2021高三生物人教版一轮教师用书:必修1 第3单元 第4讲 光合作用(Ⅱ) .doc
《2021高三生物人教版一轮教师用书:必修1 第3单元 第4讲 光合作用(Ⅱ) .doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021高三生物人教版一轮教师用书:必修1 第3单元 第4讲 光合作用(Ⅱ) .doc(20页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第4讲光合作用()影响光合作用速率的环境因素()1.通过光合作用合成有机物,储存能量(生命观念)2.通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响;模型与建模:建立光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用影响的数学模型(科学思维)3.探究环境因素对光合作用的影响(科学探究)4.光合作用的原理在生产中的应用(社会责任) 影响光合作用的环境因素及应用1光合作用强度(1)含义:植物在单位时间单位面积内,通过光合作用制造糖类的数量。(2)两种表示方法一定时间内原料的消耗量。一定时间内产物的生成量。2影响光合作用过程的环境因素(1)空气中CO2浓度。(2)土壤中水分含量。(3)光照长短、强弱以
2、及光的成分。(4)温度的高低。1生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素是光照强度。()2延长光照时间能提高光合作用强度。()提示:延长光照时间只能提高光合作用的产物量,不能提高光合作用强度。3植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。()提示:植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。4停止供水,植物光合速率下降,这是由于水既是光合作用的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质。()5夏季晴天,植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。()提示:出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度过高,引起气孔关闭,CO2吸收减少,而不是环境中C
3、O2浓度过低。1光照强度对光合作用的影响及应用(1)原理:光照强度影响光反应阶段,制约ATP及NADPH的产生,进而制约暗反应。(2)曲线分析A点:光照强度为0,只进行细胞呼吸,AB段光合作用强度小于细胞呼吸强度; B点:光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度);BD段:光合作用强度大于细胞呼吸强度;C点:光饱和点(光照强度达到C点后,光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)。实线表示阳生植物,虚线表示阴生植物。(3)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的配置和冬季温室栽培等都可合理利用光能。2CO2浓度对光合作用的影响及应用(1)原理:
4、CO2浓度通过影响暗反应阶段,制约C3的生成。(2)曲线分析图甲图乙图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点,而图乙中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度;两图中的B点和B点都表示CO2饱和点,两图都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度增加而增大。(3)应用大田要“正其行,通其风”,多施有机肥。温室内可通过放干冰,使用CO2生成器,施用农家肥,与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。3温度对光合作用的影响及应用(1)原理:温度通过影响光合酶的活性影响光合作用强度。(2)曲线分析光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响,但光合作用相关酶对温度反应更为
5、敏感。(3)应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用强度;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸强度,保证植物有机物的积累。4水对光合作用的影响及应用(1)原理:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。(2)曲线分析图1图2图1表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。图2曲线上E处光合作用强度暂时降低,是因为温度高,气孔关闭,影响了CO2的供应。(3)应用:预防干旱,合理灌溉。5矿质元素对光合作用的影响及应用(1)原理:矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的
6、组成成分,缺乏会影响光合作用的进行。例如,N是酶的组成元素,N、P是ATP、磷脂的组成元素,Mg是叶绿素的组成元素等。(2)曲线分析在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用强度;但当超过一定浓度后,会因土壤溶液的浓度过高,植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。(3)应用:合理施肥、补充土壤中的矿质元素。6光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用(1)常见曲线图中:a.高CO2浓度b中CO2浓度c低CO2浓度高光强中光强低光强(2)曲线分析P点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素
7、,影响因素主要为各曲线所表示的因子。(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。7光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。(2)补偿点(B点)的移动细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变
8、(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。1在温室大棚生产中,施用农家肥能够提高作物的产量,原理是什么?提示:农家肥中的有机物被微生物分解能够产生无机盐和CO2,为大棚作物的生长补充CO2和无机盐,提高大棚作物的产量。2在农业生产上,农作物的种植密度过大时,农作物的产量反而会降低,原因是什么?提示:农作物的种植密度过大时,会造成作物下部的叶片通风和透光度低;下部的叶片因光照强度和CO2浓度低,光合速率降低,而作物种植密度大又造成整体上作物的细胞呼吸强度的增大,因此作物的净光合速率降低。3生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时,
9、植物的光饱和点和光补偿点如何变化,原因是什么?提示:光饱和点降低,因为CO2浓度降低时,暗反应的强度低,所需要的ATP和H少。光补偿点升高,因为在合成有机物的量不变时,CO2浓度降低,所需要的光照强度增大。4研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究,A组培养在完全培养液中,B组培养在缺Mg2的培养液中,其他条件相同且适宜。一段时间后,持续提供14C标记的14CO2进行光合作用,然后检测并比较14C标记的有机化合物的量。(1)该实验的目的是什么?(2)B组14C标记的(14CH2O)的量比A组低,原因是什么?提示:(1)探究Mg2对植物光合作用的影响(2)缺少Mg2不利于叶绿
10、素的合成,光反应产生的H和ATP不足,C3的还原减少,形成的(CH2O)减少。5研究表明,钙(CaCl2)与脱落酸(ABA)都能提高棉花的抗旱能力,并且混合使用效果更佳,请简要写出证明该观点的实验设计思路。提示:在干旱条件下分别用清水、CaCl2、ABA及CaCl2和ABA的混合物分别处理棉花,测量并比较四种情况下的净光合速率大小。考查环境因素影响光合作用的坐标曲线分析1(2018全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下
11、降幅度较大的植物是_,判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。解析(1)由题图可知,乙的光饱和点及光补偿点都比甲低,因此甲、乙两种植物在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于a时,甲种植物光合作用强度高于乙种植物,因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知,甲种植物的光饱和点较高,对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植物的光补偿点较低,所以更适合在
12、光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过高,气孔部分关闭,因此进入叶肉细胞的CO2不足,叶片的光合速率明显下降。答案(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO22在适宜光照下,测定植物甲、乙在不同CO2浓度下的光合速率,结果如图所示。回答问题。(1)CO2浓度为q时,限制植物甲、乙光合作用的环境因素分别是_;若曲线是在光合作用的适宜温度下所测,现提高环境温度,q点将向_移动。(2)若将植物甲、乙同时种植在同一个透明的密闭环境中,在适宜光照下,一段时间后,植物_可能无法正常生长,
13、原因是_。(3)CO2浓度为r时,植物甲的总光合速率_(填“大于”“等于”或“小于”)植物乙的总光合速率;当CO2浓度为q时,植物乙与植物甲固定的CO2量的差值为_。解析(1)据图可知,CO2浓度为q时,限制植物甲光合作用的环境因素是CO2浓度,限制植物乙光合作用的环境因素是温度,若图中曲线是在光合作用的适宜温度下测得,提高环境温度,植物甲的光合速率会下降,只有在更高的CO2浓度下,植物甲的光合速率才能与呼吸速率相等,q点将右移。(2)若将植物甲、乙同时种植在同一个透明的密闭环境中,适宜光照下,一段时间后,植物的净光合速率大于0,随着时间的延长,环境中CO2浓度不断下降,在低CO2浓度下,植物
14、甲的净光合速率可能小于0,无法正常生长。(3)当CO2浓度为0时,纵坐标所示数值表示呼吸速率,当CO2浓度大于0时,纵坐标所示数值表示净光合速率,而净光合速率总光合速率呼吸速率。据此分析可知,当CO2浓度为r时,植物甲、植物乙的净光合速率均等于b,但植物甲的呼吸速率(d)大于植物乙的呼吸速率(c),所以植物甲的总光合速率大于植物乙的总光合速率。当CO2浓度为q时,植物甲的净光合速率为0,植物乙的净光合速率为b,此时植物乙与植物甲固定的CO2量(总光合速率)的差值bcd。答案(1)CO2浓度、温度右(2)甲在光照、密闭的环境中,植物的净光合速率大于0,随着时间的延长,环境中CO2浓度不断下降,在
15、低CO2浓度下,植物甲的净光合速率可能小于0,无法正常生长(3)大于bcd考查环境因素影响光合作用的实验分析3(2019河北省调研)某生物兴趣小组在探究多种环境因素对水稻光合作用影响的活动中,测得水稻吸收(用“”表示)或释放(用“”表示)CO2的速率(单位:mgh1)随温度变化的部分数据如下表所示。请回答下列问题:组别条件温度10 20 30 35 40 45 A黑暗51018344034B适当遮荫,CO2浓度为0.03%350162424C全光照,CO2浓度为0.03%5842014D全光照,CO2浓度为1.22%10204028120(1)A组数据可表示水稻的_随温度变化的情况。由表中数据
16、可知,影响水稻光合速率的外界因素有_。(2)分析表中数据可知,在相同温度下,C组的光合速率明显高于B组的,其原因是_。(3)若对水稻进行光照、黑暗处理各12小时,根据表格中信息,应选择光照为_、CO2浓度为_、光照下温度为_和黑暗下温度为_的条件,以保证水稻内有机物的积累量最多。解析(1)A组实验是在黑暗条件下测得的,可以表示水稻在不同温度条件下的呼吸速率;根据以上分析可知,影响光合速率的因素有温度、光照强度和CO2浓度。(2)根据表格分析,B与C组的单一变量是光照强度,即在温度和CO2浓度都相同的情况下,C组的光照强度强于B组,C组光反应阶段产生的ATP和H较多,促进了C3的还原,使暗反应加
17、快,光合速率升高,所以表格中在相同温度下,C组的光合速率明显高于B组。(3)根据题意分析,对水稻进行光照、黑暗处理各12小时,且要求水稻内有机物积累的最多,则光照条件下的净光合速率与黑暗条件下的呼吸速率的差值应该最大,因此应选择光照为全光照、CO2浓度为1.22%、光照下温度为30 和黑暗下温度为10 的条件。答案(1)呼吸速率光照强度、温度、CO2浓度(2)在温度和CO2浓度都相同的情况下,C组的光照强度强于B组的,C组光反应阶段产生的ATP和H较多,促进了C3的还原,使暗反应加快,光合速率升高(3)全光照1.22%30 10 光合作用的相关实验探究探究光照强度对光合作用强度的影响1实验原理
18、(1)在光照下,绿色植物通过光合作用产生O2。(2)台灯距烧杯的距离不同,则照射到不同烧杯叶圆片上的光照强度不同。(3)光照强度不同,则光反应产生O2的速率不同,叶片上浮的时间不同。2实验步骤及主要操作实验步骤主要操作制备小圆形叶片将绿色菠菜叶片用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片30片排出细胞间隙中的气体将小圆形叶片和适量清水置于注射器中,排出注射器内残留的空气,用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出,重复几次分装小圆形叶片将小圆形叶片各10片,分别放入暗处盛有20 mL富含CO2的清水的3个小烧杯中。这时的叶片因为细胞间隙充满了水,所以全部沉到水底控制自变量(光
19、照强度)把3个烧杯分别放在距离台灯位置10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的位置上,打开台灯观察并记录一定时间内小圆形叶片浮起的数量1制备小圆形叶片,用打孔器打孔时,不必要避开大的叶脉。()提示:叶脉中没有叶绿体,而且会延长小圆形叶片上浮的时间,影响实验结果的准确性。2在探究光照强度对光合作用的影响实验中,光照越强,相同时间内叶片浮起的数量越多。()提示:在一定范围内,随光照强度的增加,光合作用强度逐渐增加,但当达到光饱和点以后,光照强度再增加,光合作用强度则不再随之增加。3植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变。()提示:衰老的叶片中,叶绿体中叶绿素被逐渐降解,
20、含量减少,故植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例会发生改变。4与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。()提示:光照时间不会影响光合作用速率。5光合作用强度可以用光合作用消耗糖类的数量来表示。()提示:光合作用强度可以用植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量表示。1光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制方法实验条件控制方法增加水中O2泵入空气或吹气或放入绿色水生植物减少水中O2容器密封或油膜覆盖或用凉开水除去容器中CO2氢氧化钠溶液除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中除去叶中叶绿素酒精隔水加热除去光合作用对细胞呼吸的干扰给植株遮光得到单色光棱镜色散或薄膜滤光维持容器内
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021高三生物人教版一轮教师用书:必修1 第3单元 第4讲光合作用 2021 生物 人教版 一轮 教师 必修 单元 光合作用
限制150内