新教材人教版必修1 第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用 学案

第3课时光合作用原理的应用

课标要求核心素养

1.理解影响光合作用的环

境因素。

2.简述化能合成作用。

1.科学探究——根据实验目的，设计实验探究光合作用的影

响因素，会分析相关的实验装置。

2.社会责任——能够根据光合作用原理指导生产实践。

知识

导图

新知预习·双基夯实

一、光合作用原理的应用

1．光合作用强度的概念：植物在单位时间内通过光合作用制造__糖类的数量__。2．光合作用强度的影响因素和衡量指标：

(1)影响因素：

(2)衡量指标：

①__原料__消耗的数量。

②__产物__生成的数量。

3．探究光照强弱对光合作用强度的影响：

取材

⎩⎪

⎨

⎪⎧器材：__打孔器__

目的：制备小圆形叶片30片

↓

排气

⎩⎪

⎨

⎪⎧器材：__注射器__

目的：使__小圆形叶片内的气体__逸出

↓

沉水

⎩⎪

⎨

⎪⎧条件：放在__黑暗__处

原因：细胞间隙充满了__水__

↓

分组：取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含__二氧化碳__的清水、放入10片小圆形叶

片

↓

光照：分别对这3个实验装置进行__强、中、弱__三种光照 ↓

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__ 二、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：

硝化细菌⎩⎪⎨⎪

⎧

能量来源：将__氨氧化成硝酸时__释放的能量反应物：__水和二氧化碳__产物：__糖类__

3．自养生物和异养生物：

┃┃活学巧练__1．光照强度对光合作用强度的影响实验中，可以通过调节台灯与实验装置的距离来调节光照强度。(√)

2．探究实验中，小圆形叶片浮起的原因是叶片进行细胞呼吸产生了CO 2。(×) 3．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。(×) 4．化能合成作用与光合作用所利用的无机物原料都是CO 2和H 2O 。(√) 5．原核生物都是异养生物。(×)

6．自养生物合成有机物时只能利用光能。(×) 思考：

1．在实验中，叶片下降的原因是什么？叶片上浮的原因是什么？影响叶片上浮的外界因素主要是什么？

提示：抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降。光合作用产生的O 2导致叶片上浮。影响叶片上浮的主要外界因素是光照强度，即光照强度影响光合作用强度，进而影响叶片上浮。

2．本实验每组小圆形叶片由10片改为3片可以吗？

提示：不可以。叶片太少，不能排除偶然性。

3．北方夏季中午时，光照强度很强，植物的光合作用将如何变化，原因是什么？

提示：光合作用将减弱。光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。

4．大棚种植使用有机肥或放干冰有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。

提示：有机肥在被微生物分解的时候会释放CO2，放干冰也会释放CO2，增加了大棚中的CO2浓度，促进光合作用。

5．光饱和点后，限制光合速率的内部因素主要有哪些？

提示：色素含量、酶的数量、C5的含量等。

6．下面是有关农业种植的谚语“黑夜下雨白天晴，打的粮食没处盛”。请从光合作用的角度分析这句谚语的含义。

提示：夜晚降雨不仅提供水分，还降低温度，减弱细胞呼吸消耗，白天晴天，提供良好光照，光合作用强，经过一昼夜，有机物的积累量高。

学霸记忆·素养积累

重点呈现

1．在一定范围内，随着光照强度或CO2浓度的增大，光合速率逐渐增大，但超过一定范围后，光合速率不再增大。

2．提高光合作用强度的两种措施是：①控制光照强弱和温度的高低；②适当增加环境中的CO2浓度。

3．能够以二氧化碳和水为原料合成糖类的生物，属于自养生物；只能利用环境中现成有机物来维持自身生命活动的生物，属于异养生物。

4．化能合成作用是指生物利用某些无机物氧化时释放的化学能合成有机物的作用。

5．硝化细菌是进行化能合成作用的典型生物。

课内探究·名师点睛

知识点

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：简单地说，光合作用强度(又称光合速率)是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，是描述光合作用强弱的指标。

(2)表示方法⎩⎪⎨⎪

⎧

单位时间内光合作用产生有机物的量单位时间内光合作用固定CO 2的量

单位时间内光合作用产生O 2的量

2．探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)实验原理

叶片含有空气，上浮――→抽气叶片下沉――→光合作用

产生O

2

充满细胞间隙，叶片上浮 (2)实验中沉水叶片的制备

①小圆形叶片的制备：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小圆形叶片。

②沉水：用注射器抽出叶片内气体，放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底。黑暗条件的设计是为了防止光合作用的进行。

(3)实验装置分析

①自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与试管之间的距离来调节光照强度的大小。

②中间盛水的玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温产生影响。 ③因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强度。

3．实验结果分析

(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如下：

(2)在弱光下，此时的光合速率小于或等于呼吸速率，叶片中仍然没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图：