5.4 光合作用与能量转化（第3课时 光合作用的原理和应用）课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦光合作用的原理、影响因素及应用，通过“温故知新”环节回顾光反应与暗反应阶段，构建前后知识脉络，为学生学习影响因素和实践应用提供清晰的学习支架。 其亮点在于融合实验探究（如叶圆片上浮实验的变量控制）、曲线分析（光补偿点与饱和点）及实际应用（间作套种、合理密植），以科学思维（速率关系公式推导）和探究实践（实验步骤设计）培养学生能力，体现生命观念中的物质与能量观，助力学生理解知识本质，教师可借助系统资料提升教学效率。

ADP＋Pi NADP十 温故知新 导 第4节 光合作用的原理和应用 第5章 细胞的能量供应和利用 1、说出光合作用原理的应用 2、探究影响光合作用强度的因素 学习目标 二 光合作用的原理和应用 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。 CO2 H2O 光能 叶绿体 O2 + （CH2O） + 原料 条件 产物 CO2浓度 水分 光照 温度 矿质元素 突重攻难 讲 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 三、影响光合作用的因素及实践应用 实验原理： 自变量： 因变量： （选用不同瓦数的灯泡或调节台灯与实验装置的距离） （用单位时间叶圆片上浮的数量代表光合强度） 光照强度 光合作用强度 探究.实践 探究光照强度对光合作用强度的影响 1.打孔 注意：打孔时要避开大的叶脉，因为叶脉中没有叶绿体，而且会延长小圆形叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 叶片含有空气，上浮 抽气 叶片 ； O2充满细胞间隙，叶片 。 光合作用 下沉 上浮 产生O2 2.处理叶片 为确保溶液中CO2含量充足，小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。 叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，不要片面认为只是光合作用产生了O2。 3.自变量的处理 强 中 弱 4.观察记录 项目　 烧杯　 小圆形叶片 加富含CO2 的清水 光照强度 叶片浮 起数量 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，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。 4.观察记录 植物自身因素： 环境因素对光合作用的影响 1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素 色素的含量、酶的数量和活性 （二）光合作用强度（光合速率）的表示方法： 三、光合作用原理的应用 （一）影响光合作用的因素 用单位时间内反应物的“消耗量”或生成物的“产生量”表示 突重攻难 讲 （一）影响光合作用的因素 1.光照强度 A B C CO2吸收量 CO2释放量 0 光照强度 光饱和点 光补偿点 A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸 强度。 AB段：光合＜呼吸 B点：光补偿点，即光合作用强度＝细胞呼吸强度。 BC段：光合＞呼吸 C点对应的坐标：光饱和点，增加光照强度，光合 作用强度不再增加。 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率 A B 光照强度 0 CO2吸收 C CO2释放 净光合速率 呼吸速率 真正光合速率 D 项目 表示方法 净光合速率（又称表观光合速率） O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量 真正光合速率（又称实际光合速率） 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） O2的吸收量、CO2的释放量、有机物的消耗量 应用： 1、间作套种 2、通过轮作，延长光合作用时间 3、通过合理密植，增加光合作用面积 4、温室大棚，使用无色透明玻璃 5、防止营养生长过强，导致叶面互相遮挡，呼吸强于光合，影响生殖生长。 (3)应用：①可以通过“正其行，通其风” ②增施农家肥等增大CO2浓度 ③温室栽培植物时还可使用CO2发生器等 2.CO2浓度 (1)原理：CO2影响 反应阶段，制约 的形成。 (2)曲线分析 暗 C3 A点：CO2补偿点（表示光合作用速率等于细胞 呼吸速率时的CO2浓度） A'点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度 B和B'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） A B C 3.温度 (1)原理：温度通过影响 影响光合作用，主要制约暗反应。 (2)曲线 (3)应用：①适时播种 ②温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。 ③植物”午休“现象的原因之一 酶的活性 温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。 光合作用的最适温度因植物种类而异。 4.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；维持 叶绿体正常结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要成分 （1）原理：矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成， 对光合作用产生直接或间接的影响。 （2）应用：合理施肥 N、P、K等矿质元素 光合速率 A B C BC段：土壤溶液浓度过高导致植物失水萎焉，光合速率下降 5.水 (1)原理 ①水既是光合作用的原料 ②水是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。 ③水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。 光合作用强度 时间 0 7 12 14 18 (2)应用：预防干旱；合理灌溉 多因子（光照强度、CO2浓度）与光合作用强度之间的关系 高浓度CO2 中浓度CO2 低浓度CO2 高光强 中光强 低光强 曲线分析：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。 （二）提高农作物产量的措施 提高光能利用率 延长光合作用时间 增加光合作用面积 提高复种指数 温室中人工光照 合理密植 间作套种 提高光合速率 控制光照强弱 控制光质 控制CO2供应 控制必需矿质元素供应→适时适量施肥 阴生植物 阳生植物 通风透光 施农家肥 使用CO2发生器 1、图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的NaHCO3(等浓度)溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图乙)。下列相关分析正确的是（ ） A.在ab段，随着水温的增加，净光合速率逐渐减小 B.上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小 C.通过图乙分析可以找到真正光合作用的最适温度 D.因为抽气后不含氧气，实验过程中叶片不能进行有氧呼吸 B 课堂检测 检 2、为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示，据图回答问题： （1）从图可知，A叶片是树冠 ________ （填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是 。 （2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_________反应受到抑制。 （3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂 。 下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光 照强度低于B叶片 暗 无水乙醇 课堂检测 检 植物在自然条件下一昼夜CO2量变化曲线上的各点含义、形成原因及有机物变化分析: a点:凌晨3时-4时,温度降低,呼吸酶活性低, 减弱,CO2释放量减少。 b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行 消耗CO2。 bc段:光合作用 呼吸作用。 c点:上午7时左右,光合作用强度 呼吸作用强度。 ce段:光合作用强度 呼吸作用强度。 d点:温度过高,部分 关闭,出现“午休”现象。 e点:下午6时左右,光合作用强度 呼吸作用强度。 ef段:光合作用强度 呼吸作用强度。 fg段:太阳落山,停止进行 ,只进行呼吸作用。 1、图1中各点分析: 呼吸作用 光合作用 小于 等于 大于 气孔 等于 小于 光合作用 激情展示 展 2、有关有机物情况的分析(图2): (1)积累有机物的时间段: (2)制造有机物的时间段: (3)消耗有机物的时间段: (4)一天中有机物积累最多的时间点: ce段(净光合速率>0) bf段(有光照时) Og段(有呼吸作用时) e点(第二个补偿点) 激情展示 展 CO2 + H2O 光能 叶绿体 (CH2O) + O2 CO2浓度 水 光 光照强度 光照时间 光照面积 光质 色素 酶 矿质元素 温度 内因 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、叶面积指数等） 外因 光（强度、时间、光质等） CO2浓度 温度 矿质元素 水分 课堂小结 评 (1)图甲中NaHCO3溶液的作用是_________________________。 (2)请写出控制本实验自变量的一种方法 。 (3)为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，请问对照装置如何设置？_________________________________________________。 (4)实验测得，当用40 W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动，这是因为此时______________________________。 (5)图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO3溶液换为______溶液，且将装置放在____________环境中。 图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为所测得的结果。请据图回答下列问题： 维持密封瓶内CO2量的稳定 用不同瓦数灯泡或改变灯与广口瓶的距离 将装置中的茉莉花换成等量死花，其他设置与装置甲一样 光合作用强度等于细胞呼吸强度 黑暗(或遮光) NaOH 迁移应用 用 $