光合作用的原理和應(yīng)用 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

5.4光合作用的原理

(第3課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、探究環(huán)境因素對光合作用的影響2、進(jìn)行光合作用印象因素的曲線分析3、了解呼吸速率、凈光合速率和真光合速率的關(guān)系及其表示方式1、光合作用的強(qiáng)度：一、光合作用的強(qiáng)度及影響因素植物在__________內(nèi)通過光合作用__________的數(shù)量，也叫光合速率；單位時間制造糖類2、影響因素：CO2的濃度CO2＋H2O

（CH2O）＋O

2光能葉綠體H2O光：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時間礦質(zhì)元素（Mg是合成葉綠素的原料）溫度內(nèi)因：酶的種類、數(shù)量，色素的含量，葉齡不同，植物種類外因：二、探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響

自變量：光照強(qiáng)度因變量：光合作用強(qiáng)度檢測方法：無關(guān)變量：如溫度、CO2等，要求相同且適宜相同時間小圓形葉片浮起的數(shù)量控制方法：相同瓦數(shù)臺燈離實(shí)驗(yàn)裝置的距離控制方法：如溫度，用中間的盛水玻璃柱吸收熱量排除干擾探究?實(shí)踐：探究環(huán)境因素（光照強(qiáng)度）對光合作用強(qiáng)度的影響NaHCO3緩沖液的作用是：維持裝置中CO2濃度的穩(wěn)定，為光合作用提供CO2探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響二、探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響

用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟堵住注射器前端的小孔，緩慢拉動活塞，重復(fù)2-3次用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟堵住注射器前端的小孔，緩慢拉動活塞，重復(fù)2-3次3只小燒杯分別倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）放在黑暗處，細(xì)胞間隙充滿了水所以沉到水底①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟堵住注射器前端的小孔，緩慢拉動活塞，重復(fù)2-3次3只小燒杯分別倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）3只小燒杯分別放入10片圓形小葉片，分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下（通過調(diào)節(jié)燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光強(qiáng)）用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）放在黑暗處，細(xì)胞間隙充滿了水所以沉到水底①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟堵住注射器前端的小孔，緩慢拉動活塞，重復(fù)2-3次3只小燒杯分別倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）3只小燒杯分別放入10片圓形小葉片，分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下（通過調(diào)節(jié)燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光強(qiáng)）同一時間段內(nèi)各燒杯中圓形小葉片上浮的數(shù)量用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）放在黑暗處，細(xì)胞間隙充滿了水所以沉到水底①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟臺燈燈泡的功率（W）404040臺燈與燒杯的距離（cm）102030葉片漂起的數(shù)量5min10min15min20min25min不同光照強(qiáng)度處理下葉片漂起的狀況（室溫：25℃）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。堵住注射器前端的小孔，緩慢拉動活塞，重復(fù)2-3次3只小燒杯分別倒入10ml富含CO2的水（或1%-2%的NaHCO3溶液）3只小燒杯分別放入10片圓形小葉片，分別置于強(qiáng)、中、弱三種光照下（通過調(diào)節(jié)燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光強(qiáng)）同一時間段內(nèi)各燒杯中圓形小葉片上浮的數(shù)量用打孔器打出直徑0.6cm的圓形葉片30片（避開粗大的葉脈）放在黑暗處，細(xì)胞間隙充滿了水所以沉到水底①取材②排氣③沉水④分組⑤光照

⑥觀察并記錄實(shí)驗(yàn)步驟思考：利用該裝置還能探究哪些環(huán)境因素對光合作用的影響？這些因素分別如何控制呢？提示：1、光質(zhì)（不同顏色的彩色燈泡）2、CO2濃度（不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaHCO3溶液）3、溫度（水浴保溫）《三維設(shè)計(jì)》P130-應(yīng)用.體驗(yàn)-1.取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片,用打孔器打出若干圓片,圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個密閉裝置內(nèi),并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光照,其他條件一致。照光相同時間后,測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.裝置內(nèi)增加的氧氣來自水B.光照強(qiáng)度為a時,光合作用停止C.丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低D.該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系B《三維設(shè)計(jì)》P130-應(yīng)用.體驗(yàn)-2.取生長旺盛的天竺葵葉片,用打孔器打出小圓片若干并抽取葉片細(xì)胞內(nèi)空氣,均分后置于不同濃度的NaHCO?溶液中,給予相同的一定強(qiáng)度光照,記錄圓葉片上浮至液面所需時間,其結(jié)果繪制的曲線如圖。相關(guān)敘述錯誤的是()A.YZ段平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度B.Y點(diǎn)比X點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)的C5含量高C.Z點(diǎn)后曲線上行,應(yīng)該是葉片細(xì)胞失水,代謝受影響導(dǎo)致D.Y點(diǎn)時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體BP105右下角思考：植物在進(jìn)行光合作用的同時，還會進(jìn)行呼吸作用。我們觀測到的光合作用指標(biāo)，如O2的產(chǎn)生量，是植物光合作用實(shí)際產(chǎn)生的總O2量嗎？O2釋放量=光合作用產(chǎn)生O2量—呼吸作用消耗O2量線粒體葉綠體產(chǎn)生O2釋放O2（可以測得）CO2吸收CO2（可以測得）總（真正）光合速率=凈（表觀）光合速率

+呼吸速率有機(jī)物產(chǎn)生或制造量CO2固定量O2產(chǎn)生量有機(jī)物積累量CO2吸收量O2釋放量有機(jī)物消耗量黑暗下CO2釋放量黑暗下O2吸收量===+++有光

（可測）黑暗

（可測）三、呼吸速率、凈光合速率與真光合速率的關(guān)系及其表示方式（2）曲線模型

①A點(diǎn)表示細(xì)胞只進(jìn)行___呼吸作用。測定植物呼吸速率需遮光或避光②上圖B點(diǎn)，對整個植株而言，光合速率___等于__

呼吸速率，而對于葉肉細(xì)胞來說，光合速率___大于____呼吸速率。學(xué)案自主學(xué)習(xí).知識梳理①A點(diǎn)表示細(xì)胞只進(jìn)行___呼吸作用。測定植物呼吸速率需遮光或避光從外界吸收O2，向外界釋放CO2①AB段(不含A、B點(diǎn)):從外界吸收O2，向外界釋放CO2呼吸速率＞光合速率B點(diǎn):與外界不發(fā)生氣體交換光合速率＝呼吸速率B點(diǎn)之后:從外界吸收CO2，向外界釋放O2光合速率＞呼吸速率思考：C點(diǎn)之前和之后限制光合作用因素分別是什么？C點(diǎn)前：光照強(qiáng)度——“光合作用曲線中補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動規(guī)律學(xué)案

典例分析

B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn))C點(diǎn)(飽和點(diǎn))適當(dāng)增大CO2濃度(光照強(qiáng)度)左移右移——“光合作用曲線中補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動規(guī)律學(xué)案

典例分析

B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn))C點(diǎn)(飽和點(diǎn))適當(dāng)減小CO2濃度(光照強(qiáng)度)右移左移——“光合作用曲線中補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)的移動規(guī)律學(xué)案

典例分析

B點(diǎn)(補(bǔ)償點(diǎn))C點(diǎn)(飽和點(diǎn))土壤缺Mg2＋右移左移CO2補(bǔ)償點(diǎn)2、CO2濃度(1)原理：CO2濃度通過影響暗反應(yīng)階段，影響C3的生成。(2)曲線分析CO2飽和點(diǎn)B點(diǎn)限制因素：＿＿＿＿＿＿＿（內(nèi)因）及＿＿＿＿＿、＿＿＿等外因。光照強(qiáng)度色素和酶的含量溫度（3）應(yīng)用：正其行，通其風(fēng)施有機(jī)肥（農(nóng)家肥）放一定量的干冰（使用CO2發(fā)生器）3、溫度原理：溫度通過影響

影響光合作用。溫度過高時植物

，光合速率會減弱。1.溫室中,白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫，從而提高作物產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）。2.植物“午休”現(xiàn)象。應(yīng)用：酶活性氣孔關(guān)閉葉綠素N是酶的組成元素，N、P是ATP、磷脂的組成元素。4、水分和礦質(zhì)元素缺水氣孔關(guān)閉限制CO2進(jìn)入葉片光合作用受影響《三維設(shè)計(jì)》P31-典例2.科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對同一植物光合作用強(qiáng)度的影響,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。請據(jù)圖判斷,下列敘述錯誤的是()A.光照強(qiáng)度為a時,造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同B.光照強(qiáng)度為6時,造成曲線I和光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度的不同C.光照強(qiáng)度為a~b時,曲線I、ⅡI光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高D.光照強(qiáng)度為a~c時,曲線I、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高D《三維設(shè)計(jì)》P31-應(yīng)用.體驗(yàn)-1.圖甲表示水稻的葉肉細(xì)胞在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d時,單位時間內(nèi)CO2釋放量和02產(chǎn)生總量的變化。圖乙表示藍(lán)細(xì)菌光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。下列說法正確的是()A.圖甲中,光照強(qiáng)度為b時,光合速率等于呼吸速率B.圖甲中,光照強(qiáng)度為d時,單位時間內(nèi)細(xì)胞從周圍吸收2個單位的CO2C.圖乙中,當(dāng)光照強(qiáng)度為X時,細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體D.圖乙中,限制a、b、c點(diǎn)光合作用速率的因素主要是光照強(qiáng)度BD點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度。DH段：光合作用強(qiáng)度>呼吸作用強(qiáng)度。其中FG段表示“光合午休”現(xiàn)象。H點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度＝呼吸作用強(qiáng)度。HI段：光照減弱，光合作用強(qiáng)度<呼吸作用強(qiáng)度，直至光合作用完全停止。拓展：密閉容器中晝夜曲線分析關(guān)鍵：看起點(diǎn)、終點(diǎn)和拐點(diǎn)課本P1061.下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。

分析曲線圖并回答：（1）7～10時的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)原因：（2）10～12時左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱原因：（3）14～17時的光合作用強(qiáng)度不斷減弱原因：。（4）從圖中可以看出，限制光合作用的因素有

。（5）依據(jù)本題目提供的信息，提出提高綠色植物光和作用強(qiáng)度的一些措施：

。光照強(qiáng)度減弱光照強(qiáng)度增強(qiáng)。溫度高，蒸騰作用強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2減少。ABDCE時間光合作用速率6789101112131415161718光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度適當(dāng)增大光照強(qiáng)度；增大CO2濃度；適當(dāng)控制溫度等。NaOH的作用是

；裝置甲黑暗條件下可測定

，黑暗條件下單位時間內(nèi)液滴

移速率為呼吸速率；吸收CO2呼吸速率左排除非生物因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾裝置丙的作用是

。六、裝置法測定光合速率和呼吸速率若液滴向

移，說明此時光合速率〉呼吸速率若液滴向

移，說明此時光合速率

<呼吸速率若液滴不動，說明此時

。右左光合速率=呼吸速率Na2CO3或CO2緩沖液的作用是

，裝置乙可測定

。單位時間內(nèi)液滴

移速率為凈光合速率。凈光合速率維持CO2的穩(wěn)定右總光合速率的值=甲裝置所測數(shù)值的絕對值+乙裝置所測數(shù)值的絕對值《三維設(shè)計(jì)》P133-素養(yǎng)評價(jià)-2.下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和呼吸作用過程中氣體產(chǎn)生情