1、第第4 4节节 光光合作用与能量转合作用与能量转化化第三课时 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一、探究环境因素对光合作用强度的影响1.1.光合作用强度光合作用强度:(1)(1)概念概念:植物在植物在_内通过光合作用制造内通过光合作用制造_的数量。的数量。单位时间单位时间糖类糖类(2)(2)表示方法表示方法:(3)(3)下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因素素_。空气中二氧化碳的浓度温度的高低空气中二氧化碳的浓度温度的高低土壤中水分的多少土壤中水分的多少光的成分光的成分酶的活性酶的活性光照的强弱光照的强弱2.2.实验原理实
2、验原理:(1)(1)利用利用LEDLED台灯离实验装置的距离不同台灯离实验装置的距离不同,产生不同的产生不同的_。(2)(2)根据根据_,_,判断不同判断不同光照强度下光合作用强度的大小。光照强度下光合作用强度的大小。光照强度光照强度单位时间内圆形小叶片上浮的数量单位时间内圆形小叶片上浮的数量3.3.实验步骤实验步骤:c-b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率密闭玻璃罩内CO2浓度与时间的关系曲线:(1)原理:主要影响光反应阶段_的产生,进而(2)暗(3)无水乙醇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量减少本实验中氧气含量甲瓶-丙瓶=1.即烘干处理并测得圆片干
3、重为a,乙组保持湿润且置于(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。变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。红色液滴向右移动(单位时间内移动距离代表净光合速率)。(2018全国卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。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。【方法规律】光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方法叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度
4、下降当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。图乙中,限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度二、化能合成作用二、化能合成作用1.1.概念概念:利用体外环境中的某些利用体外环境中的某些_氧化时所释放氧化时所释放的能量来制造的能量来制造_。2.2.实例实例:硝化细菌能利用硝化细菌能利用_氧化释放的化学能将氧化释放的化学能将_合成糖类合成糖类,供自身利用。供自身利用。无机物无机物有机物有机物NHNH3 3COCO2 2和和H H2 2O O三、光合作用影响因素三、光合作用影响因素1.1.光照强度光照强度:(1)(1)原理原理:主要影响光反应阶段主要影响光反应阶段_的产生
5、的产生,进而进而影响暗反应阶段。影响暗反应阶段。ATPATP和和NADPHNADPH(2)(2)曲线分析曲线分析:A A点点光照强度为光照强度为0,0,此时只进行此时只进行_,CO_,CO2 2释放释放量表示量表示_ABAB段段开始进行光合作用开始进行光合作用,随光照强度增加随光照强度增加,光合作光合作用速率逐渐增加用速率逐渐增加,但光合作用速率但光合作用速率_细胞细胞呼吸速率呼吸速率B B点点光合作用速率光合作用速率_细胞呼吸速率细胞呼吸速率,此时光照此时光照强度为光的补偿点强度为光的补偿点细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸速率细胞呼吸速率小于小于等于等于BCBC段段光合作用速率光合作用速率_细胞呼吸
6、速率细胞呼吸速率,随光照强随光照强度增加度增加,光合作用速率逐渐增加光合作用速率逐渐增加C C点点光照强度增加光照强度增加,光合作用速率光合作用速率_,_,此时此时的光照强度的光照强度(C)(C)为光的饱和点为光的饱和点C C点点以后以后此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、COCO2 2浓浓度等度等大于大于基本不变基本不变2.CO2.CO2 2浓度浓度:(1)(1)原理原理:CO:CO2 2浓度通过影响浓度通过影响_阶段阶段,制约制约C C3 3的生成的生成进而影响光合作用强度。进而影响光合作用强度。暗反应暗反应(2)(2)曲线曲线:关键关键点点A
7、ACOCO2 2的补偿点的补偿点:光合速率光合速率_呼吸速呼吸速率时的率时的COCO2 2浓度浓度AA进行光合作用所需的最低进行光合作用所需的最低COCO2 2浓度浓度B B和和BBCOCO2 2饱和点饱和点走势走势分析分析图图1 1和图和图2 2一定范围内一定范围内,光合作用强度随光合作用强度随COCO2 2浓浓度的增大而增强度的增大而增强,但当但当COCO2 2达到一定达到一定的浓度时的浓度时,光合作用强度光合作用强度_等于等于不再增强不再增强3.3.温度温度:(1)(1)原理原理:通过影响通过影响_进而影响光合作用。进而影响光合作用。(2)(2)曲线曲线:酶活性酶活性ABAB段段:随着温
8、度升高随着温度升高,光合作用强度光合作用强度_。B B点点:光合作用光合作用_温度下的光合作用强度。温度下的光合作用强度。BCBC段段:随着温度升高随着温度升高,光合作用强度光合作用强度_。温度过高时温度过高时,酶失活酶失活,光合作用完全停止。光合作用完全停止。增强增强最适最适减弱减弱量和O2产生总量相等,都为3单位,细胞呼吸释放的CO2夏季晴朗的一天,甲、乙两株不同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。(2)根据关键词判定:_。即烘干处理并测得圆片干重为a,乙组保持湿润且置于变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。气量,因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量胞呼吸,液滴左移
9、,B项错误。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)。(2)明确光合作用过程及影响光合作用的外界因素。(1)据图判断,光照强度低于a时,限制甲、乙两组植物光合作用的因素是什么?(科学思维)(2018全国卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。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。即烘干处理并测得圆片干重为a,乙组保持湿润且置于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量减少量表示_清晨和傍晚光照
10、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(1)原理:通过影响_进而影响光合作用。这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。4.4.水及矿质元素对光合作用的影响水及矿质元素对光合作用的影响:(1)(1)原理原理:N N、MgMg、FeFe等是等是_合成的必需元素合成的必需元素,若若这些元素缺乏这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。水既是光合作用的原料水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介又是体内各种化学反应的介质质,水还会影响气孔的开闭水还会影响气孔的开闭,从而影响从而影响_进入植
11、物体。进入植物体。叶绿素叶绿素COCO2 2(2)(2)曲线曲线:5.5.影响因素在生产实践中的应用影响因素在生产实践中的应用(连线连线):):【激疑激疑】夏季晴朗的中午夏季晴朗的中午,植物的光合作用强度不是最大植物的光合作用强度不是最大,而是而是相对降低相对降低,这一现象称为植物的这一现象称为植物的“午休午休”。试解释出现。试解释出现这一现象的原因。这一现象的原因。提示提示:夏季晴朗的中午夏季晴朗的中午,温度较高温度较高,植物蒸腾作用旺盛植物蒸腾作用旺盛,植物失水较多植物失水较多,导致气孔关闭导致气孔关闭,影响二氧化碳的吸收影响二氧化碳的吸收,从从而使光合作用强度降低。而使光合作用强度降低。
12、知识点一探究环境因素对光合作用强度的影响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测定光合速率与呼吸速率的装置:(1)(1)测定装置测定装置: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。本实验中氧气含量甲瓶-丙瓶=1.试解释出现这一现象的原因。空气中二氧化碳的浓度温度的高低(1)利用LED台灯离实验装置的距离不同,产生不同的图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系,下列说法正确的是()量表示_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”。图甲中,光照强度
13、为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2(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。说明此时细胞呼吸大于光合作用,A项错误;光照强度为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。夏季晴朗的一天,甲、乙两株不同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。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。叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO2的吸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量不变有光条
14、件下,绿色植物既进行细胞呼吸消耗O2,(2)测定方法及解读。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量减少试解释出现这一现象的原因。土壤中水分的多少光的成分(2)明确光合作用过程及影响光合作用的外界因素。(2)(2)测定方法及解读。测定方法及解读。测定呼吸速率。测定呼吸速率。a.a.在小烧杯中放入适宜浓度在小烧杯中放入适宜浓度NaOHNaOH溶液用于吸收溶液用于吸收COCO2 2。b.b.玻璃钟罩遮光处理玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。以排除光合作用干扰。c.c.置于适宜温度环境中。置于适宜温度环境中。d.d.红色液滴向左移动红色液滴向左移动(单位时间内
15、移动距离代表呼吸速单位时间内移动距离代表呼吸速率率)。测定净光合速率。测定净光合速率。a.a.在小烧杯中放入适宜浓度的在小烧杯中放入适宜浓度的COCO2 2缓冲液缓冲液,用于保证容用于保证容器内器内COCO2 2浓度恒定浓度恒定,满足光合作用的需求。满足光合作用的需求。b.b.必须给予较强光照处理必须给予较强光照处理,且温度适宜。且温度适宜。c.c.红色液滴向右移动红色液滴向右移动(单位时间内移动距离代表净光合单位时间内移动距离代表净光合速率速率)。【思考思考讨论讨论】图示装置中液滴的移动可能是由于环境因素所导致图示装置中液滴的移动可能是由于环境因素所导致,排排除这一无关变量除这一无关变量,应
16、在原实验的基础上如何设计应在原实验的基础上如何设计?(?(科学科学探究探究)提示提示:可增加一组实验可增加一组实验,其他设计同原实验其他设计同原实验,只是去掉绿只是去掉绿色植物。色植物。【素养案例素养案例】为探究光照强度对光合作用的影响为探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组如图所示的实验装置若干组,在在25 25 条件下进行了一条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是系列实验。下列说法正确的是()A.A.在无光条件下在无光条件下,液滴向左移动液滴向左移动B.B.在有光条件下在有光条件下,液滴向右移动液滴向右移动C.C.在有光条件下在有光条件下,
17、液滴向右移动的距离代表光合速率液滴向右移动的距离代表光合速率D.D.随光照强度的增强随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大液滴向右移动的距离逐渐增大【解题导引解题导引】(1)(1)找出关键点找出关键点:CO:CO2 2缓冲液可以维持密闭装置内一定的缓冲液可以维持密闭装置内一定的二氧化碳浓度二氧化碳浓度,即密闭装置内气体体积的变化不是由二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。氧化碳的产生或消耗引起的。(2)(2)分清两个关系分清两个关系:光合作用与细胞呼吸的大小。光合作用与细胞呼吸的大小。【解析解析】选选A A。由于。由于COCO2 2缓冲液维持装置中的缓冲液维持装置
18、中的COCO2 2含量不含量不变变,所以引起装置中气压变化的原因是所以引起装置中气压变化的原因是O O2 2的变化。无光的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸条件下绿色植物只进行细胞呼吸,消耗消耗O O2 2,液滴左移液滴左移,A,A项正确。有光条件下项正确。有光条件下,绿色植物既进行细胞呼吸消耗绿色植物既进行细胞呼吸消耗O O2 2,又进行光合作用产生又进行光合作用产生O O2 2,若光合作用若光合作用 细胞呼吸细胞呼吸,液滴右液滴右移移;若光合作用若光合作用=细胞呼吸细胞呼吸,液滴不移动液滴不移动;若光合作用若光合作用 细细胞呼吸胞呼吸,液滴左移液滴左移,B,B项错误。在有光条件下项错误
19、。在有光条件下,液滴向右液滴向右移动的距离代表净光合速率移动的距离代表净光合速率,C,C项错误。在达到光饱和项错误。在达到光饱和点之前随光照强度的增强点之前随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增液滴向右移动的距离逐渐增大大,D,D项错误。项错误。【方法规律方法规律】光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方法法(1)“(1)“黑白瓶法黑白瓶法”:用黑瓶用黑瓶(无光照的一组无光照的一组)测得的结果测得的结果为呼吸作用强度值为呼吸作用强度值,用白瓶用白瓶(有光照的一组有光照的一组)测得的结果测得的结果为净光合作用强度值为净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用综
20、合两者即可得到真正光合作用强度值。强度值。c-a为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率;c-b为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率;a-b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率;乙装置随着O2浓度下降,叶肉细胞呼吸速率也下降。移;若光合作用=细胞呼吸,液滴不移动;若光合作用细图乙中,当光照强度为x时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。曲线bc段和de段下降的原因相同随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大夏季晴朗的一天,甲、乙两株不同种植物在相同条件下C
21、O2吸收速率的变化如图所示。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。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。变,所以引起装置中气压变化的原因是O2的变化。这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。【方法规律】光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方法量表示_8 mg,B正确、D错误。8 mg,B正确、D错误。用速率逐渐增加,但光合作用速率_细胞叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降(2)(2)梯度法梯度法:用一系列不同光照强度、温度
22、或用一系列不同光照强度、温度或COCO2 2浓度的浓度的装置装置,可探究光照强度、温度或可探究光照强度、温度或COCO2 2浓度对光合作用强浓度对光合作用强度的影响。度的影响。【素养素养迁移迁移】用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深同时从某池塘水深0.5 m 0.5 m 处的同一位置取满水样处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的氧气立即测定甲瓶中的氧气含量含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量分别测定两瓶中的氧气含量,结果如表结果如表(不考虑化不考虑化能合成作用能合成
23、作用)。有关分析合理的是。有关分析合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙不透光玻璃瓶丙4.9 mg4.9 mg5.6 mg5.6 mg3.8 mg3.8 mgA.A.丙瓶中浮游植物的细胞产生丙瓶中浮游植物的细胞产生HH的场所是线粒体内膜的场所是线粒体内膜B.B.在一昼夜内在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg1.1 mgC.C.在一昼夜后在一昼夜后,乙瓶水样的乙瓶水样的pHpH比丙瓶的低比丙瓶的低D.D.在一昼夜内在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为量约为1.
24、1 mg1.1 mg【解析解析】选选B B。本实验中氧气含量甲瓶。本实验中氧气含量甲瓶-丙瓶丙瓶=1.1 mg,=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可表示一昼夜内丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量,乙乙瓶瓶-甲瓶甲瓶=0.7 mg,=0.7 mg,可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量气量,因此乙瓶中生产者实际光合作用释放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=1.1 mg+0.7 mg=1.8 mg,B正确、正确、D D错误。丙瓶中浮游错误。丙瓶中浮游植物的细胞产生植物的细胞产生HH的场
25、所有细胞质基质、线粒体基的场所有细胞质基质、线粒体基质质,A,A错误。一昼夜后错误。一昼夜后,乙瓶水样中的乙瓶水样中的COCO2 2含量下降含量下降,因此因此其其pHpH上升上升,而丙瓶中只进行细胞呼吸而丙瓶中只进行细胞呼吸,CO,CO2 2含量上升含量上升,pH,pH下降下降,乙瓶水样的乙瓶水样的pHpH比丙瓶的高比丙瓶的高,C,C错误。错误。【补偿训练补偿训练】取某种植物生长状态一致的新鲜叶片取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器将叶片用打孔器将叶片打出若干圆片打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为即烘干处理并测得圆
26、片干重为a,a,乙组保持湿润且置于乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致致,一小时后一小时后,测得乙装置内圆片干重为测得乙装置内圆片干重为b,b,丙装置内圆丙装置内圆片干重为片干重为c c。下列叙述正确的是。下列叙述正确的是()A.c-aA.c-a为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.c-bB.c-b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C.a-bC.a-b为圆
27、片叶肉细胞一小时内的呼吸速率为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D.D.实验过程中实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 【解析解析】选选C C。c-ac-a为圆片叶肉细胞一小时内的净光合为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率速率;c-b;c-b为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率;a-;a-b b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率;乙装置随着乙装置随着O O2 2浓度下降浓度下降,叶肉细胞呼吸速率也下降。叶肉细胞呼吸速率也下降。知识点二光合作用影响因素综合分析知识点二光合作用影响因素综合分析1.1
28、.开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析:(1)(1)曲线分析曲线分析:MNMN和和PQPQ夜晚植物只进行细胞呼吸夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机物的总植物体内有机物的总量减少量减少,环境中环境中COCO2 2量增加量增加,O,O2 2量减少量减少N NP P光合作用与细胞呼吸同时进行光合作用与细胞呼吸同时进行NANA和和EPEP清晨和傍晚光照较弱清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小于细胞呼光合作用强度小于细胞呼吸强度吸强度;植物体内有机物的总量减少植物体内有机物的总量减少,环境中环境中COCO2 2量增加量增加,O,O2 2量减少量减少一定范围内,光合作用强度
29、随CO2浓图乙中,限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度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。知识点一探究环境因素对光合作用强度的影响光合作用产物的积累量最大c-b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率_。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量减少这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。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。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)图乙中,当光照强度为x时,细胞中产生ATP的
30、场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体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)根据关键词判定:(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。(1)概念:植物在_内通过光合作用制造_在有光条件下,液滴向右移动(2)测定方法及解读。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)。土壤中水分的多少光的成分A A点和点和E E点点光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO,CO2 2的吸收和的吸收和释放达到动态平衡释放达到动态平衡;植物体内有机物的总量不变植物体内有机物的总量不变,环
31、境中环境中COCO2 2量不变量不变,O,O2 2量不变量不变A AE E光合作用强度大于细胞呼吸强度光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体内有机植物体内有机物的总量增加物的总量增加;环境中环境中COCO2 2量减少量减少,O,O2 2量增加量增加C C点点叶片表皮气孔部分关闭叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降光合作用强度下降E E点点光合作用产物的积累量最大光合作用产物的积累量最大(2)(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法一昼夜有机物的积累量的计算方法(用用COCO2 2表示表示):):一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的白天从外界吸收的COCO2 2量量-晚上晚上呼
32、吸作用释放的呼吸作用释放的COCO2 2量量,即即S S3 3-(-(S S1 1+S S4 4)。2.2.密闭玻璃罩内密闭玻璃罩内COCO2 2浓度与时间的关系曲线浓度与时间的关系曲线:(1)(1)曲线分析曲线分析:ABAB段段无光照无光照,植物只进行细胞呼吸植物只进行细胞呼吸BCBC段段温度降低温度降低,细胞呼吸减弱细胞呼吸减弱CDCD段段4 4时后时后,微弱光照微弱光照,开始进行光合作用开始进行光合作用,但光合作用强度但光合作用强度 细胞呼吸强度细胞呼吸强度H H点点光合作用强度光合作用强度=细胞呼吸强度细胞呼吸强度HIHI段段光照继续减弱光照继续减弱,光合作用强度光合作用强度 细胞呼吸
33、强度细胞呼吸强度,植物生长植物生长若若I I点高于点高于A A点点说明光合作用强度说明光合作用强度 细胞呼吸强度细胞呼吸强度,植物体植物体内有机物总量减少内有机物总量减少,植物不能生长植物不能生长若若I I点等于点等于A A点点说明光合作用强度说明光合作用强度=细胞呼吸强度细胞呼吸强度,植物体植物体内有机物总量不变内有机物总量不变,植物不生长植物不生长【思考思考讨论讨论】1.1.各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响,试分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析冬季早晨和夏季早晨限制光合作用的因素分别是什么。么。(科学思维科学思维)提示提示
34、:冬季早晨温度较低冬季早晨温度较低,温度是限制光合作用的主要温度是限制光合作用的主要因素因素;夏季早晨温度较高夏季早晨温度较高,光照较弱光照较弱,光照是限制光合作光照是限制光合作用的主要因素。用的主要因素。2.2.大棚生产中大棚生产中,为什么多施加有机肥能够提高作物的产为什么多施加有机肥能够提高作物的产量量?(?(科学思维科学思维)提示提示:有机肥中的有机物被微生物分解产生二氧化碳和有机肥中的有机物被微生物分解产生二氧化碳和无机盐无机盐,二氧化碳能够增加大棚中的二氧化碳浓度二氧化碳能够增加大棚中的二氧化碳浓度,无无机盐为作物提供矿质营养。机盐为作物提供矿质营养。【素养案例素养案例】(2018(
35、2018全国卷全国卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的某同学选取来自树冠不同层的A A、B B两两种叶片种叶片,分别测定其净光合速率分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图结果如图所示。据图回答问题回答问题:(1)(1)从图可知从图可知,A,A叶片是树冠叶片是树冠_(_(填填“上层上层”或或“下层下层”)的叶片的叶片,判断依据是判断依据是_。(2)(2)光照强度达到一定数值时光照强度达到一定数值时,A,A叶片的净光合速率开始叶片的净光合速率开始下降下降,但测得放氧速率不变但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主
36、要则净光合速率降低的主要原因是光合作用的原因是光合作用的_ _反应受到反应受到抑制。抑制。(3)(3)若要比较若要比较A A、B B两种新鲜叶片中叶绿素的含量两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提在提取叶绿素的过程中取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是常用的有机溶剂是_。【解题导引解题导引】解答本题需明确以下两点解答本题需明确以下两点:(1)(1)明确题干两图的区别明确题干两图的区别,比较光饱和点、光补偿点的比较光饱和点、光补偿点的大小。大小。(2)(2)明确光合作用过程及影响光合作用的外界因素。明确光合作用过程及影响光合作用的外界因素。【解析解析】(1)(1)题干两图横坐标都是光照强度题干两图横坐标
37、都是光照强度,纵坐标都纵坐标都是净光合速率。是净光合速率。A A叶片的细胞呼吸弱叶片的细胞呼吸弱,光补偿点低光补偿点低,光饱光饱和点低和点低,适应弱光环境适应弱光环境,判断为下层叶片。判断为下层叶片。(2)(2)放氧速率不变放氧速率不变,说明光反应速率不变说明光反应速率不变,净光合速率下净光合速率下降的主要原因是暗反应受到抑制。降的主要原因是暗反应受到抑制。(3)(3)绿叶中的色素易溶于有机溶剂绿叶中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇提取。常用无水乙醇提取。答案答案:(1)(1)下层下层A A叶片的净光合速率达到最大时所需光叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于照强度低于B B叶片叶片(2
38、)(2)暗暗(3)(3)无水乙醇无水乙醇【方法规律方法规律】植物植物“三率三率”的判定的判定(1)(1)根据坐标曲线判定根据坐标曲线判定:当光照强度为当光照强度为0 0时时,若若COCO2 2吸收值为负值吸收值为负值,该值绝对值该值绝对值代表呼吸速率代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率。该曲线代表净光合速率。当光照强度为当光照强度为0 0时时,若若COCO2 2吸收值为吸收值为0,0,该曲线代表真正该曲线代表真正光合速率。光合速率。(2)(2)根据关键词判定根据关键词判定:检测指标检测指标呼吸速率呼吸速率净光合速率净光合速率真正真正(总总)光合光合速率速率COCO2 2释放量释放量(黑暗黑暗)吸
39、收量吸收量利用量、固定量、利用量、固定量、消耗量消耗量O O2 2吸收量吸收量(黑暗黑暗)释放量释放量产生量产生量有机物有机物消耗量消耗量(黑暗黑暗)积累量积累量制造量、产生量制造量、产生量【素养素养探究探究】情境迁移情境迁移为了探究生长条件对植物光合作用的影响为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候置于人工气候室中室中,甲组模拟自然光照甲组模拟自然光照,乙组提供低光照乙组提供低光照,其他培养条其他培养条件相同。结果如图件相同。结果如图:(1)(1)据图判断据图判断,光照强度低于光照强度低于a
40、a时时,限制甲、乙两组植物限制甲、乙两组植物光合作用的因素是什么光合作用的因素是什么?(?(科学思维科学思维)提示提示:光照强度。光照强度。(2)b(2)b光照强度下光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高要使甲组的光合作用强度升高,可以可以考虑的措施是什么考虑的措施是什么?(?(科学思维科学思维)提示提示:适当提高适当提高COCO2 2浓度、温度、水、矿质元素等条件。浓度、温度、水、矿质元素等条件。【素养素养迁移迁移】图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a a、b b、c c、d d时时,单位时间内单位时间内COCO2 2的释放量和的释放量和O O2 2
41、产生总量的变化。图产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系,下列说法正下列说法正确的是确的是()A.A.图甲中图甲中,光照强度为光照强度为b b时时,光合速率等于呼吸速率光合速率等于呼吸速率B.B.图甲中图甲中,光照强度为光照强度为d d时时,单位时间内细胞从周围吸收单位时间内细胞从周围吸收2 2个单位的个单位的COCO2 2C.C.图乙中图乙中,当光照强度为当光照强度为x x时时,细胞中产生细胞中产生ATPATP的场所有的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体细胞质基质、线粒体和叶绿体D.D.图乙中图乙中,限制限制e e、f f、g g点光合作用速
42、率的因素主要是点光合作用速率的因素主要是光照强度光照强度【解析解析】选选B B。分析图甲可知。分析图甲可知,光照强度为光照强度为b b时时,CO,CO2 2释放释放量和量和O O2 2产生总量相等产生总量相等,都为都为3 3单位单位,细胞呼吸释放的细胞呼吸释放的COCO2 2首先供应叶绿体进行光合作用首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界剩余部分释放到外界,说明此时细胞呼吸大于光合作用说明此时细胞呼吸大于光合作用,A,A项错误项错误;光照强度为光照强度为d d时时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率,光光照强度为照强度为a a时时,CO,C
43、O2 2释放量即为呼吸速率释放量即为呼吸速率,则光照强度为则光照强度为d d时时,O,O2 2产生总量为产生总量为8 8单位单位,需要消耗的需要消耗的COCO2 2也为也为8 8单位单位,所所以单位时间内需要从外界吸收的以单位时间内需要从外界吸收的COCO2 2为为2 2单位单位,B,B项正确项正确;图乙中所示生物为蓝细菌图乙中所示生物为蓝细菌,蓝细菌不含线粒体和叶绿蓝细菌不含线粒体和叶绿体体,C,C项错误项错误;图乙中图乙中,限制限制g g点光合作用速率的因素不是点光合作用速率的因素不是光照强度光照强度,可能是二氧化碳浓度及温度可能是二氧化碳浓度及温度等等,D,D项错误。项错误。【补偿训练补
44、偿训练】夏季晴朗的一天夏季晴朗的一天,甲、乙两株不同种植物在相同条件下甲、乙两株不同种植物在相同条件下COCO2 2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是 ()A.A.甲植株在甲植株在a a点开始进行光合作用点开始进行光合作用B.B.乙植株在乙植株在e e点有机物积累量最多点有机物积累量最多C.C.曲线曲线b bc c段和段和d de e段下降的原因相同段下降的原因相同D.D.两曲线两曲线b bd d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭闭【解析解析】选选D D。图中甲植株光合作用开始的点在。图中甲植株光合作用开始的点在
45、a a点之点之前前,即即COCO2 2吸收速率开始变化的点吸收速率开始变化的点,故故A A错误错误;图中乙植株图中乙植株6 61818时有机物一直在积累时有机物一直在积累,18,18时植物体内有机物积累时植物体内有机物积累量最大量最大,故故B B错误错误;曲线曲线b bc c段下降的原因是光照过强段下降的原因是光照过强,气孔关闭气孔关闭,叶片吸收的叶片吸收的COCO2 2少少,d,de e段下降的原因是光照段下降的原因是光照强度减弱强度减弱,故故C C错误错误;甲植株没有出现光合午休现象甲植株没有出现光合午休现象,可可能原因是气孔无法关闭能原因是气孔无法关闭,故故D D正确。正确。【课堂回眸课堂回眸】
