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的原理和应用，通过希尔反应、鲁宾和卡门实验等经典探究历程导入，衔接细胞能量供应知识，搭建从实验证据到理论模型的学习支架，系统呈现光反应、暗反应的物质能量变化及影响因素。 其亮点在于以科学思维为核心，通过“探究光照强弱对光合作用强度”实验培养探究实践能力，结合物质与能量观分析光合与呼吸的联系。采用问题驱动（如C3/C5含量变化分析）和图表结合（曲线、表格）的教学方法，帮助学生深化理解，教师可直接应用于课堂提升教学效果。

第五章 细胞的能量供应和利用 5.4光合作用与能量转化 光合作用的原理和应用 指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 1、光合作用的概念 二、光合作用的原理和应用 (一)光合作用 CO2 + H2O (CH2O) + O2 光能 叶绿体 2、光合作用的反应式和计算式: 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 光能 叶绿体 (二)光合作用的原理 探究光合作用原理的部分实验 思考•讨论 1、19世纪末,科学家普遍认为,在光合作用中,CO2分子的C和O被分开,O2被释放,C和H2O结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖。 2、1928年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) (二)光合作用的原理 探究光合作用原理的部分实验 思考•讨论 3、1937年,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。 希尔反应:离体的叶绿体在适当的条件下发生水的光解、产生氧气 的化学反应。 结论:水的光解产生氧气。氧气的产生和糖类的合成不是同一个 化学反应,而是分阶段进行的。 4Fe3+ + 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2 光能 叶绿体 (二)光合作用的原理 探究光合作用原理的部分实验 思考•讨论 4、1941年,鲁宾和卡门用同位素示踪法,研究了光合作用中 氧气的来源。 CO2 H218O 光照射下的 小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 结论:光合作用释放的氧来自水。 (二)光合作用的原理 探究光合作用原理的部分实验 思考•讨论 5、1954年,美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验: 在给叶绿体照光时发现,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。 结论:在光照时,叶绿体中生成了ATP。 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系: ADP+Pi ATP (二)光合作用的原理 探究光合作用原理的部分实验 思考•讨论 6、1946年开始,美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用,探明了CO2中的C的去向,称为卡尔文循环。 结论:光合产物中有机物的碳来自CO2 CO2 C3 (CH2O) C5 光合作用过程是否需要光能划分:光反应和暗反应(碳反应)。 (二)光合作用的原理 1、光反应阶段 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。 叶绿体中 的色素 光能 H2O 水在光下分解 O2 NADPH ADP+Pi 酶 ATP 光、色素、酶 叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解: 2H2O 4NADPH + O2 光能 ATP的合成: ADP+Pi + 能量 ATP 酶 场 所: 条 件: 物质变化 能量变化 光能 ATP中活跃的化学能 1、光反应阶段 2、暗反应阶段 光合作用第二阶段的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段叫作暗反应阶段。 CO2 C5 固 定 2C3 NADPH 供氢、供能 酶 (CH2O) 淀粉、蔗糖 多种酶 参加催化 还原 酶 ATP 供能 ADP+Pi CO2的固定: CO2+C5 2C3 酶 C3的还原: 叶绿体的基质中 ATP NADPH 、 ADP+Pi 2C3 CH2O) + H2O + C5 酶 NADPH 、ATP、酶、 场所: 条件: 物质变化 能量变化 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 2、暗反应阶段 3、光反应与暗反应的区别和联系 暗反应 光反应 比较项目 能量变化 联 系 物质变化 条 件 场 所 类囊体薄膜上 叶绿体的基质 需光,色素和酶 还原剂、能量、酶 H2O NADPH+O2 光解 ADP+Pi+能量 ATP 酶 CO2+ C5 2C3 酶 2C3 (CH2O)+C5+H2O ATP、NADPH 酶 稳定的化学能 光能 活跃的化学能 光反应为暗反应提供ATP和NADPH,暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+ 4、光合作用过程图解 光反应阶段 (叶绿体类囊体薄膜) 暗反应阶段 (叶绿体基质) ADP+Pi NADP+ CO2 2C3 C5 (CH2O) 多种酶 参加催化 固 定 还 原 ATP NADPH 光能 叶绿体 中的色素 18O2 水的光解 H218O 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 14 1、NADPH和ATP的移动途径是什么? 从类囊体薄膜到叶绿体基质 2、NADP+和ADP的移动途径呢? 从叶绿体基质到类囊体薄膜 3、NADPH的作用? ①.活泼的还原剂 ②.储存部分能量供暗反应阶段利用 思考•讨论 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 15 5、反应式中元素去向 (1)氧元素 H2O CO2 C3 O2 (2)碳元素: CO2 C3 (CH2O) (3)氢元素: H2O [H] (CH2O)+H2O (CH2O)+H2O C5 6CO2+12H2O 光能 叶绿体 C6H12O6+6H2O+6O2 光照变弱; CO2不变 光照变强; CO2不变 光照不变; CO2减少 光照不变; CO2增多 ATP ADP和Pi NADPH C3 C5 CH2O 6、光照强度和CO 2变化:短时间内对C3、C5、NADPH、ATP、ADP和 Pi、CH2O的影响 减少 增多 增多 减少 减少 增多 减少 减少 增多 增多 增多 减少 减少 增多 减少 减少 增多 增加 减少 增多 减少 增多 增多 减少 6、CO 2和光照变化短时间内对C3、C5、[H]、ATP的影响 (1)光照变弱; CO2供应不变 (2)光照变强; CO2供应不变 1.下图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合用过程 中C3、C5化合物的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈 转向阴天时,叶绿体中C3含量的变化、C5含量变化分别相当 于曲线中的 A.c d段(X),b c段(Y) B.d e段(X),d e段(Y) C.d e段(Y),c d段(X) D.c d段(Y),b c段(X) B C3 C5 请分析光下的植物突然停止光照后,其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化? 停止光照 光反应停止 请分析光下的植物突然停止CO2的供应后,其体内的C5化合物和C3化合物的含量如何变化? [H] ATP 还原受阻 C3 C5 CO2 固定停止 C3 C5 光照不变,停止CO2供应 暗反应 C3含量下降 C5含量上升 NADPH、ATP增加 O2产量减少 仍可进行 :CO2 + C5 2C3 酶 停止 2C3 +NADPH (CH2O)+C5 酶 ATP 光反应停止 H2O 2 NADPH + 1/2O2 + Pi + 光能 ATP 酶 ADP 没有暗反应光反应也不能进行 2C3 +NADPH (CH2O)+C5 停止光照,CO2供应不变 光反应停止 NADPH、ATP、O2产生减少 暗反应 仍正常进行 停止 C3含量上升 C5含量下降 (CH2O)合成量减少 H2O 2 NADPH+ 1/2O2 + Pi + 光能 ATP 酶 ADP 酶 ATP :CO2 + C5 2C3 酶 暗反应停止 没有光反应就没有暗反应 NADPH (三)光合作用原理的应用 光合作用强度:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类 的数量。 1、探究光照强弱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 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、方法步骤: 1.打孔:用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、方法步骤: 2.将圆形小叶片置于注射器内,使叶片内气体逸出 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、方法步骤: 3.将处理过圆形小叶片放入清水中,黑暗保存 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、方法步骤: 4.取3只小烧杯,分别倒入富含CO2的清水(1%~2%的NaHCO3溶液) 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、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、弱光下 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 6.观察并记录结果 探究光照强弱对光合作用强度的影响 探究•实践 二、方法步骤: 三、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。 编 号 1组 2组 3组 4组 5组 光 质 (自变量) 白光 紫光 蓝光 绿光 红光 对照组 实验组 光合作 用强度 (因变量) 以小圆叶 片浮起数 量为指标 第1次 10 8 4 0 10 第2次 10 8 3 0 9 第3次 10 9 3 0 9 第4次 10 8 2 0 9 第5次 10 8 3 0 9 平均值 10 8.2 3 0 9.2 某同学的实验结果(表格记录) 小圆叶片浮起数量/片 不同光质的光 白光 紫光 蓝光 绿光 红光 0 2 4 6 8 10 10 8.2 3 0 9.2 不同光质对菠菜小圆叶片浮起数量的影响 实验结果转化为柱形坐标图 2、影响光合作用的因素 (三)光合作用原理的应用 光:光照强度、光质、光照时间 CO2的浓度 H2O 矿质元素(如Mg合成叶绿素、N影响酶和ATP的合成) 温度 外因: 内因: 酶的种类、数量 色素的含量 注意光合作用强度的表示方法 O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 只有呼吸作用,无光合作用 光合作用<呼吸作用 光合作用=呼吸作用 光合作用>呼吸作用 植物在进行光合作用的同时,还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标,如O2的释放量,是植物光合作用实际产生的总O2量吗? 33 线粒体 叶绿体 O2 释放O2 (可以测得) 叶肉细胞 光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2 CO2 释放CO2 (可以测得) 34 净光合速率: 总光合速率: O2的释放量 CO2的吸收量 有机物的积累、增加量 O2产生、制造量 CO2固定、同化、消耗量 有机物制造、产生、合成量 O2消耗量 CO2产生量 有机物消耗量 (表观光合速率) 呼吸速率: 有机物制造量 = 有机物积累量 + 呼吸有机物消耗量 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 O2产生量 = O2释放量 + 呼吸O2消耗量 CO2固定量 = CO2吸收量 + 呼吸CO2产生量 类型: 真正/实际/总光合(速率)=呼吸(速率)+ 净光合(速率) 测 量 计 算 速率 CO2 O2 糖类 实际/总/真正光合 固定、消耗、 产生 制造、生成 表观/净 (光下测量植物体) 吸收 释放 积累 呼吸 (黑暗中测量) 释放/产生 吸收 消耗 净光合(速率)=总光合(速率)— 呼吸(速率) 速率 表观/净(光下测量植物体) 实际/总/真正光合 呼吸 (黑暗中测量) 糖类 积累 制造、生成 消耗 CO2 吸收 固定 释放、产生 O2 释放 产生 吸收 外部因素1: 光照强度 光照强度 CO2吸收量 CO2释放量 A B C A点:只呼吸不光合 O c O2 CO2 AB段:呼吸>光合 B点: BC段:光合>呼吸 呼吸=光合(光补偿点) 光饱和点 37 光补偿点 光饱和点 C B A . 光照强度 O 光合速率 CO2吸收量 CO2释放量 1.光照强度 A:只有呼吸作用 AB:随光照强度加强,光合速率上升,但小于呼吸速率 B:光合速率等于呼吸速率(光补偿点) BC:光合速率大于呼吸速率,并随光照强度加强而不断上升 C:光合速率达到最大值(光饱和点) 如果植物长期处于B点,没有有机物积累,植物不能生长。 CO2吸收量 CO2释放量 光照强度 O A E D C F 光照强度由O到E变化的过程中: ①细胞呼吸消耗的有机物是多少? ②光合作用制造的有机物是多少? ③此过程中积累的有机物是多少? B 用面积表示 梯形SACDF 矩形SAOEF 梯形SACDF-矩形SAOEF 即,梯形SDCBE- SOBA 1.间作(几种作物同时期播种)、 套种(几种作物不同时期播种) 2.轮作(几种作物轮换种植) 3.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 应用: 光补偿点 光饱和点 D (1)光照强度 深挖教材 若研究对象不是绿色叶肉细胞而是整株植物出现上面曲线图时,叶肉细胞内的气体交换在B点有何变化? 植物能进行光合作用的只有绿色组织器官,而所有细胞都要进行呼吸作用。B点是植株的光补偿点,对于叶肉细胞而言,光合速率 叶肉细胞的呼吸速率。 大于 (2)CO2浓度 C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); D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)。 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. B点 :进行光合作用所需CO2的最低浓度 A B C D 0 吸收CO2 释放CO2 CO2浓度 (3)温度 最适温度下植物光合作用最大,植物体内的酶最适温度在40~50 之间。 温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低,光合速率会减弱。 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 CO2 H2O O2 【检测】(2020 唐山二模)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述错误的是( ) A.25 时该植物积累有机物最快 B.在0~30 范围内,温度对光合作用有关酶的影响 相对于呼吸作用有关酶的影响更大 C.45 时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 D.春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量 C 45 时整个植物的光合速率等于呼吸速率,因为还存在非光合作用的细胞,所以叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 外部因素4: 水分 (1)水分作为植物光合作用的原料 (2)缺水:植物部分 关闭,影响 进入叶肉细胞, 从而间接影响植物的光合作用。 (3)缺水,叶片淀粉水解减弱,糖类堆积,光合产物 (输出/输入)减慢,光合产物积累, 间接抑制了植物的光合作用 【应用】合理灌溉 气孔 CO2 输出 如: 夏天中午,气温高,为了防止蒸腾作用过强,蒸发 过多水分,部分气孔关闭,导致 吸收量减少, 光合速率 。 CO2 降低 外部因素5: 矿质元素 N: 可参与形成的物质: P: 类囊体膜和ATP、磷脂、核酸的重要组分 K: 促进光合产物向贮藏器官运输 Mg: 叶绿素的重要组分 缺N、P: 影响ATP和NADPH的合成 过多: 矿质元素过多,可导致土壤溶液浓度 过高而导致植物渗透失水而萎蔫。 应用: 合理施肥 光合作用相关的色素、酶、磷脂、NADPH和ATP、核酸 46 内部因素1: 物种 各种植物的光合速率变化 光合速率 光照强度 阴生苔藓 阴生草木 阳生草木 小麦 玉米 高粱 O 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。 47 A 光照强度 O 吸收 CO2 阳生植物 阴生植物 光补偿点 光饱和点 光补偿点、光饱和点 : 阳生植物>阴生植物 D 应用:应根据植物的生活习性因地制宜种植植物。间作、套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、合理采伐、冬季温室栽培等都与光补偿点有关。 内部因素2: 叶龄 光合 作用强度 叶龄 幼 成熟 老 在一定范围内,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用强度不断增加。 O A B C 应用: 农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶保证植物及时换新叶,同时可降低其呼吸作用消耗有机物。 49 1.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。 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。 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。 (四)光合作用速率的测定 O2 释放 量 0 O2 吸 收 量 光照强度 光补偿点 光饱和点 A B C 呼吸速率 净光合速率 总光合速率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1.光合作用强度的多因素影响 限制光合速率的因素为横坐标所示的因素,随该因素的不断加强,光合速率不断提高 P点之前: Q点: 横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素,影响因素为坐标图中所标示出的其他因素 52 2. 密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线分析 (1)AB段: 无光照,植物只进行 。 (2)BC段: 温度降低, 。 (3)CD段: 4时后,微弱光照,开始进行光合作用, 但光合作用 呼吸作用。 (4)D点: 随光照增强,光合作用强度 呼吸作用强度 呼吸作用 呼吸酶活性低,呼吸作用减弱 小于 等于 (5)DH段: 光照继续增强,光合作用 呼吸作用。其中 FG段表示“光合午休”现象。 (6)H点: 随光照减弱,光合作用下降,光合作用 呼吸作用。 (7)HI段:光照继续减弱,光合作用 呼吸作用,直至 光合作用完全停止。 (8)从图像上看,植物一昼夜 (是/否)有机物积累 是 大于 等于 小于 3.夏季一天中CO2吸收量和释放量变化曲线 (1)ob段:因为无光,只进行 。 a点: 凌晨3时~4时, , 呼吸作用减弱,CO2释放减少 (2)b点: 早上6点左右,太阳出来,开始进行 。 (3)bc段: 光合作用 呼吸作用 (4)c点: 上午7点左右,光合作用强度 呼吸作用强度 呼吸作用 温度降低,呼吸酶活性弱 光合作用 小于 等于 (5)ce段,光合作用强度 呼吸作用强度。 (6)d点: 温度过高,植物体部分气孔关闭,导致植物从 外界吸收的CO2减少,出现“午休”现象 (7)e点: 下午6点左右,光合作用强度 呼吸作用 强度,故植物一天中有机物积累最多是在 点。 (8)ef段: 光合作用强度 呼吸作用强度 (9)fg段: 太阳落山,没有光照,停止光合作用, 只进行呼吸作用 大于 e 等于 小于 呼吸作用CO2释放速率 实际光合作用CO2吸收速率 CO2吸收速率 20+5=25 净光合作用速率 = 实际光合作用速率 - 呼吸作用速率 C02吸收速率 = 实际光合作用CO2吸收速率 - 呼吸作用CO2释放速率 57 例题:将天竺葵放在特定实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件相同且适宜),结果如下表所示: 净光合作用速率最大 在昼夜不停的光照下,该植物生长的最适宜温度是_,在30 时,该植物每小时实际光合作用CO2消耗速率是_mg/h。 25 6.53 =光照下吸收C02速率+呼吸作用CO2释放速率 净光合作用速率 呼吸速率 =3.53+3.00=6.53 58 2.测定方法: ①先将植物置于黑暗中,测量呼吸速率 。 ②在有光条件下,测定表观光合速率。 ③计算:实际(真正)光合速率=表观光合速率+呼吸速率。 (四)光合作用速率的测定 光照强度 0 1 2 3 4 5 O2释放 例如:根据O2的变化量测定光合速率 二、光合速率的测定方法 (1)条件:整个装置必须在 ,光是植物进行光合作用的条件。 (2)NaHCO3溶液作用:烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内 的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率测定指标:植物光合作用释放氧气,使容器内气体压强增大,毛细管内的有色液滴右移。单位时间内有色液滴右移的体积即表示 。 光下 CO2浓度 净光合速率强度 整个光合作用过程中的物质 变化和能量变化分别是什么? 物质变化: 无机物 能量变化: 光能 转变 转变 光合作用的实质:合成有机物,储存能量。 有机物 糖类等有机物中的化学能 特别说明:光合作用的产物除糖类和氧外,还有 氨基酸、脂肪等有机物 光合作用的意义 ①把无机物合成有机物,不仅是自身的营养物质, 而且是人和动物的食物来源. ②将光能转换成化学能,贮存在有机物中,提供了 生命活动的能量来源. ③维持了大气成分的基本稳定 硝化细菌: 能够利用体外环境中的NH3氧化时所释放的能量 来制造有机物 。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 6CO2+12H2O C6H12O6+ 6O2+6H2O 能量 酶 (五)化能合成作用 自养型:能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身组成物质,并储存能量一类生物 同 化 作 用 类型 异养型:不能直接利用无机物制成有机物,只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质,并储存能量的一类生物 例如:人、动物、真菌、大多数细菌 光能自养型: 化能自养型: 自养型 如:植物、蓝藻、光合细菌 硝化细菌、硫细菌、铁细菌 异化作用类型 需氧型 厌氧型 兼性厌氧型 同化作用类型: 新陈代谢类型:同化作用类型+异化作用类型 自养型 异养型 自养需氧型 异养需氧型 异养厌氧型 异养兼性厌氧型 1. 在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是( ) A. 红光,ATP下降 B. 红光,未被还原的C3上升 C. 绿光,NADPH下降 D. 绿光,C5上升 C 巩固练习 2. 图示适宜条件下,甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系,下列说法正确的是( ) A. CO2浓度大于a时,甲才能进行光合作用 B. 适当增加光照强度,a点将左移 C. CO2浓度为b时,甲、乙总光合作用强度相等 D. 甲植物体内[H]的含量在CO2浓度为b时比在a时高 B 巩固练习 巩固练习 3、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 4、下图是在一定的CO2浓度和温度下,某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关系曲线,据图回答: 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度(Klx) 25 CO2吸收量 mg/dm2 h b c d -5 巩固练习 ⑴该植物的呼吸速率为每小时释放CO2_mg/dm2。 ⑵b点表示 。 5 光合作用与呼吸作用速率相等 巩固练习 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度(Klx) 25 CO2吸收量 mg/dm2 h b c d -5 ⑶若该植物叶面积为10dm2,在光照强度为25Klx条件下光照1小时,则该植物进行光合作用时叶绿体吸收CO2 _mg。 250 巩固练习 5 10 15 20 25 30 35 5 10 20 15 光照强度(Klx) 25 CO2吸收量 mg/dm2 h b c d -5 ⑷若白天光照强度较长时期为b该植物能否正常生长?为什么? 不能正常生长。 白天光照强度为b时,无有机物积累,而夜间消耗有机物,从全天来看,有机物的消耗多于积累,不能正常生长。 巩固练习 【检测】在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时,突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是( ) A. C3和C5都迅速减少 B. C3和C5都迅速增加 C. C3迅速增加, C5迅速减少 D. C3迅速减少, C5迅速增加 C CO2固定过程减慢, C3形成量减少;而C3的还原过程仍在进行。 【检测】下图是改变CO2浓度后与光合作用有关的 C5和C3在细胞内的变化曲线,请回答: (3)光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度, 但前者主要影响光合作用的 ,后者主要影响光合 作用的 。 (1)曲线a表示的化合物是 ,曲线b表示的化合物 是 ; (2)在CO2浓度降低时,曲线a表示的化合物的含量迅速下降的原是 光反应 暗反应 C5 C3 【检测】已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 、30 ,如图曲线表示该植物在25 时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到30 的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是( ) A.a点上移,b点左移,m值增加 B.a点上移,b点左移,m值不变 C.a点下移,b点右移,m值下降 D.a点下移,b点不移,m值上升 C 【拓展】当条件改变时,曲线中几个关键点的移动规律①A点: 与呼吸强度相关,呼吸强度增加或减少,A点相应下移或上移。 ③C点: 与光合速率相关,若环境改变(如CO2浓度降低)使暗反应速率降低,光合作用对光照的需求降低,则C点左移,D点左下移动;反之则C点右移,D点右上移动。 ②B点: 此时光合速率等于呼吸速率。若环境改变(如光照强度降低)使光合速率低于呼吸速率,则B点右移,通过增强光合强度以提高光合速率,反之则B点左移。 光合作用与细胞呼吸的区别与联系 光合作用 细胞呼吸 发生范围 发生场所 发生条件 含叶绿体的植物细胞 所有活细胞 叶绿体 细胞质基质、线粒体或细胞质基质 无机物 有机物 合成 储存能量 有机物 无机物 合成 释放能量 能量转化的联系: 光能 光反应 ATP中活跃的化学能 暗反应 有机物中稳定的化学能 热能 ATP中活跃的化学能 用于各项生命活动 光合作用 细胞呼吸 3.真核生物光合作用与有氧呼吸的关系 (1)区别 光 合 作 用 有 氧 呼 吸 物质 变化 能量 变化 实质 场所 条件 合成 无机物 有机物 分解 有机物 无机物 光能 化学能(储能) 化学能 ATP中活跃的化学能、热能(放能) 叶绿体 分解有机物、释放能量,合成ATP 合成有机物,储存能量 细胞质基质、线粒体 只在光下进行 有光、无光都能进行 (2)光合作用与有氧呼吸的联系: (3)联系 绝大多数生命活动 过程联系: (CH2O) H2O + CO2 光合作用 光能 O2 (含化学能) 有氧呼吸 热能 ATP H2O + CO2 一、概念检测 1.基于对叶绿体的结构和功能的理解,判断下列相关表述是否正确。 (1)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。( ) (2)叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积,有利于充分吸收光能。( ) (3)植物叶片之所以呈现绿色,是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。( ) √ 练习与应用(P101) 2.下列关于高等植物细胞内色素的叙述,错误的是( ) A.所有植物细胞中都含有4种色素 B.有些植物细胞的液泡中也含有色素 C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能 D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素 和类胡萝卜素两大类 A 练习与应用(P101) 二、拓展应用 2.与传统的生产方式相比,植物工厂生产蔬菜等食物有哪些优势?又面临哪些困难?你对植物工厂的发展前景持什么观点?请搜集资料,结合自己的思考写一篇综述性短文。 与传统生产方式相比,植物工生产蔬菜可以精确控制植物的生长周期、生长环境、上市时间等,但同时面临技术难度大、操控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性等问题。综述性短文只要证据确凿、逻辑清晰、言之有理,就可以的。 练习与应用(P101) 一、概念检测 1.依据光合作用的基本原理,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。( ) √ 练习与应用(P106) 2.如果用含有14C的CO2来追踪光合作用中碳原子的转移途径,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 D 练习与应用(P106) 3.根据光合作用的基本过程填充下图。 O2 2C3 C5 NADPH ATP ADP+Pi NADP+ 练习与应用(P106) $