第九講 光合作用與能量轉(zhuǎn)化 高考生物一輪 復(fù)習(xí)課件

第9講光合作用與能量轉(zhuǎn)化Ⅱ考點1光合作用的影響因素及應(yīng)用

是光合作用反應(yīng)強弱的指標(biāo)。一般用植物在單位時間內(nèi)單位面積通過光合作用制造糖類的量（即光合作用速率，是化學(xué)中的一種反應(yīng)速率）來衡量。一.光合作用強度①表示方法：

以單位時間內(nèi)單位面積光合作用固定（消耗）CO2量、產(chǎn)生O2量、制造有機物量來衡量。③三種速率的表示方法：①對象：葉綠體：直接總光合。②對象：植株、葉片、細胞：見下表檢測指標(biāo)呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2O2有機物釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量②測定方法：

植物進行光合作用的同時，還進行呼吸作用，因此直接測定（真正）光合作用速率是很困難的，而我們只能測定凈光合速率。所以可以推導(dǎo)出：真正的光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸作用速率。C02固定量=CO2吸收量+CO2釋放量02產(chǎn)生量=O2釋放量+O2消耗量有機物的制造量=有機物積累消量+有機物消耗量1202吸收量C02釋放量光照強度為0時，只進行呼吸作用1202消耗量C02釋放量弱光時，呼吸作用＞光合作用3402產(chǎn)生量C02固定量呼吸作用=光合作用呼吸作用＜光合作用12C02釋放量02消耗量345602消耗量C02釋放量C02吸收量02釋放量二.影響光合作用的因素及應(yīng)用1.內(nèi)部因素（1）植物自身的遺傳特性，如植物品種不同，以陰生植物、陽生植物為例<<（2）植物葉片的葉齡、葉綠素含量、酶的活性和數(shù)量、有機物的輸出情況、氣孔導(dǎo)度等

生產(chǎn)實踐中，可適時噴施植物激素中的脫落酸，起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用。

葉片的有機物輸出越多，其光合速率越快。若將一株植物的果實去除，則去除的果實越多，其光合速率就越慢，兩片相鄰的葉片，若一片遮光，則另一片葉子的光合速率會增強。應(yīng)用：適時摘除老葉應(yīng)用：合理密植

合理施肥，避免枝葉徒長2.外部因素:單因子對光合速率的影響及應(yīng)用①光照強度【單位：勒克斯（lx）】A.原理：光照強度通過影響植物的

反應(yīng)進而影響光合速率。光照強度增加，光反應(yīng)速率

，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應(yīng)速率加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。光加快B.曲線分析:?A點：光照強度為0，此時只進行

。?AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸

，

光合作用強度

呼吸作用強度。?B點：光補償點，細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強

度

細胞呼吸強度。?BC段：表明隨著光照強度不斷增強，光合作用強度不斷增強，到C點后不

再增強了。B點后，光合作用強度

呼吸作用強度。?C點：光飽和點，限制C點以后光合作用強度不再增加的內(nèi)部因素是色素含

量、

的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之

外的環(huán)境因素。細胞呼吸減少等于酶＜＞C.限制因素：D點前為

；D點及以后可能有

等。D.產(chǎn)ATP的場所：A點：

；A點以后：

。E.關(guān)于點移動問題：①已知光合作用，呼吸作用的最適溫度分別為25℃,30℃，若該曲線是在光合作用最適溫度下測定的，則適當(dāng)提高溫度后，A點：

，B點：

，D點：

。②若植物缺Mg，B點

。③若上圖為陽生植物，則陰生植物的A點

移，B點

移，D點

移，最大光合速率

。思考1：指出下面幾張生理狀態(tài)模型圖在曲線中的對應(yīng)關(guān)系。光照強度溫度，二氧化碳濃度細胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體，葉綠體下移右移左移右移上左左減小思考2：（植物體）在B點時，那么它的葉肉細胞的光合作用強度

呼吸作用強度。（大于、等于、小于）大于AB段：呼吸＞光合A點：只呼吸不光合BD段：光合＞呼吸B點：呼吸＝光合思考3：（植物體）在B點時，那么它的葉肉細胞的光合作用強度

呼吸作用強度。（大于、等于、小于）大于總結(jié)：葉綠體吸收CO2的速率是總光合速率，葉肉細胞和植物體吸收CO2的速率是凈光合速率，當(dāng)植物體的V光合=V呼吸時，則葉肉細胞V光合>V呼吸思考4：在圖2中,呼吸作用消耗有機物的量可表示為

,光合作用產(chǎn)生有機物的量可表示為

。(用S1、S2、S3和數(shù)學(xué)符號表示)

S1+S2S3+S2F.應(yīng)用?溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；?陰生植物的光補償點和光飽和點都較低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般間作，

如玉米--大豆、板栗--茶、桃樹--甘藍；溫室大棚一般選無色透明塑料薄膜，陰雨天需給溫室補充光照（紅光和藍紫光）原因是：（1）兩種植物的根系深淺搭配，合理的利用了不同層次土壤內(nèi)水分和養(yǎng)分；（2）兩種植物高矮結(jié)合，充分利用了不同層次的陽光。?延長光合作用時間，通過輪作或套作。輪作：在同一塊田地上，按預(yù)定的種植計劃，輪換種植不同的作物，如玉米-花生輪作、水稻-蘑菇輪作；優(yōu)點：（1）不同作物吸收土壤中的營養(yǎng)元素的種類、數(shù)量及比例各不相同，根系深淺與吸收水肥的能力也各不相同，輪作還可以均衡利用土壤中的礦質(zhì)元素。（2）每種作物都有一些專門為害的病蟲雜草，輪作能夠改變原有的食物鏈，防止病蟲害；抑制雜草生長，減輕草害。套作：在同一塊田地上，在前季作物的生育后期，在其株行間播種或移栽后季作物的種植方式，比如玉米套種花生、果園套種油菜。AB段：____________________BC段：___________________________________________CDE段：__________________________________________C點：____________________________________________D點：____________________________________________E點：____________________________________________EF段：___________________________________________FG段：___________________________________________只進行呼吸作用呼吸作用強度大于光合作用強度呼吸作用強度小于光合作用強度呼吸作用強度等于光合作用強度呼吸作用強度大于光合作用強度只進行呼吸作用CO2吸收量最多，此時光合作用強度最大例題1.分析下列各段的含義：呼吸作用強度等于光合作用強度,此時有機物積累量最多自然和密閉環(huán)境中曲線解讀a：凌晨2～4時，溫度降低，

。b點：有微弱光照，植物

。bc段：光合作用

呼吸作用。c點：上午7時左右，光合作用

呼吸作用。ce段：光合作用

呼吸作用。d點：光照強，溫度高，蒸騰作用強，

。e點：下午6時左右，光合作用

呼吸作用。ef段：由于光照強度減弱，使光合作用

呼吸作用。fg段：沒有光照，光合作用

。bf段：

有機物的時間段。ce段：

有機物的時間段。一晝夜有機物的積累量＝

。圖1夏季一晝夜CO2吸收和釋放變化曲線呼吸作用減弱，CO2釋放減少開始進行光合作用小于等于大于為減少水分散失，氣孔關(guān)閉，植物吸收CO2量減少，暗反應(yīng)減弱，出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。等于小于停止制造積累SP－SM－SN例題2.分析下列各段的含義：ABC段：__________________________________________BC段：____________________C點：

____________________

CD段：___________________________________________D點：____________________________________________DEFGH段：________________________________________FG段：____________________________________________H點：____________________________________________HI段：___________________________________________只進行呼吸作用呼吸作用強度小于光合作用強度呼吸作用強度等于光合作用強度呼吸作用強度大于光合作用強度，光合作用逐漸消失呼吸速率等于光合速率，CO2濃度最低，有機物積累最多溫度降低，呼吸作用減弱微弱光照，開始進行光合作用呼吸作用強度大于光合作用強度“光合午休”現(xiàn)象例題3.分析下列各段的含義：

②CO2濃度A.原理：CO2影響

階段，制約

的形成。B.曲線分析:E.應(yīng)用：暗反應(yīng)C3?圖1中A點：

；?圖2中的A′點：

；?兩圖中的B和B′點：

；光合作用速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點進行光合作用所需CO2的最低濃度CO2飽和點，光合作用最大時對應(yīng)的最小CO2濃度C.限制因素：

B點前為

；B點及以后可能有

等。CO2濃度溫度，光照強度D.關(guān)于點移動問題：(圖1）?若光強適當(dāng)增強至光飽和點，A點

移，B點

移；?若光強適當(dāng)減弱A點

移，B點

移。左右右左?“正其行，通其風(fēng)”，溫室內(nèi)充CO2，即提高CO2濃度增加產(chǎn)量的方法。?生產(chǎn)上使用農(nóng)家肥：原因是有機物在微生物的分解下產(chǎn)生了大量的CO2和無

機鹽，同時釋放了熱能。C.應(yīng)用：?溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；?晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。③溫度A.原理：溫度通過影響

影響光合作用。B.曲線分析:?AB段：

在B點之前，隨著溫度升高，光合速率增大；?B點：

?BC段：

酶的最適溫度，光合速率最大；隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零。光合作用相關(guān)酶的活性

光合作用強度和細胞呼吸強度都受溫度的影響，但呼吸作用相關(guān)酶的最適溫度較高。

水既是光合作用的

，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。

另外，水分還能影響

，間接影響

進入植物體內(nèi)。

④水分A.原理：B.曲線分析:

圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的需水規(guī)律，

。圖2曲線中間E處光合作用強度暫時降低，是因為

。合理灌溉溫度高，蒸騰作用過強，氣孔關(guān)閉，影響了CO2的供應(yīng)原料氣孔的開閉CO2N：光合酶及ATP的重要組分P：

類囊體膜和ATP的重要組分；

K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸Mg：葉綠素的重要組分應(yīng)用：合理施肥、輪作（分解者將有機肥分解為二氧化碳和無機鹽）⑤礦質(zhì)元素光照強度、CO2濃度和溫度對光合作用的綜合作用3.外部因素：多因子對光合速率的影響及應(yīng)用P點：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷

。Q點：橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因子。提高應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當(dāng)增加

，進一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加

和CO2濃度以提高光合速率。CO2濃度光照強度4.光合作用產(chǎn)物積累對光合作用強度的影響光合產(chǎn)物（蔗糖）從葉片中輸出的速率會影響葉片的光合速率。光合產(chǎn)物積累到一定的水平后會影響光合速率的原因有∶

①反饋抑制。例如蔗糖的積累會反饋抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶的活性，使細胞質(zhì)以及葉綠體中磷酸丙糖含量增加，從而影響CO2的固定;

②淀粉粒的影響。葉肉細胞中蔗糖的積累會促進葉綠體基質(zhì)中淀粉的合成與淀粉粒的形成，過多的淀粉粒一方面會壓迫與損傷類囊體，另一方面，由于淀粉粒對光有遮擋，從而直接阻礙光合膜對光的吸收。例題4.以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（）A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等A（2）CO2濃度為800μL?L-1的氣候室中，幼苗凈光合速率隨光照強度的變化是圖中的

（填“甲”或“乙”）曲線，做出此判斷的理由是

。例5.為探究環(huán)境條件對幼苗光合作用的影響，某同學(xué)將同品種燕麥幼苗分為甲、乙兩組，一組培養(yǎng)在CO2濃度始終保持在300μL?L-1的氣候室中，另一組培養(yǎng)在CO2濃度始終保持在800μL?L-1的氣候室中.在相同且適宜的溫度等條件下，測定兩組幼苗凈光合速率隨光照強度的變化，如圖所示，請回答：（1）光照強度為aklx時，甲組幼苗葉肉細胞中能合成ATP的生物膜結(jié)構(gòu)有

、

光照強度大于aklx時，限制乙組光合作用的環(huán)境因素主要是

。類囊體膜線粒體內(nèi)膜CO2濃度甲圖中相同光照強度和溫度條件下，甲的凈光合速率大于乙的，這與環(huán)境中CO2濃度的升高有利于幼苗吸收CO2進行光合作用的觀點相吻合（3）實驗發(fā)現(xiàn)，與乙組相比，甲組所產(chǎn)生的種子粒大飽滿；甲組所產(chǎn)生的種子萌發(fā)后，將幼苗按照乙組的條件進行培養(yǎng)，再產(chǎn)生的種子與乙組相同。對上述實驗現(xiàn)象最合理的解釋是：

與乙組的種子相比，甲組所產(chǎn)生的種子粒大飽滿是由環(huán)境中CO2濃度高導(dǎo)致光合作用強引起的，而非遺傳物質(zhì)不同造成的考點2探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響探究光照強度對光合作用強度

的影響

自變量因變量無關(guān)變量光照強度光合作用強度觀測指標(biāo)：單位時間小葉片上浮的數(shù)量【葉圓片（大小、數(shù)量）、溫度、CO2濃度、PH等】

觀察同一時間內(nèi)裝置中葉片浮起的數(shù)量，或者浮起相同數(shù)量葉片所需的時間來探究環(huán)境因素（如光照強度、溫度、CO2濃度等）對光合作用強度的影響。一.實驗原理①

②

③

④

⑤

⑥⑦

⑧

⑨

⑩二.實驗儀器和試劑①取材三.實驗步驟②排氣和③沉水④分組⑤光照同一時間內(nèi)各實驗裝置中圓形小葉片浮起的數(shù)量不同光照強度處理下葉片漂起的狀況（室溫：25℃）臺燈燈泡的功率（W）404040臺燈與燒杯的距離（cm）102030葉片漂起的數(shù)量5min00010min98915min109920min13101025min131011四.實驗結(jié)果及分析光照強度對光合作用強度有影響：

在一定的范圍內(nèi)，隨著光照強度的不斷增強，光合作用也不斷增強。(1)葉片上浮的原因是____________________________________________

。(2)打孔時要避開

，因為其中沒有葉綠體，而且會延長圓形小葉片上浮的時間，影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)為確保溶液中CO2含量充足，圓形小葉片可以放入

溶液中。