高一生物新人教版必修一复习学案：能量之源《光与光合作用》三

2014--2015学年生物（新人教版）必修一同步导学案
5.4能量之源——光与光合作用3
一、学习目标
①尝试探究影响光合作用强度的环境因素
②说出光合作用原理的应用
二、学习重、难点
1.重点：
光合作用的过程和原理
2.难点：
光合作用的过程和原理
三、知识网络
四、导学过程
“导”—自主预习
1．光合作用的应用：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造________的数量。

(2)影响光合作用强度的因素包括空气中________的浓度、土壤中________和矿质元素的多少、光的________以及温度的高低等。

2．化能合成作用：(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些________氧化时所释放的能量来制造________的合成作用。

(2)实例：硝化细菌能利用__________氧化成__________和________时所释放的化学能，将________和________合成________。

“学”—互动探究
探究一影响光合作用的因素
小组讨论回答下列问题：影响光合作用的因素有哪些？
提示：
影响光合作用的因素主要包括光照、温度、二氧化碳浓度、叶龄、水分和矿质元素等光照强度：一般情况下，光合作用于光照强度呈正相关，光照强度达到一定程度（光饱和点），光合作用速率不再增加，称光饱和现象。

光质：通常情况下，在红光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，白光最理想
温度：温度通过影响光合作用相关酶的活性进而影响光合作用速率
二氧化碳浓度：二氧化碳是光合作用的原理，在一定范围内，二氧化碳浓度越高，光合速率越快，当二氧化碳浓度达到一定值，光合速率不再增加，此时达到二氧化碳饱和点。

、水分：水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质；另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内
矿质元素：矿质元素直接或间接影响光合作用。

N是构成叶绿素、酶、ATP等的元素；P是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成；Mg是构成叶绿素的元素；
【经典回眸】
下图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。

图乙表示A植物在不同光照强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。

a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是（）
A．高、高B．低、基本一致
C．低、高D．高、基本一致
【解析】考查光照强度和二氧化碳浓度对光合作用过程的影响。

a点与c点相比较，光照强度一样，二氧化碳浓度不同，c点二氧化碳浓度大，暗反应固定阶段旺盛，C3含量高，C5含量低。

b点与c点相比较，二氧化碳浓度一样，光照强度不同，b点光照强度强，[H]和ATP多，暗反应还原阶段旺盛，C3含量低，C5含量高。

答案:A
【变式训练】2.将重量相同的小麦幼苗置于装满含有植物必需全部矿质元素的培养液甲、乙两支试管中，都用较强的光照射。

只是把甲试管置于15 ℃，乙试管置于20 ℃的条件下，培养若干天，结果乙试管中小麦幼苗重量比甲试管的增加较多，原因是（）A．甲的幼苗光反应产物少，限制了CO2的固定，形成有机物少
B．乙的幼苗光反应产物多，有利于CO2的固定，形成有机物多
C．乙的温度较高，能提高酶的催化效率，促进光合作用，形成有机物多
D．甲的温度较低，限制了光反应，合成有机物多
变式训练参考答案：1B 2C
五、达标检测
1．下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有（）
A．水、二氧化碳、ATP B．氧气、水、ATP
C．水、ADP、Pi D．ADP、C3、水
2、生长于弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要原因在于（）
A．蒸腾作用过慢 B．光反应速率不高
C．暗反应速率过快 D．呼吸作用过快
3．如图中所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，然后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。

然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。

以下分析正确的是（）
A．改变温度，不影响叶片开始上浮所需的时间
B．改变光照强度，不影响叶片开始上浮所需的时间
C．改变NaHCO3溶液的浓度，不影响叶片开始上浮所需的时间
D．若将装置置于黑暗中，上浮的叶片又会下沉
4．某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。

他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜，用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。

取100mL 三角瓶四个，编号l、2、3、4，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。

下列评价
或修改不合理的是（）
A．自变量二氧化碳浓度的控制不严格
B．只要控制光照、温度相同即可
C．实验材料本身存在的差异会影响实验结果
D．制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处
5．在两个相同的密闭、透明玻璃室内各放置一盆长势相似的甲、乙两种植物幼苗，在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下，用红外线测量仪定时测量玻璃室内的CO2含量，结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变)。

下列有关分析，错误的是（）记录时间（min）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 甲种植物（mg/L）150 113 83 58 50 48 48 48 48 48 乙种植物（mg/L）150 110 75 50 30 18 8 8 8 8
A．在0～25 min期间，影响光合速率的主要因素是CO2浓度
B．上表数据说明，甲植物比乙植物固定CO2的能力强
C．在0～25 min期间，甲和乙两种植物光合速率都逐渐减小
D．在30～45 min期间，甲、乙两种植物仍然在进行光合作用
1、C
2、B
3、D 解析：光合作用受到光照、温度和二氧化碳浓度的影响，因此光照、温度和NaHCO3溶液浓度都会影响叶片上浮所需的时间。

若将装置置于黑暗中，叶片进行光合作用消耗叶肉细胞间隙中的氧气，所以上浮的叶片又会下沉。

4、B 解析：A 项是正确的，该实验中没有考虑空气中也存在，也没有考虑可溶解于水中，产生实验误差；C 项实验中选取的小叶圆片，分别来自于四株植物，实验材料本身存在的差异，会影响实验结果；D项制备的叶圆片放于黑暗处进行饥饿处理，使实验现象更为准确，是正确操作。

5、B
六、依据考点，归纳总结
【例题1】请回答下列有关光合作用的问题：
（1）光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。

其中，光照强度直接影响光合作用的______过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的________过程。

（2）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。

①在温度为10℃、光照强度大于_______千勒克司时，光合速度不再增加。

当温度为30℃、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是___________。

②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10℃、20℃和30℃
时的光合速度。

【例题2】下列①~④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。

在下列各选项中，不正确的是（）
A.①图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a
点值一般要比在较弱光照时的低
B.③图中，阴生植物的b点值一般比阳生植物的低
C.④图中Z因素（Z3>Z2>Z1）可以表示CO2浓度，当光照强
度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
D.②图中Y因素最有可能代表光照强度
[归纳点拨]
1.光照强度
(1)曲线分析
A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

AB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,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。

B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(光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点。

BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了,C点所示光照强度称为光饱和点。

C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,外部因素是除光照强度之外的其他环境因素。

(2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如上图中虚线所示。

间作套种农作物、合理密植,可有效地利用光能。

2.CO2浓度
(1)曲线分析
在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范
围后,光合作用速率不再增加。

图中的A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度,即CO2补偿点。

B点
表示CO2饱和点,限制此点后光合速率的内部因素是酶的数量和最大活性,外部因素
是温度及光照强度等其他环境因素。

(2)应用:在农业生产中大田作物可通过“正其行,通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度,大棚作物可通过通风换气、增施农家肥、与鸡舍鸭舍猪舍相通、使用CO2发生器等措施增大CO2浓度,提高光合作用强度。

3.温度
(1)曲线分析
温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

(2)应用:冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞
呼吸消耗有机物。

例1：（1）光反应暗反应（2）①L1 光照强度②
解析：（1）光反应在有光的条件下才能进行；暗反应的主要反应是二氧化碳的固定和还原，二氧化碳是主要的反应原料。

（2）分析图甲可知，在温度为10℃，光照强度大于L1时，曲线基本与横轴平行，即光合速度不再增加；当温度为30℃，光照强度小于L3时，还未达到光照饱和点，限制因素是光照强度。

光照强度为L2，10℃时，光合速度为2；20℃时，光合速度为4；30℃时，光合速度为4；在坐标中描出三个点即可，按照题目要求不要连线。

例2：D
七、布置作业
一、选择题
1.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量2．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃、30℃，如图曲线表示该植物在30℃时光合作用强度与光照强度的关系。

若将温度调节到
25℃的条件下(原光照强度和C02浓度不变)，从理论上讲，图中相应点的移动分别是
A．a点上移，b点左移，m值上升
B．a点不移，b点左移，m值不变
C．a点上移，b点右移，m值下降
D．a点下移，b点不移，m值上升
3．左图表示光照强度与光合作用强度之
间的关系（该图是通过实测一片叶子在不同
光照条件下CO2吸收和释放的情况），右
图中细胞代谢情况与左图AB段（不包括A、
B两点）相符的是
4．右图示绿色植物光合作用的强度与环境因素的关系。

从图示可知
(1)影响光合作用强度的环境因素，主要是＿＿＿＿＿＿＿＿、
＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)在一定范围内，随着温度的提高，光合作用强度＿＿＿＿＿。

温度是通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来影响光合作用强度的。

5、在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答：
(1)在图二乙点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是_______________________。

(2)在图二甲状态时，可以发生图一中的哪些过程?(用图中字母表示)______。

图二中乙～丙
段时，限制光合作用的主要因素是_________________________。

(3)图一中的物质A是_____________，物质A进入线粒体的条件是___________________。

(4)如果在图二的乙点突然停止光照，叶绿体内C3化合物的含量______________________。

6．在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15％）、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题：
（1）在光合作用过程中，光反应为暗反应提供了和两种物质。

（2）影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在条件下测量。

（3）由图丙可知，40℃时，植物体（填“能”或“不能”）显示生长现象；而5℃时的状态可用图甲中（填“A”、“B”或“C”）点表示。

（4）用大棚种植蔬菜时，白天应控制光强为点对应的光照强度，温度为℃最佳。

（5）绘制下列有关曲线图：①图甲中光合作用强度是用CO2吸收量(mol／h)表示的，如果改为O2的吸收量（mol／h）表示，请在图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在图乙中再绘出无氧呼吸CO2的释放量与O2浓度的关系。

答案：DAA
4.(1)温度光照强度 CO2的浓度
(2)增强影响酶的活性
5.（1）由类囊体片层薄膜向叶绿体基质
（2）f g h a 光照强度
（3）丙酮酸有氧气存在（4）升高
6．(1) ATP [H] (2)温度无光(或黑暗) (3)不能 B (4)C 25 (5)
八、课后反思
同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格
中，以便及时总结、弥补知识缺漏。