第3課時光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用

1、第2課時 光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用1.1.嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。2.2.說出光合作用原理的應(yīng)用。說出光合作用原理的應(yīng)用。3.3.簡述化能合成作用。簡述化能合成作用。 人的生長靠吃五谷雜糧，植物的生長靠什么呢？人的生長靠吃五谷雜糧，植物的生長靠什么呢？一、光合作用的重要意義一、光合作用的重要意義為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源和能量來源維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定維持大氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定促進生物進化促進生物進化 從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)化的過程來看

2、，光合作用是生從物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)化的過程來看，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。影響光合作用的外界因素：影響光合作用的外界因素： 光、溫度、光、溫度、CO2、（還有水、礦質(zhì)元素）（還有水、礦質(zhì)元素）夏季中午，為什么有些植物的光合作用強度明顯減弱？夏季中午，為什么有些植物的光合作用強度明顯減弱？光合速率光合速率: 又稱光合強度，是指一定量的植物又稱光合強度，是指一定量的植物(如一定如一定的葉面積的葉面積)在單位時間內(nèi)釋放的氧氣或吸收的二氧化碳。在單位時間內(nèi)釋放的氧氣或吸收的二氧化碳。CO2 +H2O （CH2O）+ O2光照光照葉綠體葉綠體6一天的時間一

3、天的時間光合作用效率光合作用效率O光照強度光照強度12 1311光合作用效率與光照強度、時間的關(guān)系A(chǔ)BCDE101514 二、影響光合作用的因素二、影響光合作用的因素1.1.光照強度光照強度真正光合速率真正光合速率= =凈光合速率凈光合速率+ +呼吸速率呼吸速率acbde2.CO2.CO2 2濃度濃度b:COb:CO2 2的補償點的補償點c:COc:CO2 2的飽和點的飽和點 a ab:b: CO CO2 2的濃度太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物；的濃度太低，農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物； b bc:c: 隨隨COCO2 2的濃度增加，光合作用強度增強；的濃度增加，光合作用強度增強； c cd:d: CO CO

4、2 2濃度再增加，光合作用強度保持不變；濃度再增加，光合作用強度保持不變； d de:e: CO CO2 2濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣濃度超過一定限度，將引起原生質(zhì)體中毒或氣 孔關(guān)閉，抑制光合作用。孔關(guān)閉，抑制光合作用。9光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直光合作用是在酶的催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在接影響酶的活性。一般植物在10103535下正常進行光合作用。下正常進行光合作用。3.3.影響光合作用的因素影響光合作用的因素溫度溫度N N：光合酶及光合酶及NADPNADP+ +和和ATPATP的重要組分的重要組分P P：NADPNADP+ +和和ATPATP的重

5、要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能的重要組分；維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)和功能K K：促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸促進光合產(chǎn)物向貯藏器官運輸MgMg：葉綠素的重要組分葉綠素的重要組分4.4.礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素三、影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用三、影響光能利用率的因素在生產(chǎn)中的應(yīng)用延長光合作用時間延長光合作用時間增加光合作用面積增加光合作用面積光光能能利利用用率率光合作用效率光合作用效率( ( 輪作輪作 ) )( ( 合理密植：間種、套種合理密植：間種、套種 ) )（1 1）光照強度、光質(zhì)）光照強度、光質(zhì)（2 2）COCO2 2濃度濃度（3 3）溫度）溫度（4 4）礦質(zhì)元素（）礦質(zhì)元素（ 合理施肥）合理施

6、肥）（5 5）水（）水（ 合理灌溉）合理灌溉）A AB B光照強度光照強度0 0吸收量吸收量COCO2 2陽生植物陽生植物陰生植物陰生植物B B：光補償點：光補償點C C：光飽和點：光飽和點應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物C C光補償點、光飽和點光補償點、光飽和點 ： 陽生植物陽生植物 陰生植物陰生植物 四、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算四、光合作用和呼吸作用中的化學(xué)計算光合作用反應(yīng)式：光合作用反應(yīng)式：6CO6CO2 212H12H2 2O CO C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反應(yīng)式：呼吸作用反應(yīng)式：有氧

7、：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O無氧：無氧：C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2 ( (植物植物) )(1)(1)實測實測COCO2 2吸收量吸收量光合作用光合作用COCO2 2吸收量吸收量- -呼吸作用呼吸作用COCO2 2釋放量釋放量(2)(2)實測實測O O2 2釋放量釋放量光合作用光合作用O O2 2釋放量釋放量- -呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗量消耗量光光葉綠體葉綠體酶酶酶酶14（3 3）有光和無光條件下，植物都進行呼吸作用）有光和

8、無光條件下，植物都進行呼吸作用（5 5）計算時，應(yīng)該先列出光合作用和呼吸作用的）計算時，應(yīng)該先列出光合作用和呼吸作用的 反應(yīng)時，然后列出方程予以計算。反應(yīng)時，然后列出方程予以計算。（4 4）光合作用葡萄糖光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量凈生產(chǎn)量 = = 實際光合作用實際光合作用 葡萄糖葡萄糖生產(chǎn)量生產(chǎn)量 - - 呼吸作用呼吸作用葡萄糖葡萄糖消耗量。消耗量。下頁下頁15環(huán)境中影響光合作用強度的因素環(huán)境中影響光合作用強度的因素 實驗原理：實驗原理： 利用真空滲水法排除葉片細胞間隙中的氣體，利用真空滲水法排除葉片細胞間隙中的氣體，使其沉入水中。在光合作用的過程中植物吸收使其沉入水中。在光合作用的過程中植物吸收

9、CO2并排除并排除O2，產(chǎn)生產(chǎn)生O2的多少與光合作用的強度的多少與光合作用的強度密切相關(guān)密切相關(guān)， O2溶解度很小，積累在細胞間隙從而溶解度很小，積累在細胞間隙從而使下沉的葉片上浮。因此可依據(jù)一定時間內(nèi)葉片使下沉的葉片上浮。因此可依據(jù)一定時間內(nèi)葉片上浮的數(shù)量，來比較光合作用的強弱。上浮的數(shù)量，來比較光合作用的強弱。 材料用具：材料用具： 生長旺盛的綠葉，打孔器，注射器，生長旺盛的綠葉，打孔器，注射器，40W臺燈，臺燈，100ml燒杯，鑷子，燒杯，鑷子，NaHCO3溶液，一次性紙杯，標溶液，一次性紙杯，標簽紙，清水等簽紙，清水等五、化能合成作用五、化能合成作用 自然界中少數(shù)種類的自然界中少數(shù)種類

10、的細菌，雖然細胞內(nèi)沒有色細菌，雖然細胞內(nèi)沒有色素，不能進行光合作用，素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時釋放的某些無機物氧化時釋放的能量來制造有機物，這的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做種合成作用，叫做化能合化能合成作用。成作用。硝化細菌硝化細菌例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。例如：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O O C C6 6H H1212O O6 6+ 6O+ 6O2 2+6H+6H2 2O O 能量能量酶酶2HNO2HNO2 2+O+O2 2 2HNO2HNO3

11、 3+ +能量能量硝化細菌硝化細菌2NH2NH3 3+3O+3O2 2 2HNO 2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量硝化細菌硝化細菌D D1.1.將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室內(nèi)，調(diào)節(jié)小室將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室內(nèi)，調(diào)節(jié)小室 COCO2 2 濃度，在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度（以濃度，在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度（以 COCO2 2 吸收速率表示），測定結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述，正確吸收速率表示），測定結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述，正確的是（的是（ ） A A如果光照強度適當(dāng)降低，如果光照強度適當(dāng)降低，a a 點左移，點左移，b b 點左移點左移 B

12、 B如果光照強度適當(dāng)降低，如果光照強度適當(dāng)降低，a a 點左移，點左移，b b 點右移點右移 C C如果光照強度適當(dāng)增強，如果光照強度適當(dāng)增強，a a 點右移，點右移，b b 點右移點右移 D D如果光照強度適當(dāng)增強，如果光照強度適當(dāng)增強，a a 點左移，點左移，b b 點右移點右移2.2.如圖為光合作用與光照強度之間關(guān)系的曲線，光照強度在如圖為光合作用與光照強度之間關(guān)系的曲線，光照強度在B B點時，限制光合作用強度進一步升高的因素是點時，限制光合作用強度進一步升高的因素是( )( )光照強度光照強度 COCO2 2濃度濃度 溫度溫度 水分水分A A B B C CD DA A【解析】【解析】

13、B B點表示光合作用的光飽和點，光照超過點表示光合作用的光飽和點，光照超過B B點光合作點光合作用強度不再增加，此時的光照強度不再是限制光合作用強度用強度不再增加，此時的光照強度不再是限制光合作用強度的因素，而的因素，而COCO2 2濃度、溫度都可以限制光合作用濃度、溫度都可以限制光合作用, , 一般情況一般情況下植物不會因缺水影響光合作用。下植物不會因缺水影響光合作用。3 3溫度是影響光合作用的重要環(huán)境因素，下列關(guān)于溫度對光溫度是影響光合作用的重要環(huán)境因素，下列關(guān)于溫度對光合作用影響的敘述，不正確的是（合作用影響的敘述，不正確的是（ ）A.A.溫度對光合作用的影響是通過影響酶的活性實現(xiàn)的溫度

14、對光合作用的影響是通過影響酶的活性實現(xiàn)的 B.B.溫度降到溫度降到00仍有植物能進行光合作用仍有植物能進行光合作用C C溫度對不同植物的光合速率影響不同溫度對不同植物的光合速率影響不同 D D溫度影響暗反應(yīng)對光反應(yīng)沒有影響溫度影響暗反應(yīng)對光反應(yīng)沒有影響D D【解析】【解析】酶的活性受溫度影響，光合作用是一種酶促反應(yīng)，酶的活性受溫度影響，光合作用是一種酶促反應(yīng)，因此，溫度對光合作用的影響是通過影響酶的活性實現(xiàn)的。因此，溫度對光合作用的影響是通過影響酶的活性實現(xiàn)的。一些常綠樹種，如松類，在冬天低溫環(huán)境中也可以進行光合一些常綠樹種，如松類，在冬天低溫環(huán)境中也可以進行光合作用。不同植物由于酶的不同，其

15、最適溫度也有差異，因此作用。不同植物由于酶的不同，其最適溫度也有差異，因此溫度對不同植物的光合速率影響不同。無論是光反應(yīng)還是暗溫度對不同植物的光合速率影響不同。無論是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都是在酶的催化下進行的，因此，溫度對光合作用的光反應(yīng)都是在酶的催化下進行的，因此，溫度對光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)都有影響。反應(yīng)和暗反應(yīng)都有影響。4.4.（20122012株洲檢測）科學(xué)家研究株洲檢測）科學(xué)家研究COCO2 2濃度、光照強濃度、光照強度和溫度對同一植物光合作用強度和溫度對同一植物光合作用強度的影響，得到實驗結(jié)果如圖所度的影響，得到實驗結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確示。請據(jù)圖判斷下列敘述不正確的

16、是（的是（ ）A A光照強度為光照強度為a a時，造成曲線時，造成曲線和和光合作用強度差異的原光合作用強度差異的原因是因是COCO2 2 濃度不同濃度不同B B光照強度為光照強度為b b時，造成曲線時，造成曲線和和光合作用強度差異的原光合作用強度差異的原因是溫度不同因是溫度不同C C光照強度為光照強度為a ab b時，曲線時，曲線、光合作用強度隨光照強度光合作用強度隨光照強度增強而增強增強而增強D D光照強度為光照強度為a ac c時，曲線時，曲線、光合作用強度隨光照強度光合作用強度隨光照強度增強而增強增強而增強D D5.5.將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在一定條件將某一綠色植物置于密閉

17、的玻璃容器內(nèi)，在一定條件下不給光照，下不給光照，COCO2 2的含量每小時增加的含量每小時增加8mg8mg，給予充足光照，給予充足光照后，容器內(nèi)后，容器內(nèi)COCO2 2的含量每小時減少的含量每小時減少36mg36mg，若上述光照條件，若上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30mg30mg，請回答：，請回答：（1 1）比較在上述條件下，光照時呼吸作用的強度與黑暗）比較在上述條件下，光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度差是時呼吸作用的強度差是mgmg。（2 2）在光照時，該植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)量是）在光照時，該植物每小時葡萄糖凈生產(chǎn)量是mgmg。（3 3）若

18、一晝夜中先光照）若一晝夜中先光照4 4小時，接著放置在黑暗情況下小時，接著放置在黑暗情況下2020小時，該植物體內(nèi)有機物含量變化是小時，該植物體內(nèi)有機物含量變化是（填（填“增加增加”或或“減少減少”）。）。（4 4）若要使這株植物有更多的有機物積累，你認為可采）若要使這株植物有更多的有機物積累，你認為可采取的措施是取的措施是:_:_0 024.524.5減少減少 延長光照時間；延長光照時間；降低夜間溫度；降低夜間溫度；增加增加COCO2 2濃度。濃度。一天光合速率變化一天光合速率變化0204060801001205點7點9點11點13點15點17點B BE ED DC CA A6.6.如圖是在盛夏的如圖是在盛夏的某一晴天，一晝夜某一晴天，一晝夜中某植物對中某植物對COCO2 2的吸的吸收和釋放狀況的示收和釋放狀況的示意圖。請據(jù)圖回答意圖。請據(jù)圖回答問題：問題：（1 1）圖中）圖中D DE E段段COCO2 2吸收量逐漸減少是因為吸收量逐漸減少是因為 ，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的以致光反應(yīng)產(chǎn)生的 和和 逐漸減少，從而影響了暗逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)反應(yīng), ,使使 化合物數(shù)量減少，影響了化合物數(shù)量減少，影響了COCO2 2固定。固定。（2 2）圖中曲線中間）圖中曲線中間C