人教版(2019)必修一5.4 光合作用与能量转化 第3课时 光合作用的原理和应用 课件
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5.4光合作用和能量转化(第三课时)高一生物课件(人教版2019必修1)
实战训练
2.在单位时间里,生产者所固定的全部太阳辐射能量,叫作总初级生产量;总初级生产量扣除生产者自身的呼吸量,剩下的就是净初级生产量。如图表示一个森林生态系统中森林地上部分总初级生产量、净初级生产量的变化情况。图中横坐标表示叶面积指数(单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数),纵坐标表示最大光合量。下列叙述正确的是( )
实验
（二）外部因素：
二、光合作用的影响因素及其应用
探究光照强度对光合作用的影响
实验
（二）外部因素：
O2
光合 ＜ 呼吸
光合 ＝ 呼吸
光合 ＞ 呼吸
2
3
4
1
合作探究三：请自主阅读课本P105页，小组合作完成以下问题。
二、光合作用的影响因素及其应用
探究光照强度对光合作用的影响
实验
光照强度影响光合作用的原理是什么？光照强度在生产生活中的如何应用？
4.实验现象
甲
乙
丙
叶片浮起数量多
叶片浮起数量中
叶片浮起数量少
强
中
弱
探究光照强度对光合作用的影响
实验
（二）外部因素：
二、光合作用的影响因素及其应用
5.结果分析
不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃）
台灯灯泡的功率（W）
40
40
40
台灯与烧杯的距离（cm）
10
20
30
叶片漂起的数量
5min
阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物
阴生植物
阳生植物
分析：
应用：
段：随叶面积指数的增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用的饱和点。超过A点，由于叶的遮挡，光合作用实际量不再增大。 段：在一定范围内，干物质量随叶面积指数增加而增加。B点以后随叶面积指数增大而减少。E点：表示光合作用实际量与呼吸量相等，干物质积累量为零。
2.在单位时间里,生产者所固定的全部太阳辐射能量,叫作总初级生产量;总初级生产量扣除生产者自身的呼吸量,剩下的就是净初级生产量。如图表示一个森林生态系统中森林地上部分总初级生产量、净初级生产量的变化情况。图中横坐标表示叶面积指数(单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数),纵坐标表示最大光合量。下列叙述正确的是( )
实验
（二）外部因素：
二、光合作用的影响因素及其应用
探究光照强度对光合作用的影响
实验
（二）外部因素：
O2
光合 ＜ 呼吸
光合 ＝ 呼吸
光合 ＞ 呼吸
2
3
4
1
合作探究三：请自主阅读课本P105页，小组合作完成以下问题。
二、光合作用的影响因素及其应用
探究光照强度对光合作用的影响
实验
光照强度影响光合作用的原理是什么？光照强度在生产生活中的如何应用？
4.实验现象
甲
乙
丙
叶片浮起数量多
叶片浮起数量中
叶片浮起数量少
强
中
弱
探究光照强度对光合作用的影响
实验
（二）外部因素：
二、光合作用的影响因素及其应用
5.结果分析
不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ℃）
台灯灯泡的功率（W）
40
40
40
台灯与烧杯的距离（cm）
10
20
30
叶片漂起的数量
5min
阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物
阴生植物
阳生植物
分析：
应用：
段：随叶面积指数的增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用的饱和点。超过A点，由于叶的遮挡，光合作用实际量不再增大。 段：在一定范围内，干物质量随叶面积指数增加而增加。B点以后随叶面积指数增大而减少。E点：表示光合作用实际量与呼吸量相等，干物质积累量为零。
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共48张ppt)
美国科学家阿尔农发现在光照下，叶绿体合成ATP的 过程总是伴随着水的光解 4、尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系
H2O 叶 光绿照体 O2 +NADPH+能量
ADP+Pi+ ATP
光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应 。根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分 为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段
能量联系：光反应为暗反应提供活跃的化学能，暗 反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
光合作用总过程：
可见光
2H2O O2
光解
酶
吸收
4[H]
色素分子
ATP 酶
还 原
能
ADP+Pi
2C3 固定 CO2
多Байду номын сангаас酶 C5
(CH2O)
光反应
光能
6CO2 + 12H2O 叶绿体
暗反应
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
减 C光 止 光 变停光结体O少照C照(2止 照供OC合内或不不H2应供2O图的停变变不应)运止，,光解C变C停输光减O5反2分化止供受照少应应阻析合或不停：物光和[增减A增H加T少下C]加P↓3的减↓化减增少植合少加物物减突增的增还受少加加然含原阻停量止如输些如CC光何3受物何5 ↑照↓变减阻质变减减后化(成少少少C？含化，量H？2O减这量？其)合少
阅读教材P103-104,回答下列问题： 1、 暗反应的场所及反应条件？ 2、 暗反应中物质变化、能量转化过程是怎样的？ 3、光反应中产生的NADPH和ATP用于暗反应哪一步？
类囊体膜
H2O
酶
NADPH
ADP ＋Pi ATP
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共21张ppt)
光照不变
减少
增加
增加
减少
增加
增加
减少
增加
减少
增加
光照由弱到强， CO2供应不变
CO2供应由充足到不足， CO2供应由不足到充足，
光照不变
光照不变
04
光合作用原理的应用
NYDIA·C
四、光合作用原理的应用
B
C EF
D
G
A
光合作用
光合作用强度：指在单位时间内通过光合作用 制造糖类的数量
意义：直接关系农作物产量，研究影响光合作 用强度的因素很有现实意义
滤液细线的要求 细、齐、直、重复多次
层析液 20份石油醚 + 2份丙酮 + 1份苯
一、捕获光能的色素
绿叶中的色素
叶绿素（3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
异常现象分析
滤液中绿色颜色过浅 滤纸条色素带重叠
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
滤纸条看不到色素带
色素带位置和宽度分别有什么含义？
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红 光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿体的结构适于光合作用
NYDIA·C
02
探索光合作用的部分实验
NYDIA·C
二、探索光合作用的部分实验
实验材料选的好 01
实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿 体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌 可确定释放氧气多的部位
实验材料 选的好
02 排除干扰方法好
5.4光合作用与能量转化第3课时课件-高一上学期生物人教版必修1
➢ 合理密植(增加光合作用面积)； ➢ 适当间苗(“套种间作”讲的就是这个方面)； ➢ 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、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。
➢ 阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴
蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物
不同瓦数的灯或相同瓦数 台灯离实验装置的距离
自变量： 光照强弱 因变量： 光合作用强度
检测方法
相同时间小圆形 叶片浮起的数量
淀粉含量测量法
可以用红外线 CO2传感器测量
二、探究·实践 探究光照强度对光合作用的影响 方法步骤：
1.打孔：用直径为0.6cm的 打孔器打出圆形小叶片30片
2.将圆形小叶片置于注射器内， 使叶片内气体逸出
CO2 吸 收 量O CO2 释 放 量
阳生植物 阴生植物
光照强度
➢ 阴生植物：是指在弱光条件下比强光条件下生
叶绿体内的C5、C3、NADPH、ATP的含量变化。
4 含水量
➢ 水是光合作用（光反应）的原料； ➢缺水会导致叶片部分气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响 光合作用（暗反应）； ➢缺水会使糖类堆积，光合作用产物输出缓慢。
应用 ➢ 及时、合理灌溉
光照强度
光 合 作 用 强 度A
B
D
C E
O
9 10 11 12 13 14 15 16 17
二、探究·实践 探究光照强度对光合作用的影响
3.将处理过圆形 小叶片放入清水 中，黑暗保存， 小圆形叶片全部 沉到水底
4.取3只小烧杯， 分别倒入富含 CO2的清水 （1%~2%的 NaHCO3溶液），
5.分组实验： 分别将10片叶圆片投入3只 盛20mLNaHCO3的小烧杯 中并调整40W台灯距离
➢ 适当摘除老叶、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。
➢ 阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴
蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物
不同瓦数的灯或相同瓦数 台灯离实验装置的距离
自变量： 光照强弱 因变量： 光合作用强度
检测方法
相同时间小圆形 叶片浮起的数量
淀粉含量测量法
可以用红外线 CO2传感器测量
二、探究·实践 探究光照强度对光合作用的影响 方法步骤：
1.打孔：用直径为0.6cm的 打孔器打出圆形小叶片30片
2.将圆形小叶片置于注射器内， 使叶片内气体逸出
CO2 吸 收 量O CO2 释 放 量
阳生植物 阴生植物
光照强度
➢ 阴生植物：是指在弱光条件下比强光条件下生
叶绿体内的C5、C3、NADPH、ATP的含量变化。
4 含水量
➢ 水是光合作用（光反应）的原料； ➢缺水会导致叶片部分气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响 光合作用（暗反应）； ➢缺水会使糖类堆积，光合作用产物输出缓慢。
应用 ➢ 及时、合理灌溉
光照强度
光 合 作 用 强 度A
B
D
C E
O
9 10 11 12 13 14 15 16 17
二、探究·实践 探究光照强度对光合作用的影响
3.将处理过圆形 小叶片放入清水 中，黑暗保存， 小圆形叶片全部 沉到水底
4.取3只小烧杯， 分别倒入富含 CO2的清水 （1%~2%的 NaHCO3溶液），
5.分组实验： 分别将10片叶圆片投入3只 盛20mLNaHCO3的小烧杯 中并调整40W台灯距离
5.4光合作用与能量转化第3课时课件高一上学期生物人教版必修1
① 图1中曲线甲表示 C3 ，曲线乙表示 C5、[H]、ATP 。 ② 图2中曲线甲表示 C5、[H]、ATP ，曲线乙表示 C3 。 ③ 图3中曲线甲表示 C5、[H]、ATP ，曲线乙表示 C3 。 ④ 图4中曲线甲表示 C3 ，曲线乙表示 C5、[H]、ATP 。
强化训练
如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在 Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降 低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是（ ） A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的DATP B．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D．Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
（1）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物 （C3）中。 （2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六 碳糖（C6） （3）30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。
一、光合作用的原理
2、光合作用的阶段
（2）暗反应阶段
① 场所：叶绿体基质
组合正确的是（ ）
A.红光，ATP下降 C C.绿光，NADPH下降
B.红光，未被还原的C3上升 D.绿光，C5上升
注：（CH2O）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。
根据是否需要光能，这些化学反应可以概 括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应） 两个阶段。
一、光合作用的原理
2、光合作用的阶段
（1）光反应阶段
① 场所： 类囊体薄膜
② 条件： 光照、光合色素、与光反应有关的酶
水的光解：H2O —光—能→1/2O2 +2e-
意义： ① 把无机物合成为有机物，生物界中有机物的来源； ② 将光能转换成化学能，为生命世界的生命活动提供 了能量来源； ③ 维持大气中氧气和二氧化碳的平衡 ④ 对生物的进化具有重要作用
强化训练
如图表示某植物叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在 Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降 低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是（ ） A．图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的DATP B．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累 D．Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
（1）光照时间为几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物 （C3）中。 （2）在5秒钟光照后，卡尔文等检测到含有放射性的五碳化合物（C5）和六 碳糖（C6） （3）30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。
一、光合作用的原理
2、光合作用的阶段
（2）暗反应阶段
① 场所：叶绿体基质
组合正确的是（ ）
A.红光，ATP下降 C C.绿光，NADPH下降
B.红光，未被还原的C3上升 D.绿光，C5上升
注：（CH2O）表示糖类，光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖。
根据是否需要光能，这些化学反应可以概 括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应） 两个阶段。
一、光合作用的原理
2、光合作用的阶段
（1）光反应阶段
① 场所： 类囊体薄膜
② 条件： 光照、光合色素、与光反应有关的酶
水的光解：H2O —光—能→1/2O2 +2e-
意义： ① 把无机物合成为有机物，生物界中有机物的来源； ② 将光能转换成化学能，为生命世界的生命活动提供 了能量来源； ③ 维持大气中氧气和二氧化碳的平衡 ④ 对生物的进化具有重要作用
光合作用和能量转化(第3课时光合作用原理的应用)(课件)高一生物(人教版2019必修1)
光饱和点：随光照增强光合 作用不再增强时的光照强度
光 合 作 用 强 度
abc
def 光照强度
光饱和点
二、影响光合作用强度的因素及应用 请思考：实验所测是否为叶片实际光合作用强度？
O2
较
O2
强
光
照
时
CO
2
CO2 总光合速率=净光合速率+呼吸速率
二、影响光合作用强度的因素及应用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化
积累有机物情况： A~D：光合<呼吸，有机物消耗 D~H：光合>呼吸，有机物积累 H~I：光合<呼吸，有机物消耗
三、化能合成作用
在自然界中，除了光合作用以外，还有其他制造有机物的方式吗？
化能合成作用：
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
光合作用 产生O2充满细胞间隙，叶片 上浮 。
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
探究光照强度对光合作用的影响
进行实验
实验步骤： 1.取叶片均分三组，进行编号。 2.不同处理： 给予低、中、高的光照 3.相同处理：
用注射器排除叶片中的气体； 放入适宜浓度的NaHCO3溶液中
3.实验
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
呼吸速率
BC：光合作用>呼吸作用
二、影响光合作用强度的因素及应用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化
1.适当提高光照强度 2.延长光合作用时间 3.合理密植— 增加光合作用面积 4.间作套种 5.温室大棚 使用无色透明玻璃 6.补光 ----红光和蓝紫光
二、影响光合作用强度的因素及应用
光 合 作 用 强 度
abc
def 光照强度
光饱和点
二、影响光合作用强度的因素及应用 请思考：实验所测是否为叶片实际光合作用强度？
O2
较
O2
强
光
照
时
CO
2
CO2 总光合速率=净光合速率+呼吸速率
二、影响光合作用强度的因素及应用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化
积累有机物情况： A~D：光合<呼吸，有机物消耗 D~H：光合>呼吸，有机物积累 H~I：光合<呼吸，有机物消耗
三、化能合成作用
在自然界中，除了光合作用以外，还有其他制造有机物的方式吗？
化能合成作用：
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
光合作用 产生O2充满细胞间隙，叶片 上浮 。
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
探究光照强度对光合作用的影响
进行实验
实验步骤： 1.取叶片均分三组，进行编号。 2.不同处理： 给予低、中、高的光照 3.相同处理：
用注射器排除叶片中的气体； 放入适宜浓度的NaHCO3溶液中
3.实验
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
呼吸速率
BC：光合作用>呼吸作用
二、影响光合作用强度的因素及应用
1.光照的影响：光照强度、光质不同、日变化
1.适当提高光照强度 2.延长光合作用时间 3.合理密植— 增加光合作用面积 4.间作套种 5.温室大棚 使用无色透明玻璃 6.补光 ----红光和蓝紫光
二、影响光合作用强度的因素及应用
5.4.光合作用与能量转化 课件-高一上学期生物人教版(2019)必修一
1.恩格尔曼的第1个实验的结论是什么？
2.恩格尔曼在选材实验设计上有什么巧妙之处？
叶绿体的结构适用于进行光合作用
1、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
➢水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 ➢好氧细菌可确定释放O2的部位。
2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
➢选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和 氧的干扰。
探究·实践
材料用具
干燥的定性滤纸，试管棉塞，试管夹， 研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管， 剪刀，药匙，量筒，天平。 无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸 钙
探究·实践
方法步骤
1.提取绿叶中的色素
①称取5g的绿叶，剪碎， 放入研钵中。
探究·实践
②放入少许二氧化硅和 碳酸钙 再放入10mL无 水乙醇
目的：二氧化硅有助于 研磨得充分，碳酸钙可 防止研磨中色素被破坏。
★层析液不能没及滤液线
层析液
防止色素溶解在层析 液中
探究·实践 6.实验结果
探究·实践
讨论：
滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下 依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色，）
叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色)
1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？
2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？
叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？
水绵和需氧型细 菌放在没有空气 的黑暗小室内
叶绿体的结构适用于进行光合作用
极
放
细
置
的
光
光
下
束
叶绿体的结构适用于进行光合作用
用透过三棱镜的光照射水绵 临时装片，发现大量的需氧 型细菌聚集在红光和蓝紫光 区域。
5.4.2 光合作用与能量转化 高一生物课件(人教版2019必修1)
思考3：结合上述现象大致描述CO2转化成有机物过程中，C的转移途径
CO2
C3
(CH2O) C5
光合作用的过程
暗反应：
1.场所？ 2.条件？ 3.物质变化? 4.能量变化？ 5.各种产物有何去向？
（气孔）
供氢、供能 NADPH NADP+
ATP 供能
2C3 固
CO2
多种酶 定
还 参加催化 原
C5
ADP+Pi
延伸思考2：该实验有对照组吗？满足对照原则吗？无单独对照组
实验组相互对照（对比实验）
探究光合作用原理的部分实验
5、 阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP 且这一过程总是与水的光解相伴随
讨论4：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系
H2O
光照 叶绿体
O2+NADPH +能量
ADP+Pi
ATP
1
19世纪末
甲醛→糖
1937年
希尔反应 水的光解产生氧气
1928年
甲醛对植物有毒 不能通过光合作用转化成糖
1941年
鲁宾和卡门 同位素标记法光合作用氧气来自于水
1954年
阿尔农 光照下叶绿体合成ATP 该过程总与水的光解相伴
总结
上述实验表明：
1.光合作用释放的氧气中的氧元素来自水 2.氧气的产生和糖类的合成不是同一个化 学反应，而是分阶段进行的
想一想：结合光合作用过程图，思考讨论以下问题：
思考2：光合作用过程中各元素的转移途径分别为？并在反应式中标注出来
H的转移：H2O → NADPH→(CH2O) C的转移： CO2 → C3 →（CH2O） O的转移：H2O → O2
光合作用与能量转化(第3课时)高一生物上学期优质课件(2019人教版必修1)
强
度
光照强度
植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观
测到的光合作用指标，如O2的产生量，是植物光合作用实际 产生的总O2量吗？（教材P105旁栏）
（可以测得）
真/总光合速率 = 呼吸速率 + 净光合速率
O2
（实际光合速率）
（表观光合速率）
较
强
O2
有机物： 产生量 = 消耗量 + 积累量
光
应用——提高农作物产量的措施
延长光合作用时间 温室中人工光照
增加光能利用率 增加光合作用面积
合理密植 间作套种
控制光照强弱
控制光质 红光和蓝紫光
提高光合作用效率
控制温度 保持昼夜温差 通风透气
控制CO2供应 在温室中施有机肥
控制必需矿质元素供应 适时适量施肥
控制H2O供应 合理灌溉
光合作用强度的多因素影响
AB段该叶肉细胞的 光合速率 < 呼吸速率
0
CO2
O2
B点该叶肉细胞的 光合速率 = 呼吸速率
CO2
CO2 A
O2
释
放
CO2
O2
BC段 该叶肉细胞的 光合速率 > 呼吸速率
B 光补偿点
C
D 光饱和点
光照强度
（2）温度 生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼
吸作用，以积累有机物。 （3）CO2浓度
P点 限制光合速率的因素为横坐标所示的因素，随该因素的不断加强， 之前：光合速率不断提高 Q点：横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影响因素为坐标图
中所标示出的其他因素
学以致用--农作物增产的措施
资料：我国北魏时期的农书《齐民要术》中， 有关于栽种农作物要“正其行，通其风”的记载。
【课件】光合作用原理的应用--影响光合作用的因素课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
bc段：光合作用强度<呼吸作用强度 ce段：光合作用强度>呼吸作用强度 ef段：光合作用强度<呼吸作用强度 fg段：只进行呼吸作用
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化 曲线图。分析各点含义及成因： “光合午休”现象
d点： 温度过高，大量气孔关闭， CO2无法进入叶肉组织，光合 作用暗反应受到限制。
二、探究环境因素对光合作用的影响
实验原理: 通过抽动活塞的方式降低注射器内气压,使常压下隐匿于叶圆片中的气泡变大,
最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气 的目的。
在水环境中,由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的
表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一 时间段内小圆形叶片浮起的数量,以此来判断叶片进行光合作用的强度。
三、影响光合作用强度的因素
外部因素2：CO2浓度
D
CO2
吸
收 量
CO2启动点
CO2饱和点
净光合速率
O
释
放 量
A
C bc
B CO2补偿点
d
CO2浓度
总光合速率
进行光合作用所需最低CO2浓度
CO2
应用
①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其 行，通其风”；
② 施用有机肥、农家肥 ③投放干冰或二氧化碳发生器
CO2
三、影响光合作用强度的因素 应用
①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长 光照时间
②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和 光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而 合理利用光能。
光合作用原理的运用
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化 曲线图。分析各点含义及成因： “光合午休”现象
d点： 温度过高，大量气孔关闭， CO2无法进入叶肉组织，光合 作用暗反应受到限制。
二、探究环境因素对光合作用的影响
实验原理: 通过抽动活塞的方式降低注射器内气压,使常压下隐匿于叶圆片中的气泡变大,
最后逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气 的目的。
在水环境中,由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的
表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一 时间段内小圆形叶片浮起的数量,以此来判断叶片进行光合作用的强度。
三、影响光合作用强度的因素
外部因素2：CO2浓度
D
CO2
吸
收 量
CO2启动点
CO2饱和点
净光合速率
O
释
放 量
A
C bc
B CO2补偿点
d
CO2浓度
总光合速率
进行光合作用所需最低CO2浓度
CO2
应用
①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其 行，通其风”；
② 施用有机肥、农家肥 ③投放干冰或二氧化碳发生器
CO2
三、影响光合作用强度的因素 应用
①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长 光照时间
②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和 光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而 合理利用光能。
光合作用原理的运用
2019-2020学年人教版生物必修一讲义：第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用和化能合成作用
第3课时 光合作用原理的应用和化能合成作用一、光合作用原理的应用 1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(3)影响因素2．探究光照强度对光合作用的影响 取材⎩⎨⎧器材：打孔器目的：制备小圆形叶片30片↓排气⎩⎨⎧器材：注射器目的：使小圆形叶片中的气体逸出↓沉水⎩⎨⎧条件：放在黑暗处原因：细胞间隙充满了水↓分组：取3只小烧杯，分别倒入20 mL 富含二氧化碳的清水、分别放入10片小圆形叶片↓光照：分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照 ↓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 3．在生产实践中的应用1．概念：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。
2．实例硝化细菌⎩⎨⎧能量来源：将氨氧化成硝酸释放的能量反应物：水和二氧化碳产物：糖类3．自养生物和异养生物1．光合作用强度的影响因素有CO2浓度、温度和光照强度等外界因素。
() 2．光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。
() 3．温度对光合作用强度的影响主要是影响酶的活性。
() 4．探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行呼吸作用产生的二氧化碳导致的。
() 5．除了绿色植物，自然界中少数细菌，如硝化细菌也可以通过光合作用制造有机物。
() 提示：1．√ 2.√ 3.√4．×小圆形叶片浮起的原因是光合作用产生的氧气。
5．×硝化细菌进行化能合成作用。
1．实验中准备好的小圆形叶片为什么放入黑暗处盛有清水的烧杯中？提示：防止小圆形叶片实验开始前进行光合作用。
2．实验中小圆形叶片下沉在烧杯底部的原因是什么？光照后小圆形叶片为什么会上升？提示：实验中小圆形叶片中的气体逸出，因此下沉。
小圆形叶片进行光合作用产生了O2，小圆形叶片的密度变小，因此上升。
3．炎热的夏季，成团的水绵为什么漂浮在水面上？提示：光合作用旺盛，释放氧气使水绵团上浮。
5.4光合作用与能量转化 光合作用的原理和应用 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
1937年，英国植物学家希尔（R.Hill）发现，在离体 叶绿体的悬浮液中加人铁盐或其他氧化剂（悬浮液中 有H2O,没有CO2），在光照下可以释放出氧气。像这 样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧 气的化学反应称作希尔反应。
希尔反应: 离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、 产生氧气的化学反应称作希尔反应。
光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶
段。
探究三：光合作用的反应阶段
光反应阶段：
暗反应阶段：
光反应和暗反应的区别
光反应和暗反应的联系 物质联系：光反应生成的ATP和NADPH供暗反应C3的 还原，而暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP+。
能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗 反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。
答案：B 解析：由上述分析可知，暗反应阶段既有C5的生成又有 C5的消耗，A正确；光反应过程需要酶的参与，B错误； 光合作用过程中光反应产生[H]，暗反应消耗[H]，C正确； 光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能，D正确。
与大棚种植蔬菜相关的措施及分析中，正确的是( ) A.施用农家肥，可提高大棚中CO2的浓度 B.加大蔬菜的种植密度，可不断提高蔬菜的产量 C.阴雨天适当提高大棚内温度，可明显增加有机物的 积累量 D.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜，可提高蔬菜的 光合作用速率
答案：A 解析：农家肥中含有大量微生物和有机物，微生物可分 解农家肥产生二氧化碳，从而提高大棚中的二氧化碳浓 度，A正确；种植蔬菜要合理密植，如果过密，植物叶片 就会相互遮挡，反而会使产量下降，B错误；阴雨天光合 作用较弱，要降低大棚内温度，减少呼吸作用消耗的有 机物量才有利于有机物的积累，C错误；叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光，对其他光也有吸收，用红色塑料薄膜代 替无色塑料薄膜，只允许红光透过，反而会降低蔬菜的 光合作用速率，D错误。
5.4 光合作用与能量转化 二光合作用的原理和应用 教学课件 高中生物 人教版(2019)必修一
这一神奇的过程如何发生？
CO2 NADPH
NADP+
可移动 H2O O2
光反应阶段
(CH2O)
二、重历经典 体悟思维
19世纪末
希尔站
鲁宾卡门站
阿尔农站
CO2
O2 C+H2O
O
同位素示踪法 O2全部来自有H2O
光照下向叶绿 体培养液中加 入ADP和Pi可 以合成ATP， 而且总是和水 光解相伴随。
H
+
;
ATP 和 NADPH 的合成
光能 转化为ATP和NADPH中 活跃化学能
四、灵机一动 峰回路转
19世纪末
希尔站
鲁宾卡门站
阿尔农站
卡尔文站
14CO2
梅尔文·埃利斯·卡尔文 1961年诺贝尔化学奖得主
放射性同位素示踪法
四、灵机一动 峰回路转
卡阿尔文农站
0.5s
（C3）3-磷酸甘油酸
14CO2处理小
CO2+H2O 叶光绿能体(CH2O)+O2
这一神奇的过程如何发生？
H2O
CO2
O2
叶绿体
(CH2O)
二、重历经典 体悟思维
二、重历经典 体悟思维
19世纪末
希尔站
鲁宾卡门站
CO2
O2
C+H2O C18O
2
O
同位素示踪法
18O2
O2全部来自有H2O
C
HH 甲醛
H2O 光照 O2+ H+
H218O
球藻5s
(CH2O)
C5(核酮糖-1,5-二磷酸）
14C3
14CO2
14C5 （14CH2O)
5.4 光合作用与能量转化 二光合作用的原理 教学课件 高中生物人教版(2019)必修一
光能转变为活跃的化学能储 NADPH和ATP中活跃的化学能转变为糖类
能量变化 存在ATP和NADPH中
等有机物中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供NADPH和ATP， 暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi
实质
物质合成、能量储存
小结
光合作用原理
【资料】 1937年，植物学家希尔在离体的叶绿体悬浮液中加入 铁盐或其他氧化剂（悬液中有H2O，无CO2），在光照下可以释 放氧气。
C3与C5之间是相互循环的。
C5
CO2
多种酶 2C3
还原的 C3
（CH2O）
2、光合作用的过程
光反应阶段
暗反应阶段
场所 条件 物质变化
叶绿体类囊体薄膜
光、色素、酶 水的光解产生氧气； 产生ATP和NADPH
叶绿体基质
CO2、ATP、NADPH、酶 CO2的固定；C3的还原；
ATP和NADPH的分解
再纸层析分离，最后鉴定放射性物质。
材料：小球藻 实验思路：同位素标记14CO2，研究物质 转化过程
结果：先出现14C3，最后出现14C5、14C6
结论：
卡尔文实验2： 实验现象：如果光照下突 然中断CO2供应，C3急剧减 少而C5量增加；突然停止光 照，C3浓度急速升高而C5的 浓度急速降低。
结论：
【资料】1941年 美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
讨论：
追踪物质的运行
1、实验中的自变量是和什变么化？规律。
同位素18O的标记的物质不同
2、因变量如何检测？
测定产生氧气的相对分子质量 3、分析鲁宾和卡门做的实验，
你能得出什么结论？
【对比实验】
光合作用释放的氧气中的氧元素全 部来自H2O，而并不来源于CO2。
光合作用与能量转化第3课时课件高一上学期生物人教版必修1
用注射器排除叶片中的气体；放入适宜浓度的NaHCO3溶液中
五、光合作用原理的应用
测量并记录实验结果：
五、光合作用原理的应用
实验结论：
统计并分析实验结果：
光照强度
光合作用强度
随光照强度的增强光合作用强度增加
a b c
d e f
光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度
测定O2释放量
测定O2的消耗量
O2的产生量 =
容器内O2的增加量
CO2的固定量=
容器内CO2的减少量
有机物的制造量（产生量）=
真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2的释放量
+ 细胞呼吸的耗氧量
CO2的吸收量
+ 细胞呼吸的产生的CO2量
有机物的积累量
+ 细胞呼吸的有机物消耗量
思考1以下图中2、3、4、5分别对应曲线的哪些部分？
A点
AB段
BC段
B点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其他环境因素对光合作用强度的影响
三、光合作用原理的应用
2.CO2浓度
三、光合作用原理的应用
3.H2O
水是光合作用的原料缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应
4.温度——影响酶的活性
5.矿质元素
N：
P：
Mg：
小 结
1.设计实验探究光强、 CO2浓度、温度等对光合作用强度的影响。
2. 采取合理补充光照、合理增施CO2等措施，提高光合作用强度来达到农作物增产的目的。
mg/h
光合强度=呼吸强度对应的点？一天内有机物积累最多的点？
五、光合作用原理的应用
总光合速率=净光合速率+呼吸速率
五、光合作用原理的应用
测量并记录实验结果：
五、光合作用原理的应用
实验结论：
统计并分析实验结果：
光照强度
光合作用强度
随光照强度的增强光合作用强度增加
a b c
d e f
光饱和点：随光照增强光合作用不再增强时的光照强度
测定O2释放量
测定O2的消耗量
O2的产生量 =
容器内O2的增加量
CO2的固定量=
容器内CO2的减少量
有机物的制造量（产生量）=
真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2的释放量
+ 细胞呼吸的耗氧量
CO2的吸收量
+ 细胞呼吸的产生的CO2量
有机物的积累量
+ 细胞呼吸的有机物消耗量
思考1以下图中2、3、4、5分别对应曲线的哪些部分？
A点
AB段
BC段
B点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其他环境因素对光合作用强度的影响
三、光合作用原理的应用
2.CO2浓度
三、光合作用原理的应用
3.H2O
水是光合作用的原料缺水导致植物气孔关闭，CO2吸收减少，从而影响暗反应
4.温度——影响酶的活性
5.矿质元素
N：
P：
Mg：
小 结
1.设计实验探究光强、 CO2浓度、温度等对光合作用强度的影响。
2. 采取合理补充光照、合理增施CO2等措施，提高光合作用强度来达到农作物增产的目的。
mg/h
光合强度=呼吸强度对应的点？一天内有机物积累最多的点？
五、光合作用原理的应用
总光合速率=净光合速率+呼吸速率
【公开课】光合作用与能量转化课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版(2019)必修1
C02
H2180 第 一 组
1802 C18O2
光照射下 的小球藻 悬浮液
02
H20 第 二 组
实验结论：
光合作用产生的 O2来自于H2O。
光合作用原理的部分探索实验
1954年，美国科学家阿尔农用离体 的叶绿体做实验： 在给叶绿体照光 时发现，当向反应体系中供给ADP、 Pi等物质时，体系中就会有ATP出现。 1957年，他发现这一过程总是与水
卡尔文的工作促进了对光合作用的认识，荣获1961年诺贝尔化学奖。
光合作用的原理
自主学习暗反应阶段（课本P104前三段文字） 思考： 1、描述暗反应过程 2、暗反应的场所、条件、物质变化和能量变化 3、与光反应区别与联系
光合作用的原理
暗反应阶段（卡尔文循环）
场所：叶绿体的基质中
条件：NADPH 、ATP、酶
恩格尔曼的实验二
？ 光合大色量素的主需要氧细吸菌收聚红焦光和蓝
紫光在，红在光此和波蓝紫长光光区的域照射下， 叶绿体会释放较多的氧。
思考·讨论 叶绿体的功能 实验一设计巧妙之处
极
细
的
光
1、实验材料选择 水绵 和 需氧细菌 。
束
水绵的优点是 叶绿体呈螺旋带状，便于观察 。
需氧细菌的优点是 可确定释放氧气多的部位 。
5.4光合作用与能量转化
一 捕获光能的色素和结构
万物生长靠太阳
太阳能是几乎所有生命系统中能量 的最终源头，而光合作用是唯一能 够捕获和转化光能的生物学途径。 因此，有人称光合作用是‘’地球 上最重要的化学反应‘’。
一、捕获光能的色素和结构
预测： 白化苗的生长趋势
待种子中储 存的养分耗 尽就会死去
叶绿素a和叶绿素b主要吸 收蓝紫光和红光，类胡萝 卜素(胡萝卜素和叶黄素)主 要吸收蓝紫光。
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我们观测到的光合作用指标,如O2的产生量,是光合作用 实际产生的总O2量吗?为什么?
提示:不是。该指标是光合作用实际产生O2量与细 胞呼吸消耗O2量的差值。
3.结合影响光合作用强度的因素思考,大田中应如 何提高作物的光合作用强度,提高产量。
提示:(1)合理密植、间作套种。 (2)大田要“正其行,通其风”。 (3)施用农家肥,与鸡舍连通等。 (4)根据植物的需肥规律,适时、适量地增施肥料。
【例6】某绿色植物的CO2吸收量随光照强度的变化如 下图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用 B.曲线BC段表示绿色植物细胞呼吸不断增强 C.B点时植物光合作用强度等于细胞呼吸强度 D.A点代表黑暗条件下,绿色植物无氧呼吸强度
解析:图中A点光照强度为0,只能进行细胞呼吸,AB段 随着光照强度的增加,光合作用逐渐增强,但是仍然小 于细胞呼吸,A项错误;曲线BC段表示绿色植物光合作 用不断增强,B项错误;B点为光补偿点,此时植物光合作 用强度等于细胞呼吸强度,C项正确;A点代表黑暗条件 下,绿色植物的细胞呼吸强度,D项错误。 答案:C
(3)温度。
Hale Waihona Puke 光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶
的活性。
AB段:随温度的升高,光合作用强度逐渐
。
BC段:与光合作用有关的酶活性
,光合作
用强度
。
答案:增强 下降 减弱
(4)矿质元素。
矿质元素是参与光合作用的
、
、____
、 等物质的组成元素。如果缺乏,会影响光合作
用强度。 答案:酶 ATP 色素 NADPH 2.植物在进行光合作用的同时,还会进行细胞呼吸。
3.化能合成作用与光合作用最主要的区别是什么? 提示:能量来源不同。化能合成作用的能量来源于 无机物氧化时所释放的能量,光合作用的能量来源于光 能。
探究三 光合作用原理的应用 1.请结合图解分析光照强度、CO2浓度、温度等对 光合作用的影响与应用。 (1)光照强度。
①A点:光照强度为0,此时只进行_________,CO2释 放量表示此时的_____________。
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 光合作用的原理和应用
学习目标
1.列举影响光合作用强度的因素,关注光合作用原 理的应用。
探究三 光合作用原理的应用 阅读教材第105页相关内容,阐明光合作用强度的 概念,列举影响光合作用强度的因素,关注光合作用原 理的应用。 1.光合作用强度。 (1)概念:植物在_单__位__时__间__内通过光合作用制造_糖_ _类__的数量。 (2)表示方法:用一定时间内_原__料__消__耗__或_产__物__生__成_ 的数量来定量表示。
③光合作用产生的有机物量=有机物的积累量(增 重部分)+细胞呼吸消耗的有机物量
(5)净光合速率与真正光合速率的关系。
【例5】下列有关植物光合作用的应用的叙述,错误的是 () A.雨天的大棚中适当增加人工光照有助于提高光合作
用强度 B.冬季晴天的中午在大棚中适当增加CO2的供应有助
于提高光合作用强度 C.夏季雨天的农田,升高温度有助于提高光合作用强度 D.立秋后的农田,适当施用农家肥有助于提高光合作用
答案:①细胞呼吸 细胞呼吸强度 ②增强 大于
③光补偿 ④增强 达到最大 光饱和点
(2)CO2浓度。 CO2浓度对光合作用速率影响的分析,如图所示。
图中所示的光合速率为__________光合速率;A点为 __________,此时__________速率等于_________速率。
答案:净 CO2补偿点 光合作用 细胞呼吸
净光合速率及其表示方法 (1)净(表观)光合速率:绿色植物组织在有光的条件下, 光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的实验容器中O2的 增加量或CO2的减少量。 (2)呼吸速率:绿色植物组织在黑暗条件下,测得的实验 容器中O2的减少量或CO2的增加量。 (3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
(4)常用表示方法。
2.影响光合作用强度的因素。
影 响 因 素
探究四 化能合成作用 阅读教材第106页第一段内容,说出化能合成作用的 概念,举例说明化能合成作用的过程。 1.概念。 生物体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过程。 2.硝化细菌的化能合成作用过程(如下图所示)。
②AB段:光照强度增大,光合作用强度逐渐______ ___,CO2的释放量逐渐减少(有一部分用于光合作用),此 时细胞呼吸强度________光合作用强度。
③B点:_______点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用 于光合作用。
④BC段:随着光照强度不断增大,光合作用强度不 断_______,在C点时_________,C点对应的光照强度称为 ________。
项目
常用表示方法
真正光合速率
O2产生(生成)速 率
CO2固定速率
有机物产生(制造、生成)速 率
净(表观)光合速 率
O2释放速率
CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率
黑暗中O2吸收 速率
黑暗中CO2释放速 率
有机物消耗速率
①光合作用产生O2量=实测的O2释放量+细胞呼 吸消耗O2量
②光合作用固定CO2量=实测的CO2吸收量+细胞 呼吸释放CO2量
【方法规律】 解答光合作用相关曲线的基本步骤
(1)明标:即明确横坐标和纵坐标所表示的含义。 (2)找点:即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点 和转折点等关键点。例如,光照强度或CO2浓度对光合 作用强度影响的曲线中,在光照强度为0时,曲线与纵坐 标的交点表示细胞呼吸所释放的CO2量或消耗的O2量; 曲线与横坐标的交点为光(或CO2)补偿点,即表示光合 作用强度与细胞呼吸强度相同时的光照强度(或CO2浓 度)。
强度
解析:夏季雨天光照强度较弱,此时限制光合作用的主 要因素是光照强度,因此升高温度不能明显提高光合作 用强度,反而使细胞呼吸增强,增加有机物的消耗,C项错 误。 答案:C 【母题延伸】
用大棚种植作物时,白天适当提高温度,夜间适当降 低温度,有利于产量的提高。试说明原因。 提示:白天适当提高温度可增强光合作用,增加有机物 的产量;夜间适当降低温度,可减弱细胞呼吸,减少有机 物的消耗。