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1、.资料.第 23 课时 光合作用的影响因素和原理的应用 目标导读 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。3.阅读教材，了解化能合成作用。重难点击 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。一 探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响，其中光照的影响最为重要。1.光合作用强度的表示方法 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO2的量单位时间内光合作用放出O2的量 2.探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验原理：抽去小圆形
2、叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间小圆形叶片上浮的数量越多。(2)实验流程 打出小圆形叶片(30 片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径1 cm)抽出叶片气体：用注射器(有清水、小圆形叶片)抽出叶片气体(O2)等 小圆形叶片沉水底：将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取 3 只小烧杯，分别倒入 20 mL 富含 CO2的清水，各放入 10 片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射 观察并记录同一时间段各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(3)实验现
3、象与结果分析：光照越强，烧杯小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定围，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：.资料.(1)说出各点代表的生物学意义 A点：光照强度为零，只进行细胞呼吸。B点：光合作用强度等于呼吸作用强度，为光补偿点。C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。(2)说出各线段代表的生物学意义 OA段：呼吸作用强度。AB段：随光照增强，光合作用增强，但仍比呼吸作用弱。BD段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。DE段：光合作用强度达到饱和，不
4、再随光照强度的增强而增加。归纳提炼 1.除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用，绿光不适合光合作用。太中各种色光均衡，对植物最有利。2.光合作用速率或称光合作用强度，是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间进行光合作用生成有机物的量(通常用释放多少 O2或消耗多少 CO2来表示)。包括表观光合作用速率和真正光合作用速率，它们和光照强度的关系如下图：活学活用 1.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下 CO2吸收和释放的情况如图 1所示。图 2 所示细胞发生的情况与图 1曲线中 AB 段(不包括 A、B 两点)相符的一项是()用影响因素的
5、方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料
6、.问题导析(1)图 1中 A 点细胞只进行细胞呼吸，与图 2 中的 B 图相对应。(2)AB 段呼吸作用强度大于光合作用强度，线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用外，还有部分释放到细胞外，对应图 2 中的 A 图。(3)B 点表示光补偿点，光合作用强度和呼吸作用强度相等，线粒体产生的二氧化碳恰好供给叶绿体利用，对应图 2 中的 C 图。(4)C 点光合作用强度大于呼吸作用强度，对应图 2 中的 D 图。答案 A 解析 图中 AB 段光合作用强度小于呼吸作用强度，呼吸作用产生的 CO2除进行光合作用，还有部分排出。二 其他环境因素对光合作用强度的影响、光合作用原理的应用 1.除光照外，其他环境
7、因素也会影响光合作用(1)温度：温度通过影响酶的活性来影响光合作用强度，据此请在坐标系中画出温度和光合作用强度的关系曲线(一般植物的适宜温度在 35 左右)。答案 如图所示 (2)二氧化碳浓度 在一定围，植物光合速率随 CO2浓度的增大而增加；但达到一定浓度时，再增加 CO2浓度，光合速率也不再增加。(3)矿质元素：缺少 N 会影响酶的合成，缺少 P 会影响 ATP 的合成；缺少 Mg 会影响叶绿素的合成。小贴士 部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、C5的含量等。如叶龄对叶片光合能力的影响就是部因素综合作用的结果。用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作
8、用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料.(4)多因素对光合速率的影响 图
9、甲中，当光照强度低于 P 点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于 Q 点时，此时限制光合速率的因素主要是温度。综合上述坐标曲线可知：P 点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当到 Q 点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高除横坐标之外的其他因素。2.将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来 3.化能合成作用(1)自养生物和异养生物 自养生物：绿色植物等能将二氧化碳和水等无机物合成糖类等有机物的生物称为自养生物。异养生物：人、动物、真菌和大多数的细菌，只能利用现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。(2
10、)化能合成作用 自然界中少数种类的细菌，能够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，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。实例：硝化细菌 硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸过程中释放出的化学能，将二氧用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照
11、下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料.化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。归纳提炼 影响光合作用的因素 内部因素环境因素 光照二氧化碳浓度温度水、矿质元素 活学活用 2.一般来说，光照增强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。其原因是()A.蒸腾作用太强，体水分不足 B.酶的活性降低 C.气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应 D.
12、气孔关闭，CO2不足 问题导析 光照增强蒸腾作用随之增强水分散失加快为防止植物体萎蔫，气孔关闭CO2进入叶肉细胞减少影响了暗反应。答案 D 解析 光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片被灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防止植物体水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物进行适应性调节，气孔关闭(此时水分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表面温度)。虽然光反应产生了足够的H和 ATP，但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中糖类的产生。当堂检测 1.将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说确的是(
13、)A.甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同 B.甲、乙两叶片的光合作用强度都将逐渐下降 用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯
14、中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料.C.若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的 CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸强度一定比乙低 D.若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的 CO2浓度较乙低，则甲固定 CO2的能力较乙低 答案 B 解析 在密闭小室中，由于光合作用的进行，CO2浓度降低，光合作用强度逐渐下降。2.硝化细菌的同化作用与绿色植物的主要区别在于()A.利用的原料不同 B.合成的产物不同 C.利用的能源不同 D.产生的 ATP 不同 答案 C 解析 光合作用和化能合成作用均能将 CO2和 H2O 合成为储存着能量的有机物，但两者
15、的能量来源不同：光合作用利用光能，硝化细菌利用化学能。3.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是()A.光反应强度升高，暗反应强度降低 B.光反应强度降低，暗反应强度降低 C.光反应强度不变，暗反应强度降低 D.光反应强度降低，暗反应强度不变 答案 B 解析 镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因H 和ATP 合成不足而使暗反应强度降低。4.如图为光合作用强度与光照强度之间关系的曲线，光照强度在 n 点时，限制光合作用强度进一步升高的主要因素是()光照强度 CO2浓度 温度 O2浓度 A.B.C.D.答案 A 解析 光
16、合作用受光照、温度、CO2浓度和无机盐等因素影响。n 点时，随着光照强度增加，光合作用强度不再增加，说明光照强度不是限制因素。5.“茶宜高山之阴，而喜日阳之早”，盛产茶叶，科技人员为提高茶叶品质和产量，对茶树进行了如图所示的有关研究。请据图回答下列问题：用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光
17、照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料.(1)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响，其中光照强度直接影响光合作用的_过程，CO2浓度直接影响光合作用的_过程。(2)如图所示，从 8：00 开始到 10：00 左右，净光合速率不断升高并出现第一个高峰。影响的主要环境因素是光照强度逐渐增加、_、_等。(3)中午时分，光合速率下降，出现光合“午休”现象。从图
18、中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致_。(4)至下午 15：00 左右，净光合速率回升出现第二个高峰，但峰值较低，限制的主要因素可能是气温过高，呼吸作用增强，光照减弱以及_等。(5)某兴趣小组的同学查资料得知茶树喜阴湿环境，他们设想，如在茶园空隙处间行种植一些高秆作物如玉米等，不仅可以增加经济收入，还可能有效缓解茶树的光合“午休”现象。他们欲利用学校的一块形茶园进行探究，请完善以下实验：将该茶园均分为东、西两块，分别标为 A 组、B 组，其中 B 组为实验组，A 组为对照组。_，对两组进行相同的栽培管理。在玉米生长的不同时期，分别测量 A、B 两组茶树的_和
19、胞间 CO2浓度。如果_，则说明他们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高_，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间 CO2浓度等。答案(1)光反应 暗反应(2)气温回升 CO2浓度适宜(3)胞间 CO2浓度降低(4)胞间CO2浓度较低(5)A 组不处理，B 组间行种植适量的玉米 净光合速率 B 组的净光合速率和胞间 CO2浓度高于 A 组 环境的空气湿度 解析(1)光合作用中，光照强度直接影响光合作用的光反应过程，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度和温度等。(3)炎热夏季中午，气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致胞间 CO
20、2浓度降低，光合速率下降，这就是植物的光合“午休”现象。(4)炎热夏季午后，光合“午休”结束，植用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有
21、清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强.资料.物净光合速率回升出现第二个高峰，但由于气温过高，呼吸作用增强，光照减弱及胞间 CO2浓度较低，净光合速率峰值较低。(5)该实验的自变量是茶树林是否间种玉米，因变量是茶树的净光合速率和胞间 CO2浓度。实验组茶树间种适量的玉米，对照组不做任何处理。如果实验组茶树净光合速率和胞间 CO2浓度高于对照组，则说明同学们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高环境空气湿度，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间 CO2浓度等。用影响因素的方法联系日常生活实际思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用阅读教材了解化能合成作用重难点击影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用一探究光照强弱对光合作用强度的影响多种单位时间内光合作用放出单位时间内光合作用产生的有机物的量的量的量探究光照强弱对光合作用强度的影响实验原理抽去小圆形叶片中的气体后叶片在水中下沉光照下叶片进行光合作用产生氧气充满细胞间隙叶片又会上浮光合作叶片气体用注射器有清水小圆形叶片抽出叶片气体等小圆形叶片沉水底将抽出部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中小圆形叶片全部沉到水底强中弱三种光照处理取只小烧杯分别倒入富含的清水各放入片小圆形叶片用强