5.4 光合作用与能量转化课件-2026-2027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与能量转化，涵盖色素提取分离、光反应与暗反应过程、影响因素及应用。通过韭菜与韭黄、玉米白化苗对比导入，衔接色素作用探究，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以探究实践为核心，设计绿叶色素提取分离、光照强度影响等实验，结合鲁宾和卡门同位素标记法等科学思维训练，渗透结构与功能观、物质与能量观等生命观念。学生能深化理解，教师可提升教学效率。

第五章 第4节 光合作用与能量转化 韭菜与韭黄 韭菜 韭黄 至冬，移根藏于地屋荫中，培以马粪，暖而即长，高可尺许，不见风日，其叶黄嫩，谓之韭黄。 为何两者属于同种植物，其外在性状有如此大的差别呢？ 韭菜见光培养，产生叶绿素； 韭黄避光培养，不产生叶绿素。 玉米的白化苗 白化玉米植株 正常玉米植株 能进行光合作用 不能进行光合作用，待种子种储存的养分耗尽就会死去。 叶片种的色素可能与光能的捕获有关，那么绿叶中含有什么色素呢？ 光合作用（第一课时） 捕获光能的色素和结构 探究·实践 实验名称：绿叶中色素的提取和分离 任务：阅读课本，梳理并区分两实验的原理、试剂与方法步骤 实验原理 提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 分离：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 实验目的 (1)进行绿叶中色素的提取和分离。 (2)探究绿叶中含有几种色素。 纸层析法 提取色素 剪碎 剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中 （叶脉中无叶绿体） 提取色素 剪碎 加试剂 少许SiO2： 少许CaCO3： 5—10ml无水乙醇： 有助于研磨充分 防止研磨中色素（主要是叶绿素）被破坏 溶解、提取色素 提取色素 剪碎 研磨 加试剂 迅速、充分地进行研磨 迅速：叶绿素不稳定，避免其氧化变质 充分：充分释放色素 提取色素 剪碎 研磨 过滤 加试剂 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤。 不是滤纸、也不是纱布！ 提取色素 剪碎 研磨 过滤 加试剂 收集 将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。 防止无水乙醇挥发和色素氧化 分离色素 1. 制备滤纸条 干燥滤纸 铅笔线 1cm 将滤纸剪成宽度略小于试管直径，长度略小于试管长度的滤纸条，并在一端剪去两角。用铅笔画一条细线。 滤纸条为什么要剪去两角？ 减少边缘效应影响，避免色素带呈弧形。 分离色素 2. 画滤液细线 法1：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线 法2：:将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压均匀的细线 滤液细线的划线要求：细、直、齐 为什么滤液细线要重复画一到两次? 增加色素含量，使分离出的色素带明显。 分离色素 3.分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。 层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液? 烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞？ 成分：20份石油醚、2份丙酮和1份苯 滤液细线触及层析液会使纸条上的色素会溶解于层析液中，使实验失败。 层析液易挥发且有毒。 实验结果 色素带位置代表 ；色素带宽窄代表 。 色素溶解度的高低 色素含量 溶解度、扩散速度： 含量： 胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b 叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 黄 色 蓝绿色 黄绿色 类胡萝卜素 （约占1/4） 光合色素 叶绿素 （约占3/4） 分离色素 圆形滤纸打孔 色素提取液 笔帽 滤液细线 棉线 (灯芯) 蘸取 盖 穿过中间孔 盖 层析液 结果 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 避免了滤液细线触及层析液 1 2 3 4 6 5 层析 异常现象分析 ①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少 ②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小 ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏 ④研磨不充分，色素未能充分提取出来 若色素提取液呈淡绿色的，其原因有 滤纸条上最下面的两条色素带颜色较浅 ①未加碳酸钙或加入量过少，叶绿素被破坏; ②实验材料(如泛黄的叶片)中叶绿素的含量较少。 提取液 色素带 异常现象分析 滤纸条无色素带其原因有 ①忘记画滤液细线； ②误将蒸馏水当作提取液和层析液 ③滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 滤纸条上色素带重叠 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 思维拓展 假如采用下列叶片作为实验材料，实验结果如何？ 银杏枯叶 韭黄叶片 玉米白化苗叶片 影响叶绿素合成的三大关键因素： 光照、温度、必需元素 叶绿素组成元素： C、H、O、N、Mg 思维拓展 假如采用下列叶片作为实验材料，实验结果如何？ 红色枫叶 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 吸收光谱 阳光(白光)在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。 光是一种电磁波，分为可见光和不可见光。可见光的波长是400-760nm。不同波长的光，颜色不同。一般情况下光合作用利用的都是可见光。 可见光中波长最长 可见光中波长最短 吸收光谱 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 光合色素功能： 吸收、传递、转化光能 叶绿素a和叶绿素b的吸收峰不同。 为什么绿叶中有多种色素，而非一种？ 有利于绿叶充分利用多种颜色的光 拓展应用 思考、海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？ 光的波长越长，所含能量越少，穿透能力越弱 红光的穿透能力最弱，蓝紫光穿透能力最强 浅层水体的藻类主要吸收红光和蓝紫光，吸收绿光很少 深层水体的藻类主要吸收蓝紫光，吸收的红光很少 藻类的这种垂直分布有效减少了竞争，有利于充分利用光能。 生产与生活 冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择选择什么颜色(红色/绿色/无色)的大棚塑料薄膜？为什么？ 应选用无色透明的薄膜，原因如下： 无色透明大棚能透过太阳光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。 生产与生活 阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色(蓝紫光或红光或白光)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？ 蓝紫光或红光，理由如下： 在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。 植物工厂里为什么不用填发绿光的光源？ 光合色素几乎不吸收绿光。 叶绿体的再认识 叶绿体膜 内膜 外膜 基粒（由类囊体堆叠而成） 类囊体 上面有光合色素和 光合作用相关酶 叶绿体基质 （光合作用相关酶、DNA、RNA、核糖体） 叶绿体通过类囊体垛叠成基粒，增大了膜面积；极大地扩展了受光的面积。 形状：扁平的椭球形或球形 思考·讨论 实验材料：水绵（绿藻，真核生物）叶绿体呈螺旋带状 水绵 好氧细菌 极细光束照射 完全曝光 黑暗 无空气 好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位 好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 实验步骤： 实验结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 思考·讨论 该实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？是如何控制或观测的？ 自变量：叶绿体是否照到光 控制：局部光照和全部光照 因变量：叶绿体照光部位是否产生氧气 观测指标：好氧细菌的分布 无关变量：外部氧气的有无等 控制：没有空气的小室 本实验有几组对照？ 极 细 光 束 均 匀 光 束 1. 局部光照与全部光照 2. 局部光照实验中的叶绿体是否有光 思考·讨论 三棱镜 结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光 照射水绵 好氧细菌聚集在 红光和蓝紫光的区域 为什么好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域？ 思考·讨论 恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处? 选材：水绵具有细长的螺旋带状叶绿体，易于观察现象。 因变量的观测指标：好氧细菌的利用，准确显示出氧气产生的部位。 无关变量控制：黑暗无空气的设计，排除了氧气和光的干扰。 对照设计：两组对 比实验 1.用极细的光束照射，叶绿体上光照的多少 2.局部光照与全部光照 光合作用（第二课时） 光合作用的原理 光合作用概念 绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 场 所 条 件 原 料 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 实质：合成有机物，储存能量 定义： 反应式： 产物 注：(CH2O)表示糖类。 光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。 6CO2+12H2O C6H12O6 + 6O2+ 6H2O 叶绿体 光能 计算反应式： H-COH(甲醛) 探究实验 光合作用释放的O2，是来自的H2O还是CO2？O2的产生与糖类的生成是同一个反应吗？ 19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO₂分子的C和O被分开，①O₂ 被释放，②C 与H₂O 结合成甲醛，然后③甲醛分子缩合成糖。 对植物有毒害作用 ② ③ ① 探究实验 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。 尝试写出以Fe3+为氧化剂的希尔反应离子方程式： 4Fe³++2H₂O 4Fe²++4H++O₂ 光 叶绿体 希尔反应：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应。 希尔实验是否说明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自水？ 希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素，意味着希尔反应是相对独立的反应阶段。 不能。实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。 探究实验 1941年鲁宾和卡门实验 实验方法：同位素标记法 利用稳定同位素18O，分别标记水和二氧化碳，检测O2 变量分析： 自变量： 因变量： 标记物质(H218O与C18O2) 产物是16O2还是18O2 对比试验 第一组与第二组都是实验组 鲁宾和卡门的实验可得出结论：光合作用产生的O2来自于H2O。 探究实验 1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验：在给叶绿体光照时发现，当向反应体系中供给ADP、Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 光照 ATP 光解 O2 水 尝试用示意图表示ATP的合成与希尔反应的关系： 2H2O+2A O2 +2AH2+能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 反应过程 阅读课本P103，回答下列问题： 1.光合作用分为哪两个阶段？ 2. 第一个阶段名称是什么？反应场所在哪？ 4. 希尔反应中的A（氧化剂）在光合作用第一阶段反应中具体指的是什么？ 3. 第一个阶段反应涉及哪些物质变化？尝试梳理出各过程反应物和产物。 5. 第一阶段中能量是如何变化的？ 根据是否需要光能，可以分为光反应和暗反应 场所：类囊体薄膜 光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。 光反应物质变化 第一个阶段反应涉及哪些物质变化？尝试梳理出各过程反应物和产物。 类囊体薄膜上 的色素分子 可见光 ADP+Pi ATP H2O O2 NADP+ 酶 吸收 光解 H+ NADPH 酶 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ 2e-＋NADP＋＋H+→NADPH 氧化剂 2H2O O2 ＋4H+＋4e- 光 光反应能量变化 2H2O O2 ＋4H+＋4e- 光 2e-＋NADP＋＋H+ NADPH 酶 ADP+Pi+能量 ATP 酶 经过上述反应，光能储存到了哪里？ 光能→NADPH、ATP中活跃的化学能 水的光解： ATP的合成： NADPH的合成： 光反应小结 光能→NADPH、ATP中活跃的化学能 2H2O O2 ＋4H+＋4e- 光 水的光解： ADP+Pi+能量 ATP 酶 NADPH的合成： 2e-＋NADP＋＋H+ NADPH 酶 ATP的合成： 场所：类囊体薄膜 物质变化 能量变化 条件：光、光合色素、酶 e- e- e- 光反应详解 暗反应过程 定义：光合作用第二阶段的化学反应，不直接依赖光，这个阶段叫作暗反应阶段。 场所：叶绿体基质 结合P103图5-14，阅读课本P104正文的第三、四自然段，回答下列问题： 1.暗反应涉及哪些物质变化？尝试梳理出各过程反应物和产物。 2. 暗反应阶段中能量是如何变化的？ 暗反应过程 1.暗反应涉及哪些物质变化？尝试梳理出各过程反应物和产物。 2. 暗反应阶段中能量是如何变化的？ CO2的固定 C3的还原 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH CO2＋C5 2C3 酶 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 C5：核酮糖─ 1 ,5 ─二磷酸，即RuBP C3：3─磷酸甘油酸 暗反应物质变化 C5 CO2 C3 C3 C5 (CH2O) ② ① ③ 图中②、③分别代表什么反应？ ②：CO2的固定 ③：C3的还原 在适宜条件下，C5和C3含量保持相对稳定的状态，此时两者数量关系是怎样的？ C3的含量约为C5的两倍 暗反应小结 场所：叶绿体基质 物质变化 能量变化 条件：ATP、NADPH、酶 CO2的固定 C3的还原 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH CO2＋C5 2C3 酶 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 光反应与暗反应 物质联系 光反应为暗反应提供NADPH和ATP， 暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。 能量联系 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 叶绿体 中的色素 可见光 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 H+ 多种酶 酶 (CH2O) CO2 吸收 光解 固定 还原 NADP+ NADPH 酶 卡尔文的实验 ①给小球藻通14CO2光下培养 小球藻 绿藻、真核生物 实验方法：同位素标记法，利用放射性同位素14C 实验过程： 实验结果：发现14C依次出现在C3和（14CH2O）中 初步推测：14CO2→14C3→（14CH2O）+14C5 ②使小球藻进行光合作用，追踪14C去向 卡尔文的实验 为了进一步确定暗反应是如何发生的，卡尔文做了如下实验： 将小球藻置于黑暗条件下，通入14CO2，并测定测定C3及C5含量变化。 预测实验结果，并说明原因： 黑暗条件下，光反应不能发生，ATP、NATPH生成减少，C3的还原被抑制，而CO2的固定仍在发生，C5被消耗生成C3。故C3含量升高，C5含量降低。 条件 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 减少 增加 减少 减少 光照增强 增加 减少 增加 增加 CO2浓度减少 增加 减少 增加 减少 CO2浓度增加 减少 增加 减少 增加 ①H的转移： H2O → NADPH→ (CH2O ) ②C的转移： CO2 → C3 →（CH2O）+C5 ③O的转移： CO2 → C3 →（CH2O） H2O → O2 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 元素转移问题 光合作用原理小结 光反应阶段 暗反应阶段 区别 反应场所 反应条件 物质变化 能量变化 类囊体薄膜 叶绿体基质 光、色素、酶 ATP、NADPH、酶 光能转化为ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中的化学能 ①水的光解：H2O H++O2 ②合成NADPH：NADP++H+→NADPH ③合成ATP：ADP+Pi+能量 ATP 光 酶 酶 ①CO2的固定：CO2+C5 2C3 酶 ②C3还原：C3 （CH2O） 酶 ATP、NADPH ③C5的再生：C3 C5 酶 ATP、NADPH 化能合成作用 化能合成作用：少数种类的细菌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。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 化能合成作用的细菌：硫细菌、铁细菌、硝化细菌；（均属于自养生物） 硝化细菌 硫细菌 ATP和NADPH 卡尔文循环产生有机物 光合作用（第三课时） 光合作用的原理和应用 光合作用强度 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 单位时间内光合作用产生有机物的量 光合作用表示方法： 单位时间内光合作用消耗CO₂的量 单位时间内光合作用放出O₂ 的量 CO2+H2O (CH2O)+O2 叶绿体 光能 光合作用影响因素 光质 光照强度 酶 色素 温度 矿质元素 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 气孔开闭情况、环境中CO2浓度 水分 光 酶的种类、数量 色素的种类和含量 光照强度（光反应） CO2浓度 矿质元素（N、Mg） 水分 内因 外因 影响 因素 温度（酶） 探究·实践 实验名称：探究光照强弱对光合作用强度的影响 变量分析： 不同光照强度 光合作用强度 自变量： 因变量： 无关变量 实验材料状态、CO2的量 探究·实践 实验名称：探究光照强弱对光合作用强度的影响 变量分析： 不同光照强度 光合作用强度 相同时间叶片浮起的数量/相同数量叶片全部浮起所需时间 调节装置与光源的距离/调节灯泡的瓦数 控制方法 检测方法 实验叶片： 生长状况、叶片大小、数量… NaHCO3溶液：浓度、含量 自变量： 因变量： 无关变量 NaHCO3的作用：维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。 实验材料状态、CO2的量 探究·实践 1.实验原理 叶片含有空气 叶片下沉 O2充满细胞间隙，叶片上浮 抽气 光合作用 产生O2 2.实验步骤 ①打孔：用直径为0.6cm的打 孔器打出圆形小叶片30片 2.将圆形小叶片置于注射器内， 使叶片内气体逸出 注意避开叶脉！ 叶脉无叶绿体。 此时叶片细胞间隙充满了水 方法：真空渗水法 探究·实践 3.将处理过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） 防止光照干扰实验结果 NaHCO3溶液浓度不宜过高，避免叶肉细胞失水过多，影响细胞代谢，光合速率下降 探究·实践 强光 中等光 弱光 5.光照：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯 距离（10、20、30cm） 盛水玻璃柱功能：吸收光的热量，避免温度的变化对实验结果造成干扰。 探究·实践 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 5 2 1 10min 10 5 3 15min 11 6 5 20min 15 10 5 3.实验现象 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。 4.实验结论 本实验测得的数值代表净光合速率。由于总光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气。 思考：本实验的数值代表真正的光合速率吗？ 注意多次实验取均值 总光合与净光合 总(真)光合速率 O2产生速率 CO2固定(或消耗)速率 有机物产生(或制造、生成)速率 净(表观)光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率/O2的消耗速率 黑暗中CO2释放速率/CO2产生速率 黑暗中有机物消耗速率 净光合与总光合的关系： 净光合速率= 总光合速率 — 呼吸速率 实际光合/真正光合 表观光合 表示方法： （《导》P181) 光照强度的影响 光照强度： 指光照的强弱,以单位面积上所接受可见光的能量来度量，单位勒克斯（Lx） 1. 图示曲线代表的是总光合还是净光合？ 2. 如何描述该曲线？ 3. 净光合的限制因素因素： CO2的吸收量随光照强度的增强先增强（AD），后不变（DE）。 AD→光照强度 DE→CO2浓度、温度等 净光合 光饱和点 光照强度的影响 CO2吸收量 CO2消耗量 CO2产生量 4. 画出用以表示呼吸作用和总光合的曲线 5. 比较下列呼吸作用与总光合作用速率 光补偿点 总光合速率 A点 呼吸速率 < 总光合速率 A-B 呼吸速率 < 总光合速率 B点 呼吸速率 = 总光合速率 B-E 呼吸速率 > 若净光合大于零，有机物积累，植物生长 若净光合等于零，植物不能生长 若净光合长时间小于零，有机物消耗，植物死亡 净光合速率=总光合速率-呼吸速率 生产应用：温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用强度！ 有机物运输与库源比 注：甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。 叶片（源） 根 果实（库） 筛管 （有机物） 导管 （无机物） 筛管 （有机物） 导管 （无机物） 光照强度的影响 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 光补偿点 6. 若左图描述的为叶肉细胞的情况，则下列四幅图分别对应左图哪些地方？ A点：仅进行呼吸作用 B点：呼吸=总光合 AB：呼吸>总光合 BD：呼吸>总光合 光照强度的影响 7. 其他条件不变，若呼吸作用变小，曲线如何变化？ 8. 其他条件不变，若呼吸作用变大，曲线如何变化？ B2 B1 C2 C1 A1 A2 如红线所示，A点上移，B点左移，C点左移 D点左上移 如绿线所示，A点下移，B点右移，C点右移 D点右下移 光照强度的影响 9. 其他条件不变，若二氧化碳含量降低，曲线如何变化？ 如蓝线所示，A点不变，B点右移，C点左移，D点向左下移动 10. 其他条件不变，若二氧化碳含量升高，曲线如何变化？ 如红线所示，A点不变，B点左移，C点右移，D点向右上移动 “有利两边移，不利中间聚” 光照强度的影响 阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽或弱光条件下生长发育不良的植物。 阴生植物：在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。 0 阳生植物 阴生植物 CO2吸收速率 CO2释放速率 光照强度 1. 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？ 阴生植物的光补偿点和光饱和点都小于阳生植物。 2. 生产上有哪些应用？ 合理密植，间作套种，合理利用光 CO2浓度的影响 A点： 对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。 对应的D点为CO2饱和点 B点： C点： CO2补偿点 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。 CO2浓度 A B 吸收速率 CO2 C 释放速率 CO2 D CO2补偿点 光合作用速率＝呼吸作用速率 B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.“正其行，通其风”大田中还要注意通风透气。 应用 注意：分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐才能被植物吸收。 温度的影响 原理：温度通过影响酶活性影响光合作用。 最适温度下植物光合作用最大 应用：温室中,白天适当提高温度,晚上适 当降温 曲线分析：在一定范围内随温度的升高,光合作用强度增强；温度过高时会影响酶的活性,使光合作用强度减弱。 矿质元素的影响 原理: Mg是叶绿素的组成成分; Fe是合成叶绿素所需酶的组成元素, 影响叶绿素的合成; N是光合酶及色素的组成成分; P是ATP分子的组成成分等。 一定范围内光合作用强度随之升高 浓度过高，植物萎蔫，光合下降。 应用 1. 适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率 2. 有机肥的施用 3. 作物轮作 水分的影响 1.直接影响：水是光合作用的反应物 水是光合作用的介质 水能够运输光合作用产物（蔗糖） 应用 合理浇灌 水分 2.间接影响：水分还能影响气孔的开闭，间接 影响CO2进入叶片，从而影响光 合作用速率。 次要的 主要的 多因素的影响 P点前： 光照强度 温度 光照强度 Q 点： 温度 CO2浓度 光照强度 P点前：限制光合速率的因素： 所表示的因素，(曲线重合） Q 点：限制光合作用的因素： 各曲线表示的因子 横坐标 内部因素影响 1.叶龄： OA段，随叶龄增大，色素含量增加，酶的含量和活性增大，光合速率加快。 应用：适时摘除老叶 2.叶面积指数（叶片总面积/土地面积）： 一定范围内，随叶面积不断增大，总光合增加，但叶面积指数增大到一定值后，由于叶片的相互遮挡，进行光合作用的叶面积不再增大。 应用：适当修苗，避免枝叶徒长；合理密植 P106扩展应用 下图是夏季晴朗白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。 (1)7—10时的光合作用强度不断增强 原因是： 。 (2)10—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下降的原因是： 。 (4)从图中可以看出，限制光合作用的因素有 。 (5)依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的措施。 光照强度不断减弱 光照强度逐渐增大 温度很高，蒸腾作用很强,导致气孔大量关闭，CO2供应减少，光合作用暗反应受到限制 光照强度、温度 如补光、遮阴、喷淋降温等 扩展应用 h i e点： ； ef段： 。 fg段： 。 a点： ， 。 b点前： 。 b点： 。 bc段： 。 c点： 。 ce段： 。 hd段 CO2吸收下降的原因： 温度降低，呼吸减弱， CO2释放减少 开始光合作用 光合作用 <细胞呼吸 光合作用=细胞呼吸 光合作用 >细胞呼吸 光合作用停止，只进行呼吸作用 只进行呼吸作用 温度过高，部分气孔关闭， CO2供应不足，出现“午休”现象。 光合作用 < 细胞呼吸 光合作用 =细胞呼吸 导P182 拓展应用 h i 积累有机物时间段： 制造有机物时间段： 消耗有机物时间段： 一天中有机物积累最多的时间点： 一昼夜有机物积累量： ce段 bf段 og段 e点 S2-(S1+S3) 如何判断植物的生长（有机物积累）情况？ S2-(S1+S3)＞0：有机物增多，体重增大 S2-(S1+S3)=0： 有机物不变 S2-(S1+S3)＜0：有机物减少，体重减轻 S2 S1 S3 拓展应用 光合速率=呼吸速率： ＊一昼夜植物体内有机物 ，表现为 。 CD段：CO2浓度上升， DH段：CO2浓度降低， HI段：CO2浓度上升， AC段： FG段： BC段变化的原因： HI段： 理由：I点低于A点,说明容器中CO2浓度降低，植物的总光合量大于总呼吸量，积累有机物。 光合<呼吸 光合>呼吸 光合<呼吸 D点、H点 无光照，只进行呼吸作用 温度下降，呼吸酶活性降低，呼吸速率有所下降。 温度上升，部分气孔关闭，CO2吸收减少，光合速率下降（“午休”现象） 光合<呼吸，直至光合作用完全停止。 积累 生长 一昼夜是否积累有机物： 比较I点时CO2浓度是否比O点时低 液滴移动问题 乙装置光照一定时间， 液滴 的相对距离表示： ，计作 。 甲装置在黑暗下一定时间，液滴 的相对距离表示： ，计作 。 吸收CO2 或CO2缓冲液，维持容器中CO2浓度 真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 = m + n 丙 水 死亡植物 设置对照实验：防止气压、温度等因素引起误差。若液滴移动，则需要对实验结果进行校正。 左移 O2的吸收量（n） 呼吸速率 右移 O2的释放量（m） 净光合速率 半叶法测光合 半叶法又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量，常用于大田农作物的光合速率测定。 操作步骤：在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。 MA=原叶重-呼吸消耗量 MB=原叶重+净光合量 MB-MA=净光合量+呼吸消耗量=总光合量 黑白瓶法测光合 黑白瓶法测某水层浮游藻类的光合速率 从池塘不同深度采集水样，分别装入黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置，同时测定各水层剩余水样溶氧量，作为初始溶氧量。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为A mg·L-1,白瓶溶氧量为B mg·L-1,黑瓶溶氧量为C mg·L-1,则该 水层浮游藻类的呼吸速率为______mg·L-1·d-1， 该水层浮游藻类的净光合速率为_______mg·L-1·d-1， 该水层浮游藻类的总光合速率为_______mg·L-1·d-1。 A—C B—A B—C 光合作用的其他方式 景天科途径（CAM途径） 夜间 白天 景天科植物普遍生存于极度干燥的环境中，其CAM途径对其环境适应有何积极意义？ 1. 夜间温度较低，湿度较高，气孔开放，能保持最低程度的水分流失，而允许CO2进入。 2. 白天温度较高，湿度较低，气孔关闭，能够防止水分丢失。 光合作用的其他方式 CO2 HCO3- PEP 丙酮酸 丙酮酸 MAT CO2 卡尔文循环 线粒体 叶绿体 叶绿体 叶肉细胞 维管束鞘细胞 MAT C4途径 C3途径 C4植物通常分布在热带地区,光合作用效率较C3植物高,对CO2的利用率也较C3植物高。 C4途径与C4植物 光呼吸途径 光呼吸的危害： 1.使得C5氧化分解加强,一部分碳以CO2的形式散失,从而减少了光合产物的形成和积累。 2.光呼吸过程中消耗了ATP和NADPH 光呼吸的意义：消耗光反应过程中积累的ATP和NADPH,从而减轻强光对叶绿体的伤害。 元素转移问题 第三阶段：线粒体内膜 C6H12O6 2C3H4O3+4【H】+少量能量 酶 2C3H4O3+6H2O 20【H】+6CO2+少量能量 酶 24【H】+6O2 12H2O+大量能量 酶 第一阶段：细胞质基质 第二阶段：线粒体基质 CO2的固定 C3的还原 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH CO2＋C5 2C3 酶 2H2O O2 ＋4H+＋4e- 光 水的光解： ADP+Pi+能量 ATP 酶 NADPH的合成： 2e-＋NADP＋＋H+ NADPH 酶 ATP的合成： Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $