【课件】光合作用与能量转化第3课时课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、5.4光合作用和能量转化第三课时影响光合作用的因素影响光合作用的因素探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响1.实验原理 本实验利用了绿色植物通过叶绿体进行光合作用产生氧气的原理。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。2、实验步骤：探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响取生长旺盛的绿叶，用直径0.6厘米的打孔器打出圆形小叶片，避开大叶脉探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响什

2、么作用？什么作用？吸收热量排除干扰吸收热量排除干扰探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响3、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(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。观察并记录项目项目烧杯烧杯小圆形叶片小圆形叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照光照强度强度叶片浮起数量叶片浮起数量甲甲10片片20mL强强多多乙乙10片片20mL中中中中丙丙10片片20mL弱弱少少探究：环境因素（光照强度）对光合作用强度的影响光合作用强度及测定方法一般用植物在单位时间内单位面积通过光合作用制造糖类的量（即光合作用速率，是化学中的一种反应速率）来衡量。1.光合作用强度（1）

3、表示方法：以单位时间内单位面积光合作用固定（消耗）CO2量、产生O2量、制造有机物量来衡量。（2）测定方法：真正的光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。2.光合作用速率：光合作用与呼吸作用的关系真正（总）光合速率真正（总）光合速率=净（表观）光合速率净（表观）光合速率+呼吸作用速率呼吸作用速率制造制造或合成有机物的量或合成有机物的量固定固定或消耗或消耗CO2量量产生产生O2的量的量有机物有机物积累积累量量CO2吸收吸收量量O2的的释放量释放量消耗消耗有机物的有机物的量量黑暗下黑暗下CO2的的释放释放量量黑暗下黑暗下O2的的吸收量吸收量=+影响光合速率的自身因素 因因酶的数量、活性酶的数量

4、、活性不同，不同，色素的数量色素的数量不同，使光合强度不同。不同，使光合强度不同。1、叶龄应用：摘除老叶、残叶A AB B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CO2CO2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生植物阴生植物C C2、阴生植物和阳生植物1.光照强度光照强度0CO2吸收CO2释放ABC阳生植物呼吸速率光补偿点光饱和点净光合总光合B：光补偿点：光合=呼吸C：为光饱和点，光合作用达到最大（限制因素：色素含量、酶、CO2浓度、温度等）DAB：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。BC：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到

5、C点后不再增强了。呼吸A：只进行呼吸作用影响光合作用速率的环境因素及应用 应用温室生产中，适当增强光照强度以提高光合速率，使作物增产温室大棚一般选无色透明的薄膜。阴雨天时，温室中补充红光或蓝紫光。阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上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套种。合理利用不同层次土壤内水分和养分，充分利用了不同层次的阳光影响光合作用速率的环境因素及应用2.CO2浓度原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。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点都表示CO2饱和点。影响光合作用速率的环境因素及应用应用多施有机肥或农家肥；大

6、田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量；释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。影响光合作用速率的环境因素及应用3.温度光合作用是在 的催化下的，温度直接影响 ；B点表示：；BC段表示：；酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降 应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当 温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。降低影响光合作用速率的环境因素及应用4、水、水 水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，缺水会导致光合速率下降。另外，水

7、还影响气孔的开闭，质，缺水会导致光合速率下降。另外，水还影响气孔的开闭，间接影响间接影响COCO2 2进入植物体内。土壤中含水量过多可能导致根部进入植物体内。土壤中含水量过多可能导致根部细胞无氧呼吸。细胞无氧呼吸。水分水分应用：应用：及时、合理灌溉及时、合理灌溉影响光合作用速率的环境因素及应用N N：光合酶及：光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；的重要组分；P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；的重要组分；K K：促进光合产物向贮藏器官：促进光合产物向贮藏器官运输运输，如淀粉的运输；，如淀粉的运输；MgMg：叶绿素叶绿素的重要组分。的重要组分。应用：应用：合理

8、施肥合理施肥讨论：讨论：矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？矿质元素含量过高对植物的生长会造成什么影响？矿质元素含量过高，矿质元素含量过高，根细胞很难吸水，根细胞很难吸水，甚至失水，甚至失水，光合速率也会下降，光合速率也会下降，甚至停止。甚至停止。影响光合作用速率的环境因素及应用5.矿质元素光合作用强度的多因素影响光合作用强度的多因素影响限制光合速率的因素为限制光合速率的因素为横坐标所示的因素横坐标所示的因素，随该因素，随该因素的不断加强，光合速率不断提高的不断加强，光合速率不断提高P点之前：点之前：Q点：点：横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影响横坐标所示的因素不再是限制光合

9、速率的因素，影响因素为因素为坐标图中所标示出的其他因素坐标图中所标示出的其他因素光合作用强度的多因素影响光合作用强度的多因素影响线粒体线粒体线粒体线粒体叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体OO2 2释放释放释放释放OO2 2（可以测得）（可以测得）（可以测得）（可以测得）叶叶叶叶肉肉肉肉细细细细胞胞胞胞COCO2 2吸收吸收吸收吸收COCO2 2（可以测得）（可以测得）（可以测得）（可以测得）真正光合作用强度真正光合作用强度真正光合作用强度真正光合作用强度-呼吸作用强度呼吸作用强度呼吸作用强度呼吸作用强度=表观光合作用强度表观光合作用强度表观光合作用强度表观光合作用强度总光合作用强度总光合作用强度总光合作

10、用强度总光合作用强度-呼吸作用强度呼吸作用强度呼吸作用强度呼吸作用强度=净光合作用强度净光合作用强度净光合作用强度净光合作用强度光合作用制造的有机物的量光合作用制造的有机物的量光合作用制造的有机物的量光合作用制造的有机物的量-呼吸作用消耗的有机物的量呼吸作用消耗的有机物的量呼吸作用消耗的有机物的量呼吸作用消耗的有机物的量=有机物积累量有机物积累量有机物积累量有机物积累量固定或消耗固定或消耗固定或消耗固定或消耗COCO2 2量量量量-黑暗条件下黑暗条件下黑暗条件下黑暗条件下COCO2 2的释放量的释放量的释放量的释放量=CO=CO2 2吸收量吸收量吸收量吸收量产生产生产生产生O O2 2的量的量

11、的量的量-O-O2 2的吸收量的吸收量的吸收量的吸收量=O=O2 2的释放量的释放量的释放量的释放量光合作用与呼吸作用的综合分析光合作用与呼吸作用的综合分析A：只进行呼吸作用：只进行呼吸作用B：光合作用光合作用=呼吸作用呼吸作用细胞细胞呼吸释放的呼吸释放的CO2 全部全部用用于光合作用于光合作用BC：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用AB：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用光合作用与呼吸作用的综合分析光合作用与呼吸作用的综合分析方法1：密闭装置法测定光合作用O2增加的体积或CO2消耗的体积装置中溶液的作用：甲装置中NaHCO3溶液（或CO2缓冲液）可为光合作用提供CO2，乙装置中NaOH溶液可吸收

12、容器中的CO2。研究光合和呼吸的常用实验方法测定原理：a.甲乙两装置中液滴的移动均是由O2含量的变化引起的。b.甲装置单位时间内红色液滴向右移动的距离为植物O2的释放速率，可代表净光合速率（若液滴向左移动，则为负值）c.乙装置单位时间内红色液滴移动的距离为植物O2的吸收速率，可代表呼吸速率。对照试验：为防止气压、为防止气压、温度等因素所引起的误温度等因素所引起的误差，应设置对照试验，差，应设置对照试验，即使用死亡的绿色植物即使用死亡的绿色植物分别进行上述实验，若分别进行上述实验，若液滴移动，则需要对实液滴移动，则需要对实验结果进行校正。验结果进行校正。测定方法：a.将甲装置置于光照下一定时间，

13、记录红色液滴向右移动的相对距离（m），计作净光合速率。b.将乙装置置于黑暗中一定时间，记录红色液滴向左移动的相对距离（n），计作呼吸速率。c.真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=m+n方法2、半叶法测定光合作用有机物的产生量本方法又叫半叶称重法，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。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。（测定时设法阻止两部分的物阻止两部分的物质转质转移移）在适宜光照下照射6 h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计

14、算出该叶片的光合作用强度M，MMBMA，单位是mg/(dm2h)，M表示B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量。研究光合和呼吸的常用实验方法方法3、叶圆片称重法测定有机物的变化量本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。结果分析净光合速率(zy)/2S；呼吸速率(xy)/2S；总光合速率净光合速率呼吸速率(xz2y)/2S。研究光合和呼吸的常用实验方法方法方法4、黑白瓶、黑白瓶法法从某一水层取样，装入从某一水层取样，装入若干个若干个等体积黑瓶和白等体积黑瓶和白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于于原水深处原水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。的溶氧量并算出平均值。研究光合和呼吸的常用实验方法黑瓶不透光，只进行呼吸作用黑瓶不透光，只进行呼吸作用白瓶透光，可以进行光合作用和呼吸作用。白瓶透光，可以进行光合作用和呼吸作用。呼吸作用量呼吸作用量=初始溶氧量初始溶氧量 黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量净光合作用量净光合作用量=白瓶溶氧量白瓶溶氧量 初始溶氧量初始溶氧量总光合作用量总光合作用量=净光合作用量净光合作用量+呼吸作用量呼吸作用量=白瓶溶氧量白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量