高中生物必修1课件：5-4-3光合作用的过程及影响因素共55张

随堂练习
1.(2011年安徽师大模拟)如图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿
”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内,以
下关于本实验的目的最准确的叙述是( )
A.证明光合作用的必需条件是CO2
B
B.证明光合速率随CO2浓度增高而增大
C.证明过多的CO2阻碍光合作用
D.证明NaOH溶液能促进光合作用
解析:该实验的自变量为二氧化碳的浓度,因变量为植物光合速率。
随堂练习
2.(2011年广东龙湖阶段测试)我国青藏高原农区小麦产量
A 高,新疆、甘肃产的瓜果特别甜,其主要原因是( )
A.昼夜温差大,太阳辐射强 B.CO2浓度高 C.雨量充沛 D.气温偏低,水分蒸发少
解析：我国青藏高原地区海拔高，太阳辐射强，白天可以形成更 多的糖类等光合产物；同时由于昼夜温差大，夜晚温度低，呼吸 消耗的有机物减少，因此瓜果特别甜。
随堂练习
3.(双选题)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小
室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(
以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正
确的是(
)
A.如果光照强度适当降低，a点右移，b点左移 B.如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
AD
C.如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
光合作用
光合作用的探究历程
年代
科学家
结论
1642
海尔蒙特 水分是建造植物体的唯一原料
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779
英格豪斯 在光照下植物绿叶可以更新空气
1785
明确光照下放出O2 ，吸收CO2
1845
R.梅耶
植物在光合作用时把光能
转变成了化学能储存起来
1864
萨克斯
绿色叶片光合作用产生淀粉
5、
光 合 面 积
OA：随叶面积指数的不断增大，光合作用实际量不断增大。 A点：为光合作用面积的饱和点。随叶面积指数的增大，光合作用不
再增加，原因是叶片相互遮挡。 OB：干物质量随叶面积增加而增加。 BC：由于A点以后，光合作用不再增加，但叶片的呼吸量随叶面积指
数的增大而增加，所以干物质量降低。
应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长，合理密植。
1880
恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿
体是光合作用的场所
1939 鲁宾，卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40年代 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2
光合作用的过程
根据是否需要光能， 光合作用的过程可分为两个阶段：
光
暗
反
反
应
应
场所: 条件:
光反应
物质变化:
能量变化:
场所: 条件:
光反应
水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质， 水还会影响气孔的开闭，从而影响CO2进入植物体。
应用：合理施肥；预防干旱，合理灌溉。
必需矿质元素的供应
• 哪些必需元素会影响光合作用？ （1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分。 （2）P：是叶绿体膜、 NADP+和ATP的重要组成成分。 （3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎
和种子等器官过程中起作用。
（4）Mg：叶绿素的重要组成成分。
4、 水
光合速率
B
D
C A
E
7～10时光合作用强度不断增强，这是因为在一定温度和二氧化碳供应充 足的情况下，光合作用的强度是随着光照加强而增强的。
14～17时光合作用强度不断下降的原因，是因为此时光照强度不断减弱。
C点：在12时左右光合作用强度明显减弱，是因为此时温度很高，蒸腾作 用很强，气孔大量关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度明显减弱。
4.对某植株做如下处理：
（甲）持续光照10分钟； （乙）光照5秒，再暗处理5秒，连续交替20分钟
若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下， 植株所制造的有机物总量是：（ ）
A、甲>乙 B、甲<乙 C、甲=乙 D、无法确定
5.下列关于光反应和暗反应的叙述中，正确的一 项是（ C）
A、光反应和暗反应都能生成ATP B、光反应属于能量代谢，暗反应属于物质代谢 C、光反应需要光，暗反应在有光条件下也能进行 D、光反应的产物O2、[H]、ATP是暗反应所必需的
※讨论：
影响光合作用的因素有哪些？ 1、光照强度、光照时间、光的成分 2、温度 3、CO2浓度 4、水份 5、肥料（矿质元素） 6、叶龄、光合面积
1、光照对光合作用的影响
（1）光照强弱 光照减弱: 光合作用速度减慢； 光照增强: 光合作用逐步增强，但增加到一定 强度，光合作用速度则不再增强。
（2）光照时间
D.如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移
120
100 80
B
D
60
C
40
A
20
0
E
5点
7点
9点
1பைடு நூலகம்点
13点
15点
17点
7.上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对CO2的吸收和释放 状况的示意图。根据图回答问题： 1以）致图光中反D应—产E段生C的O2吸[H收] 量和逐A渐TP减逐少渐是减因少为，光从照而强影度响逐了步暗减反弱应 ，
水在光
(1)图1中A表示的物质是___[H__]___，它由_下__分__解___产生，其 作用主要是_______用__于__C_3_的__还__原___________。
(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于__太__阳__光__能__。若用 放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是__(C__H_2_O_)_。
促进了生物的进化。
总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光 合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
巩固练习
1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于 水的光解 和形成ATP ； 形成的 [H] 和 ATP 提供 给暗反应。
2.光合作用的实质是：把 CO2 和 H2O 转变为有机物，把 光能 转变成 化学能 ， 贮藏在有机物中。 3.在光合作用中， 葡萄糖是在 暗反应 中形成的，氧气是在 光反应 中形成的， ATP是在 光反应 中形成的，CO2是在暗反应 固定的。
物质变化:
能量变化:
光反应
场所: 类囊体的薄膜 条件: 光 、酶、色素
物质变化:
水的光解: H2O→O2+[H]
ATP的合成: ADP+Pi→ATP
能量变化:
光能→活跃的化学能
暗反应 场所: 条件: 物质变化:
能量变化:
CO2
暗反应 场所:叶绿体基质
条件: 有或无光、酶 物质变化:
CO2的固定: C3 的还原: ATP的分解:
光合作用的概念和实质
光合作用：绿色植物通过叶绿体,利用光能 ,把
CO2和H2O转化成有机物 (储存着能量) , 并释 放O2的过程。
光合作用 物质转化：CO2+H2O （CH2O）+ O2
实 质 能量转化：光能 化学能
光合作用的公式
要生成1摩尔的葡萄糖，需要多少的二氧化碳和水？
6CO2+12H2O
光合作用与呼吸作用的联系
光合作用与呼吸作用的联系
1. 光合速率
CO2的 吸收量
B
呼
CO2的 释放量
A
吸 速 率
C 净 光 合 速 率
总 光 合 速 率
光照强度
真正(总)光合速率 = 表观(净)光合速率 + 呼吸速率
光合作用与呼吸作用的联系
2. 光合速率表示方法
单位时间内光合作用产生糖类的量 单位时间内光合作用产生CO2的量 单位时间内光合作用释放O2的量
（2）如果降低CO2的同时，停止光照，则葡萄糖 的合成速度下降，这是因为暗反应所需的_[H__]_、__A_T_P__ 供应不足，使 三碳化合物 不能合成六碳化合物。
环境因素对光合作用影响的分析
问题引领: 1.光合作用强度会随光照强度的增强或CO2浓度的 增强而一直增强吗?为什么? 2.在实际生产中,如何应用各种因素来提高农作物 产量?
C3的还原 强度，使_五__碳__ 化合物数量减少，影响了CO2固定。
2）图中曲线中间C处光合作用强度暂时降低，可能是 （ C ） A、光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果 B、温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物 C、温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了CO2原料的供应 D、光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合作用的进行
2、 CO2 浓度
A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 AB段表示在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而增大， 但当二氧化碳浓度增加到一定数值后，光合作用速率不再增加。 B点表示CO2饱和点。 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，
增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速度。
能量变化:
活跃化学能→稳定化学能 (ATP中) (有机物里)
CO2
H2O O2
光能
吸收
光解
叶绿体 中的色素
分子
[H] ATP
ADP+Pi
CO2 2C3 固定
还原
C5
能
(CH2O) + H2O
光反应阶段 （类囊体薄膜）
暗反应阶段 （叶绿体基质）
光反应和暗反应的比较
场所 条件
光反应
类囊体薄膜
光、色素、酶
例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌
2NH3+3O2硝化细菌 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2硝化细菌 2HNO3+能量 6CO2+12H2O 能量 C6H12O6+ 6O2+6H2O
(3)图2中曲线a表示的化合物是___C_3____，在无光照时，其含
量迅速上升的原因是：_C_O__2的__固__定__仍__在__进__行__，__C3的还原受阻。
(4)曲线b表示的化合物是___C__5___，在无光照时，其含量下
降的原因是：_C_5与__C_O_2_结__合_形__成__C_3_，__且__C_3不__能__被__还_ 原为C5
暗反应
叶绿体基质 有/无光，多种酶
物质 变化
水的光解 ATP的合成
CO2的固定 C3的还原 ATP的水解
能量 光能→ATP中活跃的 变化 化学能
ATP中活跃的化学能→ 有机物中稳定的化学能
联系
1、光反应为暗反应提供还原剂[H]和能量（ATP）； 2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。
光照强度或CO2浓度变化对光合作用的影响
光能 叶绿体
C6H12O6+6O2+6H2O
光能
CO2 + H2O 叶绿体 (CH2O) + O2
(稳定化学能)
光合作用
原料 —— CO2 、H2O 产物 —— 糖类 、氧气、水 场所 —— 叶绿体
条件 —— 有光 、多种酶
光合作用的意义
有机物制造的“绿色工厂”； 将太阳能转化为化学能的“巨型能量转换站”； 维持氧和二氧化碳含量稳定的“自动空气净化器”
3. 计算
光合作用产氧量 = 氧气释放量 + 细胞呼吸耗氧量
光合作用固定CO2量 = CO2吸收量 + 细胞呼吸释放CO2量
光合作用葡萄糖产生量 = 葡萄糖积累量（增重部分） + 细胞呼吸消耗葡萄糖量
化能合成作用
—— 某些细菌 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
CO2浓度 不变
光照增强
光反应 增强
光照减弱 减弱
C3 减少 增加
C5 ATP和[H] C6H12O6
增加 减少
增加 减少
增加 减少
光照强度 不变
CO2浓度 增强
CO2浓度 减弱
暗反应 增强 减弱
C3 增加 减少
C5 ATP和[H] C6H12O6
减少 增加
减少 增加
增加 减少
习题：图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改 变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合 物在细胞内的变化曲线。根据图回答：
6.生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时， 其光合作用速度并未随之增强，主要因素可能是（ A ） A、光照强度不够，影响光反应进行
B、温度影响酶的活性 C、呼吸作用受到抑制 D、暗反应影响了光反应
7.当单细胞绿藻置于25℃及适宜的光照条件下培养 请回答：
（1）当CO2浓度突然降至极低水平时，发现五碳 化合物突然上升，这是因为 CO2 缺少时，五碳化合物 不能形成 三碳化合物 。
3、 温 度
温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的。 B点：是最适温度，光合作用最强。
应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，则可适当降 低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率； 晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，增加有机物的积累。
4、水及矿质元素
N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素，若这些元素缺乏， 会影响叶绿素的合成从而影响光合作用；
（3）波长的影响
红光下最强，蓝光、紫光其次，绿光最差。
1、 光 照 强 度
①图中A点含义： 光照强度为0，只进行呼吸作用
；
②B点含义： 光合作用与呼吸作用强度相等，称为光补偿点
；
③C点表示： 光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点 ；
应用：阴雨天适当补充光照；阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低， 注意间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。