第第4 4节节 能量之源光与光合作用能量之源光与光合作用影响光合作用的环境因素影响光合作用的环境因素叶绿体中叶绿体中的色素的色素光能光能C52C3ADP+PiATPH2OO2H多种酶多种酶酶酶(CH2O)CO2吸收吸收光解光解供能供能固定固定还还原原酶酶光反光反应暗反暗反应光合作用过程：光合作用过程：光反应和暗反应的比较场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化光反应光反应暗反应暗反应联系联系类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质光、色素、酶光、色素、酶HH、ATPATP、酶、酶水的光解水的光解ATPATP的合成的合成COCO2 2的固定的固定C C3 3的还原的还原光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能1、光反应为暗反应提供了H和ATP；2、暗反应为光反应补充消耗掉的ADP和Pi。总结光合作用中各元素的来源或去向总结光合作用中各元素的来源或去向糖类（糖类（CH2O）C来自来自 H来自来自 O来自来自 生成物生成物O2中的中的O来自来自若将若将CO2用用14C标记，则标记，则14C的转移途径是的转移途径是 CO2H2OCO2H2OCO2C3 （CH2O）探究二：总结影响光合作用的环境因素有哪些？探究二：总结影响光合作用的环境因素有哪些？1、光照、光照2、CO2浓度浓度3、温度、温度4、矿质元素、矿质元素5、水分、水分1、光照、光照光质（波长）光质（波长）光照强度：光照强度：主要影响主要影响 阶段阶段COCO2 2吸收吸收COCO2 2释放释放A AB BC C0 0光照强度光照强度光反应光反应考虑呼吸作用考虑呼吸作用A点：光照强度为点：光照强度为0，此时只进行，此时只进行 ，释，释放放CO2的量表示植物的的量表示植物的 呼吸作用增强，呼吸作用增强，A点点 移移 呼吸作用呼吸作用呼吸作用强度呼吸作用强度下下AB段：随光照强度增强，光合作用强度段：随光照强度增强，光合作用强度 ，CO2释放量逐渐释放量逐渐 ，因为，因为 此时呼吸此时呼吸作用强度作用强度 光合作用强度光合作用强度 逐渐增强逐渐增强减少减少呼吸作用释放的呼吸作用释放的CO2一部分用于光合作用一部分用于光合作用大于大于B点：细胞呼吸释放的点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，全部用于光合作用，即光合作用强度即光合作用强度 呼吸作用强度，光照强度只呼吸作用强度，光照强度只有在有在 点以上时，植物才能正常生长。点以上时，植物才能正常生长。B点所点所对应的光照强度称为对应的光照强度称为光补偿点光补偿点 植物缺植物缺Mg，B点点 移移 等于等于B右右BC段：随着光照强度不断加强，光合作用强段：随着光照强度不断加强，光合作用强度度 ，并且光合作用强度，并且光合作用强度 呼吸作用呼吸作用强度，光合作用所固定的强度，光合作用所固定的CO2一部分来自一部分来自 ，一部分通过叶片的，一部分通过叶片的 从大气中吸收。从大气中吸收。 C点所对应的光照强度称为点所对应的光照强度称为光饱和点光饱和点 不断增强不断增强大于大于呼吸作用呼吸作用气孔气孔C点之前限制光合作用的因素主要是点之前限制光合作用的因素主要是 C点之后限制光合作用的因素主要是点之后限制光合作用的因素主要是 光照强度光照强度CO2浓度浓度和温度和温度A点点:AB段段:B点点:BC段段:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换粒体和叶绿体之间的气体交换应用：应用： 阴生植物阴生植物的光补偿点和光饱和点的光补偿点和光饱和点 移移阳生阳生阴生阴生左左农业生产上的农业生产上的“间作套种间作套种”,增加光增加光合作用的面积，提高光能的利用率合作用的面积，提高光能的利用率大棚内增加光照强度大棚内增加光照强度 2、CO2浓度浓度ABA点表示植物进行光合作用所需的点表示植物进行光合作用所需的 CO2吸收CO2释放CO2浓度浓度0ABA点表示光合作用速率点表示光合作用速率 呼吸作用速率，其呼吸作用速率，其所对应的所对应的CO2浓度称为浓度称为 B和和B点都表示点都表示 最低最低CO2浓度浓度等于等于CO2补偿点补偿点CO2饱和点饱和点考虑呼吸作用考虑呼吸作用主要影响主要影响 阶段阶段暗反应暗反应应用：应用：合理密植合理密植增施农家肥增施农家肥CO2发生器发生器干冰干冰与猪舍鸡舍连通与猪舍鸡舍连通想一想，农业生产上哪些措施想一想，农业生产上哪些措施可以增大可以增大CO2浓度？浓度？“正其行，通其风正其行，通其风”齐民要术齐民要术3、温度、温度温度主要是通过影响与光合作用有关温度主要是通过影响与光合作用有关 的活的活性而影响光合作用速率性而影响光合作用速率 酶酶应用：应用： 增大昼夜温差增大昼夜温差新疆哈密地区阳光充沛、昼夜温差大新疆哈密地区阳光充沛、昼夜温差大4 4、矿质元素（除、矿质元素（除CHOCHO）（1 1）缺乏：）缺乏：缺缺N N：影响蛋白质合成：影响蛋白质合成缺缺MgMg、N N：影响叶绿素合成：影响叶绿素合成缺缺N N、P P：影响：影响ATPATP合成合成（2 2）矿质元素过多，导致土壤溶液浓度过高而导致）矿质元素过多，导致土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫植物渗透失水而萎蔫19应用：适时、适量施肥5 5、水分、水分（1 1）水是）水是光合作用原料光合作用原料，缺水可直接影响光合作用，缺水可直接影响光合作用（2 2）缺水使）缺水使气孔关闭气孔关闭，影响，影响二氧化碳二氧化碳进入叶内，从而进入叶内，从而间接影响光合作用间接影响光合作用应用：合理灌溉实验步骤实验步骤1.取材取材：取生长旺盛的绿叶，用直径为：取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打的打孔器打出小圆形叶片孔器打出小圆形叶片30片（片（注意避开大的叶脉）注意避开大的叶脉）林药套种林药套种 2.排气排气：将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸：将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次逸出。这一步骤可重复几次实验：探究实验：探究光照强弱光照强弱对对光合作用强度光合作用强度的影响的影响原理：原理：利用利用真空渗水法真空渗水法排除叶片排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。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在光合作用的过程中植物吸收CO2并排并排出出O2，产生，产生O2的多少与光合作用的强的多少与光合作用的强度密切相关，度密切相关，O2溶解度很小，积累在溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据此可依据同一时间段内各实验装置中同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量小圆形叶片浮起的数量，来比较，来比较光合光合作用的强弱。作用的强弱。3.沉水沉水：内部气体逸出的小圆形叶片，放入：内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗黑暗处盛有处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全都沉到水底水，所以全都沉到水底4.分组分组：取：取3只小烧杯，分别倒入只小烧杯，分别倒入20ml富含富含CO2的清水的清水（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）（事先可用口通过玻璃管向清水内吹气）NaHCO3溶液溶液5.光照光照：分别向：分别向3只小烧杯中各放入只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，片小圆形叶片，然后分别对这然后分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照个实验装置进行强、中、弱三种光照6.观察记录观察记录：探究探究1、在实验中，叶片下降的原因是在实验中，叶片下降的原因是什么？光照后叶片为什么会上升？什么？光照后叶片为什么会上升？抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降光照后，叶片进行光合作用细胞间隙又充满光照后，叶片进行光合作用细胞间隙又充满气体，叶片上升气体，叶片上升2、本实验的自变量、因变量、无关变、本实验的自变量、因变量、无关变量分别是什么？量分别是什么？分析本实验如何控制自变量？分析本实验如何控制自变量？本实验因变量的表示方法有哪些？本实验因变量的表示方法有哪些？尝试用曲线表示光照强度与光合作用尝试用曲线表示光照强度与光合作用强度的关系。强度的关系。3、如何在本实验的基础上继续探究、如何在本实验的基础上继续探究CO2浓度或温度对光合作用强度的影浓度或温度对光合作用强度的影响？说出实验思路响？说出实验思路3 3下图中图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物下图中图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCONaHCO3 3溶液中，溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（见图乙），以研究光合作用速率与平均时间（见图乙），以研究光合作用速率与NaHCONaHCO3 3溶液浓度溶液浓度的关系。有关分析正确的是的关系。有关分析正确的是A A在在abab段，随着段，随着NaHCONaHCO3 3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B B在在bcbc段，单独增加光照或温度或段，单独增加光照或温度或NaHCONaHCO3 3溶液浓度，都可以缩短溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间叶圆片上浮的时间C C在在c c点以后，因点以后，因NaHCONaHCO3 3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降谢水平下降D D因配制的因配制的NaHCONaHCO3 3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用能进行呼吸作用C C