5.4.3 光合作用原理的应用课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用原理的应用 人教版 生物学 必修1 SZ-LWH 1.通过建立光照强度、CO2浓度等因素对光合速率影响的数学模型，分析影响原因、实质和结果，并运用于生产和生活。(重难点） 2.分析探究光照强度对光合速率影响的装置，合理设置自变量，得出正确结论。 1.科学思维：运用归纳与概括的方法，理解光合作用的原理，并根据原理阐释日常生活和工农业生产的实例。 2.社会责任：能够关注光合作用原理的广泛应用，认同科学技术的重要价值。（首课思政育人点） 学习目标 素养要求 课标要求 说明植物细胞的叶绿体从太阳中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 目标引领 SZ-LWH 我国北魏时期的农书《齐民要术》有关于栽种农作物要”正其行，通其风。“的记载。这么做的目的是？ 通风透光，既能有利于充分利用光能，又可以使空气不断流过叶面，提供较多的CO2，从而提高光合作用强度，使作物增产。 问题激疑 SZ-LWH 一、光合作用的强度 1.概念：植物在 内通过光合作用制造 的量。 （通常用光合速率表示） 糖类 单位时间 2.表示方法 单位时间内光合作用产生有机物的量 单位时间内光合作用消耗CO2的量 单位时间内光合作用产生O2的量 CO2＋H2O （CH2O）＋O 2 光能 叶绿体 光合作用速率：一定时间内，单位面积CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物生成量来表示。 自主探究 SZ-LWH 4 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 影响 因素 光合作用的影响因素： SZ-LWH 探究光照强度对光合作用强度的影响 实验材料： 实验目的： 二、探究光照强度对光合作用强度的影响 自主探究 SZ-LWH 自变量： 光照强弱 因变量： 光合作用强度 相同时间小圆形叶片浮起的数量 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 控制方法： 检测方法： 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 实验原理： ①实验叶片： 同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量… ②NaHCO3溶液： 无关变量： 等量，相同浓度 自主探究 SZ-LWH 实验步骤： ①取材 自主探究 SZ-LWH ②排气 ③沉水 自主探究 SZ-LWH ④分组 自主探究 SZ-LWH ⑤光 照 自主探究 SZ-LWH 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 10min 15min 20min 25min 自主探究 SZ-LWH 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： 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 自主探究 SZ-LWH 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。 据图分析，实验所测是否为叶片实际光合作用强度？ 实际光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 O2 CO2 O2 CO2 较强光照时 （可以测得） （可以测得） 精讲点拨 SZ-LWH 14 真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸作用速率 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 = = = + + + 光合作用速率的测定 延迟符 SZ-LWH 15 1.光照强度对光合作用的影响 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点之前限制光合作用的因素是光照强度 精讲点拨 SZ-LWH 16 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性植物 阳生植物 阴生植物 SZ-LWH 17 光照强度 0 A B C 阳生植物 光补偿点 光饱和点 阴生植物 A1 B1 C1 D 应用： 合理密植 间作套种 适当剪枝 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？ CO2吸收速率 CO2 释放 速率 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。 精讲点拨 SZ-LWH 18 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 对应的D点为CO2饱和点 C点之后光合速率的限制因素： 主要为光照强度和温度。 B点： C点： 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。 应用： 2.CO2浓度对光合作用的影响 精讲点拨 SZ-LWH ①原理1：温度通过影响 影响光合作用。 ②曲线分析: 与光合作用有关酶的的活性 AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率_____ B点 酶的 温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率 ，50 ℃左右光合速率几乎为零 增大 最适 减小 3.温度对光合作用的影响 精讲点拨 SZ-LWH “午休”现象 盛夏的中午，温度高，气孔大多关闭，植物因为缺少CO2而光合作用强度下降 ③原理2：影响气孔开闭 ④应用：农作物增产措施 a 适时播种: b 温室栽培： Ⅰ晴天： Ⅱ连续阴雨天： 增加昼夜温差 白天和晚上均降温 精讲点拨 SZ-LWH N：光合酶及NADPH和ATP的重要组分 P：NADPH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 应用：合理施肥 P～Q的形成原因： 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。 4.矿质元素对光合作用的影响 精讲点拨 SZ-LWH 1.水是光合作用的原料，缺水直接影响光合作用 2.缺水又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 缺水 气孔关闭 限制CO2进入叶片 光合作用受影响 应用：合理浇灌 5.水对光合作用的影响 精讲点拨 SZ-LWH P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。 当到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。 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 6.多种因子对光合作用的影响 精讲点拨 SZ-LWH 24 光合作用与能量转化 光合作用 光合作用应用 概念 反应式 探究历程 影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、矿质元素 硝化细菌 光合作用原理 过程 光反应：类囊体薄膜 暗反应：叶绿体基质 化能合成作用 CO2 + H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 知识建构 SZ-LWH 25 判断正误 (1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行(　　)(2)能进行光合作用的生物是自养生物(　　)(3)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物(　　) 1．下列指标中，不适合用于检测光合作用强度的是（单位时间、单位叶面积内测定）（　　）A．消耗CO2的量 B．生成的淀粉的量C．释放O2的量 D．增加的叶片重量 × √ × √ 巩固训练 SZ-LWH 26 2．关于探究光照强度对光合速率的影响实验叙述错误的是(　　)A．实验过程中注射器的作用是排除小圆片内的气体B．可以通过观察小圆片上浮所需要的时间来反映光合速率C．实验的自变量是光照强度，可在相同的距离下放置不同瓦数的灯泡D．如果升高环境温度，小圆片上浮时间会缩短 √ 巩固训练 SZ-LWH 27 3.如图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。下列对此图描述错误的是(　　)A．ab段光合作用强度变化的主要原因是光照强度B．bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，暗反应速率下降C．de段光合作用强度变化的主要原因是温度D．从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度 √ 巩固训练 SZ-LWH 28 在自然界中，除了光合作用以外，还有其他制造有机物的方式吗？ 少数种类的细菌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，这种合成作用叫化能合成作用。 化能合成作用： NH3 HNO2 HNO3 氧化 氧化 放能 H2O+CO2 糖类 思考 电子显微镜下的一种硝化细菌（放大5000倍） 拓展延伸 SZ-LWH $