创设情景
提出问题
同学们，我们刚学习了光合作用的过程，了解了光合作用的原理，学习这些生物学理论的价值，在于学以致用，利用相关生物学理论指导生产、生活实践。例如，提高农作物产量的关键，就是提高作物的光合作用强度。影响光合作用强度的有外界因素和内部因素。今天我们就来研究环境因素对光合作用强度的影响。
自主学习
一、影响光合作用强度的外界因素？
二、测定光合作用强度的指标有哪些？
三、参考案例：探究光照强度对光合作用强度的影响
1 打孔器取叶片时为什么要避开大的叶脉？
让小圆形叶片内的气体逸出的方法？让气体逸出的目的是？
真空渗水法
三只小烧杯分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水，怎样保证含有的二氧化碳相同？
怎么调整光照强弱？
怎样判断放出氧气的多少？
本实验中的自变量、无关变量和因变量？
画出本实验的简图（画其中一个装置的简图）
3、在台灯的照射下，会发热，会影响实验装置内水的温度吗？如何解决这个问题？
3、在实验中，每隔一段时间（大约5分钟），就用注射器吸掉一些温度发生变化的清水，并加入适量相应温度的清水，使水温维持在一定值。
1、本实验是通过哪个指标来判断光合作用强弱的？
1、氧气的释放量
一、探究“光照强度对光合作用的影响”
⑴提出问题：影响光合作用强度的外界因素有：，
，，，等。
⑵作出假设：在一定光照强度范围内，光照越强，光合作用越强。
⑶设计实验：材料用具：打孔器、注射器、40W台灯、烧杯、绿叶（如菠菜叶）
思考：如何制造强、中、弱三种强度的光照条件？
实验用的小圆叶片必须排出，待其沉入水底，放入处盛有清水的烧杯中，水中必须富含，进行不同强度的光照，观察记录同一时间段内
。
从上面的实验现象中，我们能得出的结论是
。
合作探究：
二、请你重新选择一种环境因素，通过实验探究它对光合作用强度的影响。
实验流程：（详细写出相关的内容）提出问题
作出假设
设计并进
行实验
实验现象
及分析
实验结论
教学反思
1、成功之处
①在教师的指导下，学生通过自主、合作、理性的探究性学习，发展科学探
究能力，体现了新课程“倡导探究性学习”的理念。
②本节课具有较强的开放性，学习方式多样化，突破了探究式教学的难点。
③探究活动有效促进了学生的参与程度与认知程度，高质量实现了新课程
目标。
2、存在的不足
①大班授课，学生人数多，高效率组织教学方面仍需改进与加强。
②学校实验设备不全。
3、值得进一步研究的课题
①如何解决大班探究的效率问题。
②如何在教学过程中实现有效的师生评价。
致谢本文撰写过程及实验教学过程中承蒙揭阳市教育局詹荣华老师指导并提出修改意见，特此鸣谢！
本课例参加揭阳市生物实验课比赛获一等奖
第２3课时光合作用的影响因素和原理的应用 ［目标导读］ 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。３.阅读教材，了解化能合成作用。 ［重难点击]影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 一探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响,其中光照的影响最为重要。 １.光合作用强度的表示方法 错误! 2．探究光照强弱对光合作用强度的影响 （1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强,单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。 （2)实验流程 打出小圆形叶片(30片）:用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出（直径＝1ｃm) ↓ 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2)等 ↓ 小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 ↓的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取３只小烧杯,分别倒入20 mL富含CO2的清水,各放入 10片小圆形叶片,用强、中、弱三种光照分别照射 ↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内,随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。 3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系,请分析: (1)说出各点代表的生物学意义
①Ａ点：光照强度为零,只进行细胞呼吸。 ②B点：光合作用强度等于呼吸作用强度,为光补偿点。 ③C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度,即光饱和点。 （2)说出各线段代表的生物学意义 ①ＯA段：呼吸作用强度。 ②AＢ段:随光照增强,光合作用增强,但仍比呼吸作用弱。 ③BＤ段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。 ④DE段:光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。 归纳提炼 1.除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用,绿光不适合光合作用。太阳光中各种色光均衡,对植物最有利。 2．光合作用速率或称光合作用强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用生成有机物的量（通常用释放多少Ｏ2或消耗多少CO2来表示）。包括表观光合作用速率和真正光合作用速率,它们和光照强度的关系如下图： 活学活用 1.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下ＣＯ2吸收和释放的情况如图1所示。图2所示细胞发生的情况与图1曲线中AB段(不包括Ａ、B两点)相符的一项是（) 问题导析(1)图１中A点细胞只进行细胞呼吸，与图２中的B图相对应。 (2)AＢ段呼吸作用强度大于光合作用强度,线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用外,还有部分释放到细胞外,对应图2中的A图。
CO2浓度对光合作用强度的影响 （1）曲线（一） ①在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度升 高而加快，但达到一定浓度后，再增大CO2浓度， 光合作用速率不再加快。 ② CO2补偿点：A点，外界CO2浓度很低时， 绿色植物叶不能利用外界的CO2制造有机物，只有当植物达到CO2补偿点后才利用外界的CO2合成有机物。 B点表示光合作用速率最大时的CO2浓度，即CO2饱和点，B点以后随着CO2浓度的升高，光合作用速率不再加快，此时限制光合作用速率的因素主要是光照强度。 ③若CO2浓度一定，光照强度减弱，A点B点移动趋势如下： 光照强度减弱，要达到光合作用强度与呼吸作用强度相等，需较高浓度CO2，故A点右移。由于光照强度减弱，光反应减弱而产生的[H]及ATP减少，影响了暗反应中CO2的还原，故CO2的固定减弱，所需CO2浓度随之减少，B点应左移。 ④若该曲线表示C3植物，则C4植物的A、B点移 动趋势如下：由于C4植物能固定较低浓度的CO2， 故A点左移，而光合作用速率最大时所需的CO2浓度 应降低，B点左移，曲线如图示中的虚线。 （2）曲线（二） a-b:CO2太低，农作物消耗光合产物；
b-c:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强； c-d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变； d-e:CO 2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。 （3）曲线（三） 由于C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶，对CO2的亲和 力很强，可以把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定 下来，故C4植物能利用较低的CO2进行光合作用，CO2的补偿点低，容易达到CO2饱和点。而C3植物的CO2的补偿点高，不易达到CO2饱和点。故在较低的CO2浓度下（通常大气中的CO2浓度很低，植株经常处于“饥饿状态”）C4比C3植物的光合作用强度强（即P点之前）。一般来说,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。 3．温度对光合作用强度的影响：它主要通过影响暗反应 中酶的催化效率来影响光合 作用的速率。在一定温度范 围内，随着温度的升高，光合速率随着增加，超过一定 的温度，光合速率不但不增大，反而降低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2供应减少，从而间接影响光合速率。 ①若Ⅲ表示呼吸速率，则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率
影响光合作用的因素教学设计 一、教材分析 教材上关于光合作用这一部分内容只介绍了光合色素、光合作用的原理和应用、光合作用的过程和化能合成作用，而影响光合作用的因素以及这些因素是怎样影响光合作用的，并没有过多提及。但是，在实际应用中，这些与农业生产息息相关，在历年高考中也占据了十分重要的地位，所以，这一部分的内容是不可忽略的。 二、学情分析 这节课的授课对象是高一年级的学生，是在学习了光合作用的相关知识后的一个拓展内容。虽然他们刚刚进入高中，但是已经具备了一定的逻辑思考能力。而且经过前几节课的铺垫，对光合作用相关知识也已经有了一定的理论知识基础。 三、教学目标 1、掌握光合作用过程中，外界条件的变化对光合作用的进行有着怎样 的影响。 2、通过对影响因素的分析，培养学生良好的思维品质，初步学会科学 研究的一般方法，锻炼科学探究能力。 3、能够将所学知识与实际生活相联系，更好的应用于生产生活实践， 使学生认识到生物科学的价值，从而提高对生物的兴趣。 四、教学方法设计 板书和多媒体相结合，利用板书进行上节课有关光合作用过程的回顾，并引出本节课的内容。因为课程所需要的图像比较多，所以本节课以多媒体教学为主，板书为辅。 五、教学设计 通过上节课的学习，同学们已经了解了光合作用的大致过程，那么咱们首先来回顾一下这个过程（利用板书进行一个简单的复习） 根据光合作用的过程，我们可以看到二氧化碳和光照都会影响光合作用的进行，那么它们的变化会使光合作用有怎样的改变呢？我们今天一起来探讨一下。 在探讨光合作用的变化之前，咱们先来看几个概念（PPT给出）：呼吸速率、净光合速率、总（真正）光合速率，并用二氧化碳的释放、二氧化碳的吸收、氧气的释放、氧气的吸收、有机物的积累来表示上述三个概念。 了解以上几个概念，那么开始进行今天的主要内容： 1、光照强度与光合作用的关系 （1）
有关光合作用的曲线图的分析 1.光照强度对光合作用强度的影响 （1）、纵坐标代表实际光合作用强度还是净光合作用强度？ 光合总产量和光合净产量常用的判定方法： ①如果CO2 吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量； ②（光下）CO2 吸收量、O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量； ③光合作用CO2 吸收量、光合作用O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。 因此本图纵坐标代表的是净光合作用强度。 （2）、几个点、几个线段的生物学含义： A点：A点时光照强度为0，光合作用强度为0，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用。净光合强度为负值由此点获得的信息是：呼吸速率为OA的绝对值。 B点：实际光合作用强度等于呼吸作用强度（光合作用与呼吸作用处于动态衡），净光合作用强度净为0。表现为既不释 放CO2也不吸收CO2 C N点：为光合作用强度达到最大值（CM）时所对应的最低的光照强度。（先描述纵轴后横轴） AC段：在一定的光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐增加 AB段：此时光照较弱，实际光合作用强度小于呼吸作用强度。净光合强度仍为负值。此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余。表现为释放CO2。 BC段：实际光合作用强度大于呼吸作用强度，呼吸产生的CO2不够光合作用所用，表现为吸收CO2。 CD段：当光照强度超过一定值时，净光合作用强度已达到最大值，光合作用强度不随光照强度的增加而增加。 （3）、AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素 在纵坐标没有达到最大值之前，主要受横坐标的限制，当达到最大值之后，限制因素主要是其它因素了 AC段：限制AC段光合作用强度的因素主要是光照强度。 CD段：限制CD段光合作用强度的因素主要是外因有：CO2浓度、温度等。内因有：酶、叶绿体色素、C5 （4）、什么光照强度，植物能正常生长？ 净光合作用强度> 0，植物才能正常生长。 BC段（不包括b点）和CD段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以白天光照强度大于B点，植物能正常生长。 在一昼夜中，白天的光照强度需要满足白天的光合净产量 > 晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。
1.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ） （1）分析影响光合作用速率的内外因（从底物、条件和产物分析） （2）总结光合作用原理在农业生产方面的应用 分析影响光合作用的因素，我们要从光合作用的反应式出发，从反应物、产物和反应条件三个方面入手。 光合作用强度（光合速率）：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。 对坐标曲线分析采用：识轴→明点→析线 一、单因子变量对光合作用影响的曲线分析 1.光照强度 （1）原理：影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应 （2）曲线 光补偿点：光合作用强度与呼吸作用强度相等时刻的光照强度。光照强度>光补偿点，植物才能生长。 光饱和点：光合作用强度达到饱和时的最低光照强度。 （3）应用：温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用速率。 判断光补偿点的移动 （1）光合作用增强，呼吸作用不变或减弱 若外因使光合速率大于呼吸速率，左移。 （2）光合作用不变或减弱，呼吸作用增强 若外因使光合速率小于呼吸速率，右移。
判断光饱和点的移动 植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高。影响暗反应的因素如CO2浓度、温度（影响酶的活性）、pH（影响酶的活性）会影响光饱和点。所以我们在分析时要抓住这一本质，如果外界因素使暗反应增强，则光饱和点右移，反之，则左移。 分析表中数据可知，若其他条件不变，当pH由9.0增大到10.0时水葫芦的光补偿点最可能（左移/右移/不移动）。光饱和点最可能（左移/右移/不移动）。 【例2】图甲表示某植物体在30℃恒温时的光合速率（以植物体对O2的吸收或释放量计算）与光照强度的关系。
影响光合作用的因素： 光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。 ①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加，但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制如图。 光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。 植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO2总量）。净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。 ②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。 ③CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。如图所示。 ④必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离休叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。 5、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段（糖酵解），是在细胞质基质中进行。在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被[H]还原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。如图。由于无氧呼吸哪有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到A TP中的能量就更少，还有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精乳酸等。有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，把有机物中的能量全部释放出来，约有44％的能量转移到ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。 6、影响呼吸作用的因素： ①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强
总光合作用强度和净光合作用强度区分植物的总光合速率(也即是总光合作用强度)= 净光合速率+呼吸速率 植物的总光合速率=真正光合速率=实际光合速率 植物的净光合速率=表观光合速率 一、根据数据表格中的关键词作判断 （1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指总光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是净光合强度。 （2）如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是总光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是净光合强度。 （3）如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指的是总光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”O2的量则指的是净光合强度。 例1将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h （光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。 可以得出的结论是（） A．该植物光合作用的最适温度约是27℃ B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃ C． 27～29℃下的净光合速率相等 D． 30℃下的真正光合速率为2mg/h 解析：理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键。由表中数据绘出曲线可知，暗处理后重量的变化表示呼吸速率，29℃暗处理1h后重量变化值最大，故B正确。1h光照后与暗处理前的重量变化表示在这2h内的重量净变化，真正总光合速率=净光合速率＋呼吸速率。27℃、28℃、29℃、30℃总光合速率分别为5、7、9、3mg/h，因此该植物光合作用的最适温度约为29℃。27℃、28℃、29℃、30℃净光合速率分别为4、5、6、2mg/h。 答案：B 二、根据坐标系中曲线的起点作判断
影响光合作用的因素练习题 一、内部因素对光合作用速率的影响及应用 1．同一植物的不同生长发育阶段 曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是___________、_________、__________ 应用：根据植物在不同生长发育阶段__________速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。 2．同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率______；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之______。 应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其___________消耗的有机物。 二、外界因素对光合作用速率的影响及应用 1．单因子因素 (1)光照强度 ①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响____________阶段，制约________________________的产生，进而制约__________阶段。 ②图像分析：A点时只进行_________；AB段随着光照强度的增强，________强度也增强，但是仍然小于____________强度；B点时代谢特点为__________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强；
C点对应的光照强度为____________，限制C点的环境因素可能有_________________等。 ③完成填空后，在下面的四幅图中标出A点、AB段、B点和B点之后的氧气和二氧化碳转移方向。 ④应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于____点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。 (2)光照面积 ①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点 为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是_____________________ ②OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后 不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断(BC段)。 ②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封顶过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。 (3)CO2浓度 ①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响阶段，制约生
光照强度对光合作用影响的有关曲线分析 安徽省肥西三中韩德义 影响光合作用强度的环境因素有很多，如光照强度、二氧化碳浓度、温度、光的成分、水分、矿质元素等，本文就光合作用强度随光照强度的变化而变化的几个坐标图，进行简单地分析。 一、光照强度影响光合作用强度的曲线 由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和（称为“表观光合作用强度”）。如下图： （一）光合作用量 在光照条件下，植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在着如下的关系： 1．光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。 2．光合作用实际CO 2消耗量（叶绿体消耗CO 2 量）=实测植物CO 2 消耗量+细胞呼吸CO 2 释 放量。 3．光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。 通常情况下，以下几种说法应分别代表不同的光合量。 ⑴表示净光合量（表观光合量） ①植物（叶片）“吸收”CO 2量或实验容器内CO 2 的减少量 ②植物（叶片）“释放”O 2量或实验容器内O 2 的增加量 ③植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量 ⑵表示总光合量（实际光合量） ①叶绿体“吸收”CO 2 量 ②叶绿体“释放”O 2 量 ③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量 （二）图形分析： A点：表示植物处于黑暗处，植物不能进行光合作用只有细胞呼吸，此时，叶绿体不吸 收CO 2，植物释放的CO 2 =线粒体释放的CO 2 ，植物外观上表现为从外界吸收O 2 向外界释放CO 2 ， 如下图甲。 AB段：弱光下，植物的细胞呼吸作用＞光合作用，即线粒体所释放的CO 2 ，除一部分被 叶绿体捕获用于光合作用外，还有一些CO 2 将释放到外界，此时植物的外观表现为从外界吸收 O 2向外界释放CO 2 ，如图下乙。 B点：此为光补偿点，表示植物制造的有机物量恰好能够补偿呼吸消耗，即光合作用强 度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO 2也不释放CO 2 ，既不吸收O 2 也不释
叶片光合作用强度测定的两种方法 一、沉叶浮起法 为了验证叶片光合作用受到光质的影响，可用所给出的特殊光质，按下列实验步骤进行实验设计，并对实验预期进行分析。 例：用沉叶浮起法测定叶片光合作用强度。 1．实验材料与用具：小烧杯3只（对照实验用）、三棱镜（产生不同的单色光：如红光、黄光、绿光）、打孔器（选取同样大小的圆形叶片）、注射器（制备无空气的植物叶片）、40W灯泡（提供照明）、烧杯（提供模拟环境）、富含CO2的NaHCO3稀溶液（提供CO2）、新鲜菠菜叶片。 实验过程中O2和CO2在水中的溶解量可忽略不计。 2．实验步骤 (1)取生长旺盛的菠菜叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆片30片（打孔时要避开叶脉较大的部位） (2)将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆片内的气体逸出。这一步骤可重复N次。 (3)将内部气体逸出的小圆片放入黑暗处盛有清水的浇杯中待用（这样的叶片因为细胞间隙充满清水，所以全部沉水底）。 (4)分组对照实验 ①分为三个组：取三只小落杯编号为甲、乙、丙。各倒入20mL的富含CO2的NaHCO3的稀溶液，并分别向3只小烧杯中各随机放入10片菠菜叶圆片。 ②用40W的灯泡照射三棱镜，三棱镜将光散射成红光、黄光、绿光分别作用用于3只小烧杯甲、乙。丙 ③观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆片浮起的数量（叶片完全浮起的观察时间相同，浮起的状态相同） 3．预测结果 单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆片浮起的数量最多，绿光作用下的小圆片浮起的数量最少。 4．结果分析 因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最弱。因此在红光照射时产生的O2增加最快，叶片上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯中和叶片上浮最慢。 5．单色光强度对结果的影响 增强单色光强度能对实验结果产生影响。 二、半叶干重法 测定叶片光合作用速率的方法——半叶干重法，实验过程如下： （注：1.总光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率；2.光合速率可用单位面积叶片在单位时间内固定的CO2的量或合成有机物的量来表示） 1．选择同一植株上生长状态良好、发育程度相似的叶片若干，叶片主脉两侧对称。 2．在叶柄处经过特殊处理使筛管的运输能力受阻、导管功能正常（即让叶柄可运输水分、无机盐而不能运输有机物。讨论最终结果），保证光合作用和呼吸作用能正常进行。 3．剪取叶片下半部叶片，立即保存于暗处（此叶片简称为暗片），另一半叶片同主脉保留在枝条上给予正常光照（此叶片简称光片）。控制光叶和暗叶的温度、湿度一致，开始记录时间。 4．数小时后剪下光叶。从光叶和暗叶上各切取相同大小的叶块，立即烘干至恒重，分别用分析天平称重，将结果记录在数据表中。通过相关计算和数据处理，可以测定光合作用的速率大小。 （1）将生长状态良好和发育程度相近的叶片作为实验材料的理由：叶片的发育状况不同，它的光合作用和呼吸作用就会不同。将会影响测定的准确度。 （2）阻止筛管运输功能的目的是防止叶片合成的有机物向外运输（从而避免影响实验结果）。如果处理不当使叶脉中的导管也受到损伤，叶片将会出现萎蔫现象。 （3）光叶与暗叶的呼吸作用速度从实验操作来看应该是基本相同或没有明显差异的。 （5）光合作用速度计算 光合作用速度（X）＝叶块干重差（光叶干重－暗叶干重(mg）/（叶块面积(cm2)×光照时间(h)）。
辐射光对植物光合作用的影响 摘要：太阳辐射是地球上生物有机体的主要能源源泉，植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系。太阳辐射以光和效应、热效应和形态效应对植物生长发育的各方面产生影响，决定了植物产量形成及地理分布。一般来说，植物干物质有90%~95%是来自光合作用。作为种植业基础的光合作用与农业生产有着非常密切的联系，如何提高作物产量是光合作用研究的重要方面。因此，如何充分利用照射到地球表面的太阳辐射能，制造更多的光合产物，是农业生产中的一个根本性问题。 关键词:太阳辐射光合作用光效应热效应形态效应太阳辐射光谱随波长的分布，它分为紫外线区、可见光区、红外线区。紫外线区的波长小于0．4微米，可见光区的波长介于0．4-0．76微米之间，红外线区的波长大0．76微米。不同波段的辐射光对植物生命活动起着不同的作用，它们在为植物提供热量、参与光化学反应及光形态的发生等方面，各起着重要的作用。 一、不同光谱成分对作物的影响 （1）波长大于1.0微米的辐射，被植物吸收转化为热量，影响植物体温和蒸腾作用，可促进干物质的积累，但不参加光合作用。 （2）波长在1.0-0.27微米的辐射，只对植物伸长起作用，其中0.78-0.80微米的近红外光，对光周期及种子形成有重要作用，并控制开花与果实的颜色。 （3）波长在0.72-0.61微米的红光和橙光，可被植物体叶绿素强烈吸收，光合作用最强。并表现为强光合作用。 （4）波长在0.61-0.51微米的绿光，表现为低光合作用和弱成形作用。 （5）波长在0.51-0.40微米的蓝紫光，可被叶绿素和叶黄素较强烈地吸收，表现为强的光合作用与成形作用。 （6）波长在0.40-0.32微米的紫外光，主要起成形和着色的作用。 (7)波长在0.32-0.28微米的紫外光，对大多数植物有害。
第23课时 光合作用的影响因素和原理的应用 [目标导读] 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 3.阅读教材，了解化能合成作用。 [重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 一 探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响，其中光照的影响最为重要。 1.光合作用强度的表示方法 ????? 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO 2的量 单位时间内光合作用放出O 2的量 2.探究光照强弱对光合作用强度的影响 (1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。 (2)实验流程 打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径＝1 cm) ↓ 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O 2)等 ↓ 小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 ↓ 的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20 mL 富含CO 2的清水，各放入 10片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射 ↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。 3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：
光合作用强度指标和影响因素 1、光合作用强弱变化的指标 光合作用强弱变化的指标通常是光合速率和光合生产率。 光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量或有机物的消耗量。一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。 光合生产率，又称净同化率率，是指植物在较长时间（一昼夜或一周）内，单位叶面积生产的干物质量。光合生产率比光合速率低，因为已去掉呼吸等消耗。 2、影响光合作用的因素 内因： 1）叶龄： 叶片的光合速率与叶龄密切相关。从叶片发生到衰老凋萎，其光合速率呈单峰曲线变化。新形成的嫩叶由于组织发育不健全、叶绿体片层结构不发达、光合色素含量少、光合酶含量少、活性弱、气孔开度低、细胞间隙小、呼吸细胞旺盛等原因，净光合速率很低，需要从其它功能叶片输入同化物。随着叶片的成长，光合速率不断提高。当叶片伸展至叶面积最大和叶厚度最大时，光合速率达最大值。通常将叶片充分展开后光合速率维持较高水平的时期，称为叶片功能期，处于功能期的叶叫功能叶。功能期过后，随着叶片衰老，光合速率下降。 2）光合产物的运输： 光合产物从叶片中输出的快慢影响叶片的光合速率。例如，摘去花或果实使光合产物的输出受阻，叶片的光合速率就随之降低。反之，摘除其他叶片，只留一个叶片和所有花果，留下叶片的光合速率就会增加。如对苹果枝条进行环割，光合产物会积累，则叶片光合速率明显下降。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中的淀粉合成和淀粉粒形成，过多的淀粉粒一方面会压迫和损伤叶绿体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而阻碍光合膜对光的吸收。
光对光合作用的影响 荣成第二实验中学李福好 学习目标： 1、掌握光合作用的概念、反应式 2、认识光是光合作用不可缺少的条件及光照强度对植物光合作用的影响 3、通过设计实验，提高实验设计的能力 4、从光照强度是影响光合作用因素的角度，分析光合作用原理在生产中的应用 重点、难点： 1、认识光是光合作用不可缺少的条件及光照强度对植物光合作用的影响 2、通过设计实验，提高实验设计的能力 教师准备： 1、精心准备导学案，设计多媒体课件 2、为学生编好小组 学生准备： 复习光合作用的相关知识 课型：复习课 教学设计思路： 本次优质课讲的内容是初一生物下册第四、五章的知识，课型是复习课。第四、五章共三节，主要是光合作用和呼吸作用的相关知识，知识容量比较大并且对初一的学生来说即使是学过一遍复习起来难度也较大。如何设计好本节课，是成败的关键。第四章第一节是绿叶在光下制造有机物，第二节是植物对有机物的利用，第五章是碳氧平衡。单复习一节的话，内容较少且这三节都有内在联系不好分割。全复习内容又太多。后来经过反复思考，确定了以影响光合作用的因素之一“光”这一因素为中心，将这三节中有关“光”这一因素的相关知识提取出来，围绕“光对光合作用的影响”、“光照强度对光合作用的影响”这两个实验展开探究。在让学生掌握一些基础知识的同时，着重提高学生的实验探究能力。第一个实验是课本中的让学生对着导学案中的问题自主复习，小组合作交流。第二个实验是让学生在掌握第一个实验的基础上自主设计实验，大胆进行探究，要求每位同学能画出实验装置简图，并能说出设计思路及预想的现象结论，从而使学生的设计实验的能力得以提高。 课堂实录： 主讲教师：李福好（荣成市第二实验中学） 学校：乳山市怡园中学 班级：初一八班
点移动：光照强度与光合作用强度关系曲线图中各点移动 光合作用速率是表征光合作用快慢的物理量，通常以单位时间单位叶面积上吸收的CO2的mg数表示，影响光合作用的因数有温度、CO2浓度、光照强度、必须矿物质供应水分等多种因素，常见的命题因数是光照强度，这不仅是光合作用需要光的原因，而且更重要的原因是光照强度影响光合作用是一个极其复杂的过程，较容易形成区分度，对于考生能力的考查有较好的体现，本文将就光合强度与光合速率关系的曲线图中各点如何移动一部分探讨，以供同行参考。 1、光照强度与光合速率的关系曲线图各点涵义 光照强度与光合速率的关系曲线图如图1所示，要解答各点移动的问题，首先是明白该图中各点的涵义。a点光照强度为0，则此时植物只进行呼吸作用，该点表示该植物在该温度下的呼吸作用强度，而且整条曲线的呼吸作用强度不变，因此，在温度改变的情况下，a点的文职可能上移或下移，进一步影响b点和c点的位置。B点表示同一种子在同一时间内，光合作用吸收CO2与呼吸作用放出CO2量相等，该点称之为光补偿点，植物在光补偿点时，有机物形成和消耗相等，不能够积累于物质，而且夜间好要消耗于物质，因此，从全天来看，植物所需要的最低光照强度必须高于补偿点，才能使植物正常生长，一般情况，阳生植物的光补偿点高于阴生植物。 C点光照强度不再为光合作用强度的限制因素，即光合作用不再随着光照强度增大而增大，此点昌盛的原因是电子传递反应，酶活性等成为限制因子，CO2代谢与吸收光能不同步，因此，通常认为此时光合作用强度被CO2的浓度限制，植物的饱和光强与品种、叶片厚度、单位叶面积、叶绿素含量多少等有关，大体上，阳生植物叶片饱和光强为360—或更高，阴生植物的饱和光强为90—180mol m-2s-1，上述饱和光强的数值是指单叶而言，对群体则不适用，因为大田作物群体对光能利用与单株叶片不同，群体枝叶繁茂，当外部光照很强，达到单叶饱和光强以上时，而群体内部的光照强度仍在饱和强度以下，中、下层叶片就比较充分利用全体中的透射光和反射光，群体对光能利用更充分，饱和光强就会上升，因此，整个曲线图只能对单株叶片而言，不对整株。 2、曲线各点移动的分析 温度 2.1.1在最适温度以下升高温度 如图1所示，如升高温度，但温度对光合作用和呼吸作用而言，都还在最适温度以下，则有，升温，呼吸作用加强，且强度远大于光合作用，a点向下移动，b点向右移动，需要较
探究环境因素对光和作用的影响实验 一、实验目的与要求 1.探究影响光合作用强度的环境因素 2.掌握以曲线、图表形式表示各种环境因素对光合作用的影响的实验方法 二、实验内容 1.探究不同光照强度对光合作用强度的影响 2.探究不同CO2浓度对光合作用强度的影响 3.探究不同光质对光合作用强度的影响 三、实验原理 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CO2并排除O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据同等数量叶片所需时间，来比较光合作用的强弱。 四、试验材料 器材：菠菜叶、2%的NaHCO3 用具：打孔器、注射器、烧杯、纸杯、标签100W灯泡五架、吸管 五、实验步骤 制作圆叶片 1. 取5 ～6 片菠菜叶片上下重叠，用直径为1cm 的钻孔器垂直打孔，获得直径为1cm 的小圆叶片。打孔时注意避开主叶脉。 2.每次取10片叶圆片，放入已吸入5mL 水的注射器中，将注射器置于垂直状态，轻轻排除注射器前端的空气，然后，用手指堵住注射器前端管口，将注射器活塞用力向下拉，连续3 ～ 4 次，直到除去叶圆片细胞间隙内的空气。
3.将叶圆片连同水倒入烧杯中避光保存 （一）探究不同光照强度对光合作用强度的影响 ①取3只小烧杯，标号为1-3号。分别加入30mL 的2%NaHCO3溶液; ②每只烧杯中分别放入10片叶圆片，并均匀置于烧杯底部; ③将3只烧杯分别置于距功率为100W 的光源10cm、20cm 、30cm距离下，同步开 启电源后开始计时，观察并记录五片叶圆片每片上浮所需的时间。
光照强度与光合作用强度关系曲线图中各 点移动2
（1）高等植物光合作用与呼吸作用 a.与溶液pH变化关系 [模型1] 在一个透明的容器中加入适量NaHCO3稀 溶液，将杨树叶片迅速封入其中，装置如图所示，摇动 容器，使容器内空气中的CO2和溶液中的CO2达到动 态平衡，在保持温度不变的条件下，进行如下实验，试 根据实验回答下列问题： ①光照几分钟后，容器内溶液的pH (增大、减小)，其原因是。 ②随着光照时间的延长，溶液pH的变化速度趋于变 (快、慢)，其原因是。 ③若将装置置于暗室中，一段时间后，溶液的pH (增大、减小)其原因是。 ④该装置可以用来研究植物的和。 [答案] ①增大植物光合作用消耗CO2大于呼吸作用产生的CO2，引起溶液中的碳酸氢根离子减少，使得氢离子浓度降低，溶液pH增大。 ②慢随着光照时间的延长，光合作用溶液中的碳酸氢根离子大量消耗，导致碳酸氢根离子转化为CO2的量减少，氢离子浓度降低的速度减慢，溶液pH 的变化速度转慢。 ③减小在暗室中叶片进行呼吸作用，释放CO2，容器中CO2浓度增加，使溶液中碳酸增加，pH减小。 ④光合作用呼吸作用
［模型2］为验证光合作用的必需条件CO2，某学生用一种对酸碱性灵敏度较高的指示剂—BTB溶液来试验(该指示剂在酸性条件下呈黄色，在碱性条件下呈蓝色)。该学生利用BTB溶液设计了如下实验。具体步骤为：（1）在A、B、C三只500mL的平底烧瓶中分别加入经煮沸后冷却的蒸馏水300mL和 1mLBTB溶液．再加入几滴植物油，在液面上形成一层油膜； （2）通过油膜向三只烧瓶中分别注入等量CO2使瓶中液体变成黄色； （3）通过油膜向A、B两只烧瓶中，分别加入大小相似，生长状况相同的金鱼藻，C烧瓶不加； （4）用黑纸将A烧瓶包住，B、C两只烧瓶置于光下。一小时后观察三只烧瓶内液体的颜色变化如下：A、C烧瓶内的溶液呈现黄色；B烧瓶内溶液呈现蓝色。为使实验结果真实可信，排除光照、金鱼藻枝条、组成烧瓶的化学物质三种因素可能对实验结果的影响，设计了二个对照实验，试分析下列二组对照实验分别排除何种因素对实验的干扰： (1)A烧瓶的实验结果与烧瓶组合，可排除因素对实验结果的影响； (2)C烧瓶的实验结果与烧瓶组合，可排除因素对实验结果的影响。 (3)B烧瓶内颜色变化原因是。 [答案] （1）B 金鱼藻枝条（2）B 光照 （3）金鱼藻光合作用吸收CO2大于呼吸作用释放的CO2， 使瓶中CO2降低，HCO 减少，H+浓度降低，pH升高，溶液呈蓝色。 3 b.温度、CO2浓度、光照强度对植物光合作用的影响
外部因素对光合作用的影响 植物的光合作用经常受到外界环境条件和内部因素的影响而发生变化。表示光合作用变化的指标有光合速率和光合生产率。 光合速率（photosynthetic rate ）是指单位时间、单位叶面积吸收CO 2的量或放出O 2的量。常用单位有μmolCO 2·m -2·s -1和μmolO 2·dm -2·h -1。一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率(apparent photosynthetic rate)或净光合速率(net photosynthetic rate)。如果把表观光合速率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。 光合生产率 ，又称净同化率(net assimilation rate, NAR)，是指植物在较长时间（一昼夜或一周）内，单位叶面积生产的干物质量。常用g ·m -2 ·d -1表示。光合生产率比光合速率低，因为已去掉呼吸等消耗。 一、光照 光是光合作用的能量来源，是形成叶绿素的必要条件。此外，光还调节着碳同化许多酶的活性和气孔开度，因此光是影响光合作用的重要因素。 1、光照强度 （1）光强－光合曲线（也称需光量曲线） 在暗中叶片无光合作用，只有呼吸作用释放CO 2。随着光强的增高，光合速率相应提高，当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强称为光补偿点（light compensation point ）。在一定范围内，光合速率随着光强的增加而呈直线增加；但超过一定光强后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再随光强增加而增加，这种现象称为光饱和现象（light saturation ）。光合速率开始达到最大值时的光强称为光饱和点(light saturation point)。 如下图所示： -20-10 010203040 50
外部因素对光合作用的影响 植物的光合作用经常受到外界环境条件和内部因素的影响而发生变化。表示光合作用变 化的指标有光合速率和光合生产率。 光合速率(photosynthetic rate 是指单位时间、单位叶面积吸收 CO 2的量或放出O 2的量。 常用单位有卩molCO 2 ? m -2 ? s -1和卩molO 2 ? dm -2 ? h -1。一般测定光合速率的方法都没有把叶 片的呼吸作用考虑在内，所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数，称为 表观光 合速率(apparent photosynthetic rate 或净光合速率(net photosynthetic rate 。如果把表观光合速 率加上呼吸速率，则得到总(真正)光合速率。 光合生产率(photosynthetic produce rate)又称净同化率(net assimilation rate, NAR),是指 植物在较长时间(一昼夜或一周)内，单位叶面积生产的干物质量。常用 g ? m -2 ? d -1表示。 光合生产率比光合速率低，因为已去掉呼吸等消耗。 一、光照 光是光合作用的能量来源，是形成叶绿素的必要条件。此外，光还调节着碳同化许多酶 的活性和气孔开度，因此光是影响光合作用的重要因素。 1、光照强度 (1)光强一光合曲线(也称需光量曲线) 在暗中叶片无光合作用，只有呼吸作用释放 CO 2。随着光强的增高，光合速率相应提高， 当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强称为 光 补偿点(light compensation point )。在一定范围内，光合速率随着光强的增加而呈直线增加； 但超过一定光强后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再随光强增加而 增加，这种现象称为光饱和现象(light saturatio n )。光合速率开始达到最大值时的光强称为 光饱和点(light saturation point)。 如下图所示： 就賢T 阳主怙植瀚 ° 1 ~~ASM 一般来说，光补偿点高的植物其光饱和点往往也高。例如，草本植物的光补偿点与光饱 和点 率速 用作 合 光净