2023年人教版高中生物必修1第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第2課時(shí)光合作用的原理和應(yīng)用

第2課時(shí)光合作用的原理和應(yīng)用

課程標(biāo)準(zhǔn)

說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量,這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣

的過程中，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。

素養(yǎng)達(dá)成

Buummr*.ws

水平四恰當(dāng)?shù)姆绞?，闡明環(huán)境

因素對(duì)光合作用的影響

水平三

'梅住環(huán)境四木蛇啕九,金汀實(shí)的方案,探究環(huán)境應(yīng)而九八作用冷:坪.

水平二

介作用的致學(xué)校儀因45對(duì)光合作用的影為楮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

水平一

生命現(xiàn)念科學(xué)思*科學(xué)探究社會(huì)寅任

設(shè)疑曜y激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

新葉沐浴著和煦的陽光，

鳥兒在綠葉間盡情歡唱：

“是你給了我生命的甘露，

是你給了我無窮的能量！”

同學(xué)們，詩中的“你”是指什么？為什么會(huì)給“我”生命的甘露、無窮的能量?

夯基提能?分層突破［互動(dòng),智圖?探究?

探究點(diǎn)一光合作用的原理及探索

任務(wù)1光合作用原理的探索實(shí)驗(yàn)分析

(1)實(shí)驗(yàn)一：1937年，英國劍橋大學(xué)的希爾用離體的葉綠體做實(shí)驗(yàn)。

在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2。，沒有CCh)，在光照

下可以釋放出氧氣。

實(shí)驗(yàn)一說明：.

(2)實(shí)驗(yàn)二：科學(xué)家在黑暗時(shí)把葉綠體基粒放在pH=4的溶液中，讓基粒類囊體膜腔的

pH值下降至4,然后將基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的緩沖溶液中(如圖)。一段時(shí)間后，

有ATP產(chǎn)生。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基粒類囊體合成ATP的原因是膜內(nèi)外存在…......。

據(jù)此推測(cè)，葉綠體在自然狀態(tài)下產(chǎn)生ATP的過程中，光能的作用是使水分解產(chǎn)

生…一...……，使類囊體膜內(nèi)外之間產(chǎn)生........。

(3)實(shí)驗(yàn)三：如圖是利用小球藻進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)的示意圖(見圖文聯(lián)動(dòng))，圖中A物質(zhì)

和B物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量之比是一-.……......

(4)實(shí)驗(yàn)四：美國科學(xué)家阿爾農(nóng)用離體的葉綠體做實(shí)驗(yàn)。

1954年，美國科學(xué)家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下，............。1957年，他發(fā)現(xiàn)這一過

程總是與........相伴隨。

(5)實(shí)驗(yàn)五：20世紀(jì)40年代，卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果，獲得了

1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?？栁膶⑿∏蛟逖b在一個(gè)密閉容器中，通過一個(gè)通氣管向容器中

通入CO2,通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可控制CO2的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過控制電源開

關(guān)可控制光照的有無。

卡爾文實(shí)驗(yàn)

l4

他向密閉容器中通入CO2,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，14c出現(xiàn)在一種五碳化合物(C5)和一

種六碳糖(C6)中，將反應(yīng)時(shí)間縮短到0.5s時(shí)，14c出現(xiàn)在一種三碳化合物(C3)中，上述實(shí)驗(yàn)

中卡爾文等是通過控制來探究CO2中碳原子轉(zhuǎn)移路徑的，采用了等

技術(shù)方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明CO2中C的轉(zhuǎn)移路徑是............(請(qǐng)用“一”表示)。

卡爾文及其同事們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，在有光照和CO2供應(yīng)的條件下，C3和C5的濃度

很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。但是，當(dāng)改變其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，二者的濃度迅速出現(xiàn)了規(guī)律

性的變化：停止CO2供應(yīng)時(shí)，C3的濃度急速降低，C5的濃度急速升高。停止光照時(shí)，C3的

濃度急速升高，C5的濃度急速降低。由此可見CC>2、C3和C5之間的關(guān)系是..............

(請(qǐng)用箭頭表示)。

任務(wù)2結(jié)合光反應(yīng)過程與暗反應(yīng)過程回答下列問題

光合作用是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，包括一系列的化學(xué)反應(yīng)。結(jié)合PI03教材內(nèi)容和圖5—

14分析：

(1)暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行，那么暗反應(yīng)能較長時(shí)間在黑暗條件下進(jìn)行嗎？

18

(2)若用O標(biāo)記H2O中的O,則最先能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測(cè)到出0?

l4

(3)若用C標(biāo)記CO2中的C,請(qǐng)寫出光合作用過程中14c的轉(zhuǎn)化途徑。

(4)夏季中午，氣孔關(guān)閉后，會(huì)導(dǎo)致C02供應(yīng)不足，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5的含量

會(huì)發(fā)生怎樣的變化？

鐵鹽或其-----TT~-02

他氧化劑rn

111離體的葉綠

O卜體懸浮液

:(只有HzO沒

J^CC)2)

希爾反應(yīng)

1941年魯賓和卡門(同位素示蹤法)

18

CO2-pO2^co2-p18o2

一光照射下的一

HQ/日小球藻懸液從出"0

甲組乙組

任務(wù)1(3)圖示

卡爾文實(shí)驗(yàn)

(CHp)

暗反應(yīng)

(卡爾文循環(huán))

喑反應(yīng)CO2分子被RuBP

6分子CO?捕獲,產(chǎn)生不穩(wěn)

定的中間體,并

被斷裂成兩分子

6分子的核第糖

二磷酸(RuBP)的PGA

12分子的

磷酸甘油

Q).的也取期酸(PGA)

R爾文

RuBP循環(huán)IZIADPI

再生期

6分子的核

蕨還原期2NADPH

酮糖磷酸(RP)

10H的G3P2INADP'1

合成葡萄糖

或其他的糖PGA被ATP

12分子的3-分磷酸化,被

酸甘油旌(G3P)NADPH還

oooe通過一系列的反原，脫去1

2分子應(yīng),G3P被重排分了磷酸.

的G3P成新的RuBP分產(chǎn)生G3P

子或其他的糖

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段

光合作用原理

1.光合作用過程的圖解

[BFR]|能量轉(zhuǎn)換|I物質(zhì)轉(zhuǎn)化II場(chǎng)所I

工

光能色素

反

應(yīng):呈'Pi+ADPATPNADPHJN^DP'薄￡上

￡葉綠吩質(zhì)中

暗率應(yīng)穩(wěn)定的.run..

化學(xué)能(加0)-C,

2.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別

比較

光反應(yīng)暗反應(yīng)

項(xiàng)目

實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并放出02固定C02，形成有機(jī)物

時(shí)間

短促較緩慢

長短

需要色素、光照、酶不需要色素和光，需要多種酶

條件

反應(yīng)

葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中

場(chǎng)所

①水的光解:水分解生成02和H-；①C02的固定：CCh+Cs」^

②NADPH的合成：H卡和NADP+

物質(zhì)2c3;

結(jié)合，形成NADPH；

變化②C3的還原：

③ATP的合成：在相關(guān)酶的作用下

ADP和Pi形成ATP2c3(CHQ+C5

‘NADPH、ATP'Zf)

能量光能一NADPH、ATP中活躍的化NADPH、ATP中活躍的化學(xué)能f

變化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能

相應(yīng)。2、NADPH

糖類等有機(jī)物

產(chǎn)物和ATP

3.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系

(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP;暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP+和Pi,即兩個(gè)反

應(yīng)階段相輔相成，密切聯(lián)系。

(2)沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)缺乏NADPH和ATP,無法進(jìn)行；暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)因產(chǎn)物

積累也不能正常進(jìn)行?？梢姡呦嗷ブ萍s。

4.理清光合作用中元素去向

5.外界條件改變對(duì)光合作用中有關(guān)物質(zhì)含量的影響

(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方面綜合分析。

示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時(shí)C3的含量變化

光照停止-ATP、NADPH含量減少

一?C,的消耗量減少____________

"c,含量增加|

CC)2供應(yīng)正常一G,的生成量不變

⑵物質(zhì)含量變化(短時(shí)間內(nèi))

NADPH

條件cc模型分析

35和ATP

洸

“光

照

照

耶!

強(qiáng)

致

光照由強(qiáng)到弱，減少或君u

增加減少葭—痔N(yùn)ADPH、ATA

C02供應(yīng)不變沒有

°時(shí)而

*

光光

生

€黑，膜

光照由弱到強(qiáng)，黑弱：強(qiáng)

減少增加增加Cj.NADPH.ATP

C02供應(yīng)不變毒

O時(shí)向

co2co2

光照不變，C02充足4?GNADPHXATP

減少增加增加

由充足到不足-Cs

0時(shí)而

幫

右co2；co,充足

君丕與”..6

光照不變，C02

增加減少減少/--盡泗竺PH、ATP

由不足到充足浴

時(shí)向

【重點(diǎn)筆記】

光合作用的概念

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有

機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。

18

（1）魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)的對(duì)照方式為相互對(duì)照（通過標(biāo)記不同的物質(zhì)：H/0與CO2）?

（2）魯賓、卡門和卡爾文用的實(shí)驗(yàn)方法為同位素示蹤法。

（3）還原劑是還原型輔酶II（NADPH）,由氧化型輔酶II（NADP+）接受電子和酎形成。

（4）光合產(chǎn)物主要是糖類（蔗糖、淀粉），蛋白質(zhì)、脂肪和有機(jī)酸也是光合作用的直接產(chǎn)物。

一?過程評(píng)價(jià)?

1.（合格考）魯賓和卡門用HJ80和C02作為原料進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，下列符合實(shí)驗(yàn)結(jié)

果的是（）

A.釋放的氧氣全是02

18

B.釋放的氧氣一部分是02,一部分是02

|8

C.釋放的氧氣全是02

l8

D.釋放的氧氣大部分是02,少部分是O2

2.（合格考）如圖表示植物光合作用的一個(gè)階段，下列各項(xiàng)敘述正確的是（）

A.該反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體的薄膜

B.C3生成（CH2。）需要NADPH、ATP和多種酶

C.提高溫度一定能促進(jìn)（CH?0）的生成

D.無光條件有利于暗反應(yīng)進(jìn)行

3.（等級(jí)考）玉蘭葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，如果將它移至暗室中，短

時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3與C5相對(duì)含量的變化分別是（）

A.增多減少B.減少增多

C.增多增多D.減少減少

4.（等級(jí)考）A.Benson與M.Calvin于1949年采用放射性同位素自顯影技術(shù)對(duì)光合作用

進(jìn)行研究。以下是他們研究過程的簡述：往小球藻培養(yǎng)液中通入14co2后，分別給予小球藻

不同的光照時(shí)間后立即殺死小球藻。從培養(yǎng)液中提取出產(chǎn)生的放射性物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果如

下：

實(shí)驗(yàn)組別光照時(shí)間（S）放射性物質(zhì)分布

12012種磷酸化糖類

260除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機(jī)酸等

大量3-磷酸甘油酸

請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)資料分析，下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是()

A.本實(shí)驗(yàn)原料只有C02，暗反應(yīng)的產(chǎn)物是有機(jī)物

B.C02進(jìn)入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是3-磷酸甘油酸

C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果還說明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等

D.從CO2進(jìn)入葉綠體到產(chǎn)生有機(jī)物的整個(gè)過程看，產(chǎn)生的有機(jī)物主要是磷酸化糖類

5.(等級(jí)考)離體的葉綠體在光下進(jìn)行穩(wěn)定的光合作用時(shí)，若改變某一條件，則葉綠體

中ATP和02的相對(duì)含量變化如圖所示，則改變的條件是()

A.光照由強(qiáng)到弱，C02供應(yīng)不變

B.光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變

C.光照不變，CO2供應(yīng)由充足到不足

D.光照不變，C02供應(yīng)由不足到充足

探究點(diǎn)二探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

任務(wù)1實(shí)驗(yàn)分析

(1)提出問題：光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度有何影響？

(2)作出假設(shè)：.................................................................

O

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)中變量分析

自變量

控制自變量

因變量

檢測(cè)因變量

對(duì)無關(guān)變量

進(jìn)行控制......................................................................................

②材料：打孔器、注射器、5WLED臺(tái)燈、米尺、燒杯、綠葉(如菠菜、吊蘭等)。

③預(yù)期結(jié)果：臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)裝置的距離越遠(yuǎn)，相同時(shí)間內(nèi)葉片浮起數(shù)量........。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在一定范圍內(nèi)，臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)裝置的距離越近，相同時(shí)間內(nèi)浮起的圓形小

葉片也。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用也(單位時(shí)間

內(nèi)圓形小葉片中產(chǎn)生的越多，浮起的圓形小葉片也越多)。

任務(wù)2問題思考

(1)下圖為實(shí)驗(yàn)裝置圖，分析圖中盛水玻璃柱的作用。

(2)本實(shí)驗(yàn)每組圓形小葉片由30片改為3片可以嗎？

打開臺(tái)燈的同時(shí)

用計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)

不同光照強(qiáng)度下浮起的葉片數(shù)記錄表

光照

強(qiáng)度強(qiáng)中弱

浮起

光照葉片(10cm)(20cm)(30cm)

時(shí)間數(shù)量

5分鐘10片0片0片

10分鐘10片4片0片

15分鐘10片5片1片

20分鐘10片6片2片

1.實(shí)驗(yàn)原理

葉片含有空氣，上浮三葉片下沉等9充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮。

r生5

2.實(shí)驗(yàn)中沉水葉片的制備

(1)圓形小葉片的制備：用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出圓形小葉片。

(2)沉水：用注射器抽出葉片內(nèi)氣體，放入黑暗處盛有清水的燒杯中，圓形小葉片全部

沉到水底。

3.實(shí)驗(yàn)裝置分析

(1)自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離或臺(tái)燈的瓦數(shù)

來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。

(2)因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過觀測(cè)單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)

量或浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長短來衡量光合作用的強(qiáng)弱。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

(1)在黑暗情況下，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳較易溶于水，

所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖：

(2)在弱光下，此時(shí)的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸，葉片中仍然沒有足夠的氧氣，葉

片仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖：

(3)在中、強(qiáng)光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸，葉片中會(huì)有足夠的氧氣產(chǎn)生，從而充滿了

細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖：

【重點(diǎn)筆記】

本實(shí)驗(yàn)中易產(chǎn)生的幾個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)

(1)打孔時(shí)避開大葉脈是因?yàn)榇笕~脈部分含有的葉綠體少。

(2)用注射器排出圓形小葉片內(nèi)的氣體是為了防止細(xì)胞內(nèi)原本存在的氣體影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(3)該實(shí)驗(yàn)中所取的葉片大小和生理狀態(tài)應(yīng)該是相同的，打孔時(shí)要取葉片的相同部位。

(4)本實(shí)驗(yàn)中的數(shù)值并不代表真正的光合速率，而是光合作用的凈積累值，即光合作用

與細(xì)胞呼吸的差值.

(5)葉片浮起之前并不是不進(jìn)行光合作用，而是光合速率小于呼吸速率或者是產(chǎn)生的氧

氣量較少。

Y過程評(píng)價(jià)

1.(合格考)下列四個(gè)處理中，沉入底部的葉片小塊最先浮起的是()

煮沸過的

自來水

25七

照光

ABCD

2.(等級(jí)考)下圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCCh溶液并投入少量的新鮮

綠葉碎片，密閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強(qiáng)，會(huì)看到葉片沉入水中。然后再用光照射

容器，又會(huì)發(fā)現(xiàn)葉片重新浮出液面。光照后葉片重新浮出液面的原因是()

A.葉片吸水膨脹，密度減小

B.溶液內(nèi)產(chǎn)生的C02大量附著在葉面上

C.葉片進(jìn)行光合作用所產(chǎn)生的02附著在葉面上

D.NaHCCh溶液因放出C02而密度增大

探究點(diǎn)三影響光合作用的因素及應(yīng)用

任務(wù)1結(jié)合細(xì)胞呼吸，人們用下面的曲線來表示光照強(qiáng)度和光合作用強(qiáng)度之間的關(guān)系,

請(qǐng)分析:

(1)圖中A、B、C各點(diǎn)代表的生物學(xué)意義分別是什么？

(2)0A段的含義是什么？其大小主要受哪種環(huán)境因素的影響？

(3)DE段的含義是什么？如果此時(shí)想增加光合作用強(qiáng)度，可以采取哪些措施？

(4)若光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25。。和30°C,這是在25℃測(cè)得的曲線,

若溫度升至30℃,曲線中A點(diǎn)、B點(diǎn)將如何變化？

(5)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得一片葉子在不同光照強(qiáng)度下氣體吸收和釋放的情況如下圖所示。那么

曲線AB段(不包括A、B兩點(diǎn))中哪些過程是存在的(用下圖字母表示)？

任務(wù)2(教材P|06“拓展應(yīng)用”中1題拓展)如圖是在夏季晴朗的白天，某種綠色植物

葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖(見圖文聯(lián)動(dòng))。分析曲線圖并回答問題：

(1)光合作用強(qiáng)度可以通過測(cè)定植物在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣量來表示，也可以通過測(cè)

定............或................來表示。

(2)引起AB段光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的主要環(huán)境因素是，該因素的增強(qiáng)促進(jìn)

了光合作用中…….反應(yīng)階段，從而為暗反應(yīng)階段提供更多的................。

(3)BC段光合作用強(qiáng)度下降的主要原因是一…..................，導(dǎo)致光合作用中的

過程受阻，從而影響光合作用。

(4)C點(diǎn)與B點(diǎn)相比，C3的含量相對(duì)…一…(填"增加”或“減少”)。

(5)請(qǐng)從影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素的角度，提出一個(gè)夏季晴朗中午增加光合作用強(qiáng)

度的措施：。

06789101112131415161718

時(shí)刻

任務(wù)2圖不

光質(zhì)

CO?濃度水光’

I：I〔光照強(qiáng)度

III

III

III

血+&襦（CHQ）+O,

/>---、'、、

毓、跳

/、、、\

溫度'、'礦席'元素

真

正

光

合

B、光照強(qiáng)度速

呼吸\率

速率光飽和點(diǎn)，

A

A8段:呼吸作用B點(diǎn)之后：光合作

大于光合作用用大于呼吸作用

總

光電/光

A

償點(diǎn)/t飽和點(diǎn)n

j

o

引

光

呼吸速率照

飛

雖

BJC度

\黑諂市W破而

、放出的量

co2

A點(diǎn):只呼吸8點(diǎn):呼吸作用

不光合等于光合作用

合理補(bǔ)充co?

二氧化碳發(fā)生器

合理灌溉

合理施肥

1.環(huán)境因素對(duì)光合速率影響的分析

（1）單因子變量對(duì)光合速率的影響

①光照強(qiáng)度

/光飽和點(diǎn)

（尸------陽生楨物

曲線CO2吸收......陰生植物

,乙光不播點(diǎn)_

模型O溝光照強(qiáng)無

C5#放A

模型分析

曲線對(duì)細(xì)胞生ATP產(chǎn)植物組織

應(yīng)點(diǎn)理活動(dòng)生場(chǎng)所外觀表現(xiàn)

只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒從外界吸收。2,向

A點(diǎn)

進(jìn)行光合作用體外界排出CO2

AB段

從外界吸收。2，向

（不含呼吸量〉光合量

外界排出CO

A、B點(diǎn)）2

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒與外界不發(fā)生氣體

B點(diǎn)光合量=呼吸量

體、葉綠體交換

從外界吸收C02,向

B點(diǎn)

光合量>呼吸量外界釋放02。此時(shí)

之后

植物可更新空氣

①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度，可以提高光合速率，使作物

應(yīng)用

增產(chǎn)

②陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽生植物低，如圖中虛線

所示，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能

②C02濃度

原理CO2影響暗反應(yīng)階」費(fèi)，制約C3的形成

挈圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，

K/TilzZ

5即光合速率等于呼吸速率時(shí)

U

。的CO2濃度，圖2中A，點(diǎn)表示

曲線模型及分析

炭八8孤度co版度

進(jìn)行光合作用所需CCh的最低

6堂

U濃度。B和B，點(diǎn)都表示CCh

圖1圖2

飽和點(diǎn)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增

應(yīng)用

大CO2濃度，提高光合速率

③溫度

原理溫度通過影響酶的活性影響光合作用

AB段：在B點(diǎn)之前，隨著溫

觸度升高，光合速率增大

呼吸速率

B點(diǎn)：酶的最適溫度，光合速

用

曲線模型及分析率最大

o_

1020304050BC段：隨著溫度升高，酶的

溫度/%：活性下降，光合速率減小，

50℃左右光合速率幾乎為零

溫室栽培植物時(shí)，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速

應(yīng)用率；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，提高植

物有機(jī)物的積累量

④礦質(zhì)元素

礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的組成成分，缺乏

原理會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如，N是酶的組成元素，N、P是

ATP的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等

在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需

礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合

速率；但當(dāng)超過一定濃度后，

曲線模型及分析

會(huì)因土壤溶液濃度過高，植物

發(fā)生滲透失水而導(dǎo)致植物光

N、P、K等礦質(zhì)元素濃度合速率下降

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，

應(yīng)用

可以提高光能利用率

(2)多因子變量對(duì)光合速率的影響

①曲線分析：

r

30t

20r

10

OTPQOTPQQ

光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度溫度

圖中：a.高CO,濃度b.中CO2濃度c.低CO?濃度

①高光諉②中光強(qiáng)③低光整

P點(diǎn)：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(qiáng)，光合速率

不斷提高。

Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素主要為各曲線所表示

的因子。

②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)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(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)

增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。

2.光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)計(jì)算

下圖中，0a段表示植物呼吸速率，Od段表示植物凈光合速率（即表觀光合速率），0a+

Od段表示真正光合速率（即實(shí)際光合速率或總光合速率），它們的關(guān)系為：真正光合速率=

凈光合速率+呼吸速率。具體表述為：

（1）光合作用消耗的C02總量=從外界吸收的CO2量+呼吸作用產(chǎn)生的C02量。

（2）光合作用產(chǎn)生的。2量=釋放到外界的。2量+呼吸作用消耗的。2量。

（3）一晝夜有機(jī)物的積累量（用C02量表示）=白天從外界吸收的CO2量一晚上呼吸作用

釋放的C02總量。

【重點(diǎn)筆記】

（1）植物“三率”的判定

①根據(jù)坐標(biāo)曲線判定：當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若C02吸收值為負(fù)值，該值絕對(duì)值代表呼

吸速率，該曲線代表凈光合速率，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，若CO2吸收值為0,該曲線代表真正

光合速率。

②根據(jù)關(guān)鍵詞判定

項(xiàng)目表示方法（單位時(shí)間內(nèi)）

線粒體產(chǎn)生C02量；黑線粒體吸收02量；黑暗

呼吸

暗條件下細(xì)胞（植物體）條件下細(xì)胞（植物體）吸有機(jī)物消耗量

速率

釋放CO2量收。2量

凈光

細(xì)胞（植物體）釋放的0

合速細(xì)胞（植物體）吸收C02量2有機(jī)物積累量

量

率

真正

光合葉綠體固定C02量葉綠體產(chǎn)生02量有機(jī)物制造量

速率

③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

（2）光合速率與植物生長

①當(dāng)凈光合速率＞0時(shí)，植物因積累有機(jī)物而生長。

②當(dāng)凈光合速率=0時(shí)，植物不能生長。

③當(dāng)凈光合速率＜0時(shí)，植物不能生長，長時(shí)間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。

一?過程評(píng)價(jià)

1.（合格考）下面是一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的一組曲線，你認(rèn)為不正確的是（）

2.（等級(jí)考）已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃,如圖表

示30℃時(shí)光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度降到25℃（原光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度不變）,

理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)a、b、d的移動(dòng)方向分別是（）

A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移

C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移

3.（等級(jí)考）在適宜光照下，測(cè)定植物甲、乙在不同CO2濃度下的光合速率，結(jié)果如圖

所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：

用

野

植物甲

M

e

o

u

植物

乙

co2濃度

（1）CO2濃度為q時(shí)，限制植物甲、乙光合速率的環(huán)境因素分別是、;

植物甲呼吸作用的最適溫度比光合作用的高，若圖中曲線是在光合作用的最適溫度下測(cè)定的,

現(xiàn)適當(dāng)提高環(huán)境溫度，q點(diǎn)將向移動(dòng)。

（2）若將植物甲、乙同時(shí)種植在同一個(gè)透明的密閉環(huán)境中，在適宜光照下，一段時(shí)間后，

植物可能無法正常生長，原因是

（3）CO2濃度為r時(shí)，植物甲的總光合速率（填“大于”“等于”或“小于”）植物

乙的總光合速率；當(dāng)CO2濃度為q時(shí)，植物乙與植物甲固定的CO2量的差值為

強(qiáng)化落實(shí)?學(xué)亞達(dá)標(biāo):歸納?提升?素養(yǎng)?

（希爾卜一|而cI~L煩血水的城如喧?一手

（件賓和卡門）一作用閑光合NADPH、ATP的形成

的探口余L卿一一^暗反應(yīng)：8,的固定4fM5內(nèi)、

（阿爾農(nóng)）一究歷飛廠蝌誠化保帥還原《壯A

（卡爾文卜」

網(wǎng)

占「（光服我度卜主要彭嗚光反應(yīng)/基質(zhì)

0甫0?C02_

絡(luò)U光照射卜

[Sm七理電1主要影響晤反應(yīng)。。2吸收一

r卜的小球藻-

建H＜）D忌液性T1。梅的的t篇反?8由度

甲組Z