ATP合成酶第5章細胞的能量供應和利用第4節(jié)光合作用與能量轉化二、光合作用的原理和應用（第3、4課時）1.光合作用強度：CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能葉綠體

①

；

②

；③

。單位時間內光合作用CO2固定量有機物(糖類)生成量O2產生量光合速率：用一定時間內

或

的數量來表示。原料消耗產物生成四.光合作用原理的應用植物在單位時間內，通過光合作用制造糖類的數量。光質光照強度光照時間光照面積酶色素溫度礦質元素CO2

+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2CO2濃度氣孔開閉情況水分光酶的種類、數量色素的種類和含量植物種類、葉齡、葉面積指數光(強度,時間,光質)ＣＯ2濃度礦質元素水分內因外因影響因素2.影響光合作用強度的因素溫度光照（強度，光質）、溫度、CO2濃度等因變量：無關變量：CO2的吸收：可以用紅外線CO2傳感器測量O2的釋放：小葉片浮起數量法有機物合成：淀粉含量測量法探究光照強度對光合作用強度的影響為例。自變量：光合速率植物葉片、其他環(huán)境條件處理等如何測量光合速率？3.實驗:探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響自變量：光照強弱因變量：光合作用強度相同時間小圓形葉片浮起的數量用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來調節(jié)光照強度控制方法檢測方法葉片含有空氣，上浮葉片下沉O2充滿細胞間隙，葉片上浮抽氣光合作用產生O2實驗原理：同種、生長狀況相同、小圓形葉片大小相同、等量…無變量：3.實驗：探究光照強弱對光合作用強度的影響溫度、CO2濃度，光照時間等分析變量：探究光照強弱對光合作用強度的影響葉片細胞間隙充滿水，重量增加防止其光合作用產生氧氣,使葉片提前浮起3.實驗:探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗步驟：(1)取葉片均分三組，進行編號。(2)給予低、中、高的光照(不同處理)

(3)相同且適宜溫度下（相同處理）取材排氣沉水分組要注意避開大葉脈其中沒有葉綠體用注射器抽取葉片內的空氣(真空滲水法）放置黑暗處,讓細胞下沉燒杯底部各倒入20mlNaHCO3溶液，放入10片小葉圓片(4)觀察并記錄同一時間內，各組

裝置中小圓葉片上浮的數量吸收熱量，排除溫度變化對實驗結果的干擾甲乙丙葉片浮起數量多葉片浮起數量較多葉片浮起數量少3.實驗:探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗結果：①在一定范圍內，隨光照強度的增強光合作用強度增加②達到光飽和點時：隨光照增強光合作用不再增強時的光照強度光照強度光合作用強度

abc

def光飽和點3.實驗:探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗結果：臺燈燈泡的功率（W）404040臺燈與燒杯的距離（cm）102030葉片漂起的數量5min10min15min20min000986109813109實驗結論：利用該裝置還能探究哪些環(huán)境因素對光合作用的影響？CO2濃度（吹氣時間或不同質量分數的NaHCO3溶液）溫度（水浴保溫）光質（不同顏色的彩色燈泡）延伸拓展這些因素分別如何控制呢？O2產生量O2釋放量(實測）較強光照時思考：實驗所測是否為葉片光合作用實際產生的總O2量？O2消耗量O2產生量

=

O2釋放量

+

黑暗下O2吸收量①定義：一定時間內，單位面積CO2的消耗量或O2、(CH2O)產物生成量來表示。②圖示：③關系式：CO2消耗量CO2吸收量(實測)CO2釋放量CO2消耗量

=

CO2吸收量

+

黑暗下CO2釋放量

（固定）有機物合成量

=

有機物積累量

+

有機物消耗量

(生成、制造）(黑暗下)真光合速率

=

凈光合速率

+

呼吸速率

（光下

測得）

（黑暗

下測得）4.光合速率光照強度0CO2吸收CO2釋放光補償點光飽和點凈光合總光合B：光合速率=呼吸速率D：光合速率開始達到最大時最小的光照強度（C點后限制因素:CO2濃度,溫度等）DAB：光合速率<呼吸速率BC：光合速率>呼吸速率呼吸A：只進行呼吸作用C點之前限制因素:光照強度應用：合理密植；間作套種；適當剪枝1.光照五.影響光合作用的因素（1）光照強度ABC呼吸速率間作套種合理密植CO2吸收量CO2釋放量光照強度OAEDCF光照強度由O到E變化的過程中：①細胞呼吸消耗的有機物是多少？

②光合作用制造的有機物是多少？③此過程中積累的有機物是多少？B光合作用強度用面積表示梯形SACDF

矩形SAOEF梯形SACDF－矩形SAOEF即，梯形SDCBE－△SOBA五.影響光合作用的因素1.光照（1）光照強度A:只進行呼吸作用B:光合作用=呼吸作用細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用BC:光合作用>呼吸作用AB:光合作用<呼吸作用光照強度0CO2吸收CO2釋放呼吸速率光合作用與呼吸作用的強弱關系ABC1、光照（2）光質（光的波長）光質對光合作用速率的影響：白

光>紅

光>藍

紫

光>綠

光應用：①大棚栽培時，——選擇“無色塑料”

②“人工補光”——“紅光和藍紫光”五.影響光合作用的因素CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DA點：對應的CO2濃度為能進行光合作用的最低CO2濃度。CO2補償點光合作用速率＝呼吸作用速率CO2飽和點B點：C點：1.多施有機肥或農家肥；2.溫室栽培植物時還可使用CO2發(fā)生器等；3.大田中還要注意通風透氣。應用：五.影響光合作用的因素2.CO2濃度D點：C點前限制因素：C點后限制因素：光合作用速率達到最大值CO2濃度光照強度和溫度思考：點B與m、D與n是否相同？點m與A相同、點n與C相同CO2補償點CO2飽和點五.影響光合作用的因素2.CO2濃度CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2DCO2濃度0光合速率mn最低CO2濃度最低CO2濃度CO2飽和點q(1)原理:①溫度通過影響

影響光合作用,主要制約

反應。酶的活性AB段在B點之前，隨著溫度升高，光合速率_____B點酶的

溫度，光合速率最大BC段隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率

，50℃左右光合速率幾乎為零增大最適減小五.影響光合作用的因素3.溫度(2)曲線O溫度A光合速率BC50②溫度過高,植物

,CO2吸收減少,光合速率減弱暗氣孔大多關閉“光合午休”現象(3)應用：①適時播種

③降低植物“午休”現象②溫室中，白天適當提高溫度，晚上適當降溫晴天：連續(xù)陰雨天：白天和晚上均降溫N：P：K：Mg：（2）應用：合理施肥思考：P～Q的形成原因？礦質元素過多、土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水萎蔫。五.影響光合作用的因素4.礦質元素（無機鹽）光合酶、葉綠素、NADPH、ATP的重要組分NADPH、ATP的重要組分促進光合產物向貯藏器官運輸葉綠素的重要組分（1）作用：5.水①水既是光合作用的

，又是體內各種化學反應的

，直接影響光合作用速率②水分還能影響氣孔的

，影響

進入葉片，間接影響光合作用速率原料介質開閉CO2★五.影響光合作用的因素（1）原理：（2）應用：合理灌溉預防干旱(地膜覆蓋)

思考：溫度不同或者CO2濃度不同，曲線會如何變化？五.影響光合作用的因素6.多因子變量對光合速率的影響(1)這三種研究的自變量分別是什么？→規(guī)律：橫坐標+線上因子(2)P點前、Q點后、PQ間限制光合速率的因素分別是？橫坐標因子橫坐標和線上因子線上因子內部因素：色素的數量、酶的數量、酶的活性葉齡、葉面積指數、植物種類等1.葉齡五.影響光合作用的因素應用：適時摘除老葉BC段：葉片衰老，部分色素被破壞，光合速率下降AB段：生長到一定程度，葉面積、色素量、酶量達到穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率基本穩(wěn)定OA段：隨葉齡增大，色素含量增加，酶的含量和活性增大，光合速率加快2.葉面積指數內部因素：（葉片總面積/土地面積）五.影響光合作用的因素色素的數量、酶的數量、酶的活性葉齡、葉面積指數、植物種類等應用：①合理密植(增加光合作用面積)②修剪（增加有效光合作用面積）3.植物種類內部因素：陽生植物的光飽和點、最大光合速率均高于陰生植物應用：陽生植物和陰生植物

間作或套種色素的數量、酶的數量、酶的活性葉齡、葉面積指數、植物種類等五.影響光合作用的因素1.下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題。(1)7～10時的光合作用強度不斷增強的原因(2)10～12時的光合作用強度明顯減弱的原因(3)14～17時的光合作用強度不斷下降的原因光照強度逐漸增大溫度很高，蒸騰作用強，導致氣孔大量關閉，CO2吸收減少，導致光合作用暗反應受到抑制。光合午休光照強度不斷減弱(4)從圖中看出，限制光合作用的因素有_________________。光照強度、溫度(5)依據本題信息，提高綠色植物光合作用強度的措施有：溫室大棚:控制光照強度、溫度的方式（如補光、遮陰、噴淋降溫等)拓展應用P106六.光合作用日變化曲線1.自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線溫度降低，細胞呼吸減弱，a點可能是呼吸作用最低的時刻a點：b點：植物開始進行光合作用bc段：光合作用強度＜細胞呼吸強度c點：光合作用強度=細胞呼吸強度光合作用強度＞細胞呼吸強度ce段(不含c、e點)：1.自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線d點：溫度過高，蒸騰作用增強，部分氣孔關閉，導致CO2供應不足，光合速率降低，出現“午休”現象六.光合作用日變化曲線e點：光合作用強度=細胞呼吸強度ef段：光合作用強度＜細胞呼吸強度fg段：光合作用停止，只進行細胞呼吸六.光合作用日變化曲線1.自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用曲線2.積累有機物時間段：3.制造有機物時間段：4.消耗有機物時間段：5.一天中,有機物積累最多的時間點

,有機物含量最少的點

。6.一晝夜有機物的積累量表示為：1.由此圖可知限制光合作用的因素有：光照強度、溫度思考討論ce段bf段Og段ecS1－S2－S3(S1、S2、S3表示面積)。2.密閉容器中,一晝夜綠色植物CO2濃度的變化曲線只進行細胞呼吸AB段：BC段：細胞呼吸減弱，呼吸作用的最小值可能出現在該段CD段：開始進行光合作用D點：光合作用強度=細胞呼吸強度DH段：光合作用強度＞細胞呼吸強度光合作用強度=細胞呼吸強度H點：HI段：光合作用強度＜細胞呼吸強度,最終光合作用停止六.光合作用日變化曲線C點：光合作用強度＜細胞呼吸強度植物不能正常生長I＞AI=AI＜A植物不能正常生長植物能正常生長2.密閉容器中,一晝夜綠色植物CO2濃度的變化曲線原因：I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2含量減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。思考：如果將縱坐標改為O2的濃度(含量),請畫出曲線?注意：光合速率=呼吸速率的點：D、H例:將一植株放在密閉玻璃罩內，置于室外一晝夜，獲得實驗結果如圖所示。下列有關說法錯誤的是A.圖甲中的光合作用開始于C點之前，結束于F點之后B.到達圖乙中的d點時，玻璃罩內的CO2濃度最高C.圖甲中的F點對應圖乙中的g點D.經過這一晝夜之后，植物體的有機物含量會增加√3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析光反應為暗反應提供的[H]和ATP在葉綠體基質中有少量的積累，在光反應停止時，暗反應仍可持續(xù)進行一段時間，有機物還能繼續(xù)合成。六.光合作用日變化曲線在總光照時間、總黑暗時間均相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機物的積累量要多。吸收容器中的CO21）裝置甲中，NaOH的作用是

。

2）裝置甲中，在

條件下進行，紅色液滴

移。移動的距離代表

。

黑暗左有氧呼吸消耗的O2量七.光合速率的測定1.液滴移動法（陸生植物）①測呼吸速率：3）圖甲校正裝置應如何設置

。其目的是

。用長勢相同死亡的植物，其他條件相同。排除氣壓、溫度等物理因素（非生物因素）對實驗結果的干擾。4）真光合速率＝

。光合作用產生O2量與有氧呼吸消耗O2量的差值5）圖乙校正裝置應如何設置

。其目的是

。3）紅色液滴右移距離是表示

速率，移動的距離代表

。

充足光照右用長勢相同死亡的植物，其他條件相同排除氣壓,溫度等物理因素(非生物因素)對實驗結果的干擾。凈光合速率＋呼吸速率七.光合速率的測定1.液滴移動法1）裝置乙中，NaHCO3的作用是

。

2）裝置乙中，在

條件下進行，紅色液滴

移。凈光合NaHCO3溶液可提供CO2，保證容器內CO2濃度的恒定②測凈光合速率2.黑白瓶法（水生植物）1）黑瓶不透光，只進行

；2）白瓶透光，可以進行

。初始溶氧量－黑瓶溶氧量3）呼吸量=4）凈光合作用量=白瓶溶氧量－初始溶氧量七.光合速率的測定方法步驟：從某一水層取樣，裝入若干個等體積黑瓶和白瓶中，并分別測得初始溶氧量；把黑白瓶懸掛于原水深處。一段時間后，分別測出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。呼吸作用光合作用和呼吸作用5）若沒有測初始溶氧量,能否計算出凈光合作用量和總光合作用量？√×二者之和為總光合作用量。研究小組從池塘不同深度采集水樣，分別裝入大小相同的黑白瓶中（白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布包裹的玻璃瓶）并封閉。然后將黑白瓶對應懸掛于原水樣采集位置。24h后，測定各黑白瓶中溶氧量。若測得白瓶溶氧量為Am