实验五探究环境因素对光合作用的影响课件.ppt

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1、在日常的农业生产中，如何提高在日常的农业生产中，如何提高农作物产量？农作物产量？正其行，通其风正其行，通其风齐民要术齐民要术增加光合作用的面积：增加光合作用的面积：合理密植合理密植、间作间作、套种套种提高光合作用速率提高光合作用速率：延长光合时间：延长光合时间：轮作轮作、人工光照等、人工光照等提高提高光能光能利用利用率的率的措施措施每台机器的效率、每台机器的效率、机器的数量、机器的数量、每天机器工作的时间每天机器工作的时间影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）Mg、N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影

2、响。酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；光照强度、光质、光照时间；气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭CO2供应供应.O.O2 2的产生量的产生量 .CO.CO2 2的消耗量的消耗量 .有机物（如葡萄糖）的合成量有机物（如葡萄糖）的合成量 实验设计：例探究光照强度对光合作用强度的影响实验设计：例探究光照强度对光合作用强度的影响（自变量、因变量，如何控制）（自变量、因变量，如何控制）衡量光合作用强度的几个指标衡量光合作用强度的几个指标 你能设计相关实验吗？（书你能设计相关实验吗？（书P104P104）水水三、实验原理三、实验原理

3、 利用利用真空渗水法真空渗水法排除叶片细胞间隙排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收用的过程中植物吸收COCO2 2并排除并排除O O2 2，产，产生生O O2 2的多少与光合作用的强度密切相的多少与光合作用的强度密切相关，关，O O2 2溶解度很小，积累在细胞间隙溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据从而使下沉的叶片上浮。因此可依据同等数量叶片所需时间同等数量叶片所需时间，来比较，来比较光合光合作用的强弱。作用的强弱。五、实验步骤五、实验步骤制作圆叶片制作圆叶片:1.1.取取5 5 6 6 片菠菜叶片上下重叠，用

4、直径为片菠菜叶片上下重叠，用直径为1cm 1cm 的的钻孔器垂直打孔，获得直径为钻孔器垂直打孔，获得直径为1cm 1cm 的小圆叶片。打孔的小圆叶片。打孔时注意时注意避开主叶脉。避开主叶脉。2.2.每次取每次取1010片叶圆片，放入已吸入片叶圆片，放入已吸入5mL 5mL 水的注射器水的注射器中，将中，将注射器置于垂直状态注射器置于垂直状态，轻轻排除注射器前端的空，轻轻排除注射器前端的空气，然后，气，然后，用手指堵住注射器前端管口用手指堵住注射器前端管口，将注射器活塞，将注射器活塞用力用力向下拉向下拉，连续，连续3 3 4 4 次，直到除去叶圆片细胞间隙次，直到除去叶圆片细胞间隙内的空气。内的

5、空气。3.3.将叶圆片连同水倒入烧杯中避光保存将叶圆片连同水倒入烧杯中避光保存（一）探究不同光照强度对光合作用强度的影响（一）探究不同光照强度对光合作用强度的影响取取3 3只小烧杯，标号为只小烧杯，标号为1 1-3 3号。分别加入号。分别加入30mL 30mL 的的2%NaHCO2%NaHCO3 3溶液溶液;每只烧杯中分别放入每只烧杯中分别放入1010片叶圆片，并片叶圆片，并均匀均匀置于烧杯底部置于烧杯底部;将将3 3只烧杯分别置于距功率为只烧杯分别置于距功率为100W 100W 的光源的光源10cm10cm、20cm 20cm、30cm30cm距离下，同步开启电源后开始计时，观察并记录距离下

6、，同步开启电源后开始计时，观察并记录五片叶圆片每片上浮所需的时间。五片叶圆片每片上浮所需的时间。6.记录实验数据记录实验数据 表表1 1 不同强度的光照条件下叶圆片上浮所需的时间不同强度的光照条件下叶圆片上浮所需的时间(min)(min)光源光源距离距离叶圆片上浮所需的时间叶圆片上浮所需的时间(min)(min)第第1 1片片第第2 2片片第第3 3片片第第4 4片片第第5 5片片平均值平均值100W100W10cm10cm20cm20cm30cm30cm七、数据记录七、数据记录（二）探究不同（二）探究不同CO2CO2浓度对光合作用强度的影响浓度对光合作用强度的影响取取3 3只小烧杯，标号为只

7、小烧杯，标号为1 1-3 3号。分别加入号。分别加入30mL30mL的蒸馏水的蒸馏水、浓度为浓度为2%NaHCO2%NaHCO3 3溶液溶液和和2%2%的的NaHCONaHCO3 3溶液并加吹气（溶液并加吹气（3030秒）秒）;每只烧杯中分别放入每只烧杯中分别放入1010片叶圆片，并均匀置于烧杯底片叶圆片，并均匀置于烧杯底部部;将将1 1-3 3 号烧杯号烧杯等距离（等距离（10cm10cm）置于置于100W 100W 的光源下，的光源下，同步开启电源后开始计时，观察并记录五片叶圆片每片同步开启电源后开始计时，观察并记录五片叶圆片每片上浮所需的时间上浮所需的时间。浓度浓度叶圆片上浮所需的时间叶

8、圆片上浮所需的时间(min)(min)第第1 1片片 第第2 2片片 第第3 3片片 第第4 4片片 第第5 5片片 平均值平均值蒸馏水蒸馏水2%NaHCO2%NaHCO3 32%NaHCO2%NaHCO3 3+吹气吹气表表2 2 不同不同COCO2 2浓度条件下叶圆片上浮所需的时间浓度条件下叶圆片上浮所需的时间(min)(min)（如（如图）图）（三）探究不同光质对光合作用强度的影响（三）探究不同光质对光合作用强度的影响取取4 4只小烧杯，标号为只小烧杯，标号为1 1-4 4号。每个烧杯分别加入号。每个烧杯分别加入30mL2%30mL2%的的NaHCONaHCO3 3溶液。溶液。2 2 4

9、4号烧杯分别用号烧杯分别用蓝色蓝色、红红色色和和绿色绿色塑料袋包好外壁，塑料袋包好外壁，1 1号不做改变号不做改变。每只烧杯中分别放入每只烧杯中分别放入1010片叶圆片，并均匀置于烧杯底部片叶圆片，并均匀置于烧杯底部;将将1 1-4 4号烧杯等距离（号烧杯等距离（10cm10cm）置于）置于100W 100W 的光源下，的光源下，同步开启电源后开始计时，观察并记录每片叶圆片上同步开启电源后开始计时，观察并记录每片叶圆片上浮所需的时间。浮所需的时间。表表3不同光质条件下叶圆片上浮所需的时间不同光质条件下叶圆片上浮所需的时间(min)光源光源光质光质叶圆片上浮所需的时间叶圆片上浮所需的时间(min

10、)第第1片片第第2片片第第3片片 第第4片片第第5片片平均值平均值白光白光100W蓝光蓝光红光红光绿光绿光3个小烧杯个小烧杯分别加入分别加入30ml的的2%NaHCO3溶液溶液+10片圆叶片片圆叶片3只小烧杯只小烧杯分别加入分别加入30ml的的2%NaHCO3溶液溶液+10片圆叶片片圆叶片100W光源下光源下（距其（距其10cm）1号加入号加入30ml蒸馏水蒸馏水+10片叶片片叶片2号号-30ml2%NaHCO3+10片叶片片叶片3号号-30ml2%NaHCO3+吹气吹气+10片叶片片叶片观察并记录五片叶圆片上浮所需的时间观察并记录五片叶圆片上浮所需的时间探究光质探究光质探究探究CO2浓度浓度

11、探究光强探究光强4只小烧杯只小烧杯1号号-距灯源距灯源10cm2号号-距灯源距灯源20cm3号号-距灯源距灯源30cm100W光源下光源下100W光源下光源下（距其（距其10cm）1号号-不加塑料袋不加塑料袋2号号-加蓝塑料袋加蓝塑料袋3号号-加红塑料袋加红塑料袋4号号-加绿塑料袋加绿塑料袋制作圆叶片制作圆叶片六、注意事项六、注意事项1.1.打孔时注意避开主叶脉打孔时注意避开主叶脉2.2.给叶片抽气不能抽太多次，易损伤叶片给叶片抽气不能抽太多次，易损伤叶片3 3.叶片放进烧杯不能有重叠叶片放进烧杯不能有重叠4.4.试验时间不宜过长，否则易受呼吸作用干扰，试验时间不宜过长，否则易受呼吸作用干扰，

12、计数五片叶子上浮即可计数五片叶子上浮即可内因（由遗传物质决定）内因（由遗传物质决定）:要点要点2影响光合作用的因素影响光合作用的因素色素的种类及含量，色素的种类及含量，光合作用酶的多少、活性，光合作用酶的多少、活性，叶肉（保卫）细胞的含水量决定气孔开闭叶肉（保卫）细胞的含水量决定气孔开闭叶绿体的结构叶绿体的结构叶龄叶龄OA段段幼叶。随幼叶的不断生幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段段壮叶。叶片面积、叶绿壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。

13、合速率稳定。BC段段老叶。随叶龄的增加，老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。下降。应用措施：应用措施：农作物、果树管理后期农作物、果树管理后期适适当摘除老叶、残叶当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗可降低其呼吸作用消耗有机物。有机物。学案：学案：P138P1381.叶龄叶龄1.光光（光质、光照时间、光照强度、光照面积等光质、光照时间、光照强度、光照面积等）外因：外因：5.水水2.温度温度4.矿质元素矿质元素3.CO2浓度浓度B、光强度、光强度B B B B：光补偿点：光补偿点：光补偿点：光补偿点C C C C2 2 2 2：光饱和点：光饱和点：光

14、饱和点：光饱和点光照强度光照强度光照强度光照强度0 0吸吸吸吸收收收收COCOCOCO2 2 2 2CABDcaba(a(净光合作用净光合作用净光合作用净光合作用)=b()=b(真光合作用真光合作用真光合作用真光合作用)c()c(呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用)光补偿点：光补偿点：光合光合作用吸收的作用吸收的COCO2 2和呼吸放出和呼吸放出COCO2 2相等时的光强度相等时的光强度光饱和点：光饱和点：光合光合作用达到作用达到最强最强时时所需的所需的最低的光最低的光强度强度。释释释释放放放放COCOCOCO2 2 2 2OA段：段：AB段：段：BD段：段：DE段：段：说出各线段代表的生物学意

15、义说出各线段代表的生物学意义呼吸作用强度呼吸作用强度随光照增强，光合作用增强，但仍比细胞随光照增强，光合作用增强，但仍比细胞呼吸弱；呼吸弱；光合作用继续随光照强度的增强而增加，光合作用继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用大于呼吸作用；而且光合作用大于呼吸作用；光合作用达到饱和，不再随光照强度的增光合作用达到饱和，不再随光照强度的增强而增强；强而增强；（原因：受色素、酶、二氧化碳浓度等的限制）原因：受色素、酶、二氧化碳浓度等的限制）AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阴

16、生植物阴生植物A A：呼吸作用强度：呼吸作用强度：呼吸作用强度：呼吸作用强度 B B：光补偿点；：光补偿点；：光补偿点；：光补偿点；C C：光饱和点：光饱和点：光饱和点：光饱和点C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2光合速率（强度）光合速率（强度）光合速率（强度）光合速率（强度）-净光合速率净光合速率净光合速率净光合速率 阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物 净光合速率净光合速率=实际光合速率实际光合速率呼吸速率呼吸速率1、光、光应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。应根据植物的生

17、活习性因地制宜地种植植物。应用：应用：控制好光强控制好光强2.光质光质白光是复合光；能量相等的不同单色光，白光是复合光；能量相等的不同单色光，红光和蓝紫光有利于提高光合作用效率，红光和蓝紫光有利于提高光合作用效率，而黄绿光则不利于提高光合作用效率。而黄绿光则不利于提高光合作用效率。一天的时间一天的时间光合作用效率光合作用效率O光照强度光照强度121311光合作用效率与光照强度、时间的关系光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514 例：将农田一昼夜的温度变化例：将农田一昼夜的温度变化I，光照变化，光照变化II和植物吸收和植物吸收CO2的变化的变化III数据绘成曲线数据绘成曲线图。请

18、回答。图。请回答。4.日变化日变化将农田一昼夜的温度变化将农田一昼夜的温度变化，光照变化，光照变化和植物吸收和植物吸收CO2。植物在植物在 段内制造有机物。段内制造有机物。植物在植物在 段内积累有机物。段内积累有机物。d d处处凹凹陷陷，原原因因是是温温度度过过高高，叶叶片片上上气气孔孔关关闭闭，吸吸收收量量减减少少，影影响响了了光光合合作作用中用中 反应的效率。反应的效率。a a处处凸凸起起，原原因因是是下下半半夜夜 偏偏低低，使使呼呼吸吸作用作用 。COCO2 2的的曲曲线线（即即曲曲线线）与与时时间间直直线线围围成成一一块块正正面面积积和和一一块块负负面面积积。植植物物在在一一昼昼夜夜中

19、中对对有有机机物物的的有有效效积积累累的的多多少少，取取绝绝于于这这两两块块面面积积的的 。答案：（答案：（1）b-f(2)c-e(3)气孔气孔二氧化碳二氧化碳暗暗（4）温度）温度减减弱弱（5）差值）差值将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图的曲线。光合作用是在酶的催光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接化下进行的，温度直接影响酶的活性。影响酶的活性。一般植物在一般植物在10103535下正常进行光合作下正常进行光合作用。用。2 2.影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度

20、应用：应用：增加昼夜温差增加昼夜温差注意注意:温度同时影响光合作用和呼吸作用酶温度同时影响光合作用和呼吸作用酶的活性，而且这些酶的最适温度不相同的活性，而且这些酶的最适温度不相同3 3.二氧化碳二氧化碳的供应对光合速率的影响的供应对光合速率的影响CO2浓度浓度光合速率光合速率0AB二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，二氧化碳含量很低时，绿色植物不能制造有机物，在在一定的浓度范围内一定的浓度范围内,光合作用速率随光合作用速率随CO2的浓度增大而的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。内因：色素、酶的量，外因：光照强度、温度等内因：色素、

21、酶的量，外因：光照强度、温度等应用：大田生产应用：大田生产“正其行，通其风正其行，通其风”，施用有机肥施用有机肥N N：光合酶及光合酶及ATPATP的重要组分的重要组分P P：ATPATP的重要组分；维持叶绿体正常结的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能构和功能K K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分 4.4.影响光合作用的因素影响光合作用的因素矿质营养矿质营养应用措施：应用措施：合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率

22、。进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。5.水分水分水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；缺水会直接影响到光合作用。介；缺水会直接影响到光合作用。水分是植物蒸腾的对象。缺水水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭气孔关闭CO2进入受阻进入受阻间接影响光合作用间接影响光合作用应用措施：应用措施：根据作物需水规律合理灌溉。根据作物需水规律合理灌溉。植物夏季为何植物夏季为何“午休午休”？光照强度大，温度高，气孔关闭，光照强度大，温度高，气孔关闭，二氧化碳二氧化碳2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最进行光合作用所需最低外界低外界CO2浓度浓度B:

23、CO2饱和点饱和点光光合合速速率率0外界外界CO2浓度浓度ABA:呼吸作用强度呼吸作用强度C:CO2补偿点补偿点S:CO2饱和点饱和点对应例题对应例题1：（10全国卷）全国卷）下列四种现象中，可以用下下列四种现象中，可以用下图表示的是（图表示的是（）A、在适宜条件下光合作用强度随、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化含量的变化B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化C、一个细胞周期中、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化含量随时间的变化D、理想条件下种群数量随时间的变化、理想条件下种群数量随时间的变化解析：解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，

24、曲线有两个关键点：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；选项；B项项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了；项对应的曲线就更不正确了；D项曲线为种群项曲线为种群的的“J”型增长曲线。型增长曲线。Am对应例题：对应例题：导致植物夏季中午光合作用导致植物夏季中午光合作用“午休午休”的的直接原因是（直接原因是（）A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水B.温

25、度过高，酶活性降低温度过高，酶活性降低C.气孔关闭气孔关闭,缺乏缺乏CO2D.呼吸作用过强呼吸作用过强,无有机物积累无有机物积累C内因：内因：外因：外因：基因决定酶种类基因决定酶种类数量不同数量不同光（强度、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分不同植物光合作用不同；不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结影响光合作用因素总结1.光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径途径措施或方法措施或方法延延长长

26、光照光照时间时间补补充光照充光照增大光合增大光合作用面作用面积积间间作、合理密植作、合理密植提高光合提高光合作用效率作用效率控制适宜光控制适宜光强强、提高、提高CO2浓浓度度(如通如通风风)、合理施、合理施肥肥(供供应应适量必需适量必需矿质矿质元素元素)提高提高净净光合光合作用速率作用速率维维持适当昼夜温差持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降白天适当升温，晚上适当降温温)合理密植合理密植3.叶面积指数叶面积指数绿肥绿肥水稻水稻水稻水稻油菜油菜轮作轮作间作（立体种植）（立体种植）玉米套大豆藕套稻烟套菜轮作、间作、套种的区别套种套种主要是在一种作物生长的后期，种上另一主要是在一种作物生长的后期，种上另一种作物，其共同生长的时间短种作物，其共同生长的时间短间种间种：在一块地上，同时期按一定行数的比例间：在一块地上，同时期按一定行数的比例间隔种植两种以上的作物，这种栽培方式叫间种。隔种植两种以上的作物，这种栽培方式叫间种。间种的两种生物共同生长期长间种的两种生物共同生长期长轮作轮作就是不同类型的植物在一定年限里轮流种植就是不同类型的植物在一定年限里轮流种植.比如象我们北方比如象我们北方,一年里先种小麦一年里先种小麦,后种玉米后种玉米.第二第二年还是小麦年还是小麦-玉米玉米,这样一直轮流下去这样一直轮流下去.