【课件】光合作用和能量转化课件高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、光合作用与能量转化光合作用与能量转化光合作用原理的应用光合作用原理的应用CO2浓度浓度水分水分光光光质光质光照强度光照强度光照时间光照时间光照面积光照面积酶酶色素色素温度温度矿质元素矿质元素（Mg）气孔开闭情况气孔开闭情况光合作用的强度：光合作用的强度：指植物在指植物在单位时间内单位时间内通过光合作用通过光合作用制造糖类制造糖类的数量。的数量。一、一、影响光合作用强度的因素及其应用影响光合作用强度的因素及其应用产生产生O2的量的量利用利用CO2的量的量环境因素对光合作用的影响光照光照光照光照温度温度温度温度COCO2 2浓度浓度浓度浓度水分水分水分水分探究光照强度光照强度对光合作用强度光合作用

2、强度的影响因变量：光合作用强度观测指标：用单位时间叶圆片上浮上浮上浮上浮的数量代表光合强度自变量：光照强度光照强度光照强度光照强度 LED灯与装置的距离 如何控制无关变量？如何控制无关变量？如圆片及其初始状态如圆片及其初始状态？二、探究环境因素对光合作用的影响二、探究环境因素对光合作用的影响1、实验原理、实验原理 叶片含有空气叶片含有空气上浮上浮抽气叶片叶片下沉下沉叶片叶片上浮上浮光合作用产生O2O2充满细胞间隙自变量自变量光照强弱因变量因变量光合作用强度相同时间小圆形叶片浮起的数量相同时间小圆形叶片浮起的数量用用5W的的LED灯作为光源，利用小烧杯与灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光

3、照强度光源的距离来调节光照强度控制方法：控制方法：检测方法：检测方法：实验叶片：同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量NaHCO3溶液：无关无关变量变量等量等量,相同浓度相同浓度数量数量时间时间二、探究二、探究环境因素环境因素对光合作用的影响对光合作用的影响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2.方法步骤：方法步骤：1.取取3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入富含富含CO2的清水（的清水（1%2%的的NaHCO3溶液溶液）向向3只小烧杯中只小烧杯中各放入各放入10片片小圆形小圆形叶

4、片叶片2.分别分别对这对这3个实验装置进行个实验装置进行强、中、弱强、中、弱三种三种光照光照强光强光中等光中等光弱光弱光3.观察观察并记录并记录同一时间段同一时间段内各实验装置中内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量小圆形叶片浮起的数量。或或上浮相同数量的小圆形叶片各实验装置所用时间。上浮相同数量的小圆形叶片各实验装置所用时间。【LED灯作为光源（冷光源，排除温度干扰冷光源，排除温度干扰），分别用不同光照强度（调节调节光源与烧杯的距离光源与烧杯的距离）去照射叶片。】方法步骤：方法步骤：二、探究光照强度对光合作用强度的影响二、探究光照强度对光合作用强度的影响 3.实验结果：实验结果：4.实验结论：实

5、验结论：在一定光照强度范围内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，光合作用随着光照强度的增加而增强光照强度光照强度光光合合速速率率光饱和点光饱和点 AB段段的限制因素是：的限制因素是：B点及点及B点后点后的限制因素的限制因素A外因：外因：CO2浓度浓度、温度温度内因：色素的量内因：色素的量、酶的活性和酶的数量酶的活性和酶的数量 B光照强度光照强度三、影响光合作用强度的三、影响光合作用强度的外界外界因素及其因素及其应用应用1、光（光照强度）、光（光照强度）一定范围内一定范围内，随着光照逐步增强光，随着光照逐步增强光合作用也随着合作用也随着加快加快；但是光照；但是光照增强增强到一

6、定程度到一定程度，光合作用速度，光合作用速度不再增不再增加加。1.光合速率（作用强度）的光合速率（作用强度）的表示方法？表示方法？CO2H2O （CH2O）O 2光能光能叶绿体叶绿体消耗（固定）消耗（固定）CO2的量的量产生产生有机物（糖类）量有机物（糖类）量产生产生O2的量的量单位时间内光合作用单位时间内光合作用思考：能否测量出光合作用强度思考：能否测量出光合作用强度？总光合速率总光合速率=净（表观）光合速率净（表观）光合速率+呼吸速率呼吸速率请思考：实验所测是否为叶片请思考：实验所测是否为叶片实际光合作用实际光合作用强度？强度？O2CO2O2（可以测得）（可以测得）较较强强光光照照时时CO

7、2（可以测得）（可以测得）三、影响光合作用强度的三、影响光合作用强度的外界外界因素因素 呼吸呼吸作用产生作用产生外界外界CO2叶绿体叶绿体实际固定的实际固定的CO2包括两部分包括两部分=细胞细胞呼吸呼吸产生产生CO2+(净净)从外界吸收的从外界吸收的CO2总（总（真正真正）光合速率）光合速率=净（净（表观表观）光合速率）光合速率+呼吸速率呼吸速率有机物有机物产生或制造产生或制造量量CO2固定固定量量 O2产生产生量量有机物积累量有机物积累量 CO2吸收量吸收量 O2释放量释放量有机物有机物消耗消耗量量 细胞呼吸细胞呼吸CO2释放量释放量 细胞呼吸细胞呼吸O2吸收量吸收量=+有光有光 （可测）（

8、可测）黑暗黑暗 （可测）（可测）呼吸速率、净光合速率与真光合速率的关系及其表示方式呼吸速率、净光合速率与真光合速率的关系及其表示方式问题：问题：如何修改光照强度与如何修改光照强度与光合作用强度的关系图？光合作用强度的关系图？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 全部全部用于光合作用用于光合作用BC：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用且在且在C点时光合速率达到最大点时光合速率达到最大AB：光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点光合作用图像以及与细胞呼吸之间的气体变化光合作用图像以及与细胞呼吸之间的气体变

9、化B B光照强度光照强度光照强度光照强度0 0COCO2 2吸收量吸收量吸收量吸收量D D0光照强度光照强度C C C 不过原点不过原点不过原点不过原点的曲线代表的是的曲线代表的是的曲线代表的是的曲线代表的是净净净净值值值值；D D7 7-3-31010光光合合作作用用强强度度CO2的固定量（消耗量）的固定量（消耗量）题干交代题干交代题干交代题干交代“测定测定测定测定”的值的值的值的值（CO2CO2吸收吸收吸收吸收量或量或量或量或O2的释放的释放量量）必为）必为）必为）必为净净净净值值值值 COCO2 2释放量释放量释放量释放量区分区分净光合速率净光合速率和和真正光合真正光合速率曲线速率曲线？

10、A B 光照强度光照强度OCABC阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物CO2吸吸收收量量CO2释释放放量量阳生植物：阳生植物：在在强光强光环境中生长发环境中生长发育健壮。育健壮。阴生植物：阴生植物：在在较弱的光较弱的光照照条件下能够生长良好条件下能够生长良好。阳生植物的光补偿点和光饱和点都比阴生植物大阳生植物的光补偿点和光饱和点都比阴生植物大光照强度光照强度 三、影响光合作用强度的三、影响光合作用强度的外界外界因素因素 提示：提示：阴生植物的阴生植物的呼吸作用较弱呼吸作用较弱，光补偿点光补偿点B，在在B点左侧点左侧；对对光的光的利用能力也不利用能力也不强强，最大光合速率最大光合速率C，往左下移。往

11、左下移。阴雨天气适当补充光照，增加光合作用强度。阴雨天气适当补充光照，增加光合作用强度。延长光照，增加光合作用时间延长光照，增加光合作用时间合理密植，增加光合作用面积合理密植，增加光合作用面积间作间作(几种作物同时期播种几种作物同时期播种)套种套种(几种作物不同时期播种几种作物不同时期播种)应应用用牛刀小试.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，如图表示30时光合速率与光照强度的关系。若温度降到25（原二氧化碳浓度不变），理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是（）A.下移、右移、右上移B.下移、左移、左下移C.上移、左移、右上移D.上移、右移、右上移2、光（、光（光质光质

12、)白光是复合光，白光下植物光合作用最强；白光是复合光，白光下植物光合作用最强；单色光：单色光：红光红光和和蓝紫光蓝紫光下植物的光合作用强度较大，下植物的光合作用强度较大，绿光绿光下最弱。下最弱。大棚种植选用无色透明薄膜大棚种植选用无色透明薄膜阴天用红光灯进行补光阴天用红光灯进行补光应应用用3、CO2浓度浓度(1)原理：原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，影响浓度通过影响暗反应阶段，影响C3的生成。的生成。(2)曲线分析曲线分析C点限制因素：（内因）及、点限制因素：（内因）及、等外因。等外因。光照强度光照强度色素和酶的含量色素和酶的含量温度温度CO2浓度A AB B吸收速率CO2C C释放速率C

13、O2C,光光合合作作用用速速率率 A,CO2的浓度的浓度D DD D,OE“正其行，通其风正其行，通其风”,”,大大田通风，提供田通风，提供CO2，提高光合作用强度，作物增产。，提高光合作用强度，作物增产。温室中温室中增施有机肥增施有机肥(农家肥农家肥)，以增大，以增大CO2浓度。浓度。温室作物投放干冰或使用温室作物投放干冰或使用温室作物投放干冰或使用温室作物投放干冰或使用CO2发生器发生器应应用用原理原理1：温度通过影响 影响光合作用。酶的活性酶的活性原理原理2:影响气孔开闭应用：应用：1.适时播种适时播种 2.大棚白天适当提高温度大棚白天适当提高温度,晚上适当降温（昼夜温差）晚上适当降温（

14、昼夜温差）3.植物植物“午休午休”现象现象 4.连续阴雨天：连续阴雨天：白天和晚上均降温白天和晚上均降温4、温度、温度温度过高，为减少蒸腾作用，温度过高，为减少蒸腾作用，气孔关气孔关闭，闭，CO2供应不足供应不足，光合速率下降，光合速率下降，出现出现“午休午休”现象现象时间时间光光合合作作用用强强度度BC段：段：光照强度不断减弱，光合作用减弱光照强度不断减弱，光合作用减弱AB段：段：光照强度不断增大，光合作用增强光照强度不断增大，光合作用增强DE段：段：光照强度、温度光照强度、温度从图中可以看出，限制光合作用的因素有从图中可以看出，限制光合作用的因素有 。提出提高光合作用强度的合理措施提出提高

15、光合作用强度的合理措施 。阴天补光、夏日正午遮阴、冬天阴天补光、夏日正午遮阴、冬天生炉子、夏天喷淋降温等生炉子、夏天喷淋降温等原理原理2:温度影响气孔开闭（图像分析）温度影响气孔开闭（图像分析）放放a点：温度降低，点：温度降低，减弱，减弱，CO2释放减少。释放减少。b点：开始进行点：开始进行 。bc段：光合作用段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。c点：光合作用点：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。ce段：光合作用段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。d点：点：过高，部分或全部气孔过高，部分或全部气孔关闭，出现关闭，出现“午休现象午休现象”。e点：光合作用点：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。ef段：光合作用

16、段：光合作用 细胞呼吸。细胞呼吸。fg段：停止段：停止 ,只进行只进行 。呼吸呼吸光合作用光合作用小于小于等于等于大于大于温度温度等于等于小于小于光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用例题分析：晴朗夏季的例题分析：晴朗夏季的某绿色植物光合作用一某绿色植物光合作用一昼夜昼夜中中CO2吸收量和释吸收量和释放量变化曲线图。放量变化曲线图。分析分析各各点含义点含义及成因：及成因：有机物总量变化：c点之前在逐渐减少；ce段逐渐增加；e点一天中有机物积累量最多的点；e点之后有机物总量又逐渐减少。一天有机物积累量：横坐标以上的面积减去横坐标以下的面积（4）含水量）含水量水是光合作用（光反应）的水是光合作用（光反应

17、）的原料原料；缺水导致叶片部分缺水导致叶片部分气孔关闭气孔关闭，限制，限制CO2进入叶片，间接影响光合作进入叶片，间接影响光合作用（暗反应）；用（暗反应）；缺水会使糖类堆积，光合作用产物缺水会使糖类堆积，光合作用产物输出缓慢输出缓慢。及时、合理灌溉及时、合理灌溉应应用用时间时间O12 1311ABCDE9 1015 16 1714 夏季晴天的中午气温高，植物为防止蒸腾失水而关闭气孔，夏季晴天的中午气温高，植物为防止蒸腾失水而关闭气孔，CO2吸收减少，进而降低光合速率。吸收减少，进而降低光合速率。“光合午休光合午休”现象：现象：光照强度光照强度光光合合作作用用强强度度（5）矿质元素）矿质元素N：

18、光合光合酶酶及及ATP的重要组分的重要组分P：类囊体类囊体膜膜和和ATP的重要组分的重要组分 Mg：叶绿素叶绿素的重要组分的重要组分合理施肥合理施肥可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物可促进叶片面积增大，促进叶绿素合成，促进光合产物的运输和转化等，提高光合作用强度的运输和转化等，提高光合作用强度应应用用遗传因素、酶的种类、数量、色素的含量、叶龄不同遗传因素、酶的种类、数量、色素的含量、叶龄不同合理密植合理密植(增加光合作用面积增加光合作用面积)；套种间作套种间作 修剪以增加有效光合作用面积；修剪以增加有效光合作用面积；适当摘除老叶。适当摘除老叶。适当摘除老叶适当摘除老叶、残叶保证植

19、物及时更换新叶、残叶保证植物及时更换新叶。同时也可降低呼吸作用，减少有机物消耗。同时也可降低呼吸作用，减少有机物消耗。四、影响光合作用强度的内部因素四、影响光合作用强度的内部因素 阴生植物：阴生植物：弱光条件下生长良好的植物。弱光条件下生长良好的植物。阳生植物：阳生植物：强光环境中生长发育健壮强光环境中生长发育健壮 光照强度光照强度CO2吸吸收收量量CO2释释放放量量O阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物将阳生与阴生农作物将阳生与阴生农作物间作套种间作套种时注意作物种类搭配。时注意作物种类搭配。应应用用（6）分析多因素对光合作用的影响。(1)图中的自变量是什么？(2)只有10 这一条曲线时，自变量

20、是什么？P点之前和之后的限制因素是什么？(3)Q点时，导致三条曲线不同的自变量是什么？提示：(1)图中的自变量有光照强度和温度。(2)只有10 这一条曲线时，自变量为光照强度，P点之前的限制因素为光照强度，P点之后的限制因素可能是温度、CO2浓度等。(3)温度。光合作用与能量转化光合作用光合作用应用概念反应式探究历程影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、矿质元素 硝化细菌光合作用原理过程光反应：类囊体薄膜暗反应：叶绿体基质化能合成作用CO2 +H2O （CH2O)+O2 光能光能叶绿体叶绿体 课堂小结：课堂小结：1.AD段玻璃罩内段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是浓度增加的原因是_；2.DH段玻

21、璃罩内段玻璃罩内CO2浓度下降的原因是浓度下降的原因是_；3.HI段玻璃罩内段玻璃罩内CO2浓度增加的原因是浓度增加的原因是_；4.光合速率等于呼吸速率的点是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？经过一昼夜的时间，该植物是否生长？_。判断的依据是。判断的依据是_。光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率D、H是是I和和A点相比，玻璃罩内点相比，玻璃罩内CO2浓度减少，减少的浓度减少，减少的CO2转化成有机物积累在植物体内转化成有机物积累在植物体内如如图是图是密闭玻璃罩密闭玻璃罩内内的植物的植物一天中一天中光合

22、速光合速率的变化曲线图。率的变化曲线图。【典型曲线分析典型曲线分析-拓展拓展应用应用】补充补充光照下光照下CO2的吸收量的吸收量黑暗中黑暗中CO2的释放量的释放量曲线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】补充1.光合速率的测定方法光合速率的测定方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

23、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补充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。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

24、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；把黑白瓶悬挂于中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于原原水深处水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。量并算出平均值。补充叶圆片的呼吸速率为，叶圆片的净光合速率为。(x-y)/m(z-y)/n（3）半叶法NaOHNaOH的作用是的作用是 ；装置甲黑暗条件下可测定装置甲黑暗条件下可测定 ，黑暗条件下单位时间内液滴黑暗条件下单位时间内液滴 移速率为呼吸速率；移速率为呼吸速率；吸收吸收COCO2 2呼吸速率呼

25、吸速率左左排除非生物因素对实验结果的干扰排除非生物因素对实验结果的干扰装置丙的作用是装置丙的作用是 。装置法测定光合速率和呼吸速率装置法测定光合速率和呼吸速率若液滴向若液滴向 移，说明此时光合速率移，说明此时光合速率 呼吸速率呼吸速率若液滴向若液滴向 移，说明此时光合速率移，说明此时光合速率 呼吸速率呼吸速率若液滴不动，说明此若液滴不动，说明此时时 。右右左左光合速率光合速率=呼吸速率呼吸速率NaNa2 2COCO3 3或或COCO2 2缓冲液的作用是缓冲液的作用是 ，装置乙可测定装置乙可测定 。单位时间内液滴单位时间内液滴 移速率为净光合速率。移速率为净光合速率。净光合速率净光合速率维持维持COCO2 2的稳定的稳定右右总光合速率的值总光合速率的值=甲装置所测数值甲装置所测数值的绝对值的绝对值+乙装置所测数值乙装置所测数值的绝对值的绝对值