5.4光合作用的原理和应用（第3课时）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原理的应用，涵盖影响因素、光合速率关系及实验探究，通过设计光照强度影响实验导入，衔接光合作用过程，搭建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于以实验探究（如变量控制、液滴移动法测定光合速率）和曲线分析（光补偿点、CO₂饱和点）为主线，体现科学思维与探究实践，结合农业生产实例（大棚补光、合理施肥）渗透生命观念，助力学生提升探究能力，教师可高效开展教学。

5.4.3光合作用原理的应用 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.联系生活实际，关注光合作用原理的应用。 CO2的浓度 CO2＋H2O （CH2O）＋O 2 光能 叶绿体 H2O 光：光照强度、光质、光照时间 矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料） 外因： 内因： 酶的种类、数量 色素的含量 叶龄不同等 温度 光合作用的影响因素 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（或固定CO2的量或产生O2的量） 真正（总）光合速率= 净（表观）光合速率 + 呼吸作用速率 合成有机物的量 固定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 变量分析 ①自变量是什么？如何设置？ 光照强度， 台灯瓦数相同，控制台灯与烧杯之间的距离。 台灯与烧杯之间距离相同，控制台灯瓦数不同。 ②因变量是什么？如何检测？ 光合速率 单位时间内小圆叶片浮起的数量。 ③无关变量有哪些？ a.小圆叶片的大小和数量 b.温度，用盛水玻璃柱吸收台灯发出的热量。 c.CO2浓度，各烧杯中加入等量的浓度相同的稀NaHCO3溶液。 1.探究光照强度对光合作用强度的影响 什么作用？ 吸收热量排除干扰 光照强度 光合作用强度 a b c d e f 光饱和点 实验结论： 在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，超过一定值后光合作用强度趋于稳定。 光饱和点:光合作用强度达到最大时对应的最小光照强度。 A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的呼吸强度强度。 B点：光补偿点，即光合作用强度=细胞呼吸强度所对应的光照强度。 C点对应的横坐标：光饱和点 光补偿点 光饱和点 AB段：光合作用强度<细胞呼吸强度 BC段：光合作用强度>细胞呼吸强度 光照强度对光合作用的影响 白光是复合光，白光下植物光合作用最强； 单色光：红光和蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下最弱。 光质对光合作用的影响 大棚种植选用无色透明薄膜 大棚种植阴天用红光灯进行补光 光质（不同波长的光） CO2吸收量 CO2释放量 CO2浓度 A B C O D b c d 总光合速率 CO2饱和点 CO2补偿点 ob段： CO2浓度过低，无法进行光合作用 净光合速率 bc段： 光合速率<呼吸速率 c点： 光合速率=呼吸速率 d点： 光合速率最大 限制因素：光照强度、温度 2.CO2浓度对光合作用的影响 ①曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。 图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。 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，提高光能利用率。 O 温度 A 光合速率 B C 温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。 1.适时播种 2.温室栽培植物时，白天适当提高温度，可提高净光合速率，夜间适当降温，可降低呼吸消耗，保证植物有机物的积累。 3.植物“午休”现象 应用： 3.温度对光合作用的影响 12 4.必需元素对光合作用的影响 ①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 ②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 氮：叶绿体膜结构的组成成分、叶绿素的组成成分 DNA和RNA的组成成分、NADP＋和ATP的组成成分 光合作用有关的酶的组成成分 磷：叶绿体膜结构的组成成分 NADP＋和ATP的组成成分 钾：与糖类合成、运输有关 镁：叶绿素的重要组成成分 5.水对光合作用的因素 水 水是光合作用（光反应）的原料； 缺水会导致叶片部分气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用（暗反应）； 缺水会使糖类堆积，光合作用产物输出缓慢。 合理灌溉 及时灌溉 6.多因素对光合作用的影响 图1的自变量为              ；图2的自变量为；               ；图3的自变量为              。  1.变量分析： 2.曲线解读： O——P段：限制光合作用的因素为横坐标所表示的因素（限制光合作用的主导因素），随该因素的不断加强，光合作用速率不断提高。P——Q段：限制光合速率的因素为图中所示自变量，二者共同对光合速率产生影响。Q点及以后：横坐标所示因素不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可适当改变图示的其它因素。 内因： 外因： 光照 影响光合作用因素总结 不同植物光合作用不同； 不同部位（叶）光合作用不同； 不同叶龄的叶光合作用不同。 水分—应用：合理灌溉 矿质元素—应用：合理施肥 温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休” CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、使用农家肥、加干冰…… 光质（光的颜色） （应用：大棚种植用红光或 蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜） 光照时间： （应用：延长光照时间：一年两/三熟） 光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高 光强度，间作套种（提高光能的利用率） 延长光合作用时间 增加光合作用面积 提高光能利用率 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 通风透光 在温室中施农家肥，使用CO2发生器 提高复种指数 温室中人工光照 合理密植 间作套种 阴生植物 阳生植物 提高光合速率 ——适时适量施肥 提高农作物产量措施 【例题】若已知植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为：25℃和30℃ 如图：在25℃，一定光照强度下，某植物光合作用曲线。 在相应条件变化时，相关点如何移动？ （1）适当增强光照强度 A点：___________， B点：___________， C点：___________， m点：___________。 基本不动 左移 右移 上移 A点代表呼吸速率 B点代表CO2补偿点 C点代表CO2饱和点 m点代表CO2最大吸收量 （2）适当减弱光照强度 A点：___________， B点：___________， C点：___________， m点：___________。 基本不动 右移 左移 下移 （3）温度升高到30℃ A点：___________， B点：___________， C点：___________， m点：___________。 下移 右移 左移 下移 （4）土壤中缺镁 A点：___________， B点：___________， C点：___________， m点：___________。 基本不动 右移 左移 下移 光合速率的测定 1、液滴移动法 装置的烧杯中放入适宜浓度的_________溶液，用于保证容器内______满足光合作用需求，同时使容器中CO2浓度保持恒定。 红色液滴向_____移动的距离，是光合作用__________的量。（代表净光合速率） CO2缓冲 右 释放O2 CO2 思考：为了保证实验结果更准确，如何设置对照？对照的目的是什么？ 另设一组实验，将正常植物换成死亡的植物，其余与实验组相同，作为对照。可以排除温度等、气压等非生物因素对实验结果的干扰。 2、叶圆片称重法 测定单位时间、单位面积叶片中有机物的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率（S为叶圆片面积） 10时叶圆片X （干重x克） 12时叶圆片Y（干重y克） 14时叶圆片Z（干重z克） 净光合速率=______________ 呼吸速率= _________ 总光合速率=_______________ (z-y)/2S (x-y)/2S (x＋z-2y)/2S 3、半叶片法 将植物对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）则留在光下进行光合作用（即不做处理），并采用适当方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后（h）在这两部分叶片的对应部位截取相同面积（s）的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB。 总光合速率:______________ (MB—MA)/s·h 4、黑白瓶法 【实验原理】 “黑瓶”不透光，测定有氧呼吸量，“白瓶”给予光照，测定的是净光合量。 水深 1m 2m 3m 4m 白瓶中O2浓度（g/m2） ＋3 ＋1.5 0 -1 黑瓶中O2浓度（g/m2） -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 达标测评 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 a点：温度降低， 减弱， CO2释放减少。 b点：开始进行 。 bc段：光合作用 细胞呼吸。 c点：光合作用 细胞呼吸。 ce段：光合作用 细胞呼吸。 练一练例1、 d点： 过高，部分或全部气孔关闭，出现“午休现象”。 e点：光合作用 细胞呼吸。 ef段：光合作用 细胞呼吸。 fg段：停止 ，只进行 。 呼吸 光合作用 小于 等于 大于 温度 等于 小于 光合作用 呼吸作用 夏季晴朗一天植物光合作用曲线。密闭容器中（看斜率） AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。 CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<呼吸作用强度。 BC段：温度降低，呼吸作用强度减弱。 D点：光合作用强度＝呼吸作用强度。 H点：光合作用强度＝呼吸作用强度。 DH段：光合作用强度>呼吸作用强度。 其中FG段表示“光合午休”现象。 HI段：光照减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。 思考：该植物一昼夜，有机物是否有积累？有机物积累最多的点？ 答案：有，因为终点(I点)比起点(A点)低，表明有CO2吸收。 该植物一昼夜通过光合作用生成有机物的量大于呼吸作用有机物的消耗量，因此有有机物的积累。H点积累有机物最多。 Lavf55.33.100 $