能量之源光与光合作用三光合作用的原理和应用课件

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1、第4节能量之源光与光合作用 三、光合作用原理的应用和化能合成作用,棚外寒风阵阵，棚内生机盎然。,【思考】 1.大棚蔬菜生产，如何控制光照、温度实现高产、稳产？ 2.温度如何影响光合作用？,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：,（单位时间内 光合作用）,制造有机物的量,消耗CO2的量,产生O2的量,2.影响光合作用强度的因素及应用,（1）内部因素,植物种类不同,同一植物在不同的生长发育阶段,同一植物在不同部位的叶片（叶龄）,OA段：,幼叶，随幼叶的不断生长， 叶面积不断增大，叶绿体 不断增多，叶绿素含量不断 增

2、加，光合速率不断提高,AB段：,壮叶，叶片面积、叶绿体 和叶绿素都处于稳定状态， 光合速率也基本稳定。,BC段：,老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合 速率也随之下降。栽培作物培养时适当摘除老叶和 发黄的叶，可降低有机物消耗。,（2）外部因素,光（光强、光质）、温度、CO2浓度、矿质元素、水等。,二、探究光照强度对光合作用的影响的实验分析,1.实验原理,2.实验中沉水叶片的制备,(1)小圆形叶片的制备: 用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小圆形叶片。 (2)沉水: 用注射器抽出叶片内气体,放入黑暗处盛有清水的 烧杯中,小圆形叶片全部沉到水底。 (3)黑暗目的: 防止光合作用的进行。,3.

3、实验装置分析：,4.变量分析： （1）自变量：光照的强弱。 （通过台灯与烧杯之间的距离来调节） （2）因变量：光合作用的强度。 （通过观测单位时间内被抽去空气的叶片的上浮数量或者 是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来表示） （3）无关变量：温度等。 （用中间的盛水玻璃柱吸收热量来排除干扰）,5.实验现象分析： (1)在黑暗情况下,植物叶片只进行细胞呼吸,吸收氧气, 产生的二氧化碳较易溶于水,所以叶片是沉在水底。 细胞生理状态如图:,(2)在弱光下,此时的光合作用小于或等于细胞呼吸, 叶片中仍然没有足够的氧气,叶片仍然沉在水底。 细胞生理状态如图:,(3)在中、强光下,光合作用大于细胞呼吸,叶片

4、中会 有足够的氧气产生,从而充满了细胞间隙并释放到 外界一部分,使叶片浮起来。细胞生理状态如图:,6.实验结果及结论：,(1)实验结果：,(2)实验结论： 在一定范围内，随着光照 强度不断增强，光合作用强度 也不断增强，如下图曲线所示：,【特别提醒】取材关键及实验结果分析 (1)打孔时避开大叶脉是因为大叶脉部分含有的叶绿体少。 (2)用注射器排出小圆形叶片内的气体是为了防止细胞内 原本存在的气体影响实验结果。 (3)该实验中所取的叶片大小和生理状态应该是相同的， 打孔时要取叶片的相同部位。 (4)本实验中的数值并不代表真正的光合速率，而是光合 作用的净积累值，即光合作用与细胞呼吸的差值。 (5

5、)叶片浮起之前并不是不进行光合作用,而是光合 作用速率小于呼吸速率或者是产生的氧气量较少。,【学而后思】 (1)在使叶片沉水时,为什么要在黑暗条件下放入盛有清水的烧杯中? 提示：防止在有光的情况下进行光合作用产生氧气, 会使叶片浮上来。 (2)上述实验装置除了能验证光照强度对光合作用的影响外,还可以用于验证哪些因素对光合作用强度的影响? 提示：二氧化碳的浓度。,【例1】(2016巢湖高一检测)在如图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片， 密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入 水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出

6、液面的原因是 (),A.叶片吸水膨胀，密度减小 B.叶片进行光合作用所产生的O2 附着在叶面上 C.溶液内产生的CO2大量附着在 叶面上 D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大,B,【解析】叶片浮出液面的原因是叶片进行光合作用，产生的气体(O2)存在于细胞间隙中，然后附着在叶面上，使得叶片浮出水面；溶液内不会产生过多的CO2，产生的CO2几乎全部供给了光合作用；NaHCO3溶液的作用是保持容器内CO2的浓度稳定。,【例2】为了探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响，某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置若干组，利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定，在25条件下进行了一系列的实验

7、，对相应装置准确测量的结果如下表所示，下列说法错误的是(),A.组别1中液滴左移的生理原因是植物有氧呼吸消耗了氧气 B.组别6中液滴右移的生理原因是植物光合作用产生氧气量 小于有氧呼吸消耗氧气量 C.与组别3比较可知，限制组别2液滴移动的主要环境因素 是光照强度 D.与组别4比较可知，限制组别3液滴右移的主要环境因素 是CO2浓度,B,【解析】组别1中光照强度是0，密闭小室中只发生呼吸作用，有氧呼吸过程中吸收的O2量等于产生的CO2量，由于有缓冲液存在，CO2浓度相对恒定，故密闭小室中气体体积减小，液滴向左移动，(无氧呼吸不吸收O2，产生的CO2也会被CO2缓冲液吸收，不影响小室中气体体积)，

8、A正确；组别6中液滴右移的生理原因是植物光合作用产生氧气量大于有氧呼吸消耗氧气量，导致密闭小室中气体体积变大，B错误；与组别3比较可知，限制组别2液滴移动的主要环境因素是光照强度，C正确；与组别4比较可知，限制组别3液滴右移的主要环境因素是CO2浓度，D正确。,【例3】小明以水蕴草为材料进行了如图所示的实验，并定 时记录试管顶端的气体量。该实验的主要目的是探究(),A.水量对呼吸作用强度的影响 B.光照对光合作用强度的影响 C.光照对呼吸作用强度的影响 D.水温对光合作用强度的影响,D,【解析】由图可知，甲、乙两个装置中只有温度不同，故水温是自变量，该实验探究水温对光合作用强度的影响，故D正确

9、。,三、影响光合作用的环境因素及在生产实践中的应用 1.光照强度： (1)原理：,光照强度主要影响光反应阶段ATP和H的产生， 进而影响暗反应阶段。,(2)曲线：,A点：,光照强度为0，此时只进行细胞呼吸；A点的CO2 释放量表示细胞呼吸速率,AB段：,开始进行光合作用，随光照强度的增强，光合作用强度也增强，但光合作用强度小于细胞呼吸强度。,B点：,光合作用强度=细胞呼吸强度(细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用)，此时光照强度称为光的补偿点。,BC段:,随光照强度的增强，光合作用强度增强。,C点：,光照强度增强，光合作用强度基本不变(温度、CO2 等其他因素限制），此时光照强度称为光的饱和点

10、，C点的CO2吸收量表示净光合作用速率。,思考：图1中、A、B、C、D点分别对应图2的那项？,(3)应用： 欲使植物正常生长，则应使光照强度大于B点对应的 光照强度。 适当提高光照强度： 如：阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾等。 合理密植和间作种植： 如：阴生植物的光补偿点和光饱和点低，因此间作套种农作物可以充分利用光照。,呼吸量,真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率,2.真(总)光合速率与净光合速率的判定方法,（1）图示法：,净光合速率 表示方法,O2释放速率 CO2吸收速率 有机物的积累速率,（2）文字法：,真光合速率 表示方法,O2产生速率 CO2固定速率 有机物的合成速率,

11、【例4】以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。下列正确的是 （ ）,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,A,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,2.温度,(1)原理,通过影响酶活性进而影响光合作用。,影响气孔开闭进而影响CO2 的吸收。,(2)曲线：,(3)应用：,适时播种。 温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。,（午休现象）,CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响 暗反应阶段

12、，制约C3的生成。,3.CO2浓度,(1)原理：,(2)曲线：,走势分析： 图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率 随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定值后，光合作用速率不再增加。,（光合作用强度即为CO2固定值),(2)曲线：,关键点分析： 图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度，CO2的浓度太低（小于A点）农作物不能进行光合作用。图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。,（光合作用强度即为CO2固定值),(3)应用: 在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，

13、提高光合作用速率。,【特别提醒】 (1)光的补偿点是光合作用强度等于细胞呼吸强度时的 光照强度，此时植物不能正常生长，只能维持生存。 (2)CO2的饱和点是指在其他条件如温度、光照强度等都 适宜的情况下进行的，光合作用速率达到最大值时 所需的CO2浓度。,4.矿质元素,5.水,（1）水是光合作用的原料。 （2）植物体水分含量会影响叶片气孔开放程度， 从而影响CO2的吸收。,N：NADP+、ATP、叶绿素的重要组 P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶绿体正常 结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg：叶绿素的重要组分,注意：施肥过多会影响光合作用，故要合理施肥。,6.多因子变量对光合

14、速率的影响 (1)图像:,(2)含义: P点时，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。 当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子。,若植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和30，该曲线表示该植物在25时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到30的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），理论上图中相应点的移动分别是：a点 （填“上移”、“下移”或“不移”）；b点 （填“左移”、“右移”或“不动”）；c点 （填“上移”、“下移”或“不动”）。,下移,右移,下移,【例5】观察下图，当温度发生

15、改变时，光补偿点和光饱和点将如何变化?,下列对该表数据分析正确的是 （ ） A昼夜不停地光照，温度在35时该植物不能生长 B昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 C. 每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持 在20的条件下，该植物积累的有机物最多 D. 每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度在30时，该植物积累的有机物是温度在10时的2倍,【例6】将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以C02的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：,C,【例7】将状况相同的某种绿叶等分成四组，在不同温度下分别暗处理1

16、小时，再光照1小时（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。由下表可以得出的结论是 ( ),A该植物光合作用的最适温度约是27 B该植物呼吸作用的最适温度约是29 C2729下的净光合速率相等 D30下的真正光合速率为2/h,B,【例8】(2015海南高考)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列 叙述错误的是(),C.叶温为25时，植物甲的光合作用与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的 D.叶温为35时，甲、乙两种植物的光合作用与呼吸作用强度的差值均为0,A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能 B.叶温在3650时，植物甲的净光合速率比植物乙的高,D,【解析】本题考查温度对光合作用的影响。植物的光合 作用所需要的能量来自太阳能，A项正确；由曲线可知在3650时，植物甲的净光合速率高于植物乙，B项正确；植物光合作用与呼吸作用强度的差值即净光合速率，由曲线可知在叶温为25时，植物甲的净光合速率小于植物乙，C项正确；由曲线可知，叶温为35时，甲、乙两种植物的净光合速率相