《高中生物 5.4.3能量之源-光与光合作用课件 新人教版必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 5.4.3能量之源-光与光合作用课件 新人教版必修1.ppt（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生物必修生物必修1 1（人教版）（人教版）第第5章细胞的能量供应和利用章细胞的能量供应和利用 第第4 4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用第第3 3课时光合作用原理应用和化能合成作用课时光合作用原理应用和化能合成作用核心点睛核心点睛1探究影响光合作用强度的环境因素。探究影响光合作用强度的环境因素。(重、难点重、难点)2了解光合作用的原理在农业生产中的应用。了解光合作用的原理在农业生产中的应用。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接要点探究要点探究 问题导学问题导学1叶叶片片沉沉水水时时不不仅仅使使用用注注射射器器，为为什什么么还还要要在
2、在黑黑暗暗环环境境中中进进行行实验？实验？2通通过过光光照照强强度度对对光光合合作作用用的的影影响响曲曲线线分分析析，我我们们在在实实验验中中能能通通过过装装置置直直接接测测出出真真正正光光合合作作用用的的速速率率吗吗？若若不不能能，该该如如何何操操作？作？ 要点探究要点探究 新知初探新知初探核心点睛核心点睛栏栏目目链链接接提提示示：用用注注射射器器可可使使叶叶片片中中的的气气体体逸逸出出，放放在在黑黑暗暗环环境境中可防止在有光的条件下产生氧气中可防止在有光的条件下产生氧气，使叶片浮上来。使叶片浮上来。提提示示：不不能能。在在黑黑暗暗条条件件下下测测出出细细胞胞呼呼吸吸的的速速率率，然然后后在
3、在光光照照条条件件下下通通过过释释放放氧氧气气的的速速率率或或吸吸收收CO2的的速速率率测测出出净净光光合合速速率率，两者的和即为真正光合速率。两者的和即为真正光合速率。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接3你你认认为为阳阳生生植植物物和和阴阴生生植植物物一一个个叶叶绿绿体体中中，哪哪一一个个的的类类囊囊体薄膜更大？为什么？体薄膜更大？为什么？提提示示：阴阴生生植植物物。由由于于阴阴生生植植物物生生存存环环境境的的限限制制，单单位位面面积积上上获获取取的的光光能能远远远远小小于于阳阳生生植植物物所所获获取取的的光光能能，阴阴生植物通过扩大面积来获
4、取足够的能量。生植物通过扩大面积来获取足够的能量。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 1各点代表的生物学意义。各点代表的生物学意义。 A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。 B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。 C点点：是是光光合合作作用用达达到到最最大大值值时时所所需需要要的的最最小小光光照照强强度度，即光饱和点。即光饱和点。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接2各线段代表的生物学意义。各线段代表的生物学意
5、义。OA段：呼吸作用强度。段：呼吸作用强度。AB段：随光照增强，光合作用增强，但仍比呼吸作段：随光照增强，光合作用增强，但仍比呼吸作用弱。用弱。BD段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。而且光合作用强度大于呼吸作用。DE段：光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的段：光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。增强而增加。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 3通过气体代谢判定光合作用与细胞呼吸强度关系的方通过气体代谢判定光合作用与细胞呼吸强度关系的方法。法。(1
6、)在在黑黑暗暗情情况况下下，植植物物叶叶片片只只进进行行细细胞胞呼呼吸吸，吸吸收收氧氧气气，产产生生的的二二氧氧化化碳碳较较易易溶溶于于水水，所所以以叶叶片片沉沉在在水水底底。细细胞胞生生理理状状态如下图：态如下图： 栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 (2)在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中在弱光下，此时的光合作用小于或等于细胞呼吸，叶片中没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图：没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如下图：栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接
7、接 (3)在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片中会有在中、强光下，光合作用大于细胞呼吸，叶片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，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。细胞生理状态如下图：使叶片浮起来。细胞生理状态如下图：栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接特别提醒特别提醒 (1)除了光照强度对光合作用有一定影响外除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分光谱成分也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用，绿光不适合光合作用。太阳光
8、中各种色光均衡绿光不适合光合作用。太阳光中各种色光均衡，对植物最对植物最有利。有利。(2)光光合合作作用用速速率率或或称称光光合合作作用用强强度度，是是指指一一定定量量的的植植物物(如如一一定定的的叶叶面面积积)在在单单位位时时间间内内进进行行光光合合作作用用生生成成有有机机物物的的量量(通通常常用用释释放放多多少少O2或或消消耗耗多多少少CO2来来表表示示)。包包括括表表观观光光合合作作用用速速率率和和真真正正光光合合作作用用速速率率，它它们们和和光光照照强强度度的的关系如图：关系如图：栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接栏栏目目链链接接核心点
9、睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接【例【例】通过实验测得一片叶子在不同光照强度下通过实验测得一片叶子在不同光照强度下CO2吸收和释吸收和释放的情况如图放的情况如图1所示。图所示。图2所示细胞发生的情况与图所示细胞发生的情况与图1曲线中曲线中AB段段(不包括不包括A、B两点两点)相符的一项是相符的一项是( )A栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：图图中中AB段段光光合合作作用用强强度度小小于于呼呼吸吸作作用用强强度度，呼呼吸吸作用产生的作用产生的CO2除进行光合作用除进行光合作用，还有部分排出。，还有部分排出。
10、栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 跟踪训练跟踪训练1以以测测定定的的CO2吸吸收收量量与与释释放放量量为为指指标标，研研究究温温度度对对某某绿绿色色植植物物光光合合作作用用与与细细胞胞呼呼吸吸的的影影响响，结结果果如如图图所所示示。相相关关分分析析正确的是正确的是( )A栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接A光光照照相相同同时时间间，35 时时光光合合作作用用制制造造的的有有机机物物的的量量与与30 时相等时相等B光光照照相相同同时时间间，在在20 条条件件下下植植物物积积累累的的有有机机物物的
11、的量量最最多多C温度高于温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两两曲曲线线的的交交点点表表示示光光合合作作用用制制造造的的与与细细胞胞呼呼吸吸消消耗耗的的有有机物的量相等机物的量相等核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：黑黑暗暗下下CO2释释放放量量代代表表了了植植物物的的呼呼吸吸强强度度，光光照照下下CO2吸吸收收量量代代表表的的是是净净光光合合速速率率，即即真真正正光光合合速速率率去去掉掉呼呼吸吸速速率率。光光下下CO2的的消消耗耗量量应应为为CO2吸吸收收量量与与呼呼吸吸释释放放量量CO2之之和和，
12、35 时时CO2消消耗耗量量为为3.003.506.50，30 时时为为3.503.006.50。图图中中可可见见光光下下25 时时CO2吸吸收收量量最最大大，故故25 时时植植物物积积累累的的有有机机物物的的量量最最多多。25 时时，光光合合作作用用CO2的的消消耗耗量量应应为为3.752.256.00，而而30 、35 时时都都为为6.50。图图中中两两曲曲线线的的交交点点应应表表示示光光合合作作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接1温度：温度通过影响酶的活性来影
13、响光合作用强度，一般植温度：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度，一般植物的适宜温度在物的适宜温度在35 左右。左右。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接2二氧化碳浓度。二氧化碳浓度。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接(1)走势分析：图走势分析：图1和图和图2都表示在一定范围内，光合作用都表示在一定范围内，光合作用速率随速率随CO2浓度的增大而增大，但当浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。围后，光合作用速率不再增加。(2)关键点分析：图关键点分
14、析：图1中中A点表示光合作用速率等于细胞呼点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的吸速率时的CO2浓度，即浓度，即CO2补偿点；图补偿点；图2中的中的A点表示进点表示进行光合作用所需行光合作用所需CO2的最低浓度。图的最低浓度。图1和图和图2中的中的B和和B点都点都表示表示CO2饱和点。饱和点。3矿质元素：缺少矿质元素：缺少N会影响酶的合成，缺少会影响酶的合成，缺少P会影响会影响ATP的合成；缺少的合成；缺少Mg会影响叶绿素的合成。会影响叶绿素的合成。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接4多因素对光合速率的影响。多因素对光合速率的影响。栏栏目目链链
15、接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接(1)图图甲甲中中，当当光光照照强强度度低低于于P点点时时，三三条条曲曲线线重重合合，说说明明此此时时限限制制光光合合速速率率的的因因素素是是光光照照强强度度；当当光光照照强强度度高高于于Q点点时时，此此时时限限制制光光合合速速率率的的因因素素主主要要是温度。是温度。(2)综综合合上上述述坐坐标标曲曲线线可可知知：P点点之之前前时时，限限制制光光合合速速率率的的因因素素应应为为横横坐坐标标所所表表示示的的因因素素，随随其其不不断断加加强强，光光合合速速率率不不断断提提高高。当当到到Q点点之之后后时时，要要想想提提高高光光合
16、合速速率率，可可采采取取适适当当提提高高除除横横坐坐标标之之外外的的其其他他因素。因素。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接特别提醒特别提醒内内部部因因素素对对光光合合作作用用也也有有着着重重要要的的影影响响，主主要要包包括括色色素素的的种种类类和和含含量量、酶酶的的数数量量、C5的的含含量量等等。如如叶叶龄龄对对叶叶片片光光合合能力的影响就是内部因素综合作用的结果。能力的影响就是内部因素综合作用的结果。核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接【例【例】炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此炎热夏季中午，因失水
17、过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞时叶肉细胞( )A三碳化合物含量上升三碳化合物含量上升B光反应产物不能满足暗反应的需求光反应产物不能满足暗反应的需求C有机物积累速率明显下降有机物积累速率明显下降D叶绿体基质中叶绿体基质中ADP含量增加含量增加C栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：炎炎热热夏夏季季中中午午，因因失失水水过过多多会会导导致致植植物物气气孔孔关关闭闭，此此时时叶叶肉肉细细胞胞中中二二氧氧化化碳碳的的浓浓度度减减小小，二二氧氧化化碳碳的的固固定定减减弱弱，三三碳碳化化合合物物含含量量下下降降；这这时时光光反反应应正正常常进进
18、行行，光光反反应应产产物物相相对对过过剩剩，ATP的的利利用用减减少少，叶叶绿绿体体基基质质中中ADP含量减少。含量减少。 栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 跟踪训练跟踪训练2图图1表表示示某某地地夏夏季季一一密密闭闭大大棚棚内内一一昼昼夜夜间间CO2浓浓度度的的变变化化。图图2中中能能正正确确表表示示e点点时时单单位位时时间间内内棚棚内内植植株株消消耗耗的的CO2总总量量与与消耗的消耗的O2总量之比总量之比(体积比体积比)的是的是( )B栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：e点点时时
19、CO2的的量量不不再再增增加加，超超过过e点点后后CO2的的含含量量下下降降，说说明明此此时时光光合合作作用用速速率率等等于于细细胞胞呼呼吸吸速速率率，即即光光合合作作用用吸吸收收的的CO2量等于细胞呼吸消耗的量等于细胞呼吸消耗的O2的量。的量。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接实验原理实验原理光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。的数量来定量地表示。实验步骤实验步骤(1)取生长旺盛的绿叶，用直径为取生长旺盛的绿叶，用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片的
20、打孔器打出小圆形叶片30片片(注意避开大的叶脉注意避开大的叶脉)。(2)将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 (3)将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细
21、胞间隙充有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底。满了水，所以全都沉到水底。(4)取取3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入20 mL富含富含NaHCO3的清的清水。水。(5)分别向分别向3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然片小圆形叶片，然后分别用强、中、弱三种光后分别用强、中、弱三种光(3盏盏40 W台灯台灯)分别对分别对3个实验装置进行照射，光照强弱可通过调节台灯与个实验装置进行照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定。实验装置间的距离来决定。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接(6)
22、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起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。的数量。注意事项注意事项(1)尽量选取生长旺盛的绿叶。尽量选取生长旺盛的绿叶。(2)叶片内的气体尽量抽得干净，应让叶片全部沉到水底。叶片内的气体尽量抽得干净，应让叶片全部沉到水底。核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接【例】【例】如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓
23、度的入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间面所用的平均时间(见图乙见图乙)，以研究光合作用速率与，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列相关分析正确的是溶液浓度的关系。下列相关分析正确的是( )C核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接A在在ab段段，随随着着NaHCO3溶溶液液浓浓度度的的增增加加，光光合合作作用用速速率率逐渐减小逐渐减小B在在bc段段，单单独独增增加加光光照照或或温温度度或或NaHCO3溶溶液
24、液浓浓度度，都都可以缩短叶圆片上浮的时间可以缩短叶圆片上浮的时间C在在c点点以以后后，因因NaHCO3溶溶液液浓浓度度过过高高，使使叶叶肉肉细细胞胞失失水水而导致代谢水平下降而导致代谢水平下降D因因配配制制的的NaHCO3溶溶液液中中不不含含氧氧气气，所所以以整整个个实实验验过过程程中中叶片不能进行呼吸作用叶片不能进行呼吸作用栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：在在ab段段，随随着着NaHCO3溶溶液液浓浓度度的的增增加加，叶叶圆圆片片上上浮浮至至液液面面所所用用的的平平均均时时间间变变短短，表表明明光光合合作作用用速速率率逐逐渐渐增增
25、大大；在在bc段段，单单独独增增加加光光照照或或温温度度可可能能缩缩短短叶叶圆圆片片上上浮浮至至液液面面所所用用的的时时间间，但但单单独独增增加加NaHCO3溶溶液液浓浓度度不不能能缩缩短短叶叶圆圆片片上上浮浮至至液液面面所所用用的的时时间间；在在c点点以以后后，因因NaHCO3溶溶液液浓浓度度过过高高，使使叶叶肉肉细细胞胞失失水水而而导导致致代代谢谢水平下降；凡是活细胞都能进行呼吸作用。水平下降；凡是活细胞都能进行呼吸作用。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接 跟踪训练跟踪训练(2015湛湛江江高高一一检检测测)在在下下图图所所示示的的玻玻璃璃
26、容容器器中中，注注入入一一定定浓浓度度的的NaHCO3溶溶液液并并投投入入少少量量的的新新鲜鲜绿绿叶叶碎碎片片，密密闭闭后后，设设法法减减小小液液面面上上方方的的气气体体压压强强，会会看看到到叶叶片片沉沉入入水水中中。然然后后再再用用光光照照射射容容器器，又又会会发发现现叶叶片片重重新新浮浮出出液液面面。光光照照后后叶叶片片重重新新浮浮出出液面的原因是液面的原因是( )B栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接A叶片吸水膨胀，密度减小叶片吸水膨胀，密度减小B叶片进行光合作用所产生的叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面附着在叶面C溶液内产生的溶液内产
27、生的CO2大量附着在叶面大量附着在叶面DNaHCO3溶液因放出溶液因放出CO2而密度增大而密度增大栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接解解析析：当当叶叶片片中中的的气气体体被被抽抽空空后后沉沉入入水水底底，由由于于光光照照时时进进行行光光合合作作用用产产生生氧氧气气充充满满了了细细胞胞间间隙隙，使使浮浮力力增增大大而而重新浮出液面。重新浮出液面。栏栏目目链链接接核心点睛核心点睛 新知初探新知初探 要点探究要点探究栏栏目目链链接接后后羿羿射射日日是是我我国国古古代代传传说说，故故事事内内容容大大致致为为：古古时时候候天天上上有有十十个个太太阳阳，大大地地干干涸涸焦焦枯枯，草草木木不不生生，人人们们难难以以生生存存。英英雄雄后后羿羿力力大大无无比比，箭箭法法精精准准，射射掉掉了了九九个个太太阳阳，剩剩下下现现在在的的一一个个太太阳阳，使使光光照照和和温温度度适适宜宜，万万物物复复苏苏，草草木木茂茂盛盛。这个神话说明光照和温度会影响植物的光合作用。这个神话说明光照和温度会影响植物的光合作用。趣味趣味生物生物
