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

该高中生物学课件围绕光合作用与能量转化，系统涵盖色素种类与功能、叶绿体结构、光合作用过程及原理应用，通过植物工厂人工光源等问题探讨导入，以实验探究和科学史资料为支架，衔接色素提取分离、结构分析到过程阐释的逻辑脉络。 其亮点在于以探究实践为核心，结合绿叶中色素提取分离、光照强度影响光合作用等实验，培养科学思维，通过恩格尔曼实验、鲁宾-卡门同位素示踪等科学史，渗透结构与功能观、物质与能量观等生命观念。学生能提升实验操作与分析能力，教师可依托系统资料优化教学流程，提高课堂效率。

第4节 光合作用与能量转化 第5章 细胞的能量供应和利用 本节聚焦: 植物依靠哪些色素捕获光能？ 叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？ 光合作用是怎样进行的？ 光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？ 光合作用原理在生产中有哪些应用？ 教学目标 1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。 2.运用结构与功能相适应的观点，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 3.通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考与讨论，说明光合作用过程，并从物质与能量观视角，阐明光合作用原理，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。 4.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。 5.关注光合作用原理的应用。 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精 密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成 分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完 全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和 白色的光源。 讨论 1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精 密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成 分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完 全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和 白色的光源。 讨论 2、为什么要控制CO2浓度、营养液成分和温度等条件？ CO2浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。 捕获光能的色素和结构 为什么有些植物叶片不是绿色的? 为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？ 一、捕获光能的色素 可以看出叶片中的色素可能与光能的捕获有关 一、捕获光能的色素 正常玉米苗 白化玉米苗 ⑴实验原理 ①提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，如无水乙醇、丙酮等。所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 ②分离：绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同（分子量大小不同，极性不同、极性与N、O有关）。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。因而可用纸层析法进行分离。 绿叶中色素的提取和分离 同学们阅读教材P98—99的内容，思考问题： 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ⑴实验原理 叶绿素b的分子量大，极性强，因而扩散得最慢。 胡萝卜素的分子量小，极性弱，扩散得最快、最整齐。 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ①提取绿叶中的色素 a.研磨 材料: 5g新鲜绿叶 药品 SiO2： CaCO3： 无水乙醇： 使研磨充分 防止色素（叶绿素）被破坏 溶解色素 要求：要迅速、充分 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ①提取绿叶中的色素 b.过滤：获取绿色滤液 单层尼龙布 注意用棉塞将试管口塞严 滤纸、纱布会吸收色素 防止溶剂挥发和色素分子被氧化 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ①提取绿叶中的色素 剪碎 加药品 研磨 过滤 为什么要剪去两角？ 减少边缘效应，造成两边色素扩散快，保证色素带整齐。 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ②色素的分离 a.制备滤纸条 铅笔线 1cm 干燥的定性滤纸 * 重复2—3次，待滤液干后，再画一两次。 (使色素带平整、不重叠) （为了积累更多的色素使分离色素带更明显） 要求：细、直、齐 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ②色素的分离 b.画滤液细线 ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ②色素的分离 c.分离色素 （防止色素溶解在层析液中） 为何滤液细线不能触及层析液？ （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒） 为何要盖上培养皿？ ⑵方法步骤 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ②色素的分离 d.观察与记录 观察滤纸条出现几条色度带， 以及每条色素带的颜色和宽窄。 捕获光能的色素 类胡萝卜素 叶绿素 胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素 (黄色) 叶绿素a (蓝绿色) 叶绿素b (黄绿色) (占1/4) (占3/4) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素ａ 叶绿素ｂ ⑶绿叶中色素的种类 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 a b- 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 [思维拓展]如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？ 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b ⑶绿叶中色素的种类 [思考]从外往里依次为 。 讨论1：滤纸条上有几条色带？它们是按照什么次序分布的？ 讨论2：滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？ 从上往下依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 4条 说明绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同；同时由于4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ⑶绿叶中色素的种类 ①叶片要新鲜，颜色要深，含有较多的色素。 ②研磨要迅速、充分（SiO2：有助于研磨充分），叶绿素不稳定易被分解（CaCO3：防止研磨中叶绿素被破坏）。 ③滤液细线不仅要细、直、齐，而且要求含有较多的色素。 ④滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液，滤纸条上得不到色素带。 绿叶中色素的提取和分离 一、捕获光能的色素 1、探究·实践 ⑷实验成功的关键 红橙黄绿青蓝紫 光谱 一、捕获光能的色素 2、色素的功能 吸收、传递和转化光能 白光中某种波长的光被吸收，在光谱上相应的位置会出现暗带。 阳光是由不同波长的光组成的复合光 1249.unknown 叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素呢？ 白光 绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光 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 一、捕获光能的色素 2、色素的功能 叶绿素a 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。红光有利于糖类的合成，蓝紫光有利于蛋白质、脂肪的合成。 叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。 一、捕获光能的色素 2、色素的功能 色素的吸收光谱是在色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜测出的。 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱 太阳光 反射光 透射光 （红色） （绿色） 荧光现象 一、捕获光能的色素 2、色素的功能 [思考]植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 绿色光源发出的光为绿光，色素不能吸收，无法进行光合作用。 叶绿体 1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素。 1865年德国植物学家萨克斯发现叶绿素并非分布整个细胞，而是集中在一个个更小的结构中。 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 类囊体膜 叶绿素a 叶片除了含有绿色的叶绿素外，还有一些其他的色素，如橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。平时，叶子中的叶绿素含量最多，其他色素较少，各种颜色完全被叶绿素遮盖住了，因此，呈现在我们眼前的就是绿色。 不过，叶绿素有个弱点，就是特别害怕低温寒冷，每当秋风四起，气温逐渐下降时，叶子中的叶绿素就开始分解消失，数量越来越少。而胡萝卜素和叶黄素却不怕低温，等到叶绿素大量消失后，它们便“重见天日”，显示出自己的本色。秋天叶子变黄，就是这个原因。 那么红叶又究竟是怎么回事呢？红叶的典型代表是枫树，它的叶子有一项独特的本领：每当气温下降，叶绿素分解消失时，枫叶里面的糖分大量地转变成红色的花青素，使叶子变得红艳可爱。而鸭跖草又与枫树不同，它叶子里面的花青素，不管春夏秋冬，始终占据着优势地位，将其他色素完全遮盖，所以常年都是紫红色的。 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 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。这种现象与光能的捕获有关吗？ 绿藻：反射绿光 红藻：反射红光 褐藻：反射黄光 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 [练习与应用]拓展应用P101 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。这种现象与光能的捕获有关吗？ 有关。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多。 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 [练习与应用]拓展应用P101 绿藻： 吸收蓝紫光和红光 红藻： 吸收蓝紫光和绿光 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 [知识拓展]影响色素合成的因素 ⑴光照 光是叶绿素合成的必要条件。植物在黑暗中不能 合成叶绿素，使叶子发黄的现象，称为黄化现象。 ⑵温度 高温和低温都会抑制叶绿素的合成，破坏已有的 叶绿素分子，从而使叶片变黄。 ⑶矿质元素：氮、镁是构成叶绿素的组分，缺镁导致叶片发黄。 ⑷水：叶片缺乏水不但影响叶绿素的合成，而且促进已合成的叶绿素加速分解，造成叶片发黄。 正常韭菜 韭黄 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 [知识拓展]异常现象的分析 ⑴滤纸条上色素带过浅，其原因有： ①未加SiO2，研磨不充分或研磨速度太慢，乙醇挥发，色素未能充分提取出来； ②一次加入大量的无水乙醇，使色素提取液浓度太低； ③划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少； ④选材不当，未选择新鲜绿叶或称取的新鲜绿叶量过少，色素含量少； ⑤未加碳酸钙或加入的过少，色素分子（主要是叶绿素）被破坏。 一、捕获光能的色素 3、色素的分布 [知识拓展]异常现象的分析 ⑵滤纸条无色素带，其原因有： ①忘记画滤液细线； ②用清水代替乙醇进行提取； ③层析时，滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液。 ⑶滤纸条上的色带重叠 ①滤纸条上的滤液细线画得过粗或不整齐； ②滤纸条没经干燥处理。 一般呈扁平的椭球形或球形。 ①叶绿体通过什么方式增大膜面积？ 类囊体堆叠形成基粒 ②叶绿体的色素与酶位于哪里？ 色素：类囊体薄膜 酶：类囊体薄膜、叶绿体基质 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 1、叶绿体的形态(光镜下) 2、叶绿体的结构(电镜下) 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 3、恩格尔曼的两个实验 [思考]叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？ 水绵： 需氧细菌： 叶绿体呈螺旋带状分布 集中在O2释放的部位 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 3、恩格尔曼的两个实验 实验1 说明：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。 没有空气黑暗 极细光束 完全光照 极细光束照射 完全曝光 水绵 好氧细菌 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 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 3、恩格尔曼的两个实验 [讨论2]恩格尔曼实验1在选材、实验设计上有什么巧妙之处？ ①实验材料选择 和 。 水绵的优点是 ； 需氧细菌的优点是 。 ②没有空气的黑暗环境排除了 和 干 扰。 ③用极细的光束照射，叶绿体上可分为 和 的部位，相当于一组 实验。 ④临时装片暴露在光下的实验再一次 。 水绵 需氧细菌 叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 可确定释放氧气多的部位 氧气 光 光照多 光照少 对比 验证实验结果 恩格尔曼水绵和好氧细菌实验 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 3、恩格尔曼的两个实验 实验2 说明：叶绿体上的光合色素主要吸收的是红光和蓝紫光。 需氧细菌 水绵 [讨论3]在第二个实验中，大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？ 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 3、恩格尔曼的两个实验 [讨论4]综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？ 是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能，进行光合作用的结构基础， 衔接：叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能？ 光合作用的原理和应用 光合作用的概念： 光合作用是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。 总反应式 CO2 +H2O 光能 叶绿体 (CH2O)+O2 CO2 +2H2O* 光能 叶绿体 (CH2O)+H2O+O2* 叶绿体 光能 C6H12O6+6H2O+6O2* 6CO2+12H2O* 注：（CH2O）表示糖类。 光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。(P104) [思考]叶绿体是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？ [思考]光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 一、光合作用的原理 一、光合作用的原理 探索光合作用原理的部分实验 资料1：19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，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 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。 初步判断：氧来自二氧化碳的可能性较小，可能来源于水。 CO2 O2 C + H2O 甲醛 (CH2O) 一、光合作用的原理 探索光合作用原理的部分实验 资料2：1937年，英国科学家希尔。 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。 讨论1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 像这样，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 应称作希尔反应。 不能。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 O2 H+ 离体的叶绿体悬浮液 一、光合作用的原理 探索光合作用原理的部分实验 资料2：1937年，英国科学家希尔。 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。 讨论2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬 浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料—CO2，因此，该实验说 明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独 立的反应阶段。 [思考]光合作用生成的O2中的氧元素到底来自H2O还是CO2？如何设计实验进行探究？ 同位素示踪法 一、光合作用的原理 探索光合作用原理的部分实验 资料3：1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen)。 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2,第二组释放的都是18O2。 讨论3.分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？ 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。 对比实验 相互对照 CO2 18O2 H218O C18O2 O2 H2O 绿色植物 （如小球藻） A B 一、光合作用的原理 探索光合作用原理的部分实验 资料4：1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，当向反应体系供 给ADP、Pi时，会有ATP产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 讨论4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系？ H2O O2 + H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP 一、光合作用的原理 根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。 总之，光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，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。 一、光合作用的原理 1、光反应阶段 光、色素、酶 叶绿体的类囊体薄膜上 水的光解： ATP的合成： 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 场所： 条件： 物质变化 能量变化： 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ NADPH的合成: 2H2O O2 +4H+ +4e- 光能 ADP＋Pi＋能量 ATP 酶 光能 ADP+Pi ATP 酶 O2 NADPH NADP+ 水在光下分解 H2O 叶绿体 色素 H+ H++NADP+ +2e- NADPH 酶 一、光合作用的原理 1、光反应阶段 类囊体薄膜 类囊体腔 叶绿体基质 ATP合成酶 一、光合作用的原理 2、暗反应阶段 卡尔文循环 CO2 C3 (CH2O) C5 CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是： 结论：光合产物中有机物的碳来自CO2 一、光合作用的原理 2、暗反应阶段 NADPH 、ATP、多种酶 叶绿体的基质中 CO2的固定： ATP和NADPH中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能 场所： 条件： 物质变化 能量变化： 卡尔文循环 CO2+C5 2C3 酶 C5 CO2 2C3 固定 还原 多种酶 NADPH NADP+ ADP+Pi ATP 酶 酶 能量 能量 (CH2O)糖类 C3的还原：2C3 （CH2O）+ C5 ATP、NADPH 酶 一、光合作用的原理 [思考] NADPH和ATP的移动途径是什么？ 从类囊体薄膜到叶绿体基质。 [思考] NADP+和ADP的移动途径呢？ 从叶绿体基质到类囊体薄膜。 [思考] NADPH的作用？ ①在C3的还原中作还原剂； ②为C3的还原提供能量。 一、光合作用的原理 条件骤变对光合作用中各物质的影响 减少 增加 减少 减少 增加 减少 增加 增加 CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 一、光合作用的原理 条件骤变对光合作用中各物质的影响 增加 减少 增加 减少 减少 增加 减少 增加 光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） CO2浓度减少 CO2浓度增加 光反应阶段与暗反应阶段的比较 类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中 需光、色素和酶 不需光和色素；需多种酶 光能→ATP、NADPH中活跃的化学能 ATP 、NADPH中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能 ①光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应的进行提供NADPH和ATP； ②暗反应影响光反应的进行，暗反应为光反应的进行提供ADP、Pi、NADP+等原料； ③两者相互独立又同时进行，相互制约又密切联系。 一、光合作用的原理 项目 光反应阶段 暗反应阶段 区 别 场所 条件 物质变化 能量转化 联 系 指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可以用糖类、CO2、O2等来表示。 二、光合作用原理的应用 1、光合作用的强度（或光合速率） 二、光合作用原理的应用 2、探究·实践 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验原理： 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 利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度 叶片含有空气，上浮 叶片下沉 O2充满细胞间隙，叶片上浮 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： 无变量： 等量,相同浓度 控制方法 检测方法 抽气 光合作用 产生O2 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验步骤： 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验步骤： 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验步骤： 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验步骤： 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验步骤： 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 实验：探究光照强度对光合作用强度的影响 实验结论： 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。 2、探究·实践 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 光质 光照强度 光照时间 光照面积 气孔开闭情况 CO2浓度 水分 光 酶 色素 温度 矿质元素 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 CO2饱和点 C点之后限制因素： 主要为光照强度和温度。 B点： C点： CO2补偿点 CO2饱和点 最大光合速率 D点： 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑴CO2的浓度 应用：大田生产：“正其行，通其风”，多施农家肥； 温室种植：可以使用二氧化碳发生器。 吸收速率 CO2 释放速率 CO2 A B C CO2浓度 D 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑴CO2的浓度 A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）； A′点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B和B′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）。 A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强。这时细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，细胞呼吸强度大于光合作用强度。 B点：细胞呼吸所释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度；光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长。 BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以后不再加强。 植物体 叶肉细胞 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑵光照 CO2 吸收 CO2 释放 光照强度 A B C 呼吸速率 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 光补偿点 光饱和点 阳生植物 阴生植物 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑵光照 光照强度 光合作用强度 O A' B' C' B A C 植物体 应用：阴生植物的B点前移，C点光照强度较低。间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置、冬季温室栽培避免高温等都是对这一原理的具体运用。也可在冬天或阴雨天使用人工光照作为补充。 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑵光照 植物体 叶肉细胞 A：只进行呼吸作用 AB：光合作用<呼吸作用 B：光合作用=呼吸作用 BC：光合作用>呼吸作用 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑵光照 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑶温度 温度通过影响酶的活性影响光合作用。 温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。 应用：温室栽培时，增大昼夜温差； 适时播种。 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑷水分 水是光合作用的原料，缺水直接影响光合作用。 应用：生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。 当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。 二、光合作用原理的应用 3、影响光合作用的因素 ⑸矿质元素 N：光合酶及NADPH和ATP的重要组分 P：NADPH和ATP的重要组分，维持叶绿体正常结构和功能。 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分 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。 应用：合理施肥 ⑴延长光照时间：每年种植和收获两次或多次、套种等。 ⑵增加光照面积：合理密植、间作等。 ⑶提高光合作用效率：如适当增加光照强度、提高CO2浓度和温度等。 二、光合作用原理的应用 4、提高光能利用的途径 间作：在一块田地上同时、间隔种植两种作物； 轮作：在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物； 套作：在同一块田地上，在前季作物的生长后期，在其株、行间播种或移栽后季作物。 二、光合作用原理的应用 4、提高光能利用的途径 玉米——大豆 玉米、花生轮作 果园套种油菜 ：不能直接利用无机物制造有机物，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。 ：能够直接从外界摄取无机物转变成自身有机物，并储存能量的一类生物。 如：大部分动物等 如：大多数植物、某些细菌 所需的能量来源不同（光能、化学能） 光能自养生物 绿色植物、蓝细菌等 硝化细菌等 化能自养生物 三、化能合成作用 1、异养生物 寄生、腐生、捕食 2、自养生物 * 自然界中有少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是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，这种合成作用，叫做化能合成作用。属于自养生物。 化能自养生物： 硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等。 三、化能合成作用 3、化能合成作用 * 自然界中有少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是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，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌，就属于化能自氧型生物，他们以化学能为能源，以CO2为碳源，主要代表有以下几种。 硝化细菌 三、化能合成作用 3、化能合成作用 硝化细菌 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 能量 6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2 酶 $