新教材高中生物5.4光合作用与能量转化二2课件新人教版必修

【解题导引】 (1)找出关键点:CO2缓冲液可以维持密闭装置内一定的 二氧化碳浓度,即密闭装置内气体体积的变化不是由二 氧化碳的产生或消耗引起的。 (2)分清两个关系:光合作用与细胞呼吸的大小。
【解析】选A。由于CO2缓冲液维持装置中的CO2含量不 变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。无光 条件下绿色植物只进行细胞呼吸,消耗O2,液滴左移,A 项正确。有光条件下,绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2, 又进行光合作用产生O2,若光合作用>细胞呼吸,液滴右 移;若光合作用=细胞呼吸,液滴不移动;若光合作用<细
【素养案例】 为探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了 如图所示的实验装置若干组,在25 ℃条件下进行了一 系列实验。下列说法正确的是 ( ) 世纪金榜导学号
A.在无光条件下,液滴向左移动 B.在有光条件下,液滴向右移动 C.在有光条件下,液滴向右移动的距离代表光合速率 D.随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大
(2)梯度法:用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的 装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强 度的影响。
【素养·迁移】 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深 0.5 m 处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的氧气 含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻 璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量,结果如表(不考虑化 能合成作用)。有关分析合理的是 ( ) 世纪金榜导学号
(1)原理:通过影响_______进而影响光合作用。
(2)曲线:
酶活性
①AB段:随着温度升高,光合作用强度_增__强__。 ②B点:光合作用_____温度下的光合作用强度。 ③BC段:随着温度最升适高,光合作用强度_____。
④温度过高时,酶失活,光合作用完全停减止弱。
4.水及矿质元素对光合作用的影响: (1)原理:①N、Mg、Fe等是_______合成的必需元素,若 这些元素缺乏,会影响叶绿素叶的绿合素成从而影响光合作用。 ②水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介 质,水还会影响气孔的开闭,从而影响___进入植物体。
透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙
4.9 mg
5.6 mg
3.8 mg
A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为 1.1 mg C.在一昼夜后,乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气 量约为1.1 mg
第2课时 光合作用原理的应用
一、探究环境因素对光合作用强度的影响
1.光合作用强度:
(1)概念:植物在_________内通过光合作用制造_____
的数量。
单位时间
糖类
(2)表示方法:
(3)下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因
素___________。
①空①气②中③二④氧⑥化碳的浓度 ②温度的高低
知识点一 探究环境因素对光合作用强度的影响 测定光合速率与呼吸速率的装置: (1)测定装置:
(2)测定方法及解读。 ①测定呼吸速率。 a.在小烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(单位时间内移动距离代表呼吸速 率)。
(2)曲线:
关键 点
走势 分析
A
CO2的补偿点:光合速率_等__于__呼吸速 率时的CO2浓度
A′ 进行光合作用所需的最低CO2浓度
B和B′
CO2饱和点
图1 和图2
一定范围内,光合作用强度随CO2浓 度的增大而增强,但当CO2达到一定 的浓度时,光合作用强度_不__再__增__强__
3.温度:
胞呼吸,液滴左移,B项错误。在有光条件下,液滴向右 移动的距离代表净光合速率,C项错误。在达到光饱和 点之前随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增 大,D项错误。
【方法规律】光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方 法 (1)“黑白瓶法”:用黑瓶(无光照的一组)测得的结果 为呼吸作用强度值,用白瓶(有光照的一组)测得的结果 为净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用 强度值。
(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法(用CO2表示):
一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上
呼吸作用释放的CO2量,即S3-(S1+S4)。
2.密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线:
(1)曲线分析:
AB段 BC段
CD段
D点 DH段 H点
HI段
无光照,植物只进行细胞呼吸 温度降低,细胞呼吸减弱
光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO2的吸 A点和E点 收和释放达到动态平衡;植物体内有机物
的总量不变,环境中CO2量不变,O2量不变 光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体 A～E 内有机物的总量增加;环境中CO2量减少,O2 量增加
C点
叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下 降
E点 光合作用产物的积累量最大
BC段
光合作用速率_大__于__细胞呼吸速率,随光照强 度增加,光合作用速率逐渐增加
C点
光照强度增加,光合作用速率_基__本__不__变__,此时 的光照强度(C′)为光的饱和点
C点 此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、 以后 CO2浓度等
2.CO2浓度: (进1而)原影理响:光CO合2浓作度用通强过度影。响_暗__反__应__阶段,制约C3的生成
CO2
(2)曲线:
5.影响因素在生产实践中的应用(连线):
【激疑】 夏季晴朗的中午,植物的光合作用强度不是最大,而是 相对降低,这一现象称为植物的“午休”。试解释出现 这一现象的原因。 提示:夏季晴朗的中午,温度较高,植物蒸腾作用旺盛, 植物失水较多,导致气孔关闭,影响二氧化碳的吸收,从 而使光合作用强度降低。
【解题导引】解答本题需明确以下两点: (1)明确题干两图的区别,比较光饱和点、光补偿点的 大小。 (2)明确光合作用过程及影响光合作用的外界因素。
【解析】(1)题干两图横坐标都是光照强度,纵坐标都是 净光合速率。A叶片的细胞呼吸弱,光补偿点低,光饱和 点低,适应弱光环境,判断为下层叶片。 (2)放氧速率不变,说明光反应速率不变,净光合速率下 降的主要原因是暗反应受到抑制。 (3)绿叶中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取。
知识点二 光合作用影响因素综合分析 1.开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析:
(1)曲线分析:
MN和PQ N～P
NA和EP
夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机 物的总量减少,环境中CO2量增加,O2量减少 光合作用与细胞呼吸同时进行
清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小于 细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量减 少,环境中CO2量增加,O2量减少
【解析】选B。本实验中氧气含量甲瓶-丙瓶=1.1 mg, 可表示一昼夜内丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量,乙 瓶-甲瓶=0.7 mg,可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧 气量,因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量 =1.1 mg+0.7 mg=1.8 mg,B正确、D错误。丙瓶中浮游 植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基
二、化能合成作用
1.概念:利用体外环境中的某些_______氧化时所释放
的能量来制造_______。
无机物
2.实例:硝化细有菌机能物利用___氧化释放的化学能将_____ ___合成糖类,供自身利用。
NH3
CO2和
H2O
三、光合作用影响因素 1.光照强度:
(影1响)原暗理反:应主阶要段影。响光反应阶段_A_T_P_和__N_A_D_P_H_的产生,进而
③土壤中水分的多少
④光的成分
⑤酶的活性
⑥光照的强弱
2.实验原理: (1)利用LED台灯离实验装置的距离不同,产生不同的 _________。 (光光2照)照根强强据度度_下__光__合__作__用__强__度__的__大__小__。__________,判断不同
单位时间内圆形小叶片上浮的数量
3.实验步骤:
②测定净光合速率。 a.在小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容 器内CO2浓度恒定,满足光合作用的需求。 b.必须给予较强光照处理,且温度适宜。 c.红色液滴向右移动(单位时间内移动距离代表净光合 速率)。
【思考·讨论】 图示装置中液滴的移动可能是由于环境因素所导致,排 除这一无关变量,应在原实验的基础上如何设计?(科学 探究) 提示:可增加一组实验,其他设计同原实验,只是去掉绿 色植物。
(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始 下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要 原因是光合作用的______________________反应受到 抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提 取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是_____________ ______________。
4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作 用强度<细胞呼吸强度
光合作用强度=细胞呼吸强度 光合作用强度>细胞呼吸强度 光合作用强度=细胞呼吸强度 光照继续减弱,光合作用强度<细胞呼吸强度,直 至光合作用完全停止
(2)植物生长与否的判断方法:
说明一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小, I点低于A点 即光合作用强度>细胞呼吸强度,植物
生长
若I点高于A 说明光合作用强度<细胞呼吸强度,植
点
物体内有机物总量减少,植物不能生长
若I点等于A 说明光合作用强度=细胞呼吸强度,植
点
物体内有机物总量不变,植物不生长
【思考·讨论】 1.各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响,试分 析冬季早晨和夏季早晨限制光合作用的因素分别是什 么。(科学思维) 提示:冬季早晨温度较低,温度是限制光合作用的主要 因素;夏季早晨温度较高,光照较弱,光照是限制光合作 用的主要因素。