1.光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的場所；2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程中物質(zhì)的變化以及能量轉(zhuǎn)化；3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系；4.光合作用總反應(yīng)式；課前兩分鐘背誦第4節(jié)

光合作用與能量轉(zhuǎn)換（第3課時(shí)）高中生物學(xué)人教版2019第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

學(xué)

習(xí)

目

標(biāo)01設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，提升科學(xué)探究能力02關(guān)注光合作用原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的重要價(jià)值底物的消耗速率

或

產(chǎn)物的生成速率

CO2+H2O（CH2O）O2+光能葉綠體1.光合作用強(qiáng)度(光合速率）:（1）植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。固定CO2的量制造有機(jī)物（糖類）量產(chǎn)生O2的量單位時(shí)間內(nèi)光合作用（2）表示方法：（一）

光合作用強(qiáng)度的表示方法一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響光質(zhì)光照強(qiáng)度光照時(shí)間光照面積酶色素溫度礦質(zhì)元素CO2+H2O光能葉綠體（CH2O）+O2氣孔開閉情況、環(huán)境中CO2濃度水分光酶的種類、數(shù)量色素的種類和含量植物自身因素（遺傳特性、葉齡）光照強(qiáng)度（光反應(yīng)）CO2濃度礦質(zhì)元素（N、Mg）水分內(nèi)因外因影響因素溫度（酶）（二）

影響光合作用速率的因素一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)：探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（1）實(shí)驗(yàn)原理

①葉片含有空氣，上浮葉片下沉O2充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮抽氣光合作用產(chǎn)生O2②根據(jù)單位時(shí)間小圓形葉片浮起的數(shù)量的多少，探究光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系。材料用具（P105）打孔器，注射器，5WLED臺(tái)燈，米尺，燒杯，綠葉（如菠菜、吊蘭等）。有條件的學(xué)?？梢允褂没瘜W(xué)傳感器來測量O2的濃度。一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（4）實(shí)驗(yàn)步驟（P105）取生長旺盛的綠葉，用直徑為0.6cm的打孔器打出圓形小葉片30片（避開大的葉脈）。將圓形小葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動(dòng)活塞，使圓形小葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可能需要重復(fù)2~3次。處理過的小葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底。將處理過的圓形小葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（4）實(shí)驗(yàn)步驟（P105）取3只小燒杯，分別倒入富含CO2的清水（可以事先通過吹氣的方法補(bǔ)充CO2，也可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%的NaHCO3溶液來提供CO2）。向3只小燒杯中各放入10片圓形小葉片，然后分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下。實(shí)驗(yàn)中，可用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。觀察并記錄同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量。一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

項(xiàng)目燒杯圓形小葉片數(shù)量加入富含CO2的清水光照強(qiáng)度單位時(shí)間內(nèi)圓形小葉片浮起的數(shù)量110片20mL強(qiáng)多210片20mL中中310片20mL弱少（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)圓形小葉片中產(chǎn)生的氧氣多，浮起的圓形小葉片多。一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響利用該裝置還能探究哪些環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響？提示：CO2濃度（不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaHCO3溶液）、溫度（水浴保溫）、光質(zhì)（不同顏色的彩色燈泡）在各燒杯中加入不同濃度的NaHCO3溶液，用于探究CO2濃度對(duì)光合速率的影響。NaHCO3溶液濃度太高，使葉片滲透失水，不利于光合作用。一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響產(chǎn)生O2固定CO2釋放O2較強(qiáng)光照時(shí)吸收CO2植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還會(huì)進(jìn)行呼吸作用。我們觀測到的光合作用指標(biāo)，如O2的釋放量，是植物光合作用實(shí)際產(chǎn)生的總O2量嗎？O2CO2線粒體葉綠體（可以測得）（可以測得）植物進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用。實(shí)際測量到的光合作用指標(biāo)是:凈光合作用速率。光合作用產(chǎn)生的O2=釋放到空氣中的O2+呼吸作用消耗的O2問題：實(shí)驗(yàn)所測是否為葉片實(shí)際光合作用強(qiáng)度？一、探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響項(xiàng)目表示方法凈光合速率總光合速率呼吸(黑暗測量)O2釋放量、CO2吸收量、有機(jī)物積累量O2產(chǎn)生量、CO2固定量、有機(jī)物制造量O2吸收量、CO2釋放量、有機(jī)物消耗量光合作用強(qiáng)度的表示方法實(shí)際光合速率：是指植物在光下實(shí)際把CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的量，即在單位時(shí)間、葉面積從外界吸收和自身呼吸釋放CO2的量。又叫總光合速率。凈光合速率：不算呼吸作用放出的CO2量，只算從外界吸收的CO2量，即是在光下測定的CO2的吸收量。光照強(qiáng)度0CO2吸收CO2釋放ABC呼吸速率光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)凈光合總光合B：

。D：

。（限制因素：CO2濃度、溫度等）DAB：

。BC：

。呼吸A：

。C點(diǎn)之前限制光合作用的因素是:光照強(qiáng)度二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

1只進(jìn)行呼吸作用光合作用<呼吸作用光合作用=呼吸作用

(光補(bǔ)償點(diǎn))光合作用>呼吸作用光合速率開始達(dá)到最大時(shí)外界的光照強(qiáng)度(光飽和點(diǎn))光照強(qiáng)度0CO2吸收CO2釋放ABC光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)DA點(diǎn)：只呼吸不光合O2CO2AB段：呼吸＞光合B點(diǎn)：呼吸＝光合BC段：光合＞呼吸提醒：注意區(qū)分，單個(gè)細(xì)胞和整個(gè)植株的區(qū)別曲線與細(xì)胞圖示相結(jié)合二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析1.思考:植物體在B點(diǎn)時(shí)，那它的葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度

呼吸作用強(qiáng)度。（大于、等于、小于）

當(dāng)植物體的V光合=V呼吸時(shí)，則葉肉細(xì)胞V光合>V呼吸。大于二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

1（葉肉細(xì)胞光合作用）（葉肉細(xì)胞呼吸+其他細(xì)胞呼吸）=總結(jié)：①當(dāng)凈光合速率＞0時(shí)，植物因積累有機(jī)物而生長。②當(dāng)凈光合速率＝0時(shí)，植物不能生長。③當(dāng)凈光合速率＜0時(shí)，植物不能生長，長時(shí)間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。2.光合速率與植物生長：1.陰雨天氣適當(dāng)補(bǔ)充光照，增加光合作用強(qiáng)度。2.適當(dāng)延長光照時(shí)間3.合理密植，增加光合作用面積二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

1應(yīng)用：AB0陽生植物陰生植物CCO2吸收速率CO2釋放速率討論：若該曲線表示的是陽生植物的光合速率，陰生植物的曲線該如何畫？生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？光照強(qiáng)度二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

1陽生植物：在強(qiáng)光環(huán)境中生長發(fā)育健壯，在陰蔽或弱光條件下生長發(fā)育不良的植物。陰生植物：在較弱的光照條件下能夠生長良好的植物叫陰生植物。應(yīng)用：合理密植，間作套種，合理利用光陽生植物和陰生植物的光合作用比較A點(diǎn)：對(duì)應(yīng)的CO2濃度為能進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度。CO2補(bǔ)償點(diǎn)光合作用速率＝呼吸作用速率對(duì)應(yīng)的D點(diǎn)為CO2飽和點(diǎn)B點(diǎn)：C點(diǎn)：

應(yīng)用：1.多施有機(jī)肥或農(nóng)家肥；2.“正其行，通其風(fēng)”大田中還要注意通風(fēng)透氣。二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析CO2濃度對(duì)光合速率的影響

2注意：分解者將有機(jī)肥分解為二氧化碳和無機(jī)鹽才能被植物吸收。C點(diǎn)之后光合速率的限制因素：主要為光照強(qiáng)度和溫度。CO2濃度AB吸收速率CO2C釋放速率CO2代表呼吸速率，細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)

；反之，A點(diǎn)

。1.A點(diǎn)下移上移2.B點(diǎn)與C點(diǎn)的變化自變量B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn))C點(diǎn)(飽和點(diǎn))適當(dāng)增大光照強(qiáng)度(或CO2濃度)適當(dāng)減小光照強(qiáng)度(或CO2濃度)左移左移右移右移3.D點(diǎn)

代表最大光合速率，若增大光照強(qiáng)度（或增大CO2濃度）使光合速率增大時(shí)，D點(diǎn)向

移動(dòng)；反之，移動(dòng)方向相反。右上方

光合作用曲線中關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)

二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析1：溫度通過影響

影響光合作用。曲線分析:酶的活性2:影響

開閉應(yīng)用：1.適時(shí)播種

2.溫室中,白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫。3.植物“午休”現(xiàn)象（氣孔關(guān)閉）。

4.連續(xù)陰雨天：白天和晚上均降溫二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

溫度對(duì)光合速率的影響

3最適溫度下植物光合作用最大。溫度過高時(shí)植物氣孔關(guān)閉或酶活性降低。氣孔應(yīng)用：合理澆灌、預(yù)防干旱①水是光合作用的原料②水是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)圖2曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，是因?yàn)闇囟雀?，蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了

的供應(yīng)。CO2③缺水→氣孔關(guān)閉→限制CO2進(jìn)入葉片→光合作用受影響二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

水對(duì)光合速率的影響

4光照不斷減弱，光合作用強(qiáng)度不斷減弱。光照不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，光合作用強(qiáng)度明顯減弱。下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。(P106)（1）7～10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)原因：（2）10～12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱原因：（3）14～17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷減弱原因：（4）依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施?？梢岳脺厥掖笈锟刂乒庹諒?qiáng)度、溫度的方式，如補(bǔ)光、遮陰、噴淋降溫等。二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析“光午休”現(xiàn)象

N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分

P：類囊體膜、NADP+和ATP的重要組分

K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸Mg：葉綠素的重要組分應(yīng)用：合理施肥可促進(jìn)葉片面積增大，促進(jìn)葉綠素合成，促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化等，提高光合作用強(qiáng)度。二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析礦質(zhì)元素對(duì)光合速率的影響

5

①在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可______光合作用速率，

但當(dāng)超過一定濃度后，植物光合作用速率

。提高下降

②土壤中礦質(zhì)元素溶液濃度過高，植物光合作用速率下降的原因可能是:

。溶液濃度過高，導(dǎo)致植物吸水困難甚至失水問：溫度不同或者CO2濃度不同，總光合速率曲線會(huì)如何變化？二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度對(duì)光合作用的綜合作用

6限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子。橫坐標(biāo)不再影響光合速率，而是其他因子。P點(diǎn)時(shí)或之前：Q點(diǎn)時(shí)或之后：

在一定范圍內(nèi)，隨幼葉的不斷生長，葉面積不斷增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加，光合作用強(qiáng)度不斷增加。應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉保證植物及時(shí)換新葉，同時(shí)可降低其呼吸作用消耗有機(jī)物。二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析內(nèi)因1：葉齡對(duì)光合速率的影響

7物質(zhì)量葉面積指數(shù)單位土地面積上，植物的總?cè)~面積

在一定的范圍內(nèi)，隨葉面積不斷增大，光合作用強(qiáng)度不斷增加，超過一定范圍后，光合作用強(qiáng)度不再增加。當(dāng)葉面積增加到一定限度后，呼吸作用加強(qiáng)，凈光合產(chǎn)量反而下降?？偣夂狭績艄夂狭緼BC呼吸量應(yīng)用：適當(dāng)修苗，合理施肥、澆水，避免枝葉徒長，封行過早。溫室栽培植物時(shí)，可通過合理密植來增加光合作用面積二、光合作用強(qiáng)度的影響因素曲線分析

內(nèi)因2：葉面積指數(shù)對(duì)光合速率的影響

8密閉的環(huán)境中自然環(huán)境中(1)圖甲中b點(diǎn)變化的原因:凌晨溫度降低，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度減弱，CO2釋放減少（2）圖甲中c點(diǎn)：開始進(jìn)行光合作用（3）圖甲中d、h點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（4）f點(diǎn)的原因：溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。（5）ef段下降的原因:（6）gh段都下降的原因:部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)速率減慢。光照強(qiáng)度逐漸減弱，光反應(yīng)速率減慢。（7）I點(diǎn)CO2濃度比A點(diǎn)時(shí)低說明：一晝夜后有機(jī)物積累量增加拓展1：自然環(huán)境（夏季）中一晝夜植物光合作用曲線

密閉的環(huán)境中二、拓展應(yīng)用1.下圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答問題。練習(xí)與應(yīng)用（1）7—10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的原因是

。（2）10—12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱的原因是

。光照強(qiáng)度逐漸增大此時(shí)溫度很高,蒸騰作用很強(qiáng),為減少水分蒸發(fā),氣孔大量關(guān)閉,二氧化碳無法進(jìn)入葉片組織,導(dǎo)致光合作用暗反應(yīng)受到限制。二、拓展應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用（3）14—17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降的原因是

。（4）從圖中可以看出，限制光合作用的因素有

。（5）依據(jù)本題提供的信息，提出提高綠色植物光合作用強(qiáng)度的一些措施。光照強(qiáng)度不斷減弱光照強(qiáng)度、溫度可利用溫室大棚控制光照強(qiáng)度、溫度的方式，比如補(bǔ)光、遮陰、生爐子、噴淋降溫等，提高綠色植物光合作用。下圖為CO2吸收量與光照強(qiáng)度關(guān)系的坐標(biāo)圖，當(dāng)光合作用相關(guān)因素改變后，a、b、c點(diǎn)的移動(dòng)描述不正確的是A.若植物體缺Mg2＋，則對(duì)應(yīng)的b點(diǎn)將向左移B.已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃，則溫度由25℃上升到30℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)將下移，b點(diǎn)將右移C.若原曲線代表陽生植物，則陰生植物對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)、b點(diǎn)、c點(diǎn)將分別向上移、左移、左移D.若實(shí)驗(yàn)時(shí)將光照由白光改為藍(lán)光(光照強(qiáng)度不變)，則b點(diǎn)將向左移A課堂練習(xí)內(nèi)因：外因：水分—應(yīng)用：合理灌溉礦質(zhì)元素—應(yīng)用：合理施肥溫度—影響酶的活性應(yīng)用：適時(shí)播種、晝夜溫差大“午休”CO2濃度—升高CO2的濃度：通風(fēng)、混養(yǎng)、使用農(nóng)家肥、加干冰…

不同植物光合作用不同；不同部位（葉）光合作用不同；不同葉齡的葉光合作用不同。（應(yīng)用：大棚種植用紅光或藍(lán)紫光的燈管；

無色透明的薄膜）

光照光質(zhì)（光的顏色）光照時(shí)間：光合面積（葉面指數(shù)）（應(yīng)用：延長光照時(shí)間：一