【高中生物】光合作用与能量转化（第3课时） 2023-2024学年高一生物上学期人教版2019必修1.pptx

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1、必修一 分子与细胞新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。它们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！光合作用与能量转化光合作用与能量转化光合作用与能量转化光合作用与能量转化第三课时第三课时第三课时第三课时 光合作用原理的应用光合作用原理的应用光合作用原理的应用光合作用原理的应用第第5 5章章 第第4 4节节目录目录 一、新课导入 二、任务探究 三、课堂练习 温故知新新课导入新课导入2、光合作用强度的表示方法固定CO2的量制造或产生有机物（糖类）量产生O2的量单位时间内光合作用 一、光合作用原理的应用【任务一】1.阅读课本105页第一段，明确什么是光合作用的强度？光合作用强度的表示方法是什么？

2、1、光合作用的强度简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。实验原理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。叶片含有空气上浮抽气叶片下沉叶片上浮光合作用产生O2O2充满细胞间隙材料用具打孔器、5W LED台灯、米尺、烧杯、绿叶等。【任务一】2.阅读课本105页探究实践“探究环境因素对光合作用强度的影响”，明确本实验的实验原理、实验步骤、分析实验结果，得出实验结论。一、光合作用原理的应用方法步骤0.6cm的打孔器打孔打出圆形小叶片30片黑暗保存叶片叶片置于注射器内抽出叶片的气体叶片均分为3组 一、光合作用原理的应用方法步骤1.取3只小烧杯，分别

3、倒入富含CO2的清水（1%2%的NaHCO3溶液），向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片；2.分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照。强光中等光弱光注：LED灯作为光源（冷光源，排除温度干扰），分别用不同光照强度（调节光源与烧杯的距离）去照射叶片。叶片均分为3组 一、光合作用原理的应用方法步骤3.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。或上浮相同数量的小圆形叶片各实验装置所用时间。实验结果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。一、光合作用原理的应用CO2浓度水分光光质光照强度光照时间光照面积酶色素温度矿质元素气孔开闭情况 一、光合作用原理的应用【任

4、务一】3.结合光合作用总反应式和课本105页第二段，试着说出影响光合作用的因素有哪些？对每种影响因素进行详细分析。1.光照强度呼吸速率用CO2增加量；O2减少量；有机物的减少量表示。净光合速率（表观光合速率）用O2释放量；CO2吸收量；有机物积累量；有机物增加量表示。真正光合速率（实际光合速率）用CO2固定（消耗）量；O2产生量；有机物产生（制造）量表示。注：AC段限制光合速率的因素是光照强度；C点之后限制光合速率的因素是CO2浓度或者酶的活性等。真正（总）光合速率=呼吸速率+净光合速率 一、光合作用原理的应用CO2O2A点：（黑暗时）只进行呼吸作用O2CO2AB段：光合速率红光 蓝紫光 绿光

5、应用：适 当 增 加 光 照 强 度；不 同 植 物 采 取 不 同 光 照；套 种 间 作，合 理 密 植；轮 作；温室大棚使用无色透明玻璃。阳生植物和阴生植物光合作用曲线图1.光照强度 一、光合作用原理的应用从图中可以看出，限制光合作用的因素有 。温度过高，为减少蒸腾作用，气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，出现“午休”现象。时间时间光合作用强度BC段：光照强度不断减弱。AB段：光照强度不断增大。DE段：【典型曲线分析-拓展应用1】光照强度、CO2浓度、水等提出提高光合作用强度的合理措施 。增加光照强度、合理密植、合理灌溉 一、光合作用原理的应用1.AD段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是

6、_；2.DH段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是_；3.HI段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是_；4.光合速率等于呼吸速率的点是_；5.经过一昼夜的时间，该植物是否生长？_。判断的依据是_。光合速率呼吸速率光合速率呼吸速率光合速率呼吸速率D、H是I和A点相比，玻璃罩内CO2浓度减少，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内如图是密闭玻璃罩内的植物一天中光合速率的变化曲线图。【典型曲线分析-拓展应用2】一、光合作用原理的应用光照下CO2的吸收量黑暗中CO2的释放量曲线c：净光合速率曲线d：呼吸速率E点：净光合速率等于呼吸速率；总光合速率是净光合速率的2倍。曲线a、b的差值：净光合作用强度光合作用强度=呼

7、吸作用强度D点：净光合作用强度为0【典型曲线分析-拓展应用3】一、光合作用原理的应用C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）；D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），此时受限于光照强度等。应用：多施有机肥或农家肥；温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；大田中还要注意通风透气。B点：进行光合作用所需CO2的最低浓度；ABCD0吸收CO2释放CO2CO2浓度浓度2.CO2浓度 一、光合作用原理的应用最适温度下植物光合作用最大，植物体内的酶最适温度在4050之间。温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速

8、率会减弱。应用：适时播种；温室中，白天适当提高温度,晚上适当降温；植物“午休”现象。3.温度 一、光合作用原理的应用N：光合酶及ATP的重要组分；P：类囊体膜和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。水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。4.水分和矿质元素 一、光合作用原理的应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+能量硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌

9、6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O能量 二、化能合成作用【任务二】1.阅读课本106页第一段，明确说出化能合成作用的概念。光合作用化能合成作用本质区别能量代表生物【任务二】2.结合学习的光合作用和化能合成作用的知识，比较两者之间的异同，完成下表。都能将CO2和H2O等无机物合成有机物光能氧化无机物绿色植物硝化细菌等微生物 二、化能合成作用 自养生物异养生物n如人、动物、真菌及大多数的细菌。n光能自养生物（如绿色植物、蓝细菌）。n化能自养生物（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌）。以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。（可以利

10、用无机物制造有机物）只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。二、化能合成作用【任务二】3.结合之前学习的关于自养生物和异养生物的知识，对这两种生物进行详细分析。新陈代谢类型同化类型光能自养6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体（光合作用）化能自养（化能合成作用）NH3HNO2+能量HNO3+能量CO2+H2O（CH2O）能量硝化细菌自养型异养型寄生、腐生、捕食课堂练习1.(2023安徽省单元测试)为探究某植物生长的最佳光强度，设计如图所示的实验装置进行有关实验，正确的是（）A.光合作用产生 O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示B.给予黑暗条件，图中

11、液滴移动距离即为细胞呼吸消耗的 O2量C.为使测得的 O2变化量更精确，该装置烧杯中应盛放 CO2缓冲液，还应增加对照装置，换死亡的同种植物幼苗替代装置中的植物幼苗D.为了探究光强度对光合作用的影响，调节白炽灯的光强度，只有在达到全日照光强时液滴向右移动量才最大课堂练习【解析】本题的知识点是光合作用与呼吸作用之间的关系，影响光合作用与呼吸作用的因素，对于相关知识点的理解并把握知识点间的内在联系是解题的关键，分析题图获取有效信息，并利用有效信息结合所学知识综合解决问题的能力是本题考查的重点。【解答】A.光合作用释放O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示，A错误；B.如果用此装置测定植

12、物的呼吸速率，则烧杯中应放入氢氧化钠溶液，吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，并对植物进行遮光处理，此时液滴移动的距离是有氧呼吸消耗氧的体积，B错误；C.若测量指标为装置中O2含量的变化，则氧气为自变量，二氧化碳为无关变量，所以装置中的小烧杯中的蒸馏水应该换成二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠溶液，以保证单一变量是氧气浓度，该条件下可测定植物的净光合速率，该实验需要设置对照试验，具体为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和二氧化碳缓冲液，C正确；D.调节白炽灯的光强，可以探究光强度对光合作用的影响，当一定光照强度下，光合作用强度-呼吸作用强度最大时，液滴向右移动量即最大，不一定是达到全日照光强时液滴向右

13、移动量才最大，D错误。故选C。课堂练习2.(2023广东省单元测试)图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。有关说法正确的是（）A.图甲中，光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2C.图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度课堂练习【解析】本题考查了影响光合作用的环境因素、呼吸作用和光合作用之间的关系以及原核细胞和真核细胞的区别

14、等知识，意在考查考生的析图能力、识记能力和理解判断能力，难度适中。本题考生要明确甲图中O2为产生总量，即表示总光合作用量，因此要求与乙曲线中区分开；特别是两个b点；考生要识记原核细胞的结构特点，原核细胞没有细胞核，细胞器中只有核糖体。【解答】分析图解：从图甲可知，光照强度为a时无氧气产生，说明此时只进行呼吸作用，无光合作用，二氧化碳释放量为6个单位，表示呼吸作用强度；当光照强度为b时，二氧化碳释放量和氧气产生总量相等，此时进行光合作用也进行呼吸作用，而呼吸作用大于光合作用；当光照强度为c时，无二氧化碳的释放，氧气产生量为6个单位，说明此时光合作用等于呼吸作用；则d点时，光合作用大于呼吸作用。而

15、图乙中，a点只进行呼吸作用，b点时光合作用等于呼吸作用，b点之后光合作用大于呼吸作用。A.图甲中：光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行细胞呼吸，据此可知，呼吸强度为6；光照强度为b时，CO2释放量大于0，说明光合作用速率小于呼吸作用速率，A错误；B.光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用总吸收二氧化碳为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8-6=2个单位的CO2，B正确；C.图乙中所示生物为蓝藻，蓝藻不含线粒体和叶绿体，C错误；D.限制c点光合作用速率的因素是温度、CO2浓度等，而限制a、b点光合作用速率的因素主要是光照强度，D错误。课堂练习3.(2023广东省单元测试)将某绿色植物放在

16、特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余条件适宜且相同），以CO2的吸收与释放量为指标，实验的结果如下表所示，下列对该表数据的分析正确的是（）A.在连续光照的情况下，该植物在35条件下不能生长B.在连续光照的情况下，25时该植物一天积累的有机物最多C.每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变，25时该植物一天积累的有机物最多D.每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变，30与35条件下一天积累的有机物相等课堂练习【解析】【分析】本题考查光合作用相关知识，掌握净光合作用（有机物的积累量）=实际光合作用（光合作用制造的有机物量）-呼吸作用消耗（呼吸作用消耗的有机物）是解决

17、本题的关键。表中“光照下吸收CO2（mg/h）”代表的是净光合作用速率，“黑暗中释放CO2（mg/h）”代表的是呼吸作用速率，看植物是否生长关键看植物有机物的积累量，净光合作用（有机物的积累量）=实际光合作用（光合作用制造的有机物量）-呼吸作用消耗（呼吸作用消耗的有机物）。【解答】A.据图分析，在昼夜不停地光照条件下，只要净光合作用速率大于0，植物就可以正常生长，A错误；B.净光合作用速率越大，植物一天积累的有机物最多，昼夜不停地光照，在25时该植物一天积累的有机物最多，B正确；C.每天光照与黑暗时间相等，且白天与夜晚温度不变，20时该植物一天积累的有机物最多，C错误；D.每天光照12小时，30时积累的有机物量为（3.50-3.00）12=6mg，35时积累的有机的量是：（3-3.5）12=-6mg，两者一天积累的有机物不相等，D错误。故选B。