人教版高中生物学必修1精品课件 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 第3课时 光合作用原理的应用

【解题方法】 分析多个因素影响的曲线 (1)P点之前限制光合速率的因素都是横坐标所表示的因素。 (2)P点之后,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的主要因素,影响因 素主要为另外一个因素。
对点应用•突破
突破点1 影响光合作用的环境因素 3.将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,在适宜温度条件 下进行实验,并将所测数据绘制成如图所示曲线。下列叙述正确的是( B )
(4)完成下表,明析线段及关键点: 曲段线点、进行的生理过程
气体转移情况
线粒体和叶绿体 的气体代谢模型
A点
AB段
B点 B点 以后
只进行细胞呼吸
吸收O2、释放 CO2
细胞呼吸、光合作用同时进 行,且细胞呼吸强度__>___(填 “>”“<”或“=”)光合作用强度
吸收O2、 ___释__放__C_O_2____
基础知识•落实
1.光合作用的强度
概念:植物在_单__位__时__间___内通过光合作用_制__造__糖__类__的__数__量___。
2.探究光照强度对光合作用强度的影响的实验 氧气
下沉
上浮
多
强、中、弱 数量
多 不断增强
结论语句辨一辨 (1)光照强度影响光合作用但光质不影响。( × ) (2)探究实验中,圆形小叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO2。
细胞呼吸、光合作用同时进
行,且细胞呼吸强度__=___ (填 “>”“<”或“=”)光合作用强度
不与外界进行 气体交换
细胞呼吸、光合作用同时进 行且细胞呼吸强度__<___ (填 “>”“<”或“=”)光合作用强度
吸收CO2、 __释__放__O__2_____
(5)生产应用 ①阴雨天适当_补__充__光__照___,及时对大棚除霜消雾。 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物____低______,注意间作、 套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。
2.温度
(1)原理:温度主要通过影响与光合作用有关_酶__的__活__性___而影响光合速率。 (2)曲线分析:AB段,在B点之前,随着温度升高,光合速率增大;B点,酶的最适 温度,光合速率最大;BC段,随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小;50 ℃左右光合速率几乎为零。
(3)应用:冬季温室栽培,白天可适当提高温度,促进光合作用;晚上可适当降 低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。
( ×)
情境探究•提升
下图是多因素变量对光合速率影响的三种曲线,请分析回答下列问题。
(1)P点之前:限制光合速率的因素分别为__光__照__强__度__、__光__照__强__度__、__温__度____, 随着因素的不断加强,光合速率不断提高。 (2)P点之后:横坐标所表示的因素___不__是_____(填“是”或“不是”)影响光合速 率的主要因素,影响因素分别为___温__度__、__C_O__2浓__度__、__光__照__强__度_____。
2.下图是在25 ℃条件下,A、B两种绿色植物的光合作用速率随光照强度 变化的曲线,下列有关说法正确的是(C )
A.当光照强度为8 klx时,两种植物光合速率相等 B.当光照强度为3 klx时,A、B两植物产生ATP的场所不同 C.较长时间的连续阴雨环境中,A受到的影响可能更大 D.升高环境温度,A、B两植物光合速率都增大
4.叶龄和叶面积(内部因素)
(1)叶龄:叶片由小到大,叶面积逐渐增大,叶肉细胞中的__叶__绿__体____逐渐增 多,光合色素逐渐增加,光合作用效率不断增强。生长到一定程度,叶片面 积和光合色素等达到稳定状态,光合作用效率也基本稳定。伴随着叶片的 衰老,部分___色__素_____遭到破坏,光合作用效率下降。
3.水分和无机盐 (1)原理:缺水时气孔导度下降,影响___C__O_2____进入叶肉细胞;叶片淀粉水 解减弱,糖类堆积,光合产物输出减慢。因此,植物体水分减少使光合速率 __下__降______。 (2)N是各种酶以及__N_A__D_P_H___和ATP的重要组成成分;P是NADPH和ATP 的重要组成成分;Mg是__叶__绿__素____的重要组成成分;K对光合产物的运输 和转化起促进作用。 (3)应用:预防干旱,合理灌溉;合理施肥,由于肥料中的矿质元素只有溶解在 水中才能被作物根系吸收,施肥的同时,往往需要适当的浇水。
解析 图示纵坐标CO2的吸收速率表示净光合速率,当光照强度为8 klx时, 两种植物净光合速率相等,A项错误;当光照强度为3 klx时,A植物和B植物 均进行光合作用和细胞呼吸,因此A、B两植物产生ATP的场所相同,B项错 误;由题图可知,植物B是阴生植物,A是阳生植物,则较长时间的连续阴雨环 境中,A受到的影响可能更大,C项正确;题干信息无法得知两种植物光合作 用的最适温度,故升高环境温度,两种植物的光合速率变化无法判断,D项错 误。
(4)分析图: ①A点:只进行细胞呼吸,不进行光合作用,净光合量小于0。 ②AB段:总(真正)光合速率小于呼吸速率,净光合量小于0。植物不能生长, 若长时间处于此种状态,植物将死亡。 ③B点:总(真正)光合速率等于呼吸速率,净光合量等于0。植物不能生长。 ④B点以后:总(真正)光合速率大于呼吸速率,净光合量大于0。植物因积累 有机物而生长。
对点应用•突破
1.某生物研究小组以菠菜叶为实验材料,探究CO2浓度对光合作用强度的 影响,实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是( B )
甲
乙
A.该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于无关变量
B.图乙bc段平缓,可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降
C.图乙c之后曲线上升,说明随NaHCO3浓度增加光合作用增强 D.将甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液,可用于测定小圆叶片呼吸强 度
主题二 影响光合作用的其他 因素及化能合成作用
基础知识•落实
1.CO2浓度
(1)原理:影响__暗__反__应____阶段,制约C3的生成。 (2)曲线分析:图1中A点表示_C_O__2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和B'点都表示 CO2饱和点(光合速率最大时所对应的最小CO2浓度)。 (3)应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”、增施___农__家_____肥等措 施增大CO2浓度,提高光合速率。
e数值(净光合速率)与a绝对值(呼吸速率)之和,C项错误;将甲植物放在无O2 小室中光照一段时间,由于光合作用会制造氧气,导致其有氧呼吸强度有所
增大,D项错误。
4.为研究红光、蓝紫光及CO2浓度对山药光合速率的影响,研究小组在适 宜条件下进行山药植株光合作用速率影响因素的实验。所得实验结果如 图所示。据图分析,下列叙述错误的是( A )
A.甲、乙两种植物中,利用CO2能力强的是甲植物 B.当甲植物净光合速率为0时,乙植物净光合速率大于0 C.d浓度下,乙植物的净光合速率为e与a的绝对值之和 D.将甲植物放在无O2小室中光照一段时间,其有氧呼吸强度一定减弱
解析 甲、乙两种植物中,乙的CO2补偿点较低,即能利用较低浓度的CO2, 故利用CO2能力强的是乙植物,A项错误;甲植物净光合速率为0时,即c点时, 乙植物净光合速率大于0,B项正确;d浓度下,乙植物的总光合速率的数值为
课程标准 1.设计并实施实验,探究环境因素对光合作用强度的影响。 2.关注光合作用原理的应用。
目录索引
主题一 探究光照强度对光合作用强度的影响 主题二 影响光合作用的其他因素及化能合成作用 综合情境探究(一) 光合作用的日变光照强度对光合 作用强度的影响
(×)
情境探究•提升
1.阅读教材第105页探究·实践“探究环境因素对光合作用强度的影响”,回
答下列问题。
(1)本实验的自变量是_光__照__强__弱___,通过_调__节__光__源__与__实__验__装__置__的__距__离____来
控制。
相同时间内圆形小叶
(2)本实验的因变量是光__合__作__用__强__度__。检测指标是_片__浮__起__的__数__量_______。
解析 该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于因变量,A项错误;图乙bc 段平缓,NaHCO3浓度增加,但纵坐标变化不明显,说明此时限制光合速率增 大的因素可能是光照强度,可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下 降,B项正确;图乙c之后曲线上升,小圆叶片上浮到液面所需要的时间更长, 说明随NaHCO3浓度增加光合作用下降,C项错误;细胞呼吸消耗O2,产生 CO2,CO2会被NaOH吸收,叶片不能上浮,无法测得气体体积变化,因此不能 测得呼吸强度,D项错误。
A.山药植株光合作用中暗反应固定CO2后形成C5 B.山药光合作用速率不能持续上升的原因之一是光照强度的限制 C.山药的叶肉细胞中吸收红光的主要是叶绿素a和叶绿素b D.光照下CO2浓度为零时,山药植株也能够进行光合作用
解析 光合作用的暗反应阶段是C5与CO2反应生成两个C3,此后发生C3的 还原,A项错误;光照强度是影响光合作用速率的因素之一,结合题图,山药 光合作用速率不能持续上升的原因之一是光照强度的限制,B项正确;叶绿 素a和叶绿素b能吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,C项正 确;CO2浓度为零时,山药叶肉细胞依靠线粒体有氧呼吸产生的CO2进行光 合作用,D项正确。
方法归纳•拓展
辨析总(真正)光合速率、净(表观)光合速率和呼吸速率的关系(以光合速 率大于呼吸速率为例)
(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行细胞呼吸,测得的数值为呼 吸速率(A点)。 (2)绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得数值为净 (表观)光合速率。 (3)总(真正)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。 ①光合作用产生的O2量=实际测得的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量=实际测得的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。 ③光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗 的葡萄糖量。
结论语句辨一辨 (1)温度只影响暗反应过程,因为只有暗反应需要酶的催化。( × ) (2)水分能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内,从而影响光合作用。
(√ ) (3)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。( √ ) (4)绿色植物和硝化细菌都为自养生物,都可通过光合作用制造有机物。
5.化能合成作用 (1)概念:利用体外环境中的某些__无__机__物____氧化时所释放的能量来制造 __有__机__物____的合成作用。 (2)实例
能量来源:将氨___氧___化__成___硝___酸__释放的能量 硝化细菌 反应物:水___和___二___氧__化___碳__
产物:___糖___类__________
(3)光是绿色植物光合作用的能量来源,光照强度直接影响__光__反__应____阶段,
制约__N_A_D__P_H_和__A__T_P___的生成,进而制约__暗__反__应____阶段。
2.分析图示曲线,回答下列问题。
受酶数量、光合色素含量 等内部因素和CO2、温度 等其他外界因素的限制
(1)A点时,光照强度为0,此时只进行_细__胞__呼__吸___;其单位时间内释放的CO2 量,可表示此时的__细__胞__呼__吸__速__率____。 (2)B点时,所对应的CO2吸收量和释放量为0,细胞呼吸释放的CO2全部用于 _光__合__作__用___,即_光__合__速__率___=_呼__吸__速__率___,此点为光补偿点。 (3)在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,但光照强度增加到 一定强度时,光合速率不再加快,原因是__________________________。
(2)叶面积:随着叶面积指数的增大,进行光合作用和细胞呼吸的叶面积增 加,但叶面积指数增大到一定值后,由于叶片的相互遮挡,进行光合作用的 叶面积不再增大,而进行_细__胞__呼__吸___的叶面积仍在增大,从而使细胞呼吸有 机物的消耗量大于光合作用有机物的生成量,所以有机物的积累量不断减 少。 (3)应用:①合理密植(增加光合作用面积);②适当间苗;③合理修剪;④适当 摘除老叶。