 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 D 讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？据此生产上有哪些应用？ CO2吸收速率 CO2 释放 速率 14 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生植物 阴生植物 阳生植物 提示：阴生植物的呼吸作用较弱，光补偿点B1在B点左侧；对光的利用能力也不强，最大光合速率C1往左下移。 15 二、光合作用的影响因素及应用 1.光照强度 光照强度 0 A B C 阳生植物 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 阴生植物 A1 B1 C1 D 提示：阴生植物的呼吸作用较弱，光补偿点B1在B点左侧；对光的利用能力也不强，最大光合速率C1往左下移。 应用： 合理密植 间作套种 适当剪枝 讨论：若该曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？据此生产上有哪些应用？ CO2吸收速率 CO2 释放 速率 16 练一练 1. 如图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线，光照强度在C点左侧时，限制光合作用强度进一步升高的主要因素是( ) A. 温度 B. 光照强度 C. 酶的数量 D. 二氧化碳浓度 B 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 练一练 18 二、光合作用的影响因素及应用 2.CO2浓度 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 最大光合速率 B点： C点： 1.多施有机肥或农家肥； 2.温室栽培可使用CO2发生器等； 3.大田中还要注意通风透气。 应用： 讨论：C点之后光合速率的限制因素有哪些？（提示：外因、内因） 外因：主要为光照强度和温度， 内因：酶的数量和活性。 对应的D点为CO2饱和点 为什么？ 19 二、光合作用的影响因素及应用 3.矿质元素 N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分； P：NADP+和ATP的重要组分； K：促进光合产物向贮藏器官运输，如淀粉的运输； Mg：叶绿素的重要组分。 应用：合理施肥 讨论：矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？ 提示：矿质元素含量过高，根细胞很难吸水，甚至失水，光合速率也会下降，甚至停止。 20 二、光合作用的影响因素及应用 缺水 气孔关闭 限制CO2进入叶片 光合作用受影响 原理：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； 水分还能影响气孔的 ，间接影响 进入叶片，从而影响光合作用速率。 4.水 应用：合理浇灌 原料 介质 开闭 CO2 21 二、光合作用的影响因素及应用 5.温度 O 温度 A 光合速率 B C 原理： 温度通过影响 影响光合作用主要制约 反应。 温度过高时植物 ，光合速率会减弱。 1.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温，从而提高作物产量（有机物积累量）。 2.解释植物“午休”现象。 应用： 酶的活性 暗 气孔关闭 22 6. 多因子变量 P点前：限制因素为_________ Q点时：限制因素为_________ P点前：限制因素为_________ Q点时：限制因素为_________ 光照强度 温度 光照强度 CO2浓度 习题巩固 5 1.下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。 分析曲线图并回答： （1）7～10时的光合作用强度不断增强原因： （2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因： （3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因： 光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。 光照不断增强，光合作用强度不断增强。 温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭， 二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。 A B D C E 时间 光 合 作 用 速 率 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 光合作用是否为自然界中唯一制造有机物的方式？ 思考 化能合成作用 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 能量 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。 26 自养生物 异养生物 如人、动物、真菌及大多数的细菌。 光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌）。 化能自养生物（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌）。 以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。（可以利用无机物制造有机物） 只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。 二、化能合成作用 【任务二】3.结合之前学习的关于自养生物和异养生物的知识，对这两种生物进行详细分析。 光合作用 化能合成作用 本质 区 别 能量 代表生物 【任务二】2.结合学习的光合作用和化能合成作用的知识，比较两者之间的异同，完成下表。 都能将CO2和H2O等无机物合成有机物 光能 氧化无机物 绿色植物 硝化细菌等微生物 二、化能合成作用 课堂小结 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $