5.4.2 光合作用的原理和应用课件-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换，系统梳理光反应、暗反应过程及原理，通过知识回顾衔接细胞能量供应知识，构建从基础概念到影响因素的学习支架，帮助学生形成完整知识脉络。 其亮点在于融合科学史实验（如鲁宾和卡门同位素标记）培养科学思维，设计“叶圆片上浮”实验落实探究实践，用“来源－去路”法和模型法解析物质变化，深化物质与能量观。学生能提升探究能力，教师可直接应用实验方案与分析工具，提高教学效率。

第5章 细胞的能量供应和利用 课时一 第4节 光合作用与能量转换 知识回顾 C5 2C3 （CH2O） →葡萄糖 淀粉 ↑ CO2 固定 叶绿体 基质 卡尔文循环 还 原 →蔗糖 （CH2O） 细胞质基质 绿叶体中的色素 可见光 吸收 H2O O2 光解 NADP+ NADPH 酶 ADP＋Pi ATP 酶 H+ 类囊体薄膜 教学目标 01 说明光合作用的过程，并从物质与能量观视角阐明光合作用的原理。 02 设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。 03 关注光合作用原理的应用。 环境因素变化对光合作用中物质变化的影响。 01 呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的辨析。 03 影响光合作用的因素及应用。 02 光合作用曲线中关键点的移动。 04 教学重难点 知识点1 光合作用的原理 一、光合作用 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将 转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 2.过程 1.概念 (CH2O)表示糖类 3.实质 合成有机物，储存能量。 将无机物合成有机物，光能转换为有机物中稳定的化学能。 二氧化碳和水 有机物 氧气 6 二、探索光合作用原理的部分实验 1.19世纪，60年代 科学家总结出光合作用的反应式。 CO2 + H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 CO2 O2 C + H2O 甲醛 多个缩合 糖类 很多年来，人们一直以为： 甲醛→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类。 应该注意到光合作用反应式中所有的反应物和产物都含有氧，而上面反应式并没有指出释放的O2是来自CO2还是H2O。 很多年来，人们一直以为光能将CO2分解成O2和C，C与H2O结合成（CH2O） 7 2.1931年，尼尔 1931年，微生物学家尼尔（C.B.Van Niel）将细菌光合作用与绿色植物的光合作用加以比较，提出了以下光合作用的通式∶ CO2 +2H2A→（CH2O）+ 2A +H2O。 光合细菌在光下同化CO2而没有O2的释放，O2不是来自二氧化碳而是水。因此他第一次提出光在光合作用中的作用是将水光解。 二、探索光合作用原理的部分实验 3.1937年，希尔 1937年，英国植物学家希尔(R.Hill)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。 二、探索光合作用原理的部分实验 3.希尔反应 4Fe3+ （或其他氧化剂）+ 2H2O 4Fe2+ + 4H+ + O2 光能 叶绿体 （1）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。 （2）希尔反应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？ 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。。 希尔进一步研究证实，植物光合作用的光反应是氧分子的产生，而不是二氧化碳的还原，氧的产生是由于叶绿体以草酸铁作受氢体所致，其机理与完整细胞光合放氧过程相一致。 10 4.1941年，鲁宾和卡门 O2全部来自于H2O吗？ 相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的相对分子质量不同。（同位素标记方法）（对比实验的方法） 鲁宾和卡门的实验说明 光合作用释放的氧来自于水。 二、探索光合作用原理的部分实验 5.1954年，阿尔农 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。 H2O O2 + 2H+ + 能量 光照 叶绿体 ADP+Pi ATP ATP的合成与希尔反应的关系 二、探索光合作用原理的部分实验 6.1964年，卡尔文 1964年以后，美国科学家卡尔文用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。 放射性同位素标记法。 结论：光合产物中有机物的碳来自CO2 上述实验表明，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。P103　 二、探索光合作用原理的部分实验 19世纪末 甲醛→糖 1928年 甲醛对植物有毒 不能通过光合作用转化成糖 1937年 希尔反应 水的光解产生氧气 1941年 鲁宾和卡门 同位素标记法光合作用氧气来自于水 1954年 阿尔农 光照下叶绿体合成ATP 总是与水的光解相伴 二、探索光合作用原理的部分实验 14 三、光合作用的过程 根据是否需要光能， 将光合作用分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。 15 光反应 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 1.条件 光、色素、酶、水、ADP、Pi、NADP+ 2.场所 类囊体薄膜上 3.主要产物 O2、ATP、NADPH 三、光合作用的过程 16 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。 4.物质转化 水的光解： ATP的合成： 2H2O O2+ 4H++4 e- 光 色素 NADPH的合成： 光能 5.能量转变 ATP、NADPH中活跃的化学能 ADP + Pi + 能量 ATP + H2O 酶 NADP+ + H+ +2 e- NADPH 酶 三、光合作用的过程 17 ADP+Pi ATP NADP+ 能量 C5 2C3 多种酶 (CH2O)糖类 CO2 固定 还原 酶 NADPH 酶 能量 1.条件 有没有光都可以， 需多种酶、CO2、ATP、NADPH 2.场所 叶绿体基质中 3.产物 （CH2O）、ADP 、Pi、NADP+ 卡尔文循环(同位素标记法) 三、光合作用的过程 18 4.物质转化 CO2的固定 C3的还原 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH 5.能量转变 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 2C3 酶 ATP、NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 三、光合作用的过程 19 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 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 光能 →ATP、NADPH中活跃的化学能 ATP、NADPH中活跃的化学能 →有机物中稳定的化学能 酶 三、光合作用的过程 20 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 光反应 暗反应 NADP+ NADPH 酶 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+。 三、光合作用的过程 21 反应阶段 光反应 暗反应 反应部位 反应条件 物质变化 能量变化 产 物 相同点 实质 类囊体的薄膜上 叶绿体基质 叶绿体色素、酶、光能 酶 2H2O O2+ 4H+ +4e+ 酶 ADP+Pi+能量 ATP 酶 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→稳定的化学能 NADPH、ATP、O2 ADP、Pi 、（CH2O ） 、C5 都包括物质变化和能量变化 把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来 NADP++H++2e+ NADPH 酶 CO2+C5 2C3 酶 2C3 (CH2O)+C5 酶 ATP、NADPH 并不是所有过程都需要酶的催化，色素吸收光能不需要酶的催化。 22 四、光合作用的意义 1.制造有机物，为自身及异养生物提供营养物质。 2.转化并储存太阳的光能，为生命活动提供能量。 3.为有氧呼吸的生物提供氧气； 维持大气中O2和CO2的平衡，从而缓解温室效应。 光能通过驱动光合作用而驱动生命世界的运转。 4.形成臭氧（O3），吸收紫外线，保护地球生物。 5.对生物的进化有重要的作用。（为好氧生物的出现提供了氧气） 23 五、光合作用中元素的转移 1.若有机物为(CH2O) 2.若有机物为C6H12O6 CO2 + H2O 光能 叶绿体 （CH2O）+ O2 6CO2 + 12H2O 光能 叶绿体 C6H12O6+ 6O2+6H2O 24 NADPH 1.3H的转移 2.14C的转移 3.18O的转移： 3H2O (C3H2O ) 光反应 暗反应 （14CH2O） 14CO2 CO2的固定 14C3 C3的还原 （CH218O） 18O2 H218O 光反应 C18O2 C3 CO2的固定 C3的还原 五、光合作用中元素的转移 六、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 1.“来源－去路”法 CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O） 光照减弱 光照增强 减少 减少 减少 减少 增加 增加 增加 增加 26 1.“来源－去路”法 光照不变 C3 C5 （CH2O） NADPH、ATP CO2浓度减少 CO2浓度增加 增加 增加 增加 增加 减少 减少 减少 减少 27 2.模型法 ①图1中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ②图2中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ③图3中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 ④图4中曲线甲表示 ，曲线乙表示 。 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C5、NADPH、ATP C3 C3 C5、NADPH、ATP 六、环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 2.在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下， 光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。 随着光照和黑暗的交替进行，光照和黑暗间隔处理处理组在光下产生的NADPH和ATP能够及时的利用和再生，从而促进了暗反应的进行。 1.光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体基质中有少量 的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间， 有机物还能继续合成。 连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 29 化能合成作用 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。 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 能量 硝化细菌 30 项目 光合作用 化能合成作用 区别 能量来源 代表生物 绿色植物 相同点 光能 无机物氧化释放的能量 硝化细菌 都能将CO2和H2O等无机物合成有机物 教材隐性知识：①源于P104“相关信息”： 光合作用的产物有一部分是_____，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入 ，再通过韧皮部运输到植株各处。 淀粉 筛管 光合作用与化能合成作用 31 1.光系统Ⅱ进行水的光解，产生氧气和H＋和自由电子(e－)， 光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。 光系统及电子传递链 32 3.类囊体膜两侧的质子浓度(电化学)梯度主要靠以下途径建立 ①电子传递过程中释放能量，利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度 从类囊体的基质侧泵入囊腔侧。 ②光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行 的水的光解产生质子(H＋)。 ③在类囊体的基质侧H＋ 和NADP＋形成NADPH。 光系统及电子传递链 33 3.类囊体膜对质子是高度不通透的，因此，类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合成酶顺浓度梯度流出，而ATP合成酶利用质子顺浓度流出的能量来合成ATP。 光系统及电子传递链 34 知识点2 光合作用的影响因素及应用 光合作用的影响因素及应用 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 1.实验原理 （1）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 （2）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。 ①自变量 光照强弱 ②因变量 光合作用强度 36 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 2.材料用具 打孔器、注射器、5W LED台灯、米尺、烧杯、绿叶 3.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， 打孔时避开大叶脉。 大叶脉部分含有的叶绿体少。该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的，打孔时要取叶片的相同部位。 37 （2）将圆形小叶片置于注射器内，注射器内吸入清水，待排出注射 器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉 动活塞，使圆形小叶片内的空气逸出。重复2～3次。处理后的 叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。 3.实验步骤 （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。 防止光照干扰实验结果 （4）取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水。 （1%~2%的NaHCO3溶液） 3.实验步骤 （5）分组实验：分别将10片叶圆片投入3只盛20mLNaHCO3的 小烧杯中并调整5W台灯距离（10、20、30cm）。 吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰。 盛水玻璃柱： 3.实验步骤 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 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。 3.实验步骤 4.实验结论 本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的净积累值，即光合作用与细胞呼吸的差值。 41 （2）打孔时要避开 ，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形 小叶片上浮的时间，影响实验结果的准确性。 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 5.注意事项 （3）为确保溶液中CO2含量充足，圆形小叶片可以放入 溶液中。 光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。 大的叶脉 NaHCO3 维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2。 （1）叶片上浮的原因 NaHCO3缓冲液的作用 ➺本实验中的数值并不代表真正的光合速率， 而是净光合速率 42 一、探究环境因素对光合作用强度的影响 6.变量分析 自变量 控制方法 因变量 观测指标 光照强度 通过调节LED灯与实验装置间的距离来决定 单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量 光合作用强度 （产氧速率） 7.实验拓展 控制温度、光照强度相同， 在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。 NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水， 不利于光合作用。 43 可用单位时间单位面积内CO2的消耗量或O2的产生量来表示。 是光合作用反应强弱的指标。一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造有机物的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。 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。 光合作用产生的O2=释放到空气中的O2+呼吸作用消耗的O2 光合作用强度 线粒体 叶绿体 O2 释放O2 （可以测得） 叶肉细胞 CO2 吸收CO2 （可以测得） 总光合作用 = 净光合作用 + 呼吸作用 有机物的制造量 CO2的固定量 O2的产生量 有机物积累量 CO2的吸收量 O2的释放量 有机物的消耗量 CO2的释放量 O2的吸收量 光合作用强度 45 光合作用的影响因素及应用 二、光合作用的影响因素及应用 CO2+H2O （CH2O)+O2 光能 叶绿体 光 CO2的浓度 H2O 矿质元素（Mg合成叶绿素） 温度 1.外因 2.内因 酶的种类和数量、色素的含量、叶龄不同、叶面积指数 主要因素（外因：“三度”）： 光照强度、温度、CO2浓度 环境中CO2浓度、叶片气孔导度 光照强度、光质、光照时间 46 二、光合作用的影响因素及应用 1.外部因素 （1）光照强度【单位：勒克斯（lx）】 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 呼吸速率 光补偿点 A点：只进行细胞呼吸，CO2释放量 表明此时的呼吸强度。 AB段：光合作用<呼吸作用 B点：光补偿点， 即光合作用强度 =细胞呼吸强度。 47 （1）光照强度 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 限制因素：CO2浓度、温度、酶含量等 D BC段：光合作用>呼吸作用 C点：光合作用强度最大。 C点之前限限制光合作用因素 是光照强度。 D点：光饱和点， 增加光照强度 光合作用强度 不再增加。 净光合 总光合 呼吸 48 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C 光补偿点 光饱和点 D A点：只呼吸不光合 O2 CO2 AB段：呼吸＞光合 B点：呼吸＝光合 BC段：光合＞呼吸 提醒：注意区分，单个细胞和整个植株的区别 （1）光照强度 49 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 D 呼吸 思考1:植物体在B点时，那么它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度。（大于、等于、小于） 总结： 叶绿体固定CO2的速率是总光合速率，叶肉细胞和植物体吸收CO2的速率是净光合速率。 当植物体的V光合=V呼吸时，则叶肉细胞V光合>V呼吸。 大于 （1）光照强度 50 光照强度 0 CO2吸收 CO2释放 A B C D E S2 S1 S3 思考2：在图甲中，呼吸作用消耗有机物的量可表示为　 　　， 净光合作用量可表示为 ， 光合作用产生有机物的量可表示为　 　 。(用S1、S2、S3和数学符号表示)  S1+S2 S3+S2 S3-S1 （1）光照强度 51 ①温室生产中，适当增强 ，以提高光合速率，使作物增产； 光照强度 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作。 原因是： a.两种植物的根系深浅搭配， 合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。 b.两种植物高矮结合， 充分利用了不同层次的阳光。 玉米——大豆 （1）光照强度——应用 52 ③延长光合作用时间，通过轮作或套作。 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。 玉米，轮作花生 原因是： （1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。 （2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。 （1）光照强度——应用 水稻，蘑菇轮作 53 ③延长光合作用时间，通过轮作或套作。 套作 在同一块田地上，在前季作物的生育后期， 在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式。 玉米套种花生 果园套种油菜 连作：在同一块地上长期连年种植一种作物 54 ①当净光合速率＞0时，植物因积累有机物而生长。 ②当净光合速率＝0时，植物不能生长。 ③当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。 方法总结 1.光合速率与植物生长 2.光合作用强度测定对象 ①先将植物置于黑暗中，测量呼吸速率 。 ②在有光条件下，测定净光合速率。 ③计算：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 （2）测定对象：叶绿体 测得的就是总光合作用。 （1）测定对象：植株、叶片、细胞 55 （2）光质 红光>蓝紫光>白光 >绿光 虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光， 但它是短波，没有红光容易吸收。 让相同强度的日光照射 ①大棚颜色 白色透明>红色>蓝紫色>绿色 ②用相同强度光源照射（灯泡） 1.外部因素 （3）矿质元素 N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分 P：NADP+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 ①在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可______光合作用速率， 但当超过一定浓度后，植物光合作用速率 。 提高 下降 ②土壤中矿质元素溶液浓度过高，植物光合作用速率下降的原因可能是: 。 溶液浓度过高，导致植物吸水困难甚至失水 1.外部因素 （4）CO2浓度 C点：CO2补偿点 光合作用速率=细胞呼吸速率 D点：CO2饱和点 E点后限制因素为光照强度和温度、酶的数量和活性等 B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度。 AB：只进行细胞呼吸。 CO2浓度 A B CO2吸收 C CO2释放 D E 1.外部因素 （4）CO2浓度——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。 分解者将有机肥分解为二氧化碳和无机盐 图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 B点和B′点对应的浓度都表示CO2饱和点。 59 （5）温度 O 温度 A 光合速率 B C 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。 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（气孔关闭）。 应用 O 12 14 10 一天的时间 光合作用强度 1.外部因素 （6）水 应用：合理浇灌、预防干旱 ①水是光合作用的原料 ②水是体内各种化学反应的介质 图1表明在农业生产中，可根据 作物的需水规律，合理灌溉。 图2曲线中间E处光合作用强度 暂时降低，是因为温度高， 蒸腾作用过强，气孔关闭， 影响了 的供应。 CO2 ③缺水→气孔关闭→限制CO2进入叶片→光合作用受影响 1.外部因素 代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点 ；反之，A点 。 1.A点 下移 上移 光合作用曲线中关键点的移动 2.B点与C点的变化 自变量 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大光照强度(或CO2浓度) 适当减小光照强度(或CO2浓度) 土壤缺Mg2＋ 左移 左移 左移 右移 右移 右移 【提醒】细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 光合作用曲线中关键点的移动 3.D点 代表最大光合速率，若增大光照强度（或增大CO2浓度）使光合速率增大时，D点向 移动；反之，移动方向相反。 右上方 光合作用曲线中关键点的移动 二、光合作用的影响因素及应用 2.内部因素 （1）植物自身的遗传特性 阴生植物呼吸作用较弱，对光的利用能力也不强。 阳生植物是指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。 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。 光照强度 0 CO2吸 收 CO2 释 放 A B C 阳生植物 呼吸速率 阴生植物 A1 B1 C1 D D1 光补偿点：B>B1 光饱和点：D>D1 应用：间作套种 65 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、 有机物的输出情况 、气孔导度等 活性 性 活 2.内部因素 （2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量、 有机物的输出情况 、气孔导度等 叶片的有机物输出越多，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，则去除的果实越多，其光合速率________，两片相邻的叶片，若一片遮光，则另一片叶子的光合速率会________。 越慢 增强 67 （3）叶面积指数 不再增加 合理密植 2.内部因素 （4）光合作用产物积累对光合作用强度的影响 ①反馈抑制。 例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO2的固定。 2.内部因素 （4）光合作用产物积累对光合作用强度的影响 ②淀粉粒的影响 叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。 总结 随堂检测 1．在对光合作用原理的探索历程中，科学家做过很多经典实验。下列说法错误的是(　　) A．恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2 B．希尔证明了叶绿体在适宜条件下能发生水的光解，并伴随有ATP的合成 C．希尔反应的场所是叶绿体类囊体薄膜 D．卡尔文利用14C标记的14CO2探明了暗反应阶段CO2中的碳转化为有机物中碳的途径 B 解析：选B。恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2，A正确。希尔证明了离体叶绿体在适宜条件下能发生水的光解，并没有证明此过程伴随有ATP的合成，B错误。希尔反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，C正确。卡尔文用14C标记CO2，通过追踪14C的去向，探明了暗反应阶段CO2中的碳到有机物中碳的转移途径，即从CO2到C3再到糖类等有机物，D正确。 73 2．某兴趣小组以绿叶和黄叶两种青菜叶片为实验材料，探究光照强度对光合作用强度的影响，结果如下表所示，下列推测不合理的是(　　) A.环境温度属于无关变量，对实验结果无明显影响 B．青菜叶叶圆片上浮的数量与叶绿素的含量有关 C．相同光照强度下，绿叶光合作用强度高于黄叶 D．该实验可证明光合作用的强度受内外因素的影响 A 解析：选A。探究光照强度对光合作用强度的影响，则光照强度是自变量，光合作用强度是因变量，其余变量是无关变量，但无关变量(如温度)对实验结果有影响，A不合理。 光照强度 7 min内叶圆片上浮的数量   绿叶 黄叶       A 1 0 B 3 1 C 5 1 74 3．下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测O2浓度的变化，下列叙述错误的是(　　) A．该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响 B．加入NaHCO3溶液是为了吸收呼吸作用释放的CO2　 C．拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下的O2浓度 D．将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的呼吸作用强度 B 75 解析：选B。该实验的自变量是不同单色光，因变量是释放O2的量(代表光合作用强度)，故实验目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；加入NaHCO3溶液是为了给金鱼藻的光合作用提供CO2，B错误；相同条件下，自然光下植物的光合作用强度比单色光下植物的光合作用强度高，因此拆去滤光片，单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下的O2浓度，C正确；将此装置放在黑暗处，通过比较单位时间内O2浓度的变化，可测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。 4．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含量下降 B．红光，未被还原的C3含量上升 C．绿光，NADPH含量下降 D．绿光，C5含量上升 C 解析：选C。植物光合作用利用的主要是红光和蓝紫光，对绿光的利用很少。突然改用光照强度与白光相同的红光照射后，光反应速率加快，光反应产物NADPH 和ATP含量上升，导致C3的还原过程加快，未被还原的C3含量下降，A、B错误；改用光照强度与白光相同的绿光照射后，光反应速率减慢，光反应产物NADPH 和ATP含量下降，进而导致C3的还原过程减慢，C5含量下降，C正确，D错误。 77 5．草莓营养价值高，为提高草莓的产量，科研人员研究了大棚内不同条件对草莓植株光合速率的影响，测得草莓植株CO2吸收量随条件变化而发生的改变，结果如下图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A．科研人员研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响 B．草莓植株在C、D两点对应条件下相同时间内制造有机物的量相等 C．B点条件下草莓叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率 D．适当提高光照强度和温度可以提高草莓的产量 B 78 解析：选B。由题图可知，该实验研究了光照强度和温度对草莓植株光合速率的影响，A正确；据题图分析可知，草莓植株在C、D两点对应条件下净光合速率相同，但两温度下呼吸速率不同，故相同时间内制造有机物的量不相等，B错误；B点条件下草莓植株的净光合速率等于0，但是因植株内有些细胞(如根细胞)不能进行光合作用而能进行呼吸作用，故叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率，C正确；由题图可知，在一定范围内适当提高光照强度和温度可以提高草莓的净光合速率，从而提高产量，D正确。 $