光合作用效率与光照强度牡丹江一中课件.ppt

1、v光合作用的概念：v 光合作用是指绿色植物通过，利用，把和转化成储存着能量的，并且释放出的过程。光合作用的反应式概括为：光合作用的反应式概括为：光能CO2+H2O （CH2O）+O2叶绿体原料原料CO2+H2O 产物产物（CH2O）+O2动力动力 太阳光太阳光 场所场所叶绿体叶绿体光合光合作用作用H20C0202光光(CH20)n为能源为能源物质物质几乎不几乎不含能量含能量光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗

2、？夜间呢？有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应探究点二：光合作用的过程（难点）探究点二：光合作用的过程（难点）答案：场所：叶绿体片层结构薄膜上。答案：场所：叶绿体片层结构薄膜上。条件：需要光、条件：需要光、H2O、色素分子和酶。、色素分子和酶。物质变化：物质变化：水的光解：水的光解：2H2O4H+O2能量转换：光能能量转换：光能ATP和和H中的活跃的化学能中的活跃的化学能问题问题1.请说出光反应发生的场所、条件、物质变化和能量请说出光反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。变化。H2O直接释放到直接释放到空气中空气中为第二阶段为第二阶段提供还原剂提供还原剂为第二阶段为

3、第二阶段提供能量提供能量问题问题2.请说出暗反应发生的场所、条件、请说出暗反应发生的场所、条件、物质变化和能量变化。物质变化和能量变化。答案：场所：叶绿体基质中。答案：场所：叶绿体基质中。条件：需要光反应的产物条件：需要光反应的产物ATP、H、多种酶和、多种酶和CO2。物质变化：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原物质变化：二氧化碳的固定和三碳化合物的还原能量转换：能量转换：ATP、H中的活跃的化学能中的活跃的化学能有机物中有机物中的稳定的化学能。的稳定的化学能。问题问题3.请总结出光合作用的实质。请总结出光合作用的实质。答案：物质变化：答案：物质变化：CO2和和H2O等无机物转为以糖类为等无机物

4、转为以糖类为主的有机物。主的有机物。能量变化：光能转变为稳定的化学能（储存在以糖类能量变化：光能转变为稳定的化学能（储存在以糖类为主的有机物中）。为主的有机物中）。5叶绿体叶绿体中的色中的色素素光合作用的过程光合作用的过程光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段光能光能co22c3H2O水在光下分解水在光下分解C5ATPADP+Pi酶酶供能供能H供氢供氢O2 固固 定定还还 原原多种酶多种酶参加催化参加催化(CH2O)有机物有机物 (类囊体膜）（叶绿体基质）光反应光反应H H2 2O 2 H+1/2OO 2 H+1/2O2 2水的光解：水的光解：+PiPi+光能光能ATPATP酶酶ADPADP

5、光合磷酸化：光合磷酸化：暗反应暗反应COCO2 2的还原：的还原：2C2C3 3+H (CH+H (CH2 2O)+CO)+C5 5COCO2 2的固定：的固定：COCO2 2+C+C5 5 2C 2C3 3（2）原料和产物的对应关系：（CHCH2 2O O）O OCOCO2 2C CCOCO2 2H HH H2 2O OO O2 2H H2 2O O能量的转移途径：能量的转移途径：碳的转移途径：碳的转移途径：光能光能中活跃中活跃的化学能的化学能(CH(CH2 2O)O)中稳定中稳定的化学能的化学能COCO2 2C C3 3（CHCH2 2O O）光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应

6、阶段的比较项目项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段场所场所条件条件物质变化物质变化能量变化能量变化基粒基粒(囊状结构囊状结构的薄膜上的薄膜上)叶绿体基质中叶绿体基质中需光需光,色素，酶和水色素，酶和水 ATP，H，CO2和多种酶和多种酶2H2O 光光 4H+O2CO2的固定：的固定：CO2+C5 2C3C3的还原：的还原：2C3 （CH2O）H，ATP酶光能转变为活泼的化光能转变为活泼的化学能，储存在学能，储存在ATP中中光光ADP+Pi ATP酶酶ATP中活泼的化学能转化为糖中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能类等有机物中稳定的化学能C5注意注意:光反应和暗反应是一个整光反

7、应和暗反应是一个整体体,二者紧密联系二者紧密联系,缺一不可缺一不可。光。光反应是暗反应的基础，光反应反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂和还原剂H，暗反应暗反应阶段产生的阶段产生的ADP和和Pi为光反应为光反应阶段阶段合成合成ATP提供原料提供原料。思考题v将一棵在暗处放置了很久的植物，突然从暗处移到光下，其叶绿体中C3和C5的含量变化如何？v如果将在强光下放置很久的一棵植物，突然从光下移到暗处，C3和C5的含量又将发生什么变化？针对训练针对训练1 1将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化

8、合物与葡萄糖生成量的变化是（内三碳化合物与葡萄糖生成量的变化是（）A AC C3 3突然增加，突然增加，C C6 6H H1212O O6 6减少减少 B BC C3 3与与C C6 6H H1212O O6 6都减少都减少C CC C3 3与与C C6 6H H1212O O6 6都增加都增加 D DC C3 3突然减少，突然减少，C C6 6H H1212O O6 6增加增加2 2绿色植物在光合作用中固定绿色植物在光合作用中固定C0C02 2的过程发生在的过程发生在()()。A.A.有光条件下有光条件下 B B无光条件下无光条件下C C有光或无光条件下有光或无光条件下 D D蓝紫光和红光条

9、件下蓝紫光和红光条件下 v3 3在光合作用过程中，以分子态释放出氧及在光合作用过程中，以分子态释放出氧及ATPATP的产生都离不开的产生都离不开()()。vA A叶绿体中的色素和叶绿体中的色素和CO2 BCO2 B水和水和CO2CO2vC C叶绿体中的色素和光能叶绿体中的色素和光能 vD D水、光能和水、光能和CO2CO2v4 4 下列关于光合作用的叙述中，错误的是（下列关于光合作用的叙述中，错误的是（）A光合作用产物中有氧气光合作用产物中有氧气 B光反应不需要酶光反应不需要酶 C光反应中有光反应中有H和和ATP产生产生 D光合作用产生的氧气来自水的分解光合作用产生的氧气来自水的分解问题问题1

10、.什么是自养生物？什么是异养生物？自养生什么是自养生物？什么是异养生物？自养生物与异养生物的本质区别是什么？物与异养生物的本质区别是什么？答案：自养生物是指能将无机物转化为有机物的生物；异养答案：自养生物是指能将无机物转化为有机物的生物；异养生物是指只能利用环境中的有机物来维持自身生命活动的生生物是指只能利用环境中的有机物来维持自身生命活动的生物。两者最本质的区别是是否能将无机物转化成有机物。物。两者最本质的区别是是否能将无机物转化成有机物。问题问题2.自养生物有哪些类型？它们的主要区别是什么？自养生物有哪些类型？它们的主要区别是什么？答案：自养生物有能进行光合作用的植物和化能合成作用的一答案

11、：自养生物有能进行光合作用的植物和化能合成作用的一些细菌。它们的主要区别是能量来源不同，光合作用的能量来些细菌。它们的主要区别是能量来源不同，光合作用的能量来自光能，而化能合成作用的能量来自某些无机物氧化时所释放自光能，而化能合成作用的能量来自某些无机物氧化时所释放的能量。的能量。探究点三：化能合成作用（重点）探究点三：化能合成作用（重点）问题问题3.请举例说出你对化能合成作用的理解。请举例说出你对化能合成作用的理解。答案：自然界中少数种类的细菌，如硝化细菌虽然细胞内没有答案：自然界中少数种类的细菌，如硝化细菌虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能利用体外环境中的某些无叶绿素，不能进行

12、光合作用，但是能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，机物氧化时所释放的能量来制造有机物，2NH33O22HNO22H2O能量能量2HNO2O22HNO3能量能量6CO26H2OC6H12O66O 2下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：图中图中A A是是_,B_,B是是_,_,它来自于它来自于_的分解。的分解。图中图中C C是是_，它被传递到叶绿体的，它被传递到叶绿体的_部位，用部位，用于于_ 。图中图中D D是是_，在叶绿体中合成，在叶绿体中合成D D所需的能量来自所需的能量来自_图中图中G_,FG_,F是是_,J_

13、,J是是_图中的图中的H H表示表示_，H H为为I I提供提供_光光H2OBACDE+PiFGCO2JHI2水水H基质基质用作还原剂，还原用作还原剂，还原C3ATP色素吸收色素吸收的光能的光能光反应光反应H和和ATP色素色素C5化合物化合物C3化合物化合物糖类糖类人教版必修一人教版必修一新课标新课标生物生物人教版必修一人教版必修一新课标新课标生物生物如图是铁硫杆菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型如图是铁硫杆菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型是是()A自养厌氧型自养厌氧型 B异养厌氧型异养厌氧型C自养需氧型自养需氧型 D异养需氧型异养需氧型答案：答案：C解析：解析：由图示可知：该生

14、物能够利用无机物由图示可知：该生物能够利用无机物CO2和和H2O合成有合成有机物机物(CH2O)，并释放氧气，属于自养型，而且是需氧气氧化黄铁矿，并释放氧气，属于自养型，而且是需氧气氧化黄铁矿的能量来合成的能量来合成(CH2O)，所以是需氧型。，所以是需氧型。问题问题1.请同学们思考影响光合作用强度的外界因素请同学们思考影响光合作用强度的外界因素有哪些？有哪些？答案：影响光合作用强度的外界因答案：影响光合作用强度的外界因素有光照强度、光质、温度、素有光照强度、光质、温度、CO2浓度、矿质元素、水分等。浓度、矿质元素、水分等。问题问题2.影响光合作用的内部因素影响光合作用的内部因素又有哪些？又有

15、哪些？答案：内部因素有酶的种类数量、答案：内部因素有酶的种类数量、叶绿素含量、叶片含水量、叶的叶绿素含量、叶片含水量、叶的发育阶段等等。发育阶段等等。探究点一：影响光合作用的因素（难点）探究点一：影响光合作用的因素（难点）光合作用原理的应用光合作用原理的应用探究环境因素对光合作用的影响探究环境因素对光合作用的影响 实验原理：利用实验原理：利用真空渗入法真空渗入法排除排除叶内细叶内细胞间隙的空气，充以水分胞间隙的空气，充以水分，使叶片，使叶片沉沉于水中。于水中。在光合作用过程中，植物吸收在光合作用过程中，植物吸收CO2 放出放出O2，由于，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞在水中的溶解度很小，

16、而在细胞间间积累积累,结果使原来下沉的叶片上浮结果使原来下沉的叶片上浮，根据，根据上浮所需的时间长短上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的，即能比较光合作用的强弱。强弱。实验步骤：实验步骤：打出小圆形叶片打出小圆形叶片(30(30片片)：用打孔器在生长旺盛的绿：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出叶上打出(直径直径1cm)1cm)抽出叶片内气体：用注射器抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶内有清水、小圆形叶片片)抽出叶片内气体抽出叶片内气体(O(O2 2等等)小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉放

17、入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底到水底实验流程实验流程 项目项目 烧杯烧杯 小圆形小圆形叶片叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照强度光照强度叶片浮叶片浮起数量起数量甲甲10片片20 mL强强多多乙乙10片片20 mL中中中中丙丙10片片20 mL弱弱少少实验结论：在一定范围内，随着光照强度不实验结论：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断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶小圆形叶片中产生的片中产生的O O2 2多，浮起的多多，浮起的多)。不同光照强度对光合作用的影响不同光照强度对光合作用的影响问题问题3.请说出光照强度是如何影响光合作用强度请说出光照

18、强度是如何影响光合作用强度的？其影响有什么特点？的？其影响有什么特点？答案：光照强度主要影响光合作用的光反应。光合作用强度答案：光照强度主要影响光合作用的光反应。光合作用强度随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。合作用速度不再增加。问题问题4.不同光质又是怎样影响光合作用的？不同光质又是怎样影响光合作用的？答案：光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能答案：光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用

19、能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。影响光合作用的因素影响光合作用的因素光照强度光照强度光补偿点、光饱和点光补偿点、光饱和点 ：阳生植物阳生植物 阴生植物阴生植物一天的时间一天的时间光合作用效率光合作用效率O光照强度光照强度12 1311光合作用效率与光照强度、时间的关系光合作用效率与光照强度、时间的关系ABCDE101514问题问题5.在生产生活实际中我们是怎样改变光强来在生产生活实际中我们是怎样改变光强来改变光合作用强度的？改变光合作用强度的？答案：适当提高光照强度、延长光合作用时间、增答案：适当提高光照强度、延长光合作

20、用时间、增加光合作用面积加光合作用面积合理密植、对温室大棚用无色合理密植、对温室大棚用无色透明玻璃；若要降低光合作用则用有色玻璃，如用透明玻璃；若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光红色玻璃，则透红光,不吸收其他波长的光，光合不吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。能力较白光弱，但较其他单色光强。问题问题6.温度是怎样影响光合作用的？在生产中是怎样利用温度温度是怎样影响光合作用的？在生产中是怎样利用温度来增加农作物产量的？来增加农作物产量的？答案：光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响答案：光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影

21、响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片气孔开度，影响气孔开度，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合速供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率。率。在农业生产中可通过适时播种、温室栽培植物时，白天适当提在农业生产中可通过适时播种、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温来提高产量。高温度，晚上适当降温来提高产量。温度温度光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在影响酶的活性。一般植物在1035下正下正常进行光合作用。常进行光合作用。问题问题7.二氧化碳又是怎样影响光合作用强

22、度的？二氧化碳又是怎样影响光合作用强度的？答案：二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度答案：二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随随CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加CO2浓度，浓度，光合速率不再增加。在实际生产中温室栽培植物时适当提高室光合速率不再增加。在实际生产中温室栽培植物时适当提高室内内CO2的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。的浓度，如施放一定量的干冰或多施农家肥。3.CO2浓度浓度4.叶龄叶龄5.水分：

23、水分：1)直接作用：作为光合作用的原料2)间接作用：(1)影响气孔开放(2)影响光合产物运输(3)缺水时淀粉水解加强，糖类积累(4)水分亏缺严重时，光合机构受损，电子传递降低，光合磷酸化解偶联。NN：P P：MgMg：6.矿质营养矿质营养P点时，限制光合速率的因素点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到不断提高。当到Q点时，横坐点时，横坐标所表示的因素，不再是影响标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示合速率，可采取适当提高图示的

24、其他因子的其他因子光照光照强度、强度、温度、温度、CO2浓浓度等度等综合综合考虑考虑提高提高光合光合作用作用强度强度 光合作用原理的应用光合作用原理的应用（1 1）影响光合作用的因素）影响光合作用的因素光照、光照、COCO2 2、温度、水、矿质元素等、温度、水、矿质元素等（2 2）提高农作物光合作用强度的措施）提高农作物光合作用强度的措施1 1、适当提高光照强度、延长光照时间、适当提高光照强度、延长光照时间3 3、适当提高、适当提高COCO2 2浓度浓度4 4、适当提高温度、适当提高温度5 5、适当增加植物体内的含水量、适当增加植物体内的含水量6 6、适当增加矿质元素的含量、适当增加矿质元素的

25、含量2 2、合理密植、合理密植问题问题.合理密植是提高农作物产量的重要措施。分析农民这样合理密植是提高农作物产量的重要措施。分析农民这样做的原因。做的原因。答案：合理密植是提高农作物产量的重要措施之一。密植要合答案：合理密植是提高农作物产量的重要措施之一。密植要合理，也就是不能太稀，也不能太密。太稀，群体内每个个体虽理，也就是不能太稀，也不能太密。太稀，群体内每个个体虽能得到较好发展，但单位面积上光能利用不充分，故单位面积能得到较好发展，但单位面积上光能利用不充分，故单位面积不高。太密，叶片过多，互相遮蔽，下层叶片受光少；另外密不高。太密，叶片过多，互相遮蔽，下层叶片受光少；另外密度过大通风不

26、良，株间温度高，湿度大，易发生病害。所以密度过大通风不良，株间温度高，湿度大，易发生病害。所以密植要合理，才能充分利用阳光，提高光能利用率，以达到提高植要合理，才能充分利用阳光，提高光能利用率，以达到提高单位面积产量的目的。单位面积产量的目的。7.叶面积叶面积人教版必修一人教版必修一新课标新课标生物生物变式训练变式训练 如图是某阳生植物光合作用强度如图是某阳生植物光合作用强度(以以CO2的吸收量的吸收量或放出量表示或放出量表示)与光照强度之间的关系。能正确反映与光照强度之间的关系。能正确反映a点时该植物生理点时该植物生理过程及量变关系的示意图是过程及量变关系的示意图是()不同颜色的藻类吸收不同

27、波长的光。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了反射出了红光红光，绿藻反射出，绿藻反射出绿光绿光，褐藻反，褐藻反射出射出黄色黄色的光。水层对光波中的红、橙部的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著分吸收显著多于多于对蓝、绿部分的吸收，即对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。藻分布于海水深的地方。再见！再见！