2022-2023学年高一上学期生物人教版必修15.4.3光合作用原理的应用课件(22张PPT)

(共22张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
第3课时
光合作用原理的应用
1
1
设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响(难点)。
2
关注光合作用原理的应用(重点)。
CO2浓度
水分
光
光质
光照强度
光照时间
光照面积
酶
色素
温度
矿质元素
气孔开闭情况
一、 影响光合作用强度的因素
光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
影响
因素
自变量：光照（强度、光质）或温度或CO2浓度等
因变量：光合速率
无关变量：植物叶片、其他环境条件处理等
活动1
探究环境因素对光合作用的影响
如何测量光合速率？
CO2 的吸收：可以用红外线 CO2 传感器测量
O2 的释放：小叶片浮起数量法
有机物合成：淀粉含量测量法
过渡：下面我们就以光照强度对光合作用强度的影响为例，来进行探究实验。
自变量：
光照强弱
因变量：
光合作用强度
相同时间小圆形叶片浮起的数量
用5W的LED灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度
控制方法：
探究光照强度对光合作用强度的影响
检测方法：
叶片含有空气，上浮
叶片下沉
O2充满细胞间隙，叶片上浮
抽气
光合作用
产生O2
圆形小叶片
活动1
探究环境因素对光合作用的影响
实验目的：
实验材料：
实验原理：
1.取叶片均分三组，进行编号。
2.相同处理：用注射器排除叶片中的气体；放入适宜浓度的NaHCO3溶液中。
3.不同处理：给予低、中、高的光照。
活动1
探究环境因素对光合作用的影响
实验步骤：
在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增加而增强
活动1
探究环境因素对光合作用的影响
实验结果：
实验结论：
实际光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
O2
CO2
O2
CO2
较强光照时
（可以测得）
（可以测得）
实验所测是否为叶片实际光合作用强度？
光照强度
0
CO2吸
收
CO2
释
放
A
B
C
呼吸速率
光补偿点
光饱和点
净光合
总光合
B：光合作用=呼吸作用
D：光合速率开始达到最大时外界的光照强度
（限制因素：CO2浓度、温度等）
D
AB：光合作用<呼吸作用
BC：光合作用>呼吸作用
呼吸
A：只进行呼吸作用
C点之前限制光合作用的因素是光照强度
应用：合理密植；间作套种；适当剪枝
活动2
分析光照强度对光合作用强度的影响曲线
光照强度对光合作用强度的影响
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
活动2
分析光照强度对光合作用强度的影响曲线
CO2浓度
A
B
吸收速率
CO2
C
释放速率
CO2
D
A点：
对应的CO2浓度为能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
对应的D点为CO2饱和点
C点之后光合速率的限制因素：
主要为光照强度和温度。
B点：
C点：
1.多施有机肥或农家肥；2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；
3.大田中还要注意通风透气。
应用：
1.1 影响光合作用强度的因素
CO2 浓度对光合作用强度的影响
O
温度
A
光合速率
B
C
最适温度下植物光合速率最大，植物体内的酶最适温度在40~50℃之间。
温度过高时植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱。
1.适时播种
2.温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温
应用：
1.1 影响光合作用强度的因素
温度对光合作用强度的影响
N：光合酶及NADPH和ATP的重要组分
P：NADPH和ATP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
应用：合理施肥
P～Q的形成原因：
矿质元素过多、土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水萎蔫。
1.1 影响光合作用强度的因素
矿质元素对光合作用强度的影响
水对光合作用强度的影响
1.水是光合作用的原料，缺水直接影响光合作用
2.缺水又会导致叶片气孔关闭，限制CO2
进入叶片，从而间接影响光合作用。
缺水
气孔关闭
限制CO2进入叶片
光合作用受影响
应用：合理浇灌
1.1 影响光合作用强度的因素
叶龄和叶面积对光合作用强度的影响
应用：a.合理密植(增加光合作用面积)；b.适当间苗(“套种间作”讲的就是这个方面)；
c.修剪以增加有效光合作用面积；d.适当摘除老叶。
1.1 影响光合作用强度的因素
多因子变量对光合速率的影响
问：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？
P点前，制约因素是什么？Q点时，制约因素是什么？
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
1.1 影响光合作用强度的因素
在自然界中，除了光合作用以外，还有其他制造有机物的方式吗？
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，这种合成作用叫化能合成作用。
化能合成作用：
NH3
HNO2
HNO3
氧化
氧化
放能
H2O+CO2
糖类
二、 化能合成作用
思考
电子显微镜下的一种硝化细菌（放大5000倍）
1.图1是某高等植物叶肉细胞部分结构示意图，其中a～h为气体的相对值；图2为光照强度对该叶肉细胞CO2吸收量的影响。下列叙述错误的是
A.在图2甲时，图1中b、c、d、e的值均为零
B.在图2乙时，图1中该叶肉细胞中h＝c
C.图2中光照强度在丁点及之后，光合速率与
　呼吸速率相等
D.图1中当b、e为零且a、f不为零时，该叶肉
　细胞呼吸速率大于光合速率
√
解析　图2甲时只进行细胞呼吸，叶绿体不能吸收CO2和释放O2，只有线粒体吸收O2和释放CO2，因此图1中只有h、a、f、g，而b、c、d、e的值均为零，A正确；
图2的乙时，光合作用＝细胞呼吸，因此线粒体释放的CO2被叶绿体刚好全部吸收，即h＝c，B正确；
图2中光照强度在丁点及之后，光合作用达到饱和，此时光合速率大于呼吸速率，C错误；
图1中当b、e为零且a、f不为零时，说明线粒体除了吸收叶绿体产生的O2，还需要从外界吸收O2，因此叶肉细胞呼吸速率大于光合速率，D正确。
2.如图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。下列相关描述错误的是
A.ab段光合作用强度变化的主要原因是光照强度
B.bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭，
　二氧化碳吸收量减少，暗反应速率下降
C.de段光合作用强度变化的主要原因是温度
D.从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度
√
课堂小结
其他影响因素
硝化细菌
光合作用
原理的应用
探究光照强度对光合作用的影响
化能合成作用
温度
二氧化碳
水分
矿质元素