高中生物新教材必修一《5.4.3 光合作用与能量转化》第三课时
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细胞的能量供应和利用
惠来县华侨中学 高中部
ENERGY SUPPLY AND UTILIZATION OF CELLS High School Department of Huilai Huaqiao middle school
01
目
录
降低化学反应
活化能的酶
02
03
细胞呼吸的
04
原理和应用
细胞的能量“货币”ATP
光合作用与能量转化
4.2
光合作用与能量转化 第三课时 光合作用原理的应
用
教学目标
01 尝试提取和分离绿叶中的色素， 简述绿叶中色素的种类及其功能
02 运用结构与功能相适应的观念， 解释叶绿体适于进行光合作用的 结构特点
03 设计并实施实验，探究环境因素
对光合作用强度的影响
04 关注光合作用原理的应用
构建环境因素影响光合作用的数学模型
设计实验方案，探究环境因素对光合作用的影响 社会责任 应用光合作用的原理，指导农业生产。
素养要求
LOGO
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响 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：
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
2、实验原理： 利用LED台灯离实验装置的距离不同，产生不同的光照强度 根据单位时间内圆形小叶片上浮的数2 量，判断不同光照强度下光合作用
强度的大小。
3、实验步骤
排除实验干扰
一、探究 环境因素 对光合作 用强度的 影响
3、实验步骤
一、探究 环境因素 对光合作 用强度的 影响
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
影响光合作用的主要外界因素： 光照 CO2 酶活性（温度） H2O
因素有哪些？
3、影响光合作用的因素
光照
（1）光照
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
应用：大棚生产时，针对作物，用有色的玻璃， 塑料薄膜或悬挂红色或蓝色灯管补充光源，提 高产量。
注意：一般来说植物光合作用所需的光最好是自然光，有色膜会造成光源单一， 因此大部分大棚薄膜是透明的。绿色是效能最差的。
如果只是补光，那就补充白光，因为白光中含有红光和蓝紫光。 如果说补充相同强度的光，那就补充红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的因素
（1）光照 ②光照强度
○ 原理：影响光反应阶段，制约ATP及 NADPH的产生，进而制约暗反应
应用：一定范围内光照强度随着光照强度的 增加而增加，直到达到光照强度饱和。
A点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用,CO2 释放量表示呼吸速率
A—B点：开始进行光合作用，随光照强度增加， 光合作用速率逐渐增加，但光合作用速率小于 细胞呼吸速率
B点：光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光 照强度为光的补偿点
B—C点：光合作用速率大于细胞呼吸速率,随光 照强度增加,光合作用速率逐渐增加
C点：光照强度增加,光合作用速率达到最大,此 时的光照强度(C′)为光的饱和点
C点之后：此阶段限制光合作用速率的环境因素 为温度、CO2浓度等
2、影响光合作用的因素
（1）光照 ③光 照 时 间 原 理 ： 促 进 光 反 应 ， 生 成 N A D P H ， AT P
应用：适当延长光照时间长，促进光反应，有利于植物的生长发育。
探 究 ：突 然 停 止 光 照 ， 光 合 作 用 过 程 中 C 3 、 C 5 及 AT P 和 A D P 含 量 有 什么变化？ 光照突然停止时：ATP↓、ADP↑、C3↑、C5↓
2、影响光合作用的因素
（2）CO2浓度
原理：影响暗反应阶段,制约C3的生成 应用：适当提高CO2浓度，促进光合作用，提高产量。 a.大田中增加空气流动，以增加CO2浓度 b.温室中可增施有机肥，以增大CO2浓度
2、影响光合 作用的因素
A点：CO2的补偿点，光合速率等于呼吸速率 时的CO2浓度 A′点：进行光合作用所需的最低CO2浓度 B和B′点：CO2饱和点
CO2浓度
探 究 ：突 然 停 止 C O 2供 应 ， 光 合 作 用 过 程 中 C 3 、 C 5 及 AT P 和 A D P 含 量有什么变化？ CO2供应突然停止时:C5↑、C3↓、ATP↑、ADP↓
2、影响光合作用的因素
（3）温度
原理：通过影响酶活性进而影响光 合作用(主要制约暗反应)
应用： ① 大田中适时播种; ② 温室中，增加昼夜温差，保证 植物有机物的积累
2、影响光合作用的 因素
（4）水分的供应
原理：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，出现”午休现象“，从 而影响CO2进入植物体
应用： 1. 合理灌溉
2、影响光合作用的因素
（5）矿质元素离子 （例如：N，P，K，Mg等）
原理：Mg是叶绿素的组成 成分,N是光合作用有关酶 的组成成分,P是ATP的组成 成分,缺少矿质元素将会影 响光合速率。
应用： 1. 合理施肥
3、多因子变量对光合速率的影响
P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合 速率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素 为坐标图中所标示出的其他因子
4、自然环境 中一昼夜植 物光合作用 随光照强度 变化曲线
低温抑制酶活性，影响呼吸 中午温度偏高，午休现象 (1)开始进行光合作用的点: b 。 (2)光合作用与呼吸作用相等的点: c、e 。 (3)开始积累有机物的点:c 。 (4)有机物积累量最大的点:e 。
光合作用与呼吸作用 的关系？
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?
5、探究光合速率与呼吸速率相互的关系
一．测定呼吸速率。
1. 在小烧杯中放入适宜浓度 NaOH溶液用于吸收CO2。
2. 玻璃钟罩遮光处理,以排除光合 作用干扰。
3. 置于适宜温度环境中。 4. 红色液滴向左移动(单位时间内
移动距离代表呼吸速率)。 （O2量减少）
5、探究光合速率与呼吸速率相互的关系
二、测定净光合速率。
1. 在小烧杯中放入适宜浓度的 CO2缓冲液（NaHCO3），用 于保证容器内CO2浓度恒定， 满足光合作用的需求。
惠来县华侨中学 高中部
ENERGY SUPPLY AND UTILIZATION OF CELLS High School Department of Huilai Huaqiao middle school
01
目
录
降低化学反应
活化能的酶
02
03
细胞呼吸的
04
原理和应用
细胞的能量“货币”ATP
光合作用与能量转化
4.2
光合作用与能量转化 第三课时 光合作用原理的应
用
教学目标
01 尝试提取和分离绿叶中的色素， 简述绿叶中色素的种类及其功能
02 运用结构与功能相适应的观念， 解释叶绿体适于进行光合作用的 结构特点
03 设计并实施实验，探究环境因素
对光合作用强度的影响
04 关注光合作用原理的应用
构建环境因素影响光合作用的数学模型
设计实验方案，探究环境因素对光合作用的影响 社会责任 应用光合作用的原理，指导农业生产。
素养要求
LOGO
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响 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：
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
2、实验原理： 利用LED台灯离实验装置的距离不同，产生不同的光照强度 根据单位时间内圆形小叶片上浮的数2 量，判断不同光照强度下光合作用
强度的大小。
3、实验步骤
排除实验干扰
一、探究 环境因素 对光合作 用强度的 影响
3、实验步骤
一、探究 环境因素 对光合作 用强度的 影响
光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
影响光合作用的主要外界因素： 光照 CO2 酶活性（温度） H2O
因素有哪些？
3、影响光合作用的因素
光照
（1）光照
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
应用：大棚生产时，针对作物，用有色的玻璃， 塑料薄膜或悬挂红色或蓝色灯管补充光源，提 高产量。
注意：一般来说植物光合作用所需的光最好是自然光，有色膜会造成光源单一， 因此大部分大棚薄膜是透明的。绿色是效能最差的。
如果只是补光，那就补充白光，因为白光中含有红光和蓝紫光。 如果说补充相同强度的光，那就补充红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的因素
（1）光照 ②光照强度
○ 原理：影响光反应阶段，制约ATP及 NADPH的产生，进而制约暗反应
应用：一定范围内光照强度随着光照强度的 增加而增加，直到达到光照强度饱和。
A点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用,CO2 释放量表示呼吸速率
A—B点：开始进行光合作用，随光照强度增加， 光合作用速率逐渐增加，但光合作用速率小于 细胞呼吸速率
B点：光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光 照强度为光的补偿点
B—C点：光合作用速率大于细胞呼吸速率,随光 照强度增加,光合作用速率逐渐增加
C点：光照强度增加,光合作用速率达到最大,此 时的光照强度(C′)为光的饱和点
C点之后：此阶段限制光合作用速率的环境因素 为温度、CO2浓度等
2、影响光合作用的因素
（1）光照 ③光 照 时 间 原 理 ： 促 进 光 反 应 ， 生 成 N A D P H ， AT P
应用：适当延长光照时间长，促进光反应，有利于植物的生长发育。
探 究 ：突 然 停 止 光 照 ， 光 合 作 用 过 程 中 C 3 、 C 5 及 AT P 和 A D P 含 量 有 什么变化？ 光照突然停止时：ATP↓、ADP↑、C3↑、C5↓
2、影响光合作用的因素
（2）CO2浓度
原理：影响暗反应阶段,制约C3的生成 应用：适当提高CO2浓度，促进光合作用，提高产量。 a.大田中增加空气流动，以增加CO2浓度 b.温室中可增施有机肥，以增大CO2浓度
2、影响光合 作用的因素
A点：CO2的补偿点，光合速率等于呼吸速率 时的CO2浓度 A′点：进行光合作用所需的最低CO2浓度 B和B′点：CO2饱和点
CO2浓度
探 究 ：突 然 停 止 C O 2供 应 ， 光 合 作 用 过 程 中 C 3 、 C 5 及 AT P 和 A D P 含 量有什么变化？ CO2供应突然停止时:C5↑、C3↓、ATP↑、ADP↓
2、影响光合作用的因素
（3）温度
原理：通过影响酶活性进而影响光 合作用(主要制约暗反应)
应用： ① 大田中适时播种; ② 温室中，增加昼夜温差，保证 植物有机物的积累
2、影响光合作用的 因素
（4）水分的供应
原理：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，出现”午休现象“，从 而影响CO2进入植物体
应用： 1. 合理灌溉
2、影响光合作用的因素
（5）矿质元素离子 （例如：N，P，K，Mg等）
原理：Mg是叶绿素的组成 成分,N是光合作用有关酶 的组成成分,P是ATP的组成 成分,缺少矿质元素将会影 响光合速率。
应用： 1. 合理施肥
3、多因子变量对光合速率的影响
P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合 速率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素 为坐标图中所标示出的其他因子
4、自然环境 中一昼夜植 物光合作用 随光照强度 变化曲线
低温抑制酶活性，影响呼吸 中午温度偏高，午休现象 (1)开始进行光合作用的点: b 。 (2)光合作用与呼吸作用相等的点: c、e 。 (3)开始积累有机物的点:c 。 (4)有机物积累量最大的点:e 。
光合作用与呼吸作用 的关系？
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?
5、探究光合速率与呼吸速率相互的关系
一．测定呼吸速率。
1. 在小烧杯中放入适宜浓度 NaOH溶液用于吸收CO2。
2. 玻璃钟罩遮光处理,以排除光合 作用干扰。
3. 置于适宜温度环境中。 4. 红色液滴向左移动(单位时间内
移动距离代表呼吸速率)。 （O2量减少）
5、探究光合速率与呼吸速率相互的关系
二、测定净光合速率。
1. 在小烧杯中放入适宜浓度的 CO2缓冲液（NaHCO3），用 于保证容器内CO2浓度恒定， 满足光合作用的需求。