【课件】光合作用与能量转化第三课时课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、（二）光合作用原理的应用（二）光合作用原理的应用光合作用强度：光合作用强度：植物在植物在单位时间内单位时间内通过通过光合作用光合作用制造糖类的数量。制造糖类的数量。表示方法：表示方法：1 1、单位时间内、单位时间内有机物有机物的的制造量制造量或或合成量合成量 2 2、单位时间内、单位时间内O O2 2的的生成量生成量或或产生量产生量 3 3、单位时间内、单位时间内COCO2 2的的消耗量消耗量或或固定量固定量6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体光（光（光照强度光照强度、光质、时间长短）；、光质、时间长短）；水分、水分、COCO2 2浓度浓度；无机营养（无机营养（Mg

2、Mg2+2+等）、病虫害；等）、病虫害；温度；温度；影响光合作用的因素：影响光合作用的因素：内因（植物自身因素）内因（植物自身因素）：叶龄、叶龄、植物种类（叶绿体的数量）植物种类（叶绿体的数量）、不同生长阶段、不同生长阶段*外因（环境因素）：外因（环境因素）：能量供应：能量供应：原料：原料：叶绿体的形成和结构：叶绿体的形成和结构：影响酶活性：影响酶活性：一、实验原理：一、实验原理：叶片叶片含有空气，上浮含有空气，上浮叶片叶片下沉下沉O2充满细胞间隙，叶片充满细胞间隙，叶片上浮上浮抽气抽气光合作用光合作用产生产生O2根据根据单位单位时间小圆形叶片浮起的数量的多少时间小圆形叶片浮起的数量的多少，或

3、或观察不同光照强度下浮起相同数量叶片所需的时间观察不同光照强度下浮起相同数量叶片所需的时间 探究探究光照强度光照强度与与光合作用强度的关系。光合作用强度的关系。实验：实验：探究环境因素（探究环境因素（光照光照强度）对强度）对光合作用强度光合作用强度的影响的影响探究探究实践实践-课本课本105页页自变量光照强弱光照强弱因变量光合作用强度光合作用强度无关变量要求相同且适宜要求相同且适宜检测方法相同时间小圆形相同时间小圆形叶片浮起的数量叶片浮起的数量控制方法不同瓦数的灯或相同瓦数不同瓦数的灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离台灯离实验装置的距离温度等用用中间的盛水玻璃中间的盛水玻璃柱柱吸收热量排除干扰吸

4、收热量排除干扰探究环境因素对光合作用强度的影响叶圆片沉到水底叶圆片沉到水底1.打孔：用直径为打孔：用直径为0.6cm的打孔器打出的打孔器打出圆形小叶片圆形小叶片30片片2.将圆形小叶片置于注射器内，将圆形小叶片置于注射器内，使叶片内气体逸出使叶片内气体逸出3.将处理过圆形小叶片放入清水中，将处理过圆形小叶片放入清水中，黑暗黑暗保存，保存，小小圆形叶片全部沉到圆形叶片全部沉到水底水底探究环境因素对光合作用强度的影响4.取取3只小烧杯，分别倒入富含只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水（的清水（1%2%的的NaHCO3溶液）溶液）NaHCO3缓冲液的作用是：维持装置中CO2浓度的稳定探究环境因素对光合

5、作用强度的影响5.分组实验：分别将分组实验：分别将10片叶圆片投入片叶圆片投入3只盛只盛20mLNaHCO3的小烧杯的小烧杯中中 并并调整调整40W台灯距离（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探究环境因素对光合作用强度的影响探究环境因素对光合作用强度的影响 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的清水的清水光照强度光照强度叶片叶片浮起浮起数量数量110片片20 mL强强多多210片片20 mL中中中中310片片20 mL弱弱少少6.观察并记录结果观察并记录结果三、实验三、实验结论结论在一定范围内，随着光照强度不断增

6、强，光合作用强度也不断增强在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强图中图中A A点含义：点含义：；B B点含义：点含义：；C C点表示：点表示：；若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 植物。植物。光照强度为光照强度为0 0，只进行呼吸作用，只进行呼吸作用光合作用与呼吸作用强度相等光合作用与呼吸作用强度相等光合作用强度不再随光照强度增强而增强光合作用强度不再随光照强度增强而增强阴生阴生1、光照强度光照强度B：光补偿点：光补偿点C：光饱和点：光饱和点延长光合作用时间延长光合作用时间间种、合理密植间种、合理密植增加光合作用面积增加光合作用面积应用：应

7、用：适当增加光照强度适当增加光照强度A点：黑暗时，只进行细点：黑暗时，只进行细 胞呼吸胞呼吸CO2O2A AB B0 0吸吸收收COCO2 2C C2 2C C1 1a ab bc c光照强度光照强度AB段：弱光下，段：弱光下，光合作用光合作用小于小于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2CO2O2A AB B0 0吸吸收收COCO2 2C C2 2C C1 1a ab bc c光照强度光照强度B点：光补偿点，点：光补偿点，光合作用光合作用等于等于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2A AB B0 0吸吸收收COCO2 2C C2 2C C1 1a ab bc c光照强度光照强度BC1段：强光下，段：强光下，光合作

8、用光合作用大于大于细胞呼吸细胞呼吸O2CO2CO2O2A AB B0 0吸吸收收COCO2 2C C2 2C C1 1a ab bc c光照强光照强度度O2CO2O2CO2.O2CO2（A：只呼吸，无光合）：只呼吸，无光合）O2CO2（AB：光合光合呼吸）呼吸）在光合作用与细胞呼吸同时进行时，测定的实在光合作用与细胞呼吸同时进行时，测定的实际光合速率是光合作用减去细胞呼吸的差数，即际光合速率是光合作用减去细胞呼吸的差数，即净净（表观）光合速率（表观）光合速率，若把呼吸速率加到净光合速率，若把呼吸速率加到净光合速率上去，则得到上去，则得到总总(真正真正)光合速率光合速率。真正真正(总总)光合速率

9、光合速率=表观表观(净净)光合速率光合速率+呼吸速率呼吸速率光合作用制造的糖类呼吸作用消耗的糖类植物细胞积累的糖类光合速率光合速率(光合强度光合强度)：是指一定量的植物是指一定量的植物（如一定的叶面积）在（如一定的叶面积）在单位时间单位时间内进行多少内进行多少光合作用（如光合作用（如O2产生量、产生量、CO2固定量固定量、有机有机物物制造量制造量）呼吸速率：呼吸速率：黑暗状态下单位时间单位面积的黑暗状态下单位时间单位面积的CO2释放量释放量或或O2吸收量吸收量或或有机物的消耗量有机物的消耗量净光合速率：净光合速率：有光条件下测得的单位时间单有光条件下测得的单位时间单位面积的位面积的CO2吸收量

10、吸收量或或O2释放量释放量或或有机物的有机物的积累量积累量6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内COCO2 2释放量和释放量和O O2 2产生总产生总量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是A.A.若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c c时与图乙的时与图乙的C C时细时细胞中产生胞中产生

11、ATPATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体B.B.若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的b b相当于图相当于图乙的乙的B B点点C.C.图甲植物的图甲植物的d d时单位时间内细胞从周围环境吸收时单位时间内细胞从周围环境吸收2 2个单位的个单位的COCO2 2D.D.图乙的图乙的A A、B B、C C点光合作用限制因素只有光照强度点光合作用限制因素只有光照强度用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：己知叶片实验用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：己知叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理前质量，在

12、不同温度下分别暗处理1h1h，测其质量变化，立即再，测其质量变化，立即再光照光照1h(1h(光照强度相同、保持相应温度不变光照强度相同、保持相应温度不变)，再测其质量变化。，再测其质量变化。得到如下表结果：得到如下表结果：组别组别1 12 23 34 4温度温度2727282829293030暗处理后重量变化暗处理后重量变化mgmg1 1 2 23 31 1光照后与暗处理前重量变化光照后与暗处理前重量变化mgmg+3+3+3+3+3+3+1+1以下说法错误的是以下说法错误的是A A光照光照1h1h内，第内，第4 4组轮藻合成有机物总量为组轮藻合成有机物总量为3 mg3 mgB B光照光照1h1

13、h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度C C光照光照1h1h内，第内，第1 1、2 2、3 3组轮藻释放的组轮藻释放的O O2量相等量相等D D该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在2828至至3030之间之间应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度措施：措施：多施多施有机有机肥肥或农家或农家肥肥；（微生物；（微生物呼吸）呼吸）大田生产大田生产“正其行（正其行（合理安排合理安排植植株株的间距的间距），通其风（），通其风（补充新鲜的补充新鲜的COCO2 2）”，即为，即为提高提高CO2浓度浓度、增加、增加产量；产量；释

14、放一定量的干冰或给植物浇碳释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料酸饮料(施施NH4HCO3)。正其行，通其风正其行，通其风(3)(3)温度温度影响原理：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度。曲线分析：B点对应的温度是最适温度，此时光合作用最强，高于或低于此温度，光合作用强度都会下降。应用：用：白天白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上晚上适当适当降低温室的温度，以降低降低温室的温度，以降低细胞呼吸，胞呼吸，保保证植物有机物的植物有机物的积累。累。酶最适温度酶最适温度:光合作用光合作用 呼吸作用，植物生长。1、光合速率的测定方法、光合速率的测定方

15、法气体量变化法气体量变化法将装置置于光照充足，将装置置于光照充足，温度适宜的环境中温度适宜的环境中保证了容器内保证了容器内CO2浓度的恒定浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。满足了绿色植物光合作用的需求。细胞呼吸会不会改变瓶内压强细胞呼吸会不会改变瓶内压强？不会不会测定的是总光合还是净光合？测定的是总光合还是净光合？净光合净光合液滴右移代表？液滴右移代表？净光合大于净光合大于0光光合速率的测定合速率的测定2、光合速率的测定方法、光合速率的测定方法黑白瓶黑白瓶法法黑瓶不透光，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。

16、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瓶中，并分别测得初始溶等体积黑瓶和白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于氧量；把黑白瓶悬挂于原水深处原水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。氧量并算出平均值。光光合速率的测定合速率的测定2.2.利用气体体积变化测定光合速率和细

17、胞呼吸速率：利用气体体积变化测定光合速率和细胞呼吸速率：(1)(1)经典实验装置：经典实验装置：(2)(2)实验装置解读：实验装置解读：甲甲装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由无氧呼吸产生的装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由无氧呼吸产生的_引引的，因此可测定绿色植物的无氧呼吸速率。的，因此可测定绿色植物的无氧呼吸速率。乙装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由有氧呼吸吸收的乙装置：置于黑暗中，红色液滴变化是由有氧呼吸吸收的_引引起的，因此可测定绿色植物的有氧呼吸速率。起的，因此可测定绿色植物的有氧呼吸速率。丙装置：置于光照下，丙装置：置于光照下，NaHCONaHCO3 3的作用是保证容器内的作用是保证

18、容器内_的恒定，的恒定，满足绿色植物光合作用的需要，红色液滴移动是由于光合作用满足绿色植物光合作用的需要，红色液滴移动是由于光合作用产生的产生的_和细胞呼吸消耗的和细胞呼吸消耗的O O2 2引起的，因此可测定绿色植物的引起的，因此可测定绿色植物的净光合速率净光合速率。应用应用1 1：密闭装置法测定光合速率和呼吸速率：密闭装置法测定光合速率和呼吸速率典例典例1.1.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，室温室温2525下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（件及结果的叙述错误的是（）A.

19、A.若若X X溶液为溶液为CO2CO2缓冲液并给予光照，液滴移动距离可缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小表示净光合作用强度大小B.B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X X溶溶液为液为NaOHNaOH溶液溶液C.C.若若X X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移时，液滴右移D.D.若若X X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移液滴左移应用应用2：黑白瓶法：黑白瓶法测定光合速率和呼吸速率测定光合速率和呼吸速率典

20、例典例2.回答下列与生物的物质及能量代谢有关的问题：回答下列与生物的物质及能量代谢有关的问题：（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于）在森林生态系统中，生产者的能量来自于_，生产，生产者的能量可以直接流向者的能量可以直接流向_（答出（答出2点即可）。点即可）。（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总

21、初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定三等份，一份直接测定O2含量（含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的定甲瓶中的O2含量（含量（B）和乙瓶中的）和乙瓶中的O2含量（含量（C）。据此回答下列）。据此回答下列问题。问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中本实

22、验中C与与A的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内_；C与与B的差的差值表示这段时间内值表示这段时间内_；A与与B的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内_。应用应用3：半叶法：半叶法测定光合速率和呼吸速率测定光合速率和呼吸速率 典例典例3.某科研小组采用某科研小组采用“半叶法半叶法”对某植物叶片的光合速率进对某植物叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分（行测定。将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（）遮光，另一部分（B）不做）不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射宜光照下照射6小时后，在小时后，在A

23、、B的对应部位截取同等面积的叶的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2h）。）。（1）MA表示表示6小时后：叶片初始质量一呼吸作用有机物的消小时后：叶片初始质量一呼吸作用有机物的消耗量；耗量；MB表示表示6小时后：小时后：+-呼吸作用有机物的消耗量。呼吸作用有机物的消耗量。（2）若）若M=MB-MA，则，则M表示表示 。（3）真正光合速率（单位：）真正光合速率（单位：mg/dm2h）的计算方法是）的计算方法是 。（4）本方法也可用

24、于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思）本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路：路：。现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光的一半遮光(A)(A)，另一半不遮光，另一半不遮光(B)(B)，并采用适当的方法阻止，并采用适当的方法阻止A A、B B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A A、B B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1m1和和m2m2，单位，单位mg/(dmmg

25、/(dm2 2h)h)。下列说法正确的是。下列说法正确的是A.(m2m1)A.(m2m1)表示表示B B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量B.B.该方法在未测出呼吸作用强度的条件下，能测出实际光合作用的该方法在未测出呼吸作用强度的条件下，能测出实际光合作用的强度强度C.m2C.m2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小D.m1D.m1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小下图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化下图表示在不同温度下，测定某植物叶片

26、重量变化情况情况(均考虑为有机物的重量变化均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，的操作流程及结果，据图分析下列说法，错误的是据图分析下列说法，错误的是()A A从图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为从图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为X XB B从图分析可知，该植物光合速率可表示为从图分析可知，该植物光合速率可表示为Y Y2X2XC C在在131316 16 之间，随着温度的升高，呼吸作用之间，随着温度的升高，呼吸作用强度增强，实际光合作用先增后降强度增强，实际光合作用先增后降D D恒定在上述恒定在上述14 14 温度下，维持温度下，维持1010小时光照，小时光照，1010小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了30 mg30 mg