5.4 光合作用与能量转化 二 光合作用的影响因素 教学课件 高中生物人教版(2019)必修一

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间内反应物的消耗量或产物的生成量。 (1)单位时间内光合作用消耗糖的数量。 (2)单位时间内光合作用产生CO2的量。 (3)单位时间内光合作用消耗O2的量。
二、光合作用与有氧呼吸的关系
1.从物质变化分析,光合作用和有氧呼吸正好相反,列表比较二者的区 别与联系:
光合作用
有氧呼吸
在哪些细 胞中进行
反应场所
温故知新
1、反应物CO2参与 暗反应 阶段的CO2的固定 。 2、反应物H2O参与 光反应 阶段的 H2O的光解 。 3、生成物O2在 光反应 阶段产生。 4、生成物H2O在 暗反应 阶段产生。 567的、、、主色影A要T素响P环在只光境参反光因与应反素的光应主反阶要应段环阶合境段成因;,素色光光素反、的应H功产2能生O、:的吸温AT收度P、只等。传能递;用、影于转响暗化暗反光反应能应。
叶肉细胞、幼茎皮层细 胞等含有叶绿体的细胞
叶绿体
植物体的所有活细胞 线粒体(主要)
反应条件 物质变化 能量变化
光、色素、酶、CO2
酶、O2
把无机物(CO2、H2O)转 变成有机物(葡萄糖等)
分解有机物(C6H12O6)产生 CO2和H2O,同时形成ATP
把光能转变成化学能储存在有机物中 机物中的化学能释放出来,一部分转移到ATP中
3.当植物的“光合作用强度=呼吸作用强度”时:
呼吸作 用强度
O2的 消耗量
CO2的 产生量
有机物 的消耗量
光合作 用强度
O2的 产生量
CO2的 吸收量
有机物 产生量
细胞 表现 O2不吸 收不释放
CO2不吸 收不释放
有机物不积 累不消耗
刚好
O2
CO2
刚好
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次)
4.当植物的“光合作用强度>呼吸作用强度”时:
实验 在一定范围内,随着光照强度的不断增加,光合作用强度不断增 结论: 加。超过一定范围,光合作用强度不再随光照强度增加而增加。
四、影响光合作用强度的因素
外因 (环境因素)
光(强度、光质、时间) CO2浓度 温度 矿质元素 水分
内因 (遗传因素)
不同植物光合作用不同; 不同部位(叶)光合作用不同; 不同叶龄的叶光合作用不同。
一、光合作用的强度
1.什么是光合作用强度?
光合作用强度通常用光合速率表示,即单位叶面积叶片在单位时
间内反应物的消耗量或产物的生成量。 (1)单位时间内光合作用产生(制造)糖的数量。 (2)单位时间内光合作用消耗CO2的量。 (3)单位时间内光合作用产生O2的量。
2、什么是呼吸作用强度? 呼吸作用强度通常用呼吸速率表示,即单位叶面积叶片在单位时
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
以“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例
实验原理: 叶片含有空气,叶片上浮。抽出气体后,细胞间隙充满水,
叶片会下降;光照后,叶片进行光合作用,释放O2,使细胞 间隙又充满气体,叶片会上浮。
实验步骤:
①打出叶圆片(避开大叶脉)
注意:浓度过高,会导致叶肉细胞失水 过多,影响细胞代谢,光合速率下降。
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有 机物的量与30℃时相等 B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的 有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
自变量 因变量
光照(强度、光质)、温度、CO2浓度等 光合速率(光合作用强度)
②排出叶圆片中的空气,置暗处清水中
③准备3只小烧杯,装有富含CO2的清水(1%~2%的NaHCO3 溶液)
④向小烧杯内加入叶圆片,控制光强
⑤记录叶圆片浮起所
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
以“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例
实验步骤:
①打出叶圆片(避开大叶脉) ②排出叶圆片中的空气,置暗处清水中
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
O2的产生量或CO2的消 耗量或者有机物的制造量
光照强度
1、光 光质
光照时间
0
(1)原理:光照强度通过影响植物的
光照强度
反光应进而影响光合速率。光照强度 增加,光反应速率_____,加产快生的 NADPH和ATP增多,使暗反应中
思考:纵坐标表示什么?用什么量 来表示呢?
联系 都有物质变化与能量转换;从物质变化分析,光合作用和有氧呼吸正好相反
二、光合作用与有氧呼吸的关系
2.图示展示二者的关系:
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次) 1.当植物“只有呼吸作用”时:
植物从外界吸收的O2=植物释放到外界的CO2
O2
CO2
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次)
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
以“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例
实验步骤:
③准备3只小烧杯,装有富含CO2的清水(1%~2%的NaHCO3溶液) ④向小烧杯内加入叶圆片,控制光强
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
以“探究光照强度对光合作用强度的影响”为例
实验结果:
⑤记录叶圆片浮起所
净光合速率 = 总光合速率 — 呼吸速率
总光合作用速率
呼吸作用速率
变式
净光合作用速率
O2
产生量、生成量
消耗量、利用量
释放量、增加量
CO2 固定、利用量、需要量 产生量、生成量
吸收量、减少量
有机物 制造、合成、生成量 消耗量、利用量
积累量、净生产量
(1)当植物“只有呼吸作用”时:
净光合作用速率为负
(2)当植物的“光合作用强度<呼吸作用强度”时:净光合作用速率为负
检测
用单位时间叶圆片上浮的数量或所有叶圆片上
(因变量) 浮所需要的时间
无关变量
植物叶片、其他环境条件处理等
实验材料
圆形的生长旺盛的绿色小叶片
三、探究环境因素对光合作用强度的影响
实验思路:
1. 用不同瓦数的LED灯来探究光照强度对光合强度的影响;
2. 将叶圆片放在不同浓度的NaHCO3溶液中来探究CO2浓度对光合强 度的影响; 3. 用相同瓦数而不同颜色LED来探究光质对光合强度的影响; 4. 将叶圆片放在不同温度的烧杯中探究温度对光合强度的影响;
(3)应用:在农业生产上可以通过通风,增施农家肥等增大CO2浓度,提 高光合速率。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
3、温度
(1)原理:温度通过影响 酶的活性 影响光合作用,主要制约暗反应。
(2)曲线解读: 在最适温度之前,光合速率随温度升 高而增加;超过最适温度,光合速率 随温度升高而降低;最适温度时,光 合速率最大。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
1、光照强度
(2)曲线解读
O2的释放量或CO2的 吸收量或者有机物的
积累量
C
E
0 B D 光照强度
A
项目 生理过程
气体交换
只进行呼 A点 吸作用
AB 呼吸作用大于 段 光合作用
吸收O2、 释放CO2 吸收O2、 释放CO2
B点
呼吸作用等于 不与外界进 光合作用 行气体交换
(2)、光质(波长)
蓝紫光下: 产物中蛋白质和脂肪较多;
红光下: 产物中糖类较多;
白光的光合效率比单色光高。
运用:在大棚中安装红光蓝光LED 灯管。用无色透明的薄膜。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
(3)、光照时间
光照时间越长,产生的光合 产物越多。
运用:夜晩补充人工光源;有些 蔬菜大棚悬挂发红色或蓝紫色光 的灯管;增加光照面积;
生理状态模型
B点 呼吸作用小于 吸收CO2、
以后 光合作用
释放O2
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
1、光照强度
光照强度与光合作用的关系:
(2)曲线解读
在一定范围内,光合作用随光照强度的增加而增强,
O2的释放量或CO2 的吸收量或者有机
超过一定范围,则不再随光照强度的增加而改变。
物的积累量
C
E 在C点之前限制光合作用强度的主要因素是光照强度, C点之后限制光照作用强度的主要因素不再是光照强
度,而是温度,CO2浓度,矿物质元素等。
0 B D 光照强度 (3)应用:温室大棚中,适当增强 光照强度 ,
A
以提高光合速率,使作物增产。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
(3)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;晚上适当降低 室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的 积累。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环的 原料 ,又是体内各种化学 反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速 率 下降 。 ②水分是植物蒸腾的对象。缺水→ 气孔关闭 →CO2进 入 受阻 →间接影响光合作用
呼吸作 用强度
O2的 消耗量
CO2的 产生量
有机物 的消耗量
光合作 用强度
O2的 产生量
CO2的 吸收量
有机物 产生量
细胞 表现 O2的
释放量
C吸O收2的量
有机物的
积累量
净光合作 释放O2 用强度
O2
有剩!
CO2
不够?
吸收CO2
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次)
归纳: 总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
(2)曲线解读:在一定范围内,光合速率随水分增加而增大。
(3)应用:农业生产中需要合理灌溉。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
5、矿物质元素
(1)原理:矿质元素通过影响与光合作用有 关化合物 的合成,对光合作用产生直接或 间接的影响。例如: N、P等 是叶绿体膜 结构的组成成分、叶绿素的组成成分DNA 和RNA的组成成分、NADP+和ATP的组成 成分光合作用有关的酶的组成成分。
通过前面的学习,我们已经知道了影响呼吸作用的主要环
境因素是 温度、O2浓度、CO2浓度、水等

光合作用的强度,直接关系农作物的产量,研究影响光合 作用强度的环境因素很有现实意义。
那么,影响光合作用强度的环境因素有哪些呢?
第5章 细胞的能量供应和利用 第4节光合作用与能量转化
第3课时 光合作用的影响因素
钾:与糖类合成、运输有关 镁: 叶绿素 的重要组成成分
四、影响光合作用强度的因素
纵坐标表示总光合作用强度
C3的还原加快,从而使光合作用产 (速率),可以用O2的产生量或
物增加。
CO2的消耗量或者有机物的制造
量来表示。
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
1、光照强度
(2)曲线解读
O2的释放量或CO2 的吸收量或者有机物
的积累量 C
E



0 B D 光照强度
不能 正常
(3)当植物的“光合作用强度=呼吸作用强度”时:净光合作用速率为0 生长
(4)当植物的“光合作用强度>呼吸作用强度”时:净光合作用速率为正
正常 生长
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次)
对应训练
以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温 度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,
A 结果如图所示。下列分析正确的是( )
A
思考:纵坐标表示什么?用什么量来表示呢?
纵坐标表示净光合作用强度(速率),
可以用O2的释放量或CO2的吸收量或者有机 物的积累量来表示。
A点含义:表示没有光照,细胞只进行呼吸作

用,大小代表呼吸作用强度。
光 合
B点含义:光照补偿点,细胞光合作用强度等
于呼吸作用强度,净光合强度为0。
D点含义:光 最照 大饱 所和 需点 要最,低细的胞光光照合强作度用。强度达
温度,CO2浓度等
条件
C3
C5
NADPH、ATP (CH2O)
光照由强到弱 CO2供应不变
增加 减少
减少
减少
光照由弱到强 CO2供应不变
减少 增加
增加
增加
光照不变 CO2由充足到不足
减少
增加
增加
减少
光照不变 CO2由不足到充足
增加
减少
减少
增加
规律
C5、NADPH、ATP变化一致,C3、C5相反。
C6H12O6的合成量增或减,看条件的改变是增强、减弱
四、影响光合作用强度的因素
(一)、影响光合作用的外因(环境因素)
2、CO2浓度
(1)原理:CO2影响 暗 反应阶段, 制约 C3 的形成。
(2)曲线解读
①图1中A点表示 CO2补偿 点,即
光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。 ②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
③B点和B′点对应的CO2浓度都表示 CO2饱和 点。
2.当植物的“光合作用强度<呼吸作用强度”时:
呼吸作 用强度
O2的 消耗量
CO2的 产生量
有机物 的消耗量
光合作 用强度
O2的 产生量
CO2的 吸收量
有机物 产生量
细胞 表现 O2的
吸收量
C释O放2的量
有机物的
消耗量量
吸收O2 不够?
O2
CO2
有剩!
释放CO2
二、光合作用与有氧呼吸的偶联分析(细胞层次)
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