1、第2课时 光合作用原理的应用和化能合成作用1.1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。尝试探究影响光合作用强度的环境因素。2.2.说出光合作用原理的应用。说出光合作用原理的应用。3.3.简述化能合成作用。简述化能合成作用。人的生长靠吃五谷杂粮，植物的生长靠什么呢？人的生长靠吃五谷杂粮，植物的生长靠什么呢？一、光合作用的重要意义一、光合作用的重要意义为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源和能量来源维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定促进生物进化促进生物进化 从物质转变和能量转化的过程来看，
2、光合作用是生从物质转变和能量转化的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。物界最基本的物质代谢和能量代谢。影响光合作用的外界因素：影响光合作用的外界因素：光、温度、光、温度、CO2、（还有水、矿质元素）（还有水、矿质元素）夏季中午，为什么有些植物的光合作用强度明显减弱？夏季中午，为什么有些植物的光合作用强度明显减弱？光合速率光合速率:又称光合强度，是指一定量的植物又称光合强度，是指一定量的植物(如一定如一定的叶面积的叶面积)在单位时间内释放的氧气或吸收的二氧化碳。在单位时间内释放的氧气或吸收的二氧化碳。CO2+H2O （CH2O）+O2光照光照叶绿体叶绿体6一天的时间一天的时间光
3、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ABCDE101514 二、影响光合作用的因素二、影响光合作用的因素1.1.光照强度光照强度真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率acbde2.CO2.CO2 2浓度浓度b:COb:CO2 2的补偿点的补偿点c:COc:CO2 2的饱和点的饱和点 a ab:b:CO CO2 2的浓度太低，农作物消耗光合产物；的浓度太低，农作物消耗光合产物；b bc:c:随随COCO2 2的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；c cd:d:CO CO2 2浓度再增加，光合作用强
4、度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；d de:e:CO CO2 2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气 孔关闭，抑制光合作用。孔关闭，抑制光合作用。9光合作用是在酶的催化下进行的，温度直光合作用是在酶的催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在接影响酶的活性。一般植物在10103535下正常进行光合作用。下正常进行光合作用。3.3.影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度N N：光合酶及光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分的重要组分P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能的重要组
5、分；维持叶绿体正常结构和功能K K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分4.4.矿质元素矿质元素三、影响光能利用率的因素在生产中的应用三、影响光能利用率的因素在生产中的应用延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积光光能能利利用用率率光合作用效率光合作用效率(轮作轮作 )(合理密植：间种、套种合理密植：间种、套种 )（1 1）光照强度、光质）光照强度、光质（2 2）COCO2 2浓度浓度（3 3）温度）温度（4 4）矿质元素（）矿质元素（合理施肥）合理施肥）（5 5）水（）水（合理灌溉）合理灌溉）A AB B光照强
6、度光照强度0 0吸收量吸收量COCO2 2阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物B B：光补偿点：光补偿点C C：光饱和点：光饱和点应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物C C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 四、光合作用和呼吸作用中的化学计算四、光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：光合作用反应式：6CO6CO2 212H12H2 2O CO C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反应式：呼吸作用反应式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6
7、H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2(植物植物)(1)(1)实测实测COCO2 2吸收量吸收量光合作用光合作用COCO2 2吸收量吸收量-呼吸作用呼吸作用COCO2 2释放量释放量(2)(2)实测实测O O2 2释放量释放量光合作用光合作用O O2 2释放量释放量-呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗量消耗量光光叶绿体叶绿体酶酶酶酶14（3 3）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用）有光和无光条件下，植物都进行呼吸作用（5 5）计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的）计算
8、时，应该先列出光合作用和呼吸作用的 反应时，然后列出方程予以计算。反应时，然后列出方程予以计算。（4 4）光合作用葡萄糖光合作用葡萄糖净生产量净生产量 =实际光合作用实际光合作用 葡萄糖葡萄糖生产量生产量 -呼吸作用呼吸作用葡萄糖葡萄糖消耗量。消耗量。下页下页15环境中影响光合作用强度的因素环境中影响光合作用强度的因素 实验原理：实验原理：利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除并排除O2，产生产生O2的多少与光合作用的强度的多少与光合作用的强度密切相关密切相关，
9、O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。上浮的数量，来比较光合作用的强弱。材料用具：材料用具：生长旺盛的绿叶，打孔器，注射器，生长旺盛的绿叶，打孔器，注射器，40W台灯，台灯，100ml烧杯，镊子，烧杯，镊子，NaHCO3溶液，一次性纸杯，标溶液，一次性纸杯，标签纸，清水等签纸，清水等五、化能合成作用五、化能合成作用 自然界中少数种类的自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，素，不能进行光合作用，但是能够利用体
10、外环境中但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时释放的某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物，这的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做种合成作用，叫做化能合化能合成作用。成作用。硝化细菌硝化细菌例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O O C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O O 能量能量酶酶2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO2HNO3 3+能量能量硝化细菌硝化细菌2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2
11、O+O+能量能量硝化细菌硝化细菌D D1.1.将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室内，调节小室将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室内，调节小室 COCO2 2 浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 COCO2 2 吸收速率表示），测定结果如图。下列相关叙述，正确吸收速率表示），测定结果如图。下列相关叙述，正确的是（的是（）A A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点左移点左移 B B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移 C C如果光照强度适当增
12、强，如果光照强度适当增强，a a 点右移，点右移，b b 点右移点右移 D D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移2.2.如图为光合作用与光照强度之间关系的曲线，光照强度在如图为光合作用与光照强度之间关系的曲线，光照强度在B B点时，限制光合作用强度进一步升高的因素是点时，限制光合作用强度进一步升高的因素是()()光照强度光照强度 COCO2 2浓度浓度 温度温度 水分水分A A B B C CD DA A【解析】【解析】B B点表示光合作用的光饱和点，光照超过点表示光合作用的光饱和点，光照超过B B点光合作点光合作用强度不再增加，此时的光照
13、强度不再是限制光合作用强度用强度不再增加，此时的光照强度不再是限制光合作用强度的因素，而的因素，而COCO2 2浓度、温度都可以限制光合作用浓度、温度都可以限制光合作用,一般情况一般情况下植物不会因缺水影响光合作用。下植物不会因缺水影响光合作用。3 3温度是影响光合作用的重要环境因素，下列关于温度对光温度是影响光合作用的重要环境因素，下列关于温度对光合作用影响的叙述，不正确的是（合作用影响的叙述，不正确的是（）A.A.温度对光合作用的影响是通过影响酶的活性实现的温度对光合作用的影响是通过影响酶的活性实现的 B.B.温度降到温度降到00仍有植物能进行光合作用仍有植物能进行光合作用C C温度对不同
14、植物的光合速率影响不同温度对不同植物的光合速率影响不同 D D温度影响暗反应对光反应没有影响温度影响暗反应对光反应没有影响D D【解析】【解析】酶的活性受温度影响，光合作用是一种酶促反应，酶的活性受温度影响，光合作用是一种酶促反应，因此，温度对光合作用的影响是通过影响酶的活性实现的。因此，温度对光合作用的影响是通过影响酶的活性实现的。一些常绿树种，如松类，在冬天低温环境中也可以进行光合一些常绿树种，如松类，在冬天低温环境中也可以进行光合作用。不同植物由于酶的不同，其最适温度也有差异，因此作用。不同植物由于酶的不同，其最适温度也有差异，因此温度对不同植物的光合速率影响不同。无论是光反应还是暗温度
15、对不同植物的光合速率影响不同。无论是光反应还是暗反应都是在酶的催化下进行的，因此，温度对光合作用的光反应都是在酶的催化下进行的，因此，温度对光合作用的光反应和暗反应都有影响。反应和暗反应都有影响。4.4.（20122012株洲检测）科学家研究株洲检测）科学家研究COCO2 2浓度、光照强浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图所度的影响，得到实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确示。请据图判断下列叙述不正确的是（的是（）A A光照强度为光照强度为a a时，造成曲线时，造成曲线和和光合作用强度差异的原光合作用强度差异的原因是因是COCO2
16、 2 浓度不同浓度不同B B光照强度为光照强度为b b时，造成曲线时，造成曲线和和光合作用强度差异的原光合作用强度差异的原因是温度不同因是温度不同C C光照强度为光照强度为a ab b时，曲线时，曲线、光合作用强度随光照强度光合作用强度随光照强度增强而增强增强而增强D D光照强度为光照强度为a ac c时，曲线时，曲线、光合作用强度随光照强度光合作用强度随光照强度增强而增强增强而增强D D5.5.将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在一定条件下不给光照，下不给光照，COCO2 2的含量每小时增加的含量每小时增加8mg8mg，给予充足光照，给予充足光
17、照后，容器内后，容器内COCO2 2的含量每小时减少的含量每小时减少36mg36mg，若上述光照条件，若上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg30mg，请回答：，请回答：（1 1）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗）比较在上述条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度差是时呼吸作用的强度差是mgmg。（2 2）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是）在光照时，该植物每小时葡萄糖净生产量是mgmg。（3 3）若一昼夜中先光照）若一昼夜中先光照4 4小时，接着放置在黑暗情况下小时，接着放置在黑暗情况下2020小时，该植物体内有机物含量变化是小
18、时，该植物体内有机物含量变化是（填（填“增加增加”或或“减少减少”）。）。（4 4）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采）若要使这株植物有更多的有机物积累，你认为可采取的措施是取的措施是:_:_0 024.524.5减少减少 延长光照时间；延长光照时间；降低夜间温度；降低夜间温度；增加增加COCO2 2浓度。浓度。一天光合速率变化一天光合速率变化0204060801001205点7点9点11点13点15点17点B BE ED DC CA A6.6.如图是在盛夏的如图是在盛夏的某一晴天，一昼夜某一晴天，一昼夜中某植物对中某植物对COCO2 2的吸的吸收和释放状况的示收和释放状况的示意图。
19、请据图回答意图。请据图回答问题：问题：（1 1）图中）图中D DE E段段COCO2 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的以致光反应产生的 和和 逐渐减少，从而影响了暗逐渐减少，从而影响了暗反应反应,使使 化合物数量减少，影响了化合物数量减少，影响了COCO2 2固定。固定。（2 2）图中曲线中间）图中曲线中间C C处光合作用强度暂时降低，可能是因处光合作用强度暂时降低，可能是因为（为（）A.A.光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体效果B.B.温度较高提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较多的有机物温度较高提高了呼吸作用酶
20、的活性，消耗了较多的有机物C.C.温度高蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了COCO2 2原料的供应原料的供应D.D.光照过强气温过高植物缺水，严重影响光合作用的进行光照过强气温过高植物缺水，严重影响光合作用的进行光照强度减弱光照强度减弱ATPATPHH五碳五碳C Cv植物自身因素植物自身因素v环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响v影响光能利用率的因素在生产中的应用影响光能利用率的因素在生产中的应用（1 1）光照）光照（2 2）温度）温度（3 3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度（4 4）矿质元素）矿质元素(1)(1)延长光合作用时间延长光合作用时间(2)(2)增加光合作用面积增加光合作用面积(3)(3)光合作用效率光合作用效率(轮作轮作 )(合理密植：间种、套种合理密植：间种、套种 )光照强度、光质光照强度、光质COCO2 2浓度浓度温度温度矿质元素（矿质元素（合理施肥）合理施肥）水（水（合理灌溉）合理灌溉）你在一生中，可以有所作为的时候只有一次。那就是现在,然而,许多人却在悔恨过去和担忧未来之中浪费了大好时光。
