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1、5.4 光合作用与能量转化第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用01捕获光能的色素和结构02叶绿体的结构适于进行光合作用03光合作用的原理和应用1捕捕获获光光能能的的色色素素和和结结构构欢迎来到智慧植物工厂欢迎来到智慧植物工厂问题探讨问题探讨补充光源：常见的是红色、蓝色和白色植物工厂 你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？植物工厂 用
2、人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。正常苗正常苗白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料。白化苗白化苗白化苗由于不能进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素的作用。无绿色
3、色素的白化苗无绿色色素的白化苗正常幼苗能进行光合作用制造有机养料正常幼苗能进行光合作用制造有机养料。有绿色色素的正常苗有绿色色素的正常苗思考：细胞哪些结构含有色素？液泡：花青素（跟颜色有关）叶绿体：多种光合色素（跟光合作用有关）只有叶绿体中的色素可以捕获光能液泡中的色素：不能进行光合作用 绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？提取:分离:提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类用层析液分离色素 用无水乙醇提取色素（色素能溶解在无水乙醇中）（色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散得快）探究：绿叶中色素的提取和分离（纸层析法）实验目的实验目的实验原理实验原理选新鲜，幼嫩绿叶：叶绿素含量高选新
4、鲜，幼嫩绿叶：叶绿素含量高无水乙醇（可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）层析液（20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成）二氧化硅和碳酸钙实验材料用具实验材料用具探究：绿叶中色素的提取和分离新鲜的绿叶（深绿色）（如菠菜的绿叶）无水乙醇的作用：溶解色素，提取色素无水乙醇的作用：溶解色素，提取色素层析液的作用：分离色素层析液的作用：分离色素二氧化硅的作用：使研磨充分二氧化硅的作用：使研磨充分碳酸钙的作用：防止色素被破坏碳酸钙的作用：防止色素被破坏1.提取绿叶中的色素 a.研磨:材料:5g新鲜绿叶药品SiO2CaCO3无水乙醇使研磨充分防止色素（叶绿素）破坏溶解色素要求：要迅
5、速、充分实验步骤实验步骤b.过滤：获取绿色滤液单层尼龙布：滤纸、纱布会吸收色素注意用棉塞将试管口塞严：防止溶剂挥发和色素被氧化迅速：防止无水乙醇挥发a、制备滤纸条：干燥的定性滤纸2.色素的分离（纸层析法）1cm铅笔线为什么要剪去两角？为什么要剪去两角？有利于得到整齐的色素带。实验步骤实验步骤b、画滤液细线要求：细、直、齐 注意：待滤液干后，再画一两次。实验步骤实验步骤有利于得到整齐的色素带。C、分离色素：插滤纸条层析液培养皿实验步骤实验步骤注意注意:滤液细线不能触到层析液滤液细线不能触到层析液烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞烧杯要盖上培养皿、试管要塞上棉塞（防止色素溶解在层析液中）（防止层析液
6、挥发，因其易挥发且有毒）观察与记录：滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？插滤纸条插滤纸条层析液层析液培养皿培养皿胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b分离色素：纸层析法分离色素：纸层析法溶解度大，扩散速度快溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢溶解度小，扩散速度慢扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：实验结果【拓展实验】如果在圆形滤纸的中央点开始，对叶绿体的色素进行层析，会看到什么现象？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为_；胡萝卜素；叶黄素；叶绿素；叶绿素b思维拓展 在滤纸的
7、中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？（橙黄色）（黄 色）（蓝绿色）（黄绿色)叶 黄 素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素提取液色素带叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）绿叶中的色素影响叶绿素的因素：影响叶绿素的因素：（1）光照 （2）温度 （3）必需元素光照光照光是叶绿体发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光光是叶绿体
8、发育和叶绿素合成必不可少的条件。植物在缺光条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为条件下影响叶绿素形成而使叶子发黄的现象，称为黄化现象黄化现象正常韭菜正常韭菜韭黄韭黄 你知道韭菜与韭黄的区别吗？【联系生活】韭菜是直接暴露在阳光下生长，充分的吸收了阳光和雨露，因此，韭菜的绿色素较多，叶子也更绿。韭黄是在没有阳光的黑暗的环境下生长的，几乎没有叶绿素产生，因此，呈现黄白颜色。叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（含量约（含量约3/43/4）（含量约（含量约1/41/4）叶绿素叶绿素a a（蓝绿色）（蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素
9、（黄色）绿叶中的色素叶绿素：低温下易分解。类胡萝卜素：较稳定。分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡罗卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。当温度低于7 时，树叶中会生成花青素。色素的色素的作用作用:叶绿体色素具有叶绿体色素具有吸收、传递、转化光能的作用光能的作用 阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。光谱三棱镜叶绿素溶液色素溶液色素的吸收光谱叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ；胡萝卜素和叶黄素
10、主要吸收 。蓝紫光和红光蓝紫光因为对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。叶片才呈现绿色的原因？注：注：叶绿素和类胡萝卜素对绿光不是不吸收，只是吸叶绿素和类胡萝卜素对绿光不是不吸收，只是吸收量较少；但是类胡萝卜素对红光是不吸收的。收量较少；但是类胡萝卜素对红光是不吸收的。注：光合作用所利用的光都是可见光。不能利用红外光，紫外光。叶绿体色素具有叶绿体色素具有吸收、传递、转化光能的作用光能的作用1.根据色素对不同波长光吸收的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？选无色透明的塑料薄膜，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；大棚
11、内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。与生活的联系：叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色橙黄色橙黄色黄黄 色色占占3/4主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光和红光和红光主要吸收蓝紫光主要吸收蓝紫光占占1/4捕获光能的色素小小结：捕获光能的色素结：捕获光能的色素这些色素存在于细胞中的什么部位呢？02叶绿体的结构适于进行光合作用 色素存在的位置 叶叶 绿绿 体体18171817年，两位年，两位法国法国科学家科学家首次首次从植物中从植物中分离出叶绿素分离出叶绿素。18651865年，德国植物学家年，德国植物学家萨克斯萨克斯
12、研究叶绿素在光合作研究叶绿素在光合作用中的功能，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整用中的功能，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，即个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，即叶叶绿体绿体。（1）叶绿体的形态(光镜下)一般呈扁平的椭球形或球形。（2）叶绿体的结构(电镜下)叶绿体（外膜、内膜）、基粒（类囊体膜上有光合色素）、叶绿体基质光合作用的场所。植物细胞一、细胞器之间的分工一、细胞器之间的分工扁平的椭球形或球形。扁平的椭球形或球形。5.分布：2.结构：4.功能：1.形状：“养料制作车间”和“能量转换站”类囊体堆叠形成基粒，增大了膜面积类囊体堆叠形成基粒，增大了
13、膜面积3.成分：与光合作用有关的酶，少量DNA、RNA等。1.并不是所有植物细胞都有叶绿体，例如植物根尖细胞无叶绿体。2.没有叶绿体也可以进行光合作用，例如蓝细菌。结构：外膜外膜内膜内膜基粒基粒类囊体类囊体基质基质（吸收光能的4种色素分布在类囊体薄膜上）（由类囊体堆叠形成，增大膜面积）光合作用有关酶分布在 。类囊体薄膜和叶绿体基质类囊体薄膜和叶绿体基质 透明，有利于光的透过，具有选择性。线粒体与叶绿体有哪些不同点和相同点？恩格尔曼的实验1水绵+需氧细菌黑暗中极细的光束放在光下无空气需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位需氧细菌分布在叶绿体所有受光部位黑暗结论结论1：叶绿体叶绿体是进行光合
14、作用的场所是进行光合作用的场所结论结论2：光合作用产生：光合作用产生氧气氧气大量好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，说明什么？说明光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光用于光合作用，释放氧气。恩格尔曼的实验2叶绿体是光合作用的场所叶绿体内部巨大的膜表面（类囊体薄膜）上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有很多进行光合作用所必需的酶。科学家们证明：在叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶恩格尔曼的实验证明：叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧课堂小结练练习习与与应应用用.1.水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表述是否正确。水和无机盐是细胞的重要组成成分。判断下列相关表
15、述是否正确。（1 1）叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用。（）（2 2）叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸收光能。（）（3 3）植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光。（）1.1 概念检测.2.2.下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是 （）A.A.所有植物细胞中都含有所有植物细胞中都含有4 4种色素种色素B.B.有些植物细胞的液泡中也含有色素有些植物细胞的液泡中
16、也含有色素C.C.叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收光能D.D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类A A1.1 概念检测CCDBDDABCC2光光合合作作用用的的原原理理和和应应用用解决以下问题，展示学习成果：p什么是光合作用？p光合作用化学反应方程式？2.1 光合作用CO2+H2O (CH2O)+O2光能叶绿体指绿色植物通过 ，利用 ，把 和 转化成储存着 的 ，并且释放出 的过程。概念：反应式：实质：合成有机物，储存能量叶绿体光能二氧化碳水能量有机物氧气光合作用产物是葡萄糖时：探索光合作用原理的
17、部分实验1 1、1919世纪末 COCO2 2O O2 2C+HC+H2 2O O甲醛(CH(CH2 2O)O)糖2 2、19281928年 甲醛不能通过光合作用转化成糖 甲醛对植物有毒3 3、19371937年 希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？离体叶绿体铁盐(或其他氧化剂)H H2 2O O2H2H+O+O2 2光照希尔反应 能，因为悬浮液中没有COCO2 2，糖类合成时需要COCO2 2中的碳元素。水的光解 希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体。O O2 2产生与COCO2 2无关4 4、19411
18、941年，年，鲁宾鲁宾、卡卡门门实验实验结论：实验结论：实验方法实验方法：同位素示踪法同位素示踪法（同位素标记法）（同位素标记法）光合作用产生的光合作用产生的O2来自于来自于H2O，不来自，不来自CO2。（补充方程式）（补充方程式）5 5、19541954年，阿尔农在光照时，叶绿体中生成了ATPATP。这一过程总是与水的光解相伴随。上述实验表明:光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，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。总结 光合作用过程 根据是否需要光能，可概括为光反应和暗反应（碳反应）。光合作用的过程（1）光反应阶段 光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个
19、阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。光反应阶段物质变化:能量转化:条 件：场 所：水的光解：H2O O2+H+ATP的合成：ADP+Pi+能量 ATP酶NADPH的合成：NADP+H+2e-NADPH光能ATP和NADPH中的活跃化学能叶绿体的类囊体薄膜光、色素、酶光合作用的过程光合作用的过程酶酶光合作用的过程（2）暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。暗反应阶段物质变化:能量转化:条 件：场 所：叶绿体基质有没有光都能进行、多种酶、CO2CO2的固定：CO2+C52C3 酶C3的
20、还原：2C3 C5+(CH2O)酶 ATP、NADPHATP和NADPH中的活跃化学能有机物中稳定的化学能ATP ADP+Pi+能量 酶NADPHNADP+H+2e-酶ATP水解：NADPH分解：3.光合作用的过程卡尔文循环20世纪40年代，卡尔文用14C标记的CO2供小球藻实验，追踪检测其放 射性。探明CO2中的C的转移途径。（1）向反应体系中充入一定量的14CO2,光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。（2）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。（3）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)。14C5
21、14CO214C3（14CH2O）CO2转化成有机物过程中，C的转移途径是：同位素标记法卡尔文循环【问题1】总结光合作用过程中的能量的转移途径？ATP和NADPH中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能光能 【问题2】分析光反应和暗反应之间的联系？光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供ATPATP、NADPHNADPH,暗反应为光反应暗反应为光反应ADPADP、NADPNADP+；光反应和暗反应互相影响，相互制约，都不能长期独立进行。光反应和暗反应互相影响，相互制约，都不能长期独立进行。【合作探究】光合作用的全过程光合作用的全过程叶绿体叶绿体中的色素中的色素C52C3ADP+PiATPH2OO2H+
22、多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解固定还原光反应暗反应NADP+NADPH光能ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能酶类囊体薄膜叶绿体基质可见光1.NADPH和ATP的移动途径是什么？2.NADP+和ADP的移动途径呢？3.NADPH的作用？从类囊体薄膜到叶绿体基质。从叶绿体基质到类囊体薄膜。在C3的还原中作还原剂；为C3的还原提供能量光合作用的全过程光合作用的全过程光合作用的全过程光合作用的全过程光反应暗反应光反应与暗反应的比较反应阶段场所条件物质变化能量变化产 物联 系光合作用实质光反应暗反应类囊体薄膜叶绿体基质必须有光、光合色素、酶有光或无光均可，多种酶光能ATP和NADP
23、H中活跃的化学能ATP和NADPH中活跃的化学能有机物稳定的化学能NADPH、ATP、O2（CH2O）、C5、ADP、Pi、NADP+光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来H的转移：的转移：H2O NADPH(CH2O)C的转移：的转移：CO2 C3（CH2O）O的转移：的转移：CO2 C3（CH2O）H2O O2 CO2+H2O光能叶绿体（CH2O）+O2光合作用中元素的转移光合作用中元素的转移光合作用与呼吸作用光合作用与呼吸作用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能
24、量变化实质实质叶绿体叶绿体光能化学能细胞质基质细胞质基质及及线粒体线粒体需要光需要光无机物无机物有机物有机物有机物有机物无机物无机物化学能ATP+热能释放热能释放合成合成有机物、有机物、储存储存能量能量分解分解有机物、有机物、释放释放能量能量有光无光都可以有光无光都可以光合作用与呼吸作用能量联系光合作用与呼吸作用能量联系条件骤变对光合作用中各物质的影响当条件改变时，当条件改变时，C3、C5、ATP、NADPH、（、（CH2O)含量变化含量变化(短时间内变化）短时间内变化）当条件改变时，当条件改变时，C3、C5、ATP、NADPH、（、（CH2O)含量变化含量变化(短时间内变化）短时间内变化）B
25、(5)若突然停止光照，则短时间内的含量将_(填“增加”“减少”或“不变”)，原因是_。B探究环境因素对光合作用的影响自变量：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控制方法不同瓦数的灯或相同瓦数台灯离实验装置的距离注射器的作用：实验材料：圆形小叶片排出圆形小叶片中的气体二、探究环境因素对光合作用的影响盛水玻璃柱盛水玻璃柱，排除温度对实验结果的影响排除温度对实验结果的影响方法步骤：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，使叶片内气体逸出二、探究环境因素对光合作用的影响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
26、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）方法步骤：二、探究环境因素对光合作用的影响5）分别向）分别向3只小烧杯中只小烧杯中各放入各放入10片片小圆形叶片，然后分别对这小圆形叶片，然后分别对这3个个实验装置进行实验装置进行强、中、弱三种光照强、中、弱三种光照(3盏盏40W台灯分别向台灯分别向3个实验装置个实验装置照射，光照强弱可通过调节照射，光照强弱可通过调节台灯与实验装置间的距离来决定台灯与实验装置间的距离来决定)。光源会产生光源会产生热量热量，导致温度，导致温度不同，所以为了不同，所以为了保证单一变保证单一变量量，应该加一个，应该加一个盛水玻璃柱盛水玻璃
27、柱，排除温度对实验结果的影响排除温度对实验结果的影响。冷光源冷光源方法步骤：二、探究环境因素对光合作用的影响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方法步骤：二、探究环境因素对光合作用的影响 项目 烧杯 小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量110片20 mL强多210片20 mL中中310片20 mL弱少6）观察并记录结果实验结论：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。方法步骤：二、探究环境因素对光合作用的影响化能合成作用 能够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。2N
28、H3+3O2 2HNO2+2H2O+能量硝化细菌2HNO2+O2 2HNO3+能量硝化细菌6CO2+6H2O (CH2O)+6O2能量硝化细菌：原核生物；自养；有氧呼吸（细胞质）光合作用原理光合作用原理的应用的应用光合作用强度的表示方法单位时间内固定CO2的量制造或产生有机物（糖类）量产生O2的量四、光合作用原理的应用光合作用光合作用强度：（一般用光合速率表示）强度：（一般用光合速率表示）植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。产物的生成量或底物的消耗量！四、光合作用与细胞呼吸之间的关系植物植物“三率三率”的内在关系的内在关系 2000 5000
29、-3000入不敷出 5000 5000 0拮据的生活 8000 5000 3000生活美滋滋真正光合速率（总光合速率）呼吸速率净光合速率（表观光合速率）总收入消费净收入总光合速率：总光合速率：区分总光合速率、净光合速率、呼吸速率 呼吸作用速率：呼吸作用速率：真正的合速率真正的合速率/实际光合速率实际光合速率 制造或合成有机物的量制造或合成有机物的量产生产生O2的量的量固定或消耗固定或消耗CO2量量净光合速率：净光合速率：有机物积累有机物积累量量CO2吸收吸收量量O2的释放量的释放量消耗消耗有机物的有机物的量量O2的吸收量的吸收量CO2的释放的释放量量黑暗中测量黑暗中测量总光合速率 =净光合速率
30、 +呼吸作用速率补充净光合知识点补充净光合知识点表观光合速率表观光合速率CO2H2O （CH2O）O 2光能叶绿体(色素、酶）Mg等矿质元素温度影响酶的活性光照强度、光质、光照时间、光照面积CO2浓度作为反应物水分气孔关闭CO2供应影响光合作用的因素光照强度0CO2吸收速率CO2释放速率ABC光补偿点光饱和点净光合速率总光合速率B：光合作用强度=呼吸作用强度，此时光照强度为光补偿点D：光合作用强度达到最大时，所需的照强度为光饱和点DAB：光合作用呼吸作用呼吸速率A:只进行呼吸作用外因：（1）光照强度 影响光合作用的因素影响光合作用的因素消消耗耗有有机机物物的的量量O2的的吸吸收收量量O2的的释
31、释放放量量有有机机物物积积累累量量CO2固固定定量量O2的的产产生生量量有有机机物物制制造造量量OA:表示呼吸作用。若呼吸作用，A点下移。若呼吸作用，A点上移。C点之前影响光合作用强度的因素是光照强度；C点之后影响因素不是光照强度，而是其他影响因素，例如温度，CO2浓度等A:只进行呼吸作用B：光合作用=呼吸作用 细胞呼吸释放的CO2 全部用于光合作用BC：光合作用呼吸作用AB：光合作用呼吸作用解读：曲线与细胞图示相结合光照下光照下CO2的吸收量的吸收量黑暗中黑暗中CO2的释放量的释放量曲线曲线c：净光合速率：净光合速率曲线曲线d：呼吸速率：呼吸速率E点：点：净光合速率等于呼吸速率净光合速率等于
32、呼吸速率总光合速率是净光合速率的总光合速率是净光合速率的2倍倍曲线曲线a、b的差值：的差值：净光合作用强度净光合作用强度光合作用强度光合作用强度=呼吸作用强度呼吸作用强度D点：点：净光合作用强度为净光合作用强度为0阴生植物：阴生植物：是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的植物。阳阳生生植植物物：在在强强光光环环境境中中生生长长发发育育健健壮壮，在在阴阴蔽蔽和和弱弱光光条条件件下下生生长长发发育育不良的植物称阳性植物不良的植物称阳性植物阴生植物阴生植物阳生植物阳生植物阳生植物和阴生植物光照强度0ABC阳生植物阴生植物A1B1C1应用：合理密植，间作套种
33、。曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？CO2吸收速率CO2释放速率阴生植物的光补偿点和光饱和点比阳生植物的小。阳生植物和阴生植物1.1.适当提高光照强度适当提高光照强度2.2.延长光合作用时间延长光合作用时间3.3.合理密植合理密植4.4.间作套种间作套种5.5.温室大棚温室大棚使用无色透明使用无色透明玻璃玻璃6.6.补光补光:红光和蓝紫光红光和蓝紫光影响光合作用的因素影响光合作用的因素外因：（1）光照强度 应用 外因：（1）光照时间（c有机物积累最少，e有机物积累最多）（光合作用b开始，f结束）（整个过程都有呼吸作用）d点解释：温度过高，为减少蒸腾作用，点解释：温度过高，
34、为减少蒸腾作用，气孔关闭，气孔关闭，CO2供应减少供应减少，光合速率，光合速率下降，出现下降，出现“午休午休”现象现象.2.2 拓展应用1.下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）710时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）1417时的光合作用强度不断减弱原因：光照不断增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。外因：（2）CO2浓度CO2浓度A AB B吸收速率CO2C C释放速率CO2DA点：对应的CO2浓度为能
35、进行光合作用的最低CO2浓度。CO2补偿点光合作用速率呼吸作用速率最大光合作用强度B点：C点：讨论：C点之后光合速率的限制因素有哪些？（提示：外因、内因）外因：主要为光照强度和温度，内因：酶的数量和活性。对应的D点为CO2饱和点影响光合作用的因素影响光合作用的因素原理：原理：CO2浓度主要影响浓度主要影响暗反应阶段暗反应阶段，制约，制约C3的形成的形成；A点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B点：CO2饱和点（表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加）。外因：（2）CO2浓度影响光合作用的因素影响光合作用的因素外因：应用（2）CO2浓度1.增加空气流动
36、，以增加CO2浓度。2.多施有机肥或农家肥，增加CO2浓度；3.温室栽培可使用CO2发生器等；“正其行，通其风正其行，通其风”（微生物呼吸作用分解有机肥，微生物呼吸作用分解有机肥，释放释放CO2）外因：（3）温度O O温度A光合速率BC原理：温度通过影响 影响光合作用主要制约 反应。温度过高时植物 ，光合速率会减弱。酶的活性暗气孔关闭影响光合作用的因素影响光合作用的因素AB：在B点之前，随着温度升高，酶活性增大，光合作用强度增大。B：B点是酶的最适温度，光合作用强度最大。BC：随着温度的升高。酶的活性逐渐下降，光合速率减小。外因：（3）温度O O温度A光合速率BC1.温室中,加大昼夜温差，从而
37、提高作物产量（有机物积累量）。2.解释植物“午休”现象。应用：影响光合作用的因素影响光合作用的因素缺水气孔关闭限制CO2进入叶片光合作用受影响原理：水既是光合作用的 ，又是体内各种化学反应的 ，直接影响光合作用速率；水分还能影响气孔的 ，间接影响 进入叶片，从而影响光合作用速率。外因：（4）水应用：合理浇灌原料介质开闭CO2影响光合作用的因素影响光合作用的因素外因：（5）矿质元素N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分；P：NADP+和ATP的重要组分；Mg：叶绿素的重要组分。应用：合理施肥（无机肥）提示：矿质元素含量过高，根细胞很难吸水，甚至失水，光合速率也会下降，甚至停止。（烧苗现象）影响
38、光合作用的因素影响光合作用的因素光合作用强度的多因素影响光合作用强度的多因素影响限制光合速率的因素为限制光合速率的因素为横坐标所示的因素横坐标所示的因素，随该，随该因素的不断加强，光合速率不断提高因素的不断加强，光合速率不断提高P点之前：点之前：Q点：点：横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影响因素为响因素为坐标图中所标示出的其他因素坐标图中所标示出的其他因素三、影响光合作用强度的因素DD2课课堂堂小小结结2.课堂小结光合作用与能量转化光合作用光合作用应用概念反应式探究历程影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、矿质元素 硝化细菌光合作用原理过程
39、光反应：类囊体薄膜暗反应：叶绿体基质化能合成作用CO2 +H2O （CH2O)+O2 光能光能叶绿体叶绿体2练练习习与与应应用用.1.依据光合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。依据光合作用的基本原理，判断下列相关表述是否正确。（1 1）光合作用释放的氧气中的氧元素来自水光合作用释放的氧气中的氧元素来自水。（）（2 2）光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。光反应只能在光照条件下进行，暗反应只能在黑暗条件下进行。（）（3 3）影响光反应的因素不会影响暗反应。影响光反应的因素不会影响暗反应。（）2.1 概念检测.2.2.如果用含有如果用含有14C的的CO2来追踪光合作用中
40、碳原子的转移途径，则来追踪光合作用中碳原子的转移途径，则是是 （）A.A.CO2叶绿素叶绿素ADPB.B.CO2叶绿体叶绿体ATPC.C.CO2乙醇乙醇糖类糖类D.D.CO2三碳化合物三碳化合物糖类糖类D D2.1 概念检测.3.3.根据光合作用的基本过程填充下图根据光合作用的基本过程填充下图2.1 概念检测O22C3C5NADPHATPADP+PiNADP+.2.2 拓展应用1.下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）710时的光合作用强度不断增强原因：（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：（3）1417时的光合作用强度不断减弱原因：光照不断
41、增强，光合作用强度不断增强。温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度明显减弱。光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。(2)甲图中的a点表示_BACDC 复习与提高复习与提高一、BBBCDD二、2.（1）随CO2浓度增加，光合速率提高CO2参与暗反应，CO2增加，CO2的固定过程加快，光合速率增加（2）NADPH和ATP限制，固定CO2的酶活性不够高，C5不足，有机物在叶绿体内积累等（3）可能成立，若植物长期处于CO2倍增下，降低了固定酶的含量或活性，当恢复大气CO2浓度后，已经降低的酶含量或活性未能及时恢复，因此会表现出比大气CO2浓度更低的光合速率。谢谢聆听谢谢聆听!同学们辛苦啦！同学们辛苦啦！