第五章細胞的能量供應和利用高一生物教學課件第五章細胞的能量供應和利用高一生物教學課件5.1降低化學反應活化能的酶5.2細胞的能量“通貨”——ATP5.3ATP的主要來源——細胞呼吸5.4能量之源——光與光合作用本章內容5.1降低化學反應活化能的酶本章內容第四節能量之源——光與光合作用第四節能量之源——光與光合作用光合作用和細胞呼吸的區別與聯系總結光合作用細胞呼吸場所葉綠體細胞質基質和線粒體或細胞質基質、細胞膜條件只在光下進行有光、無光都能進行物質變化能量變化實質合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量代謝類型同化作用(或合成作用)異化作用(或分解作用)范圍綠色植物細胞和光合細菌幾乎所有活細胞聯系4光合作用和細胞呼吸的區別與聯系總結光合作用細胞呼吸場所總結光合作用和細胞呼吸的過程中[H]、ATP來源、去路的分析總結光合作用和細胞呼吸的過程中[H]、ATP來源、去路的分析光合作用原理的應用影響光合作用強度的因素？CO2的濃度，光照的長短與強弱；光的成分；溫度的高低、必需礦物質元素、水分等。例：適當提高CO2的濃度(溫室大棚)，增加光照時間和光照強度，農作物間距合理，選擇適當的光源等。光合作用原理的應用影響光合作用強度的因素？CO2的濃度，光照影響光合作用的主要外界因素光照

光是光合作用的能量來源，是葉綠體發育和葉綠素合成的必要條件二氧化碳

二氧化碳是光合作用的原料之一溫度

由于溫度可以影響酶的活性，因而對光合速率有明顯影響水分

葉片接近水分飽和時，才能進行正常的光合作用礦質營養

礦質元素直接或間接影響光合作用光合速率的日變化

一天中，光強日變化對光和速率日變化的影響最大影響光合作用的主要外界因素光合作用強度—又叫光合速率，指單位時間內植物光合作用制造的有機物的量，一般用單位時間內氧氣的釋放量或二氧化碳的吸收量來表示。光合作用效率—是指綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含的能量與光合作用中吸收的光能的比值。基本概念表觀光合速率—亦稱凈光合速率。以光合作用實際利用的二氧化碳量減去呼吸作用(包括光呼吸)釋放的二氧化碳量之差值，所計算的光合速率。呼吸強度—又稱呼吸速率。指在一定溫度下，單位重量的活細胞(組織)在單位時間內吸收氧或釋放二氧化碳的量，通常以“mg(μl)/(h·g)”為單位，表示每克活組織(鮮重、干重、含氮量等)在每小時內消耗氧或釋放二氧化碳的毫克數(或微開數)。呼吸速率的大小可反映某生物體代謝活動的強弱。光合作用強度—又叫光合速率，指單位時間內植物光合作用制造的有實際光合量=表觀光合量+呼吸量實際光合速率=表觀(凈)光合速率+呼吸速率表觀光合速率(凈光合速率)=實際光合速率—呼吸速率基本概念呼吸商—指生物體在同一時間內，釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比或摩爾數之比，即指呼吸作用所釋放的CO2和吸收的O2的分子比。光補償點—光合作用吸收的二氧化碳與呼吸作用釋放的二氧化碳相等時的光照強度。光飽和點—在一定的光強范圍內，植物的光合強度隨光照度的上升而增加，當光照度上升到某一數值后，光合強度不再繼續提高時的光照度值。實際光合速率—就是實際進行光合作用的速率，其中一部分有機物、氧氣被呼吸消耗又得到二氧化碳、水，所以表觀光合速率表現為實際光合速率減呼吸速率。實際光合量=表觀光合量+呼吸量基本概念呼吸商—指生物體在同陽生植物—光照強度對植物的生長發育及形態結構的形成有重要作用，在強光環境中生長發育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發育不良的植物。基本概念陰生植物—指在較弱的光照條件下能夠生長良好的植物。但并不是陰生植物對光照強度的要求越弱越好，而是必須達到陰生植物的光補償點，植物才能正常生長。

光合面積(葉面積指數)—又叫葉面積系數，是一塊地上作物葉片的總面積與占地面積的比值。即：葉面積指數=綠葉總面積/占地面積。葉面積指數是反映作物群體大小的較好的動態指標。在一定的范圍內，作物的產量隨葉面積指數的增大而提高。當葉面積增加到一定的限度后，田間郁閉，光照不足，光合效率減弱，產量反而下降。陽生植物—光照強度對植物的生長發育及形態結構的形成有重要作用1.光照強度光照強度光合速率光飽和點在一定的光強范圍內，植物的光合強度隨光照度的上升而增加，當光照強度上升到某一數值后，光合速率不再繼續提高，維持一定水平。光的三要素：光照強度光質光照時間1.光照強度光照強度光合速率光飽和點在一定的光強范圍內，植物0吸收量光照強度ABCB：光補償點：C：光飽和點CO2②

B點：光補償點：光合作用和呼吸作用達到平衡時的光照強度，或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用釋放CO2的量③C：光飽和點：光合速率最大時的光照強度。釋放量CO2①A點：光照強度為零，只有呼吸作用主要受光反應產物的限制主要受暗反應酶活性和CO2濃度限制光照強度0吸收量光照強度ABCB：光補償點：C：光飽和點CO2②B0吸收量光照強度A1B1C1B：光補償點C：光飽和點CO2陽生植物陰生植物陽生植物的光補償點和光飽和點大于陰生植物的光補償點和光飽和點。A2B2C2釋放量CO2凈光合速率呼吸速率實際光合速率(總值)0吸收量光照強度A1B1C1B：光補償點C：光飽和點CO2陽光合速率光照強度陰生苔蘚陰生草木陽生草木小麥玉米高粱各種植物的光合速率應用：注重陰、陽生植物間作套種陽生植物，如松、杉、小麥、玉米、水稻等。陰生植物，如人參、三七和大多數蕨類植物。光合速率光照強度陰生苔蘚陰生草木陽生草木小麥玉米高粱各種因素對光合作用的影響在生產上的應用光照光照時間的長短、光質、光照強度的高低都可以影響光合作用速率。①就光照時間來講：光照時間越長，產生的光合產物越多。②光質：色素吸收可見太陽光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少③光照強度：在一定光強度范圍內，增加光強度可提高光合作用速率。①適當提高光照強度②延長光合作用時間----輪作③增加光合作用面積----合理密植④溫室用無色透明的玻璃做頂棚小結光照強度對光合作用的影響因素對光合作用的影響在生產上的應用光照光照時間的長短、光質、光合面積(葉面指數)OA段——隨葉面積的增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用面積的飽和點。超過A點，光合作用不再增強，原因是有很多葉被遮擋在光補償點以下。葉面積指數不能超過

點，否則植物將入不敷出，無法生活下去。DD①增加光合作用面積，如合理密植、間作和套種；②適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免陡長，封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。OB段——干物質量隨光合作用增強而增加。B點以后干物質的量不再增加，原因是光合總量不變，但呼吸消耗量增大，所以干物質積累量不斷降低如BC段。應用措施：光合面積(葉面指數)OA段——隨葉面積的增大，光合作用實際量農業生產上常用輪作、間作和套種來提高農作物產量。輪作是指在同—塊地上，按預定的計劃輪換種植不同作物。輪作可以提高土壤肥力，防止害蟲的發生。間作是指在同一塊地上將不同的作物相間種植。套種是指在同—塊地上—年種植和收獲兩種或兩種以上的作物，請回答下列問題：(1)輪作能提高土壤肥效的原因是

。(2)輪作能防止蟲害，是由于改變了原有的

，從而使害蟲難以生存下去。(3)從提高農作物對光能的利用率的角度分析：間作能提高農作物產量的原因是

。套種能提高農作物產量的原因是

。不同的作物對土壤中不同礦質元素的吸收量不同食物鏈增加光合作用的面積延長光合作用時間農業生產上常用輪作、間作和套種來提高農作物產量。不同的作物對CO2濃度在生產上的應用對光合作用的影響外因⑴溫室：①燃燒植物桔桿；②使用二氧化碳發生器；③與豬舍雞舍鴨棚連通。⑵溫室與大田：①確保良好通風；②增施有機肥料；③深施“碳銨”。CO2是光合作用的原料.2.CO2濃度0CO2的含量光合作用的強度BCCO2濃度在生產上的應用對光合作用的影響外因⑴溫室：CO2是

a—b:b—c:c—d:d—e:acbdeCO2的補償點CO2的飽和點b點c點CO2太低，農作物消耗光合產物；隨CO2的濃度增加，光合作用強度增強；CO2濃度再增加，光合作用強度保持不變；CO2濃度超過一定限度，將引起原生質體中毒或氣孔關閉，抑制光合作用。CO2濃度對光合作用的關系補充a—b:acbdeCO2的補償點CO2的因素對光合作用的影響在生產上的應用CO2濃度CO2是光合作用的原料。原料增加，產物必然增加。大氣中的CO2濃度是0.03%，如果濃度提高到0.1%，產量可提高一倍左右。濃度提高到一定程度后，產量不再提高。如果CO2濃度降低到0.005%，出現午休現象(夏日中午)

①施用有機肥②溫室栽培植物時，可以適當提高室內CO2濃度

小結CO2濃度對光合作用的影響因素對光合作用的影響在生產上的應用CO2濃度CO2是光合作用光合作用強度O時間：盛夏A

710121418水在生產上的應用對光合作用的影響因素預防干旱合理灌溉1.水是光合作用的原料2.水是體內各種化學反應的介質3.水還影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體3.水A點的含義是：溫度過高，氣孔關閉，CO2供應不足光合速率下降光合作用強度O時間：盛夏A71

t1t2t3

t44.溫度主要是通過影響酶的活性來影響光合作用和呼吸作用t1t2人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用溫度在生產上的應用對光合作用的影響因素①.適時播種②.溫室栽培時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫.③炎熱夏天正午光合作用弱的原因之一。

溫度是通過影響光合作用的酶來影響光合作用速率的。一般植物可在10℃～35℃下正常進行光合作用，其中以25℃～30℃最為適宜，35℃以上時開始下降，40℃～50℃即停止。高溫時：一方面高溫破壞葉綠體和細胞質的結構，并使葉綠體酶鈍化；另一方面，在高溫時，呼吸速率大于光合速率。低溫時，酶促反應下降，限制了光合作用的進行。

小結溫度對光合作用的影響溫度在生產上的應用對光合作用的影響因素①.適時播種溫度是通過例在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產量(有機物積累量)的關系如圖所示。理論上某種C3植物能更有效地利用CO2，使光合產量高于m點的選項是()A．若a點在a2，b點在b2時B．若a點在a1，b點在b1時C．若a點在a2，b點在b1時D．若a點在a1，b點在b2時D例在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產量解析：題干中“理論上某種C3植物能更有效地利用CO2”的提示，是解題的重要依據。a1點比a點的CO2濃度低，a2點比a點的CO2濃度高，所以能從a1點開始進行光合作用的情況下，要比從a點和a2點開始進行光合作用的光合產量高。當b點在b2時，也就是說CO2濃度提高了，光合作用仍舊能夠繼續提高(飽和點右移)。所以D項“若a點在a1，b點在b2時”其他條件不變，能夠利用CO2的范圍超過a點到b點，此時的光合產量必然超過m點。而A、B、C三項利用CO2的范圍均是等于或小于a點到b點，所以光合產量不會超過m點。本題屬于中等偏上難度，答案為D。A.若a點在a2，b點在b2時B.若a點在a1，b點在b1時C.若a點在a2，b點在b1時D.若a點在a1，b點在b2時解析：題干中“理論上某種C3植物能更有效地利用CO2”的提示合理施肥1.N元素2.P元素3.K元素4.Mg元素必需礦質元素在生產上的應用對光合作用的影響外因酶(蛋白質)、葉綠素、ATP、NADPH等的組成成分。ATP、NADPH等的組成成分可維持葉綠體膜的結構和功能對光合作用產物(如糖類)的合成和運輸有重要作用葉綠素的重要組成成分5.礦質元素總結：礦質元素是光合作用的產物-----葡萄糖進一步合成許多有機物時所必需的物質。如缺少N，就影響蛋白質的合成；缺少P就會影響ATP等的合成；缺少Mg就會影響葉綠素的合成，而這些物質又進一步影響光合作用。合理施肥1.N元素必在生產上的應用對光合作用的影響外因酶(部分礦質元素與光合作用的關系部分礦質元素與光合作用的關系甲圖：一定的光照強度下，溫度越高，光合作用強度越大。乙圖：一定的光照強度下，CO2濃度越高，光合作用強度越大。丙圖：一定的溫度下，光照強度越強，光合作用強度越強。小結甲圖：一定的光照強度下，溫度越高，光合作用強度越大。小結延長光合作用時間增加光合作用面積增加光能利用率提高光合作用效率控制光照強弱控制光質控制溫度控制CO2供應控制必需礦質元素供應控制H2O供應提高復種指數(輪作)溫室中人工光照合理密植間作套種通風透光在溫室中施有機肥，使用CO2發生器陰生植物陽生植物應用——提高農作物產量的措施紅光和藍紫光適時適量施肥合理灌溉保持晝夜溫差延長光合作用時間增加光能利用率提高光合作用效率控制光照強弱提化能合成作用自養生物

以光為能源，以CO2和H2O(無機物)為原料合成糖類(有機物)，糖類中儲存著由光能轉換來的能量。例如綠色植物。異養生物

只能利用環境中現成的有機物來維持自身的生命活動。例如人、動物、真菌及大多數的細菌。化能合成作用

利用環境中某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物。少數的細菌，如硝化細菌。光能自養生物化能自養生物所需的能量來源不同(光能、化學能)化能合成作用自養生物以光為能源，以CO2和H從上圖中可解讀出哪些信息？(1)曲線表示溫度、光照強度隨時間變化對光合作用和呼吸作用的綜合影響；(2)在b～d段時光合作用速率大于呼吸速率；(3)6點和18點時，呼吸速率超過光合速率；(4)曲線bcd圍成的面積代表植物白天凈積累的有機物量；(5)c點的形成是由光照過強和溫度過高等造成的。讀圖知信息從上圖中可解讀出哪些信息？讀圖知信息有關光合作用的計算方法

(1)

物質計算

依據光合作用的總反應式進行計算，反應式為：或

(2)

與細胞呼吸結合的計算,在光下，光合作用與細胞呼吸同時進行：

①

光合作用(實際)產氧量=實測的氧氣釋放量+細胞呼吸耗氧量.

②

光合作用(實際)二氧化碳消耗量=實測的二氧化碳消耗量+細胞呼吸二氧化碳釋放量。

③

光合作用葡萄糖凈生產量=光合作用(實際)葡萄糖生產量-細胞呼吸葡萄糖消耗量。

CO2+H2O

(CH2O)+O2葉綠體光葉綠體

6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光有關光合作用的計算方法

CO2+H2O

(CH2O)+O2AB光照時間0吸收量mg/dm2·hCO2C釋放量

CO2S1S2S3呼吸消耗量：凈積累量：總光合作用量：DE(S1+S3)S2凈值+呼吸消耗量=(S1+S2+S3)AB光照時間0吸收量mg/dm2·hCO2C釋放量CO2S例：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線圖。分析回答：1．為什么7～10時的光合作用強度不斷增強？2．為什么12時左右的光合作用強度明顯減弱？3．為什么14～17時的光合作用強度不斷下降？1.7～10時的光照不斷增強，所以光合作用強度不斷增強。2.12時左右的溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔關閉，二氧化碳供應減少，所以光合作用強度明顯減弱。3.14～17時的光照不斷減弱，所以光合作用強度不斷減弱。讀圖知信息例：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強度的曲線CCCCDD[H]ATPCO2糖類[H]ATPCO2糖類NADPHATPNADPHATP光反應類囊體薄膜上暗反應基質中光反應類囊體薄膜上暗反應基質中紅光和藍紫紙層析[解析]葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，可用紙層析法分離出葉綠體中的色素．紅光和藍紫紙層析[解析]葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍紫光葉綠體的基質葉綠體的類囊體薄膜[解析]進行光合作用時，光反應消耗ADP，暗反應產生ADP，故葉綠體中ADP從葉綠體的基質移向葉綠體的類囊體膜．人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用葉綠體的基質葉綠體的類囊體薄膜[解析]進行光合作用時，光反應CO2濃度低隨著玻璃罩內CO2濃度降低,光合速率降低,光合作用消耗的CO2等于呼吸產生的CO2[解析]分析圖解可知,E點之后玻璃罩內的二氧化碳濃度維持穩定,即光合作用等于呼吸作用,這是由于密閉玻璃罩內的二氧化碳濃度是有限的,即限制E點之后光合速率的主要環境因素是CO2濃度.E點和D點比較,兩點的光照強度相同,由于E點的CO2濃度較低,暗反應慢,所以導致光反應慢,故E點葉綠體中O2的生成速率較D點時低.隨著玻璃罩內CO2濃度降低,光合速率降低,光合作用消耗的CO2等于呼吸產生的CO2,因此E點之后玻璃罩內CO2濃度維持穩定.人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用CO2濃度低隨著玻璃罩內CO2濃度降低,光合速率降低,光合作增加4[解析]G點時，CO2濃度比A點時少，CO2用于光合作用中合成有機物的原料，因此說明該植物體中的有機物含量比A點時增加。人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用增加4[解析]G點時，CO2濃度比A點時少，CO2用于光合作D人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用D人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教A人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用A人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用人教C人教版高中生物必修一課件完美版：能量之源—光與光合作用