1、第4节 光合作用与能量转化 第3课时 光合作用原理的应用 第5章 细胞的能量供应和利用 课标内容要求核心素养对接 实验：探究不同环境因素对光合作用的影响。1科学思维模型构建：理解影响光合作用的各种因素并构建模型。2科学探究根据实验目的，设计实验探究光合作用的影响因素，会分析相关的实验装置。3社会责任能够根据光合作用原理指导生产实践。必备知识聚焦概念 NO.11光合作用强度(1)概念：植物在内通过光合作用制造的数量。(2)表示方法 单位时间内光合作用制造的量固定的量产生的量 单位时间糖类有机物CO2O22影响光合作用的因素(1)光合作用的原料水、CO2。影响 CO2供应的因素：和等。(2)动力。
2、影响能量供应的因素：光照强度、光的波长等。(3)场所叶绿体。影响叶绿体的形成和结构的因素：和病虫害。(4)酶：影响酶活性的因素，如。环境中CO2浓度叶片气孔开闭情况光能无机营养温度3化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造。(2)实例：硝化细菌能利用氧化释放的化学能将合成糖类，供自身利用。无机物有机物NH3CO2和H2O判断对错(正确的打“”，错误的打“”)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。()
3、4真正光合速率常用单位面积、单位时间 O2 产生量，CO2 固定量或有机物产生量表示。()提示：1 2 3 4 关键能力突破重难 NO.2核心点一 核心点二 光合作用的影响因素及在生产实践中的应用1光照强度(1)原理：主要影响光反应阶段 ATP 和 NADPH 的产生，进而影响暗反应阶段。(2)曲线分析 A 点光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，CO2 释放量表示细胞呼吸速率 AB 段开始进行光合作用，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 BC 段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
4、速率逐渐增加 C 点光照强度增加，光合作用速率基本不变，此时的光照强度(C)为光的饱和点 C 点以后此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、CO2 浓度等(3)应用：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。注意间作套种时农作物的种类搭配。2CO2 浓度(1)原理：CO2 浓度通过影响暗反应阶段，制约 C3 的生成进而影响光合作用强度。(2)曲线 ACO2 的补偿点：光合速率等于呼吸速率时的 CO2 浓度 A进行光合作用所需的最低 CO2 浓度关键点B 和 BCO2 饱和点 走势分析图 1 和图 2一定范围内，光合作用强度随 CO2 浓度的增大而增强，但当 CO2 达到一定的浓度时，光合作用强度
5、不再增强(3)应用：温室中适当增加 CO2 浓度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其风”，多施有机肥来提高 CO2 浓度。3温度(1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用。(2)曲线：AB 段：随着温度升高，光合作用强度增强。B 点：光合作用最适温度下的光合作用强度。BC 段：随着温度升高，光合作用强度减弱。温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。(3)应用：温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。4水及无机营养对光合作用的影响(1)原理 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。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
6、响气孔的开闭，从而影响 CO2 进入植物体。(2)应用 合理施肥；预防干旱，合理灌溉。5多因子变量对光合作用的影响(1)曲线分析 P 点：限制光合速率的因素主要应为横坐标所表示的因子，随着此因子的不断加强，光合速率不断提高。Q 点：横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因子，限制因素主要为各曲线所表示的因子。(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率。影响光合作用的因素除了环境因素还有内因(1)与植物自身的遗传特性有关。(2)
7、植物叶片的叶龄、叶面积指数、叶绿素含量及酶等也会影响光合作用。1如表是某科研小组研究光合作用强度时所得到的部分结果，请结合图 1 和图 2，判断相关分析正确的是()改变的条件M N 测定的光合作用强度 P K 图 1 图 2 A若改变的条件为温度，且 PK，则 MN B若改变的条件为温度，且 MN，则 PK C若改变的条件为 CO2 浓度，且 MN，则 PK D若改变的条件为 CO2 浓度，且 PK，则 MN D 据图可知，当温度超过最适温度时，随温度增大，酶的活性减弱，导致光合作用强度减弱，故若改变的条件为温度，且 PK，则 MN 或MN，PK 或PN 处于 CO2 浓度饱和点之后时，则光合
8、作用强度不变即 PK，当 MN 处于 CO2 浓度饱和点之前时，则光合作用强度随 CO2 浓度增大而增强，即 PK，C 错误；据 C 项分析，若改变的条件为 CO2 浓度，且 PK，则说明一定是在 CO2 浓度饱和点之前提高了 CO2浓度，即 MN，D 正确。2某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：(1)当 CO2 浓度为 a 时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2 浓度在 ab 之间时，曲线_表示了净光合速率随 CO2 浓度的增高而增高。(2)CO2 浓度大于 c 时，曲线 B 和 C 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。(3)当环境中 CO2 浓度小于
9、 a 时，在图示的 3 种光强下，该植物呼吸作用产生的 CO2 量_(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的 CO2 量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高 CO2 浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。解析(1)根据曲线图可知，当 CO2 浓度为 a 时，高光强下(曲线 A)该植物的净光合速率为 0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当 CO2 浓度在 ab 之间时，曲线 A、B 和 C 的净光合速率都随着CO2 浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2 浓度和光强。当 CO2 浓度大于 c 时，由于受光强的限制，光
10、反应产生的 NADPH 和 ATP 不足，暗反应受到限制，曲线 B 和 C 的净光合速率不再增加。(3)当环境中的 CO2 浓度小于 a 时，在图示的 3种光强下，植物的净光合速率小于 0，说明该植物此时呼吸作用产生的 CO2 量大于光合作用吸收的 CO2 量。(4)据图可推测，光强和 CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高 CO2 浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。答案(1)0 A、B 和 C(2)光强(3)大于(4)光强 影响光合作用主要因素的判断光合速率主要受光照强度和环境 CO2 浓度的影响。当实验自变量为光照强度时，在光饱和点以前，影响光合
11、速率的主要环境因素是光照强度；当光照强度大于光饱和点时，影响光合速率的主要环境因素是 CO2 浓度。当实验自变量为 CO2 浓度时，CO2 浓度小于 CO2饱和点时，影响光合速率的主要环境因素为 CO2 浓度；当 CO2 浓度高于 CO2 饱和点时，影响光合速率的主要环境因素是光照强度。植物的光补偿点和饱和点移动问题1细胞呼吸对应点(A 点)的移动：细胞呼吸增强，A 点下移；细胞呼吸减弱，A 点上移。2补偿点(B 点)的移动(1)细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(2)细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左
12、移。3饱和点(C 点)和 D 点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大 CO2 浓度)使光合速率增大时，C 点右移，D 点上移的同时右移；反之，移动方向相反。3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。如图表示该植物在 25 时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到 30 的条件下(其他条件不变)，从理论上讲，图中相应点的移动应该是()Aa 点上移，b 点左移，m 点上移 Ba 点不移，b 点左移，m 点不移 Ca 点下移，b 点右移，m 点下移 Da 点下移，b 点不移，m 点上移 C 温度由 25 升高到 30，对于呼吸作用而言，达到最适温度，呼吸速率增大；对于
13、光合作用而言，超过最适温度，光合速率下降。因此，a 点因呼吸作用加强而往下移。b 点为光补偿点，一方面呼吸作用加强，需较强的光照强度才能产生与呼吸作用消耗量相当的有机物，另一方面光合速率下降，产生有机物的速率也下降，也需较强的光照强度才能产生与原来等量的有机物，所以 b 点右移；因温度超过光合作用最适温度，酶活性下降，光合作用强度降低，m 点下移，故选 C。4图甲中试管 A 与试管 B 敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气产生量的影响，试管 A 的结果如图乙所示。据图分析，下列叙述正确的是()甲 乙 AQ 点的 O2 净释放量为零，是因为此点光合作用强度为零 BP 点为负值的原因
14、是细胞呼吸消耗氧气；适当降低温度，P点将下降 C在图乙上绘制装置 B 的曲线，Q 点应右移 D降低 CO2 浓度时，在图乙上绘制装置 A 的曲线，R 点应右移 C Q 点时净光合速率为 0，光合作用强度不为 0，A 错误；P点对应的数值的绝对值代表呼吸速率，若适当降低温度，呼吸速率可能上升或下降，则 P 点会下移或上移，B 错误；装置 B 中缺镁影响叶绿素的合成，小球藻光合速率低，Q 点应右移，C 正确；CO2浓度降低，光合速率下降，R 点应向左下移动，D 错误。光补偿点和光饱和点移动的规律应用创新提升素养 NO.3 蝴蝶兰是一种深受人们喜爱的观赏花卉，原生长于热带雨林地区。夜晚蝴蝶兰叶片吸收
15、 CO2 并将其转化为苹果酸储存起来；白天，苹果酸在酶的催化下分解生成 CO2 用于光合作用。蝴蝶兰是一种深受人们喜爱的观赏花卉，原生长于热带雨林地区。夜晚蝴蝶兰叶片吸收 CO2 并将其转化为苹果酸储存起来；白天，苹果酸在酶的催化下分解生成 CO2 用于光合作用。(1)蝴蝶兰适于在热带高温环境中生长，其光合作用所利用的CO2 的来源有哪些？(科学思维)提示：苹果酸分解和细胞呼吸。(2)为了研究增施 CO2 对蝴蝶兰生长与开花的影响，可以通过哪些方面进行检测？(科学思维)提示：用植株叶面积或株高或植株重量来表示生长状况；开花时间早晚、开花的数量、开花的时间长短可作为开花情况的指标。课堂小结知 识
16、 网 络 构 建核 心 语 句 背 诵 1光照强度：直接影响光反应速率，光反应产物中 NADPH 与 ATP 的数量会影响暗反应速率，这是最主要的因素。2温度：影响光合作用过程，特别是暗反应中酶的催化效率，从而影响光合作用强度。3CO2 浓度：CO2 是暗反应的原料，CO2 的浓度直接影响暗反应速率。4水分：水分是光合作用的原料之一，缺少时可使光合速率下降。5无机营养：Mg 是叶绿素的组成成分，P 是 ATP 分子的组成成分。课堂检测巩固素能 NO.41 2 3 4 5 1利用温室大棚栽培蔬菜、瓜果等农作物已成为现代农业的基本模式。下列是温室大棚栽培经常采取的措施，其中不是通过增强光合作用速率
17、实现的是()A给农作物增施氮肥 B大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充 CO2 C给农作物补充适宜强度的人工光照 D夜间适当降低农作物的环境温度 1 2 3 4 5 D 给农作物增施氮肥能增强光合作用速率；大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充 CO2，为光合作用提供原料，从而增强了光合作用速率；给农作物补充适宜强度的人工光照也是通过增强光合作用速率来实现增产的；夜间适当降低农作物的环境温度，导致酶活性降低，从而减少细胞呼吸对有机物的消耗，最终达到增产的目的，可见该措施是通过减弱细胞呼吸速率而实现增产的。1 2 3 4 5 2下图表示光照强度和 CO2 浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错
18、误的是()1 2 3 4 5 A曲线中 a 点转向 b 点时，叶绿体中 C3 浓度降低 B曲线中 d 点转向 b 点时，叶绿体中 C5 浓度升高 Cab 段影响光合速率的主要因素是光照强度 Dbc 段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件 1 2 3 4 5 B a 点转向 b 点时，光反应增强能提供更多的 NADPH 和 ATP用于 C3 的还原，故 C3 浓度会下降；d 点转向 b 点时 CO2 浓度增加，会有更多的 C5 用于 CO2 的固定，故 C5 浓度会下降；ab 段表示随光照强度的增大，光合速率增加，故光照是影响光合速率的主要因素；bc 段光照强度已经饱和，温度等成为光合速
19、率的影响因素。1 2 3 4 5 3用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验，下列叙述不正确的是()1 2 3 4 5 A离体的叶绿体中能合成糖类 B碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳 C烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生 D灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度 D 灯与锥形瓶之间的距离表示不同的光照强度，光照强度影响光合作用的强度。1 2 3 4 5 4如图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图，下列说法中不正确的是()1 2 3 4 5 A图中的叶肉细胞呼吸释放的 CO2 量大于光合作用固定的 CO2量 BM 中 NADPH
20、的运动方向是从叶绿体的类囊体到叶绿体的基质 CM、N 都能产生 ATP D真核细胞中都含有 M、N，原核细胞中都不含 M、N 1 2 3 4 5 D M 是叶绿体，N 是线粒体，蛔虫细胞中不含线粒体，根尖细胞不含叶绿体。1 2 3 4 5 5为提高甜椒产量，科研人员对温室栽培甜椒的光合作用特性进行了研究。请回答问题：(1)温室内易形成弱光环境。弱光下，光反应阶段产生的 ATP 和_较少，影响暗(碳)反应阶段中_的还原，使糖类等有机物的合成减少。必要时，可根据光合作用的特性进行人工补光。1 2 3 4 5(2)科研人员选择 6 月晴朗的一天，测定甜椒植株上部、中部和下部叶片的光合速率，结果如图。
21、1 2 3 4 5 据图可知，各部分叶片在_时光合速率均达到最大值，_部叶片的光合速率最高。光合速率差异可能与不同部位叶片光合色素含量有关。为比较光合色素含量的差异，先称取_，再分别加入等量的_和少量的二氧化硅、碳酸钙等研磨、过滤，获得色素提取液，测定光合色素含量。1 2 3 4 5 在大田种植的条件下，甜椒有明显的“光合午休”现象，这是由于中午部分气孔关闭，进入叶片内的_量减少，光合速率下降。由于人工调节了温室内的_等条件，温室种植的甜椒很少出现“光合午休”现象，从而实现增产效果。1 2 3 4 5 解析(1)弱光下，光反应减弱，此阶段产生的 ATP 和 NADPH减少，影响暗(碳)反应阶段
22、 C3 的还原过程，使得糖类等有机物的合成减少。(2)据图分析可知，10：00 时，各部位的叶片的光合速率均达到最大值，原因是 10：00 左右光照较强，上部叶片采光较好，光合速率最高。1 2 3 4 5 比较不同部位叶片光合色素含量需要先称取等量的上部、中部和下部叶片，用无水乙醇作为溶剂进行提取。大田种植的条件下，中午光照较强，温度较高，植物为避免水分过度散失，部分气孔关闭，导致进入叶片内的二氧化碳量减少，光合速率下降。人工调节温室内的温度和光照等条件，可以减少光合午休现象，实现增产效果。1 2 3 4 5 答案(1)NADPH C3(2)10：00 上 上部、中部和下部叶片 无水乙醇 CO2 温度和光照 点击右图进入 课 后 素 养 落 实 谢谢观看 THANK YOU!