人教版必修一 543 影響光合作用的因素和化能合成作用 學(xué)案

1、第3課時影響光合作用的因素和化能合成作用學(xué)習(xí)目標(biāo)1 理解環(huán)境因素對光合作用的影響(重難點)。2.理解光合作用原理的應(yīng)用(重難點)。3.簡述化能合成作用。|基礎(chǔ)知識|一、探究光照強度對光合作用的影響1光合作用強度 (1)概念：植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。(2)影響因素和衡量指標(biāo)：2探究光照強弱對光合作用強度的影響(1)實驗步驟：實驗步驟操作提示取材用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出小圓形葉片30片(直徑1 cm)抽氣用注射器(內(nèi)有清水、小圓形葉片)抽出葉片內(nèi)氣體沉水將抽出內(nèi)部氣體的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底分組取3只小燒杯，分別倒入20 mL富含二氧

2、化碳的清水光照分別向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片，然后分別對這3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照觀察記錄同一時間段內(nèi)，各裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量 (2)實驗結(jié)果及結(jié)論：實驗結(jié)果：項目燒杯小圓形葉片加富含CO2的清水光照強度葉片浮起的數(shù)量甲10片20 mL強最多乙10片20 mL中較少丙10片20 mL弱最少實驗結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度逐漸增強。(同一時間段內(nèi)產(chǎn)生的氧氣越多，浮起的葉片越多)二、影響光合作用的因素及化能合成作用1其他因素對光合作用強度的影響除光照強度之外，影響光合作用的因素還包括CO2濃度、溫度、水分等。2化能合成作用(1)概念：利用體外環(huán)境

3、中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制作有機物的合成作用。(2)實例：硝化細(xì)菌能利用氨氧化釋放的化學(xué)能將二氧化碳和水合成為糖類，供自身利用。|自查自糾|1光照是通過影響光反應(yīng)來影響光合速率的()2在一定范圍內(nèi)，隨著光照強度的增大，光合速率也逐漸增大()3光照強度影響光合作用但光質(zhì)不影響()4溫度只影響暗反應(yīng)過程，因為只有暗反應(yīng)需要酶的催化()5CO2濃度是通過影響暗反應(yīng)過程來影響光合作用的()6水分既是光合作用的原料，也是化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)()7只有真核生物才能制造有機物()8化能合成作用不消耗能量()答案1.2.3.4.5.6.7.8.|圖解圖說|光照強度是影響光合作用的主要因素。_大棚中增加CO

4、2濃度提高作物光合作用。_缺水時氣孔關(guān)閉，影響CO2進入葉肉細(xì)胞，同時也影響了淀粉的水解，導(dǎo)致光合產(chǎn)物輸出緩慢，使光合速率下降。_探究點一光照強度對光合作用的影響1探究光照強度對光合作用強度的影響(1)分析實驗中葉片下沉和進行光照后葉片又上浮的原因：葉片下沉的原因：葉片中的氣體被抽出。光照后上浮的原因：葉片通過光合作用產(chǎn)生了氧氣。 (2)實驗中觀察的指標(biāo)(因變量)：單位時間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量。2光照強度對光合作用強度的影響下圖為光照強度與綠色植物光合作用強度的關(guān)系曲線，分析該圖并回答下列問題：(1)圖中A、B、C點代表的意義，并在下圖中畫出CO2和O2的運動方向：提示A點：只進行細(xì)胞呼吸(或呼吸

5、強度)。B點：光合速率等于呼吸速率(或凈光合速率為0)時的光照強度，也叫光補償點。C點：光合速率達(dá)到最大時的最低光照強度，也叫光飽和點。圖答案：(2)分析AB、BC區(qū)間細(xì)胞呼吸和光合作用的強度大小。AB：光合強度小于呼吸強度。 BC：光合強度大于呼吸強度。(3) C點前后限制光合作用的主要因素C點之前：光照強度。C點之后：主要是CO2和溫度。光照強度對凈光合作用的影響原理與探究結(jié)論(1)影響原理呼吸作用強度不受光照強度的影響。在一定范圍內(nèi)，光合作用強度隨光照強度的增加而逐漸增強，當(dāng)光照強度達(dá)到一定值后，繼續(xù)增強光照強度，光合作用強度不再改變。(2)探究結(jié)論在一定光照強度范圍內(nèi)，同一時間段中，各

6、組小圓形葉片浮起的數(shù)量與光照強度呈正相關(guān)。在一定光照強度范圍內(nèi)，每組葉片全部浮起所需要的時間與光照強度呈負(fù)相關(guān)。【典例1】 通過實驗測得一片葉子在不同光照條件下CO2吸收和釋放的情況如下圖所示。乙圖表示的是葉肉細(xì)胞與外界及線粒體和葉綠體間的氣體交換情況。下列相關(guān)敘述中錯誤的是()A如果植物缺乏Mg元素，則甲圖中的B點向右移動B甲圖中C點前的限制因素是光照強度，C點后的限制因素主要是CO2和溫度C甲圖中還可以用O2的吸收量和釋放量表示縱坐標(biāo)的含義，且曲線保持不變D乙圖中所示細(xì)胞發(fā)生的情況與甲圖中A點、AB段、B點、BC段相符的依次是解析植物缺乏Mg后，葉綠素合成受影響，則吸收光能的能力降低，因此

7、光合速率要與呼吸速率相等，應(yīng)增加光照強度，所以B點向右移，A正確；C點是光飽和點，該點前隨著光照強度的改變，代謝強度改變，說明光照強度是限制光合速率的因素，而C點之后，隨著光照強度的改變光合作用速率不再改變，說明光照強度不再是限制因素，限制因素是橫坐標(biāo)表示的因素以外的因素CO2和溫度，B正確；如果甲圖中的縱坐標(biāo)改成氧氣的吸收量或釋放量，則曲線正好是以橫坐標(biāo)為軸的對稱曲線，C錯誤；A點時只進行細(xì)胞呼吸，不進行光合作用，應(yīng)與相符。AB段細(xì)胞呼吸強度大于光合強度，應(yīng)與相符。B點時，光合強度與呼吸強度相等，應(yīng)與相符。BC段與C點之后，光合強度大于呼吸強度，與圖相符，D正確。答案C(1)光補償點與光飽和

8、點的移動規(guī)律規(guī)律(2)光合作用限制因素的分析在達(dá)到飽和點前，限制因素就是橫坐標(biāo)表示的因素；達(dá)到飽和點后，限制因素是橫坐標(biāo)表示的因素以外的因素。另外，需要注意的是，題干中如果有“最適溫度”一信息，則溫度不再是限制因素?！靖櫽?xùn)練】1如圖為植物光合作用強度隨光照強度變化的坐標(biāo)圖，下列敘述中不正確的是()AA點葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體BB點植物的光合作用強度與細(xì)胞呼吸強度相等C當(dāng)植物缺鎂時，B點將右移D已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25 和30 ，如果該圖表示該植物處于25 環(huán)境中，則將溫度提高到30 時，A點上移，B點左移解析A點植物只進行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有

9、線粒體；植物缺鎂時，若要使光合作用強度保持不變，則需增加光照強度，因此B點將右移；將溫度提高到30 時，細(xì)胞呼吸加強，光合作用減弱，因此，A點上移，B點右移。答案D探究點二光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系1光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系(1)光合作用和有氧呼吸過程中都產(chǎn)生H，它們的來源和用途分別是怎樣的？提示光合作用過程產(chǎn)生的H來自水，用于暗反應(yīng)過程中C3的還原；有氧呼吸的第一、二階段產(chǎn)生H，來自葡萄糖和水，用于第三階段與O2結(jié)合成水。(2)光合作用和有氧呼吸分別在哪個階段產(chǎn)生ATP？分別有什么用途？提示光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP，用于暗反應(yīng)階段C3的還原；有氧呼吸的三個階段都產(chǎn)生ATP，用于各項生命活

10、動。 2.實際光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系真光合速率凈光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：光合作用產(chǎn)生的O2量實測的O2釋放量細(xì)胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2量實測的CO2吸收量細(xì)胞呼吸釋放的CO2量。光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量葡萄糖的積累量(增重部分)細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖量。3利用裝置圖法測定植物光合速率與呼吸速率(1)裝置中溶液的作用：在測細(xì)胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時，NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定。(2)測定方法將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。將同一

11、植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。(3)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結(jié)果進行校正?！镜淅?】 以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()A光照相同時間，35 時光合作用制造的有機物的量與30 時相等B光照相同時間，在20 條件下植物積累的有機物的量最多C溫度高于25 時，光合作用制造的有機物的量開始減少D其他條件不變，光照強度適

12、當(dāng)增強時，兩曲線的交點將向左下方移動解析分析題意與圖像可知，圖中的虛線代表凈光合作用，實線代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有機物總量(真光合作用量)呼吸作用消耗的有機物量(呼吸量)有機物的凈積累量(凈光合作用量)，即某溫度下圖中實線所對應(yīng)的量加上虛線所對應(yīng)的量就是真光合作用量。讀取圖中20 、25 、30 、35 等溫度下對應(yīng)的CO2的吸收量與釋放量，根據(jù)上面的等式關(guān)系可以推斷出：光照相同時間，35 時光合作用制造的有機物的量與30 時相等；光照相同時間，在25 條件下植物積累的有機物的量最多；溫度高于25 時，有機物的凈積累量開始減少；兩曲線的交點表示某溫度時，有機物的凈積累量與呼吸作

13、用消耗的有機物的量相等，當(dāng)其他條件不變，光照強度適當(dāng)增強時，凈光合作用量增大，兩曲線的交點將向右上方移動。答案A凈光合速率和總光合速率的判定方法(1)有“釋放量”、“吸收量”或“積累量”等詞語時，則為凈光合速率；如果有“消耗量”、“同化量”、“制造量”、“生產(chǎn)量”等詞語時，則為實際光合速率。(2)若為坐標(biāo)曲線形式，當(dāng)光照強度為0時，CO2吸收值為0，即曲線的起點是坐標(biāo)原點，則該曲線表示總(真)光合速率；若CO2吸收值為負(fù)值，即曲線的起點在原點之下，則該曲線表示凈光合速率。(3)若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率?！靖櫽?xùn)練】2下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應(yīng)及利用的示意圖，下列說

14、法正確的是()A乙過程利用的ATP是由甲和丙過程共同提供的B乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳化合物C甲、丙中合成ATP所需的能量來源不相同D丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖、興奮傳導(dǎo)等解析從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應(yīng)，乙是暗反應(yīng)，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用的暗反應(yīng)，A錯誤；光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的ATP用于還原三碳化合物，B錯誤；光反應(yīng)合成ATP所需的能量來源于光能，而丙過程合成ATP所需的能量來自有機物中的化學(xué)能，C正確；紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，協(xié)助擴散需要載體蛋白但不消耗ATP，D錯誤。答案C知識脈絡(luò)要點晨背1.在一定

15、范圍內(nèi)，隨著光照強度的增大，光合速率逐漸增大，當(dāng)達(dá)到光飽和點后，光合速率不再增加。2.人工增加光照以延長光照時間，可以增加光合產(chǎn)量。3.在一定范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合速率逐漸增加，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，光合速率不再增加。4.農(nóng)田中保持良好的通風(fēng)，使用農(nóng)家肥都可以提高CO2濃度，從而增加光合產(chǎn)量。5.白天適當(dāng)提高溫度，以增大光合強度，夜晚適當(dāng)降低溫度，以降低呼吸強度，都有利于作物的生長。1下列關(guān)于光照與光合速率之間的關(guān)系的敘述，正確的一項是()A陰生植物的光合速率與光照強度成反比B光照越強，光合速率越高C適宜的光照可以提高陰生植物光合速率D陰生植物在光照條件下，光合速率為零解析陰生植物相對

16、于陽生植物而言，達(dá)到最大光合速率所需的光照強度較低一些；陰生植物的光合速率隨著光照強度增大而增加，達(dá)到一定強度后光合速率不再增加。答案C2(2019佛山高一檢測)某細(xì)菌生活在富含F(xiàn)e2的水中，它能將Fe2氧化成Fe3，并能利用該過程所產(chǎn)生的能量來生產(chǎn)有機物，這種制造有機物的方式是()A光合作用B呼吸作用 C化能合成作用D氧化作用解析據(jù)題干可知，該細(xì)菌能將Fe2氧化成Fe3，并能利用該過程所產(chǎn)生的能量來生產(chǎn)有機物，這種制造有機物的方式為化能合成作用。答案C3如何使作物最大限度地利用太陽光能以進行光合作用是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的根本問題。下列措施不能夠有效提高光能利用效率的是()A陰雨天氣提高溫室中的CO2濃度B將玉米與大豆混合種植C為農(nóng)作物補充鎂元素，保證葉綠素的含量D合理灌