5.4.2.2光合作用与能量转化-光合作用的原理和应用 课件-2025-2026学年高一上学期必修1生物人教版(2019)

该高中生物学课件聚焦光合作用原理及应用，课堂导入先回顾叶绿体色素与光合作用的光反应、暗反应过程，为后续探究环境因素对光合强度的影响搭建知识支架，帮助学生建立前后知识联系。 其亮点在于通过“探究·实践”活动（叶片上浮法）引导学生亲历实验，结合光照强度、CO₂浓度等曲线分析培养科学思维，联系农业生产中的间作套种等应用渗透社会责任。学生能提升探究能力与知识应用能力，教师可借助系统资料高效开展教学。

第五章　细胞的能量供应和利用 5.4.2.2光合作用与能量转化 光合作用的原理和应用 教学目标 1、说出影响光合作用强度的环境因素。（生命观念） 2、分析光照强度、CO2浓度等条件对光合速率的影响曲线。（科学思维） 3、说出光合作用原理在农业生产中的应用。（社会责任） 教学重难点 重点：1、说出影响光合作用强度的环境因素。 2、说出光合作用原理在农业生产中的应用。 难点：1、分析光照强度、CO2浓度等条件对光合速率的影响曲线。 2、阐明总光合速率、净光合速率的关系。 目录 一、光合作用原理的应用 叶绿体 中的色素 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 酶 类囊体薄膜 叶绿体基质 可见光 可见光 新课导入 探究·实践 探究环境因素对光合作用强度的影响 一、实验原理： 叶片含有空气，上浮 抽气 叶片下沉； O2充满细胞间隙，叶片上浮。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。 光合作用 产生O2 一、光合作用原理的应用 光合作用的强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。 光合作用原理的应用 二、实验材料：圆形小叶片 三、自变量：光照强弱；控制方法：不同功率的灯或调节小烧杯与光源的距离 因变量：光合作用强度；检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量或 全部小圆形叶片浮起所需要的时间 光合作用原理的应用 探究·实践 探究环境因素对光合作用强度的影响 1.打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片（避开大的叶脉） 2.将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出 四、方法步骤： 光合作用原理的应用 探究·实践 探究环境因素对光合作用强度的影响 3.将处理过的圆形小叶片放入清水中，黑暗保存，小圆形叶片全部沉到水底 4.取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（1%~2%的NaHCO3溶液） 四、方法步骤： 光合作用原理的应用 探究·实践 探究环境因素对光合作用强度的影响 四、方法步骤： 5.向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱三种光照下。实验中，可用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。 项目　 　 烧杯　 　 1 2 3 小圆形叶片 10片 10片 10片 加富含CO2 的清水 20 mL 20 mL 20 mL 光照强度 强 中 弱 叶片浮 起数量 多 中 少 6.观察并记录结果 探究·实践 探究环境因素对光合作用强度的影响 光合作用原理的应用 四、方法步骤： 五、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。 光：光照强度、光质、光照时间 CO2的浓度、H2O 矿质元素（Mg合成叶绿素） 温度 外因： 内因： 酶的种类、数量 色素的含量 叶龄不同 一、光合作用原理的应用 影响光合作用的因素 外部因素1：光照强度 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点之后限制光合作用的因素是CO2浓度、温度等 应用：1.间作（几种作物同时期播种）套种（几种作物不同时期播种）轮作(几种作物轮换种植)2.合理密植，增加光合作用面积 3.温室大棚，使用无色透明玻璃 一、光合作用原理的应用 外部因素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所需CO2的最低浓度。 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 B点： C点： 应用：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。 一、光合作用原理的应用 C点之后光合速率的限制因素： 主要为光照强度和温度。 外部因素3：温度 原理1：温度通过影响酶的活性影响光合作用。 曲线分析: 原理2:影响气孔开闭 应用：1.适时播种 2.温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温 3.植物“午休”现象 一、光合作用原理的应用 外部因素：矿质元素和水 4、矿质元素： 5、水: 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 Mg：叶绿素的重要组分 （1）光合作用的原料 （2）体内各种化学反应的介质 （3）直接影响气孔的开闭，间接影响CO2进入 一、光合作用原理的应用 应用：合理施肥 应用：预防干旱 合理灌溉 1.总光合作用速率（真正光合作用速率）：单位时间内、单位面积CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物生成量。（不扣除呼吸作用的消耗） 2、净光合作用速率： 单位时间、单位面积积累的有机物的量。 单位时间、单位面积释放的O2的量。 单位时间、单位面积吸收的CO2的量。 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。 一、光合作用原理的应用 光合作用速率 光照强度 0 CO2吸收速率 CO2 释放 速率 A C 呼吸速率 B 净光合速率 真正光合速率 真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率 CO2消耗量=CO2吸收量 +CO2产生量 有机物的合成量=有机物的积累量+有机物的消耗量 一、光合作用原理的应用 O2产生量=O2释放量 +O2吸收量 化能合成作用 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。 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 C6H12O6+ 6O2 能量 光能自养生物 （如绿色植物、蓝细菌） 化能自养生物 （硝化细菌、硫细菌、铁细菌等） 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。如人、动物、真菌及大多数的细菌。 一、光合作用原理的应用 自养生物：以无机物转变成为自身的组成物质 光合作用的原理及应用 叶片上浮法探究光照强度对光合作用强度的影响 外部因素 内部因素 光合作用速率 影响光合作用的因素及其应用 光照强度 水和矿物质 温度 CO2浓度 叶龄不同 色素的含量 酶的种类、数量 课堂小结 1、依据合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。 （1）光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（ ） （2）光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。（ ） （3）影响光反应的因素不会影响暗反应。（ ） 巩固练习 × × ✔ 巩固练习 D 2、如果用含有14C的CO2来追踪光合作用碳原子的转移途径，则是（ ） A.CO2→叶绿素→ADP B.CO2→叶绿体→ATP C.CO2→乙醇→糖类 D.CO2→三碳化合物→糖类 3、下列有关光合作用及其影响因素的叙述，错误的是（ ） A.谚语“合理上粪，粮食满囤”表明植物光合作用的原料都来自土壤 B.谚语“六月盖被，没有谷米”说明水稻光合作用受温度的影响 C.谚语“正其行，通其风”说明植物光合作用受二氧化碳浓度的影响 D.谚语“春生夏长，秋收冬藏”中植物“夏长”主要影响因素是光照 巩固练习 A 4、在我国西北地区夏季日照时间长，昼夜温差大，出产的瓜果往往特别甜，这是因为（ ） A.白天光合作用较弱，晚上呼吸作用较弱 B.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用旺盛 C.白天光合作用较弱，晚上呼吸作用旺盛 D.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用较弱 巩固练习 D 5、党的二十大报告指出，我国谷物总产量稳居世界首位，十四亿多人的粮食安全、能源安全得到有效保障。如何使作物最大限度地利用太阳光能以进行光合作用是现代化农业生产中提高作物产量面临的根本问题。下列措施不能有效提高光能利用效率的是（ ） A.阴雨天气提高温室中的CO2浓度 B.将玉米与大豆混合种植 C.为农作物补充镁元素，保证叶绿素的含量 D.合理灌溉，使植株保持挺拔 巩固练习 A 谢谢观看！ 探究光照强度对光合作用的影响。实验原理，通过抽动活塞的方式降低注射器内气压，使常压下隐匿于叶圆片下的气泡变大，最后逃逸出来，而留下的空隙就会被水所占据，从而达到排除叶肉细胞间隙中空气的目的。在水环境中，由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的表面，使叶片的密度降低，造成叶片上浮。因此可以通过比较不同光照条件下同一时间段内小圆形叶片浮起的数量，以此来判断叶片进行光合作用的强度。实验目的，探究光照强度对光合作用强度的影响。材料，菠菜。绿叶。用具，直径为0.6厘米的打孔器、镊子、20毫升塑料注射器、温度计、米尺、5瓦LED. 台灯。1%的碳酸氢钠溶液。100毫升小烧杯。操作步骤。取生长旺盛的绿色嫩叶。用直径为0.6厘米的打孔器打出圆形小叶片30片。注意打孔时要避开大的叶脉。将圆形小叶片置于注射器内。并让注射器吸入清水十毫升，推动注射器排出残留的空气。用手堵住注射器前端的小孔，并向后拉动，推闩至20毫升刻度处，保持约5秒，使圆形小叶片中的气体溢出。这一步骤要重复2到3次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。将处理过的圆形小叶片放入盛有清水的烧杯。置于黑暗处中。待用。取三只100毫升烧杯，分别倒入70毫升富含二氧化碳的清水。可以事先通过玻璃管或塑料管向清水吹气的方法补充二氧化碳，也可以用质量分数为1%到2%的碳酸氢钠溶液来提供二氧化碳。将三只100毫升烧杯中各放入十片圆形小叶片。然后分别向三个实验装置照射，光照强度可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定。用刻度尺分别量取三个梨台灯距离不一的位置，10厘米、20厘米、30厘米，把三个烧杯分别放在这三个位置，对应编号。为123. 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，或观察记录在不同光照强度条件下浮起相同数量小圆形叶片所需的时间。实验结果分析。不同光照强度。下浮起的叶片数记录表在一定范围内，光照强度增强，光合作用强度增强。