第2课时 光合作用的原理和应用
一、光合作用的概念
1.概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。
2.光合作用反应式：
3.实质：合成有机物，储存能量
二、探究光合作用原理的部分实验
三、光合作用过程
1.光合作用根据是否需要光能可分为光反应和暗反应两个阶段
2.反应式
3.元素的转移途径
4.物质含量变化
四、光和作用原理的应用
1.光合作用强度：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
表示方法
①单位时间内光合作用产生有机物的量。
②单位时间内光合作用固定CO2的量。
③单位时间内光合作用产生O2的量。
2.探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理：叶片含有空气，上浮 叶片下沉 O2充满细胞间隙，叶片上浮。
(2)变量分析：自变量（光照的强弱）、设置方法（通过调节光源与实验装置间的距离来设置）、)因变量（光合作用强度）、观察指标（单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量）
(3)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(圆形小叶片中产生O2多，浮起的圆形小叶片数量也多)。
五、光合作用的影响因素及相关曲线
内部因素
色素的种类和含量，酶的种类和含量和活性，植物自身因素（遗传特性、叶龄、叶面积指数等）。
环境因素
1.光照强度
（1）原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。
（2）曲线分析
①A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸。
②AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④BC段：表明随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强，到C点后不再增强。
⑤D点：为光饱和点，限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是：光合色素含量、酶的数量和活性；外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
（3）应用：①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
（4）阴生植物的B点前移，C点降低,光补偿点和光饱和点均小于阳生植物。
2.CO2浓度
(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
(2)曲线分析
图1中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。
(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
3.温度
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
(2)曲线
(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4.水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。
(2)曲线
(3)应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。
5.多因子变量对光合速率的影响
P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
六、化能合成作用
概念：自然界中的某些生物能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能来制造有机物。
举例：硝化细菌。
