生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化二 光合作用的原理和应用背景图ppt课件

这是一份生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第4节 光合作用与能量转化二 光合作用的原理和应用背景图ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了光合作用强度，自变量，光照强弱，因变量，检测方法，控制方法，注射器的作用，实验材料，无关变量，相同且适宜等内容，欢迎下载使用。

植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（也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。）
光合作用强度：（一般用光合速率表示）
光照强度：指光照的强弱，以单位面积上所接受可见光的能量，简称照度。
二、探究环境因素对光合作用的影响
实验原理: 通过抽动活塞的方式降低注射器内气压,使常压下隐匿于叶圆片中的气体逃逸出来,而留下的空隙就会被水所占据,从而达到排除叶肉细胞间隙中空气的目的。 在水环境中,由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的表面,使叶片的密度降低,造成叶片上浮。因此,可以通过比较不同光照条件下同一时间段内小圆形叶片浮起的数量,以此来判断叶片进行光合作用的强度。
相同时间小圆形叶片浮起的数量
相同瓦数，不同距离不同瓦数，相同距离
圆形小叶片（菠菜、吊兰等绿叶）
排出圆形小叶片中的气体
探究光照强度对光合作用的影响
（ 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
（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）
（6）实验结果： 同一时间叶片浮起数量
（5）设置三种光照强度（以灯到烧杯底部的距离区分）。
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。
实验：探究环境因素对光合作用的影响
三、影响光合作用强度的因素
建立模型 探究CO2和O2的变化情况（相对数量关系）
光合作用和呼吸作用模型表示
表示：__________
条件：__________
呼吸作用强度大于光合作用强度
呼吸作用强度等于光合作用强度
呼吸作用强度小于光合作用强度
在光照条件下，人们测得的CO2吸收量是植物从外界环境吸收的CO2总量，叫表观光合速率。 真正光合速率是指植物在光照条件下，植物从外界环境中吸收的CO2的量，再加上呼吸作用释放的CO2的量，即植物实际所利用的CO2的量。 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率
表观光合速率 （净光合速率 ）
真正光合速率（总光合速率）
O2的释放量CO2的吸收量有机物的积累量
O2产生、制造量CO2固定、利用、消耗量有机物制造、产生、合成量
O2消耗量CO2产生量有机物消耗量
有机物制造量 = 有机物积累量 + 呼吸有机物消耗量
总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2产生量 = O2释放量 + 呼吸O2消耗量
CO2固定量 = CO2吸收量 + 呼吸CO2产生量
①阴雨天，温室大棚中适当提高光照强度；还可以适当延长光照时间 ②增加光合作用面积，合理密植。如阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低，间作套种时应注意农作物的种类搭配，从而合理利用光能。
1.适当提高光照强度2.延长光合作用时间3.合理密植—增加光合作用面积4.间作套种5.温室大棚使用无色透明玻璃6.补光----红光和蓝紫光
光照的影响：光照强度、光质不同、光照时间
外部因素2：CO2浓度
①大田中增加空气流动，以增加二氧化碳浓度，如“正其行，通其风”；② 施用“气肥”③投放干冰或二氧化碳发生器
给某植物12小时光照，12小时黑暗处理，求一昼夜植物对CO2的吸收量。
1） V（CO2吸收）= a mg/h V（呼吸）= b mg/h
12（a+b）-24b = 12a － 12b
2） V（CO2同化）= c mg/h V（呼吸）= b mg/h
一定范围内，光合速率随温度升高而升高
超过最适温度，光合速率随温度升高而下降
白天将温度调到光合作用的最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的累积。
中午温度过高，为减少蒸腾作用，气孔部分关闭，CO2吸收量减少，光合速率下降，出现“午休”现象
（教材P106 二、拓展题）
N：光合酶、蛋白质及NADPH和ATP、叶绿素中P：NADPH和ATP、核酸、磷脂（类囊体膜）的重要组分； K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分
各种植物的光合速率变化
阳生植物：在较强光照环境中生长发育健壮，在阴蔽或弱光条件下生长发育不良的植物。
阴生植物：在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。
在一定范围内，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用强度不断增加
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶保证植物及时换新叶，同时可降低其呼吸作用消耗有机物
内部因素3：叶面积指数
单位土地面积上，植物的总叶面积
在一定的范围内，随叶面积不断增大，光合作用强度不断增加，超过一定范围后，光合作用强度不再增加。当叶面积增加到一定限度后，呼吸作用加强，净光合产量反而下降。
适当修苗，合理施肥、浇水，避免枝叶徒长，封行过早。温室栽培植物时，可通过合理密植来增加光合作用面积
适当间苗、修剪，合理施肥，浇水，避免枝叶徒长；合理密植。
总光合速率是净光合速率的2倍
光合作用强度 = 呼吸作用强度
光合作用强度的多因素影响
限制光合速率的因素为横坐标所示的因素，随该因素的不断加强，光合速率不断提高
横坐标所示的因素不再是限制光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因素
环境因素骤变对光合作用相关物质含量变化的分析方法
b与a相比，胞内___多，___少
d与c相比，胞内___多，___少
晴朗夏季的某绿色植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图。分析各点含义及成因：
温度低，呼吸作用很弱b开始进行光合作用光合作用强度=呼吸作用强度下午6时左右，光合作用强度=呼吸作用强度光合作用强度<呼吸作用强度光合作用强度>呼吸作用强度光合作用强度<呼吸作用强度只进行呼吸作用
a点：b点：c点：e点：bc段：ce段：ef段：fg段：
有机物总量变化：在c点之前在逐渐减少；ce段逐渐增加，e点一天中有机物积累量最多的点；e点之后有机物总量又逐渐减少。
“光合午休”现象温度过高，部分气孔关闭，CO2进入叶肉细胞的量减少，光合作用暗反应受到限制。
夏季的一昼夜中密闭环境下CO2浓度随时间变化的曲线分析
A点：B点：C点：D点：FG段：H点：
无光，只有呼吸作用低温，呼吸减弱有光，开始有光合作用光合=呼吸 午休现象光合=呼吸
积累有机物情况：A~D：光合<呼吸，有机物消耗D~H：光合>呼吸，有机物积累H~I：光合<呼吸，有机物消耗
一昼夜植物是否生长：比较I点和A点的CO2浓度，若I点低于A点，则一昼夜内光合>呼吸，有机物积累，植物生长
异养生物(人、动物、真菌、大部分细菌)
光能自养生物(绿色植物)
利用环境中现成的有机物来维持生命活动。
少数种类的细菌，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。
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量2HNO2+O2 2HNO3+能量
大多数植物，蓝细菌（产氧光合），硝化细菌、硫细菌、铁细菌
绿硫细菌、红硫细菌（不产氧光合）
大多数细菌，大多数动物，菟丝子
乳酸杆菌、破伤风杆菌、产甲烷杆菌，蛔虫
总结：可以把无机物合成有机物的生物包括
绿色植物、化能合成细菌、光合细菌
1、光合速率的测定方法——液滴移动
将装置置于光照充足，温度适宜的环境中
保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
细胞呼吸会不会改变瓶内压强？
测定的是总光合还是净光合？
红色液滴右移的距离表示？
2、光合速率的测定方法——黑白瓶法
从某一水层取样，装入若干个等体积黑瓶和白瓶中，并分别测得初始溶氧量；把黑白瓶悬挂于水深处。一段时间后，分别测出黑、白瓶的溶氧量并算出平均值。
黑瓶不透光，只进行呼吸作用白瓶透光，可以进行光合作用和呼吸作用。
初始溶氧量 － 黑瓶溶氧量
白瓶溶氧量 － 初始溶氧量
净光合作用量+呼吸作用量
= 白瓶溶氧量-黑瓶溶氧量
影响因素：光照、温度、二氧化碳、水分、 矿质元素
即时训练（课本106页）
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）7～10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）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：
随着光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。
中午温度高，植物蒸腾作用很强，气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，光合作用强度减弱。
2、图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2 浓度的关系，下列说法正确的是（　　）
　　A. CO2浓度大于 a 时，甲才能进行光合作用 　　B. 适当增加光照强度， a 点将左移　　C. CO2浓度为 b 时，甲、乙总光合作用强度相等 　　D. 甲植物体内NADPH的含量在CO2浓度为 b 时比在 a 时高
真正的光合作用速率=净光合速率+呼吸速率
a表示甲的总光合速率=呼吸速率b表示甲净光合速率=乙的净光合速率
适当增加光强度可以在更低浓度二氧化碳下实现实现光合作用强度等于呼吸作用强度