資源簡介

影響光合作用的因素
【學習目標】
1．嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。
2．了解植物的自身特性影響光合速率。
3．通過了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用，認識生物科學的價值。
【學習重難點】
影響光合作用的環(huán)境因素。
【學習過程】
一、自主學習
尋找證據(jù)——實驗
閱讀P126頁資料，根據(jù)實驗獲得的信息，思考下列問題：
1．影響光合速率的因素有哪些？
2．在實踐中有哪些人為提高光合速率的措施？
二、知識鞏固
1．右圖是某陽生植物葉肉細胞光合作用強度(以CO2的吸收量或放出量表示)與光照強度之間的關系。能正確反映A點時該植物葉肉細胞生理過程及量變關系的示意圖是(
)
2．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．合理灌溉，使植株保持挺拔
3．下圖表示在夏季晴朗的白天，植物細胞內(nèi)C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的改變而變化的情況，下列對這一環(huán)境因素的改變分析正確的是(
)
A．突然停止光照
B．突然增加CO2濃度
C．降低環(huán)境溫度
D．增加光照強度
4．光照強度和CO2濃度是影響光合作用的兩個主要外界因素，下圖是北方夏季一天中棉花葉片光合作用強度的變化曲線，正確的圖解是(
)
5．將下圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下，細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(
)
適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖
A．黑暗條件下，①增大、④減小
B．光強低于光補償點時，①③增大
C．光強等于光補償點時，②③保持不變
D．光強等于光飽和點時，②減小、④增大
6．在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動中，選用某植物A、B兩個品種，在正常光照和弱光照下進行實驗，部分實驗內(nèi)容與結果見下表。
品種
光照處理
A
正常光照
1.81
0.42
1.02
4.59
A
弱光照
0.99
0.25
0.46
2.60
B
正常光照
1.39
0.27
0.78
3.97
B
弱光照
3.80
3.04
0.62
2.97
回答下列問題。
（1）據(jù)表推知，經(jīng)弱光照處理，品種A的葉綠素總含量和類胡蘿卜素總含量較正常光照
，導致暗反應中再生出五碳化合物的量
，從而影響光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于葉綠體的
膜上。分別提取經(jīng)兩種光照處理的品種B的光合色素，再用濾紙進行層析分離。與正常光照相比，弱光照處理的濾紙條上，自上而下的第4條色素帶變
，這有利于品種B利用可見光中較短波長的
光。
（3）實驗結果表明，經(jīng)弱光照處理，該植物可通過改變光合色素的含量及其
來適應弱光環(huán)境。品種
的耐蔭性較高。
答案
1．解析：A點時，光合作用速率與細胞呼吸速率相等，光合作用需要的CO2全部由細胞呼吸產(chǎn)生的CO2提供，整個細胞對外不表現(xiàn)出氣體交換。
答案：C
2．解析：陰雨天氣，光照強度減弱，這種情況下補充CO2達不到提高光能利用率的目的；玉米與大豆混合種植可以充分利用光能，進而達到提高光能利用率的目的；充足的葉綠素可以保證對光的最大吸收；植株挺拔，葉片充分展開，有利于對光的吸收。
答案：A
3．解析：突然停止光照，光反應產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，被還原的C3減少，生成的C5減少，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的含量將增加，C5的含量將減少，A項錯誤；突然增加CO2濃度，CO2被C5固定形成的C3增加，則消耗的C5增加，故C5的含量將減少，B項錯誤；降低環(huán)境溫度，光合作用的過程均會變慢，故C3、C5的含量相對穩(wěn)定，C項錯誤；增加光照強度，光反應產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，被還原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的過程不變，故C3的含量將減少，C5的含量將增加，D項正確。
答案：D
4．答案：C
5．答案：B
6．解析：（1）分析表中信息可知：經(jīng)弱光照處理，品種A的葉綠素總含量和類胡蘿卜素總含量較正常光照下降，使其吸收的光能減少，光反應減弱，生成的NADPH和ATP減少，致使暗反應中的C3的還原減弱，再生出C5的量減少，從而影響光合作用速率。
（2）光合色素位于葉綠體的類囊體膜上。葉綠素b主要吸收藍紫光。用紙層析法分離葉綠體中的色素，在濾紙條上，由上而下的第4條色素帶是葉綠素b。表中信息顯示：品種B的葉綠素b的含量，弱光照時高于正常光照。可見，分別提取經(jīng)兩種光照處理的品種B的光合色素并用紙層析法進行分離，與正常光照相比，弱光照處理的濾紙條上，自上而下的第4條色素帶變寬，這有利于品種B利用可見光中較短波長的藍紫光。
（3）表中信息顯示：弱光照時品種A的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素總量均低于正常光照，而品種B卻與之相反，這一結果表明：經(jīng)弱光照處理，該植物可通過改變光合色素的含量及其比例來適應弱光環(huán)境，品種B的耐蔭性較高。
答案：（1）下降
減少
（2）類囊體
寬
藍紫
（3）比例
B(共18張PPT)
影響光合作用的因素
走進一座現(xiàn)代化的溫室，你可能會發(fā)現(xiàn)用于補充光照的LED燈發(fā)出的光并非白光，還可能注意到田間散布著一臺臺CO2發(fā)生器，這些措施有何意義呢？
尋找證據(jù)
實
驗
閱讀P126頁資料，根據(jù)實驗獲得的信息，思考下列問題：
1.影響光合速率的因素有哪些？
2.在實踐中有哪些人為提高光合速率的措施？
一、光照強度、CO2濃度和溫度等環(huán)境因素影響光合速率
光照強度
光合速率與光照強度的關系
在一定范圍內(nèi)，光合速率隨著光照強度的增加而升高，幾乎成正比。當光照強度達到某一點時，光合速率就不再隨光照強度的增加而增加，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象，這時的光照強度稱為光飽和點。隨著光照強度的減弱，光合速率逐漸降低，在某一光照強度下，有機物的產(chǎn)生速率和消耗速率相等，這時的光照強度稱為光補償點。
光飽和現(xiàn)象
光飽和點
光補償點
植物正常生長所需的最低光照強度必須高于光補償點。
應用：①陰生植物的光補償點和光飽和點比較低。間作套種時應注意農(nóng)作物的種類搭配；②陰雨天溫室大棚中適當提高光照強度可以增加光合作用強度。
?
為什么植物會出現(xiàn)光飽和點？
CO2濃度
光合速率與CO2濃度的關系
當光合作用吸收CO2的速率與呼吸作用
釋放CO2的速率相等時，外界的CO2濃度稱為CO2補償點。隨著CO2濃度增加，光合速率逐漸增大，使光合速率達到最大值的最小CO2濃度則稱為CO2飽和點。
CO2補償點
CO2飽和點
應用：大田生產(chǎn)時“正其行，通其風”；②增施有機肥；③溫室栽培農(nóng)作物可以投放CO2發(fā)生器。
溫度
光合作用的一系列反應離不開酶的催化，而溫度直接影響了酶的活性，因此溫度對于光合作用的影響也很大。
光合作用的最適溫度因植物種類不同而不同。一般植物可在10～35℃條件下正常進行光合作用，其中以25～30℃為宜。
應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證有機物的積累。
礦質元素
N、Mg、Fe：合成葉綠素必須的組分
P：ATP的重要組分
P、K：參與糖類代謝
例如：N、Mg、Fe、P、K等
應用：適時、適量施肥。
水分
水是光合作用的原料，間接影響光合作用。
缺水
氣孔
關閉
限制二氧化碳進入葉片
光合作用受影響
1.植物的光合作用能力由其遺傳特性決定。
二、光合色素含量等植物自身特性影響光合速率
例如，陽生植物和陰生植物在葉片的形態(tài)結構、光合色素含量和酶活性等各個方面都有所不同，適應各自的生活環(huán)境。陽生植物葉片厚，葉肉細胞層數(shù)多，參與碳反應的酶含量高，能夠充分利用光反應產(chǎn)生的ATP和[H]；陰生植物葉片大而薄，葉綠體中類囊體膜面積更大，光合色素含量更高，有助于在較弱的光照下充分吸收光能。
2.擁有特殊的固定和濃縮CO2的機制。
二、光合色素含量等植物自身特性影響光合速率
例如，一些植物能夠在高溫、干旱導致氣孔開放度下降的情況下，有效利用葉肉細胞間隙低濃度的CO2進行光合作用。
3.同一植株在不同生長發(fā)育階段的光合速率不同。
二、光合色素含量等植物自身特性影響光合速率
例如，玉米進入開花期后植株整體光合速率會明顯升高。不同葉齡葉片的光合速率也有所不同，通常幼葉光合色素含量較低，光合速率也較低，隨著葉片生長，光合速率逐漸升高，而葉片衰老后光合速率又會下降。
簡而言之，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物的產(chǎn)量直接取決于植株的光合速率和作物群體的光能利用率，因此一方面要培育光合作用能力更強的新品種，另一方面則要通過田間管理為作物提供適宜的環(huán)境條件，促進其光合作用。
當堂檢測
1.下列關于光照對植物的光合作用的影響的說法，不正確的是（
）
A.光照越強，光合作用合成的有機物越多
B.輪種可延長光合作用時間
C.合理密植可提高光合作用對光能的利用
D.在一定范圍內(nèi)，光照強度越強光合作用強度越強
A
D
2．如圖表示夏季晴朗的白天某種綠色植物
葉片光合作用強度變化曲線。下列對此圖描述錯誤的是（
）
A．AB之間光合作用強度上升是光照強度增強所致
B．DE之間光合作用強度下降是光照強度減弱所致
C．BC之間和DE之間光合作用強度下降原因不同
D．AB之間和CD之間光合作用強度上升原因相同
C
3．光照強度、溫度、二氧化碳濃度等均會影響光合速率，從而影響作物產(chǎn)量。下列措施中，與應用光合作用原理來提高產(chǎn)量無關的是（
）
A．合理密植，使作物的葉片充分接受光照
B．增加光照強度，提高光合作用的效率
C．降低夜間溫度，減少有機物的消耗
D．大棚作物施農(nóng)家肥，增加原料二氧化碳
知識梳理
影響光合作用的因素
光照強度、CO2濃度和溫度等環(huán)境因素影響光合速率
光合色素含量等植物自身特性影響光合速率
謝
謝影響光合作用的因素
【教學目標】
1．嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。
2．了解植物的自身特性影響光合速率。
3．通過了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用，使學生認識生物科學的價值，從而樂于學習生物科學，同時增強學生的社會責任意識。
【教學重難點】
影響光合作用的環(huán)境因素。
【教學過程】
一、導入新課
走進一座現(xiàn)代化的溫室，你可能會發(fā)現(xiàn)用于補充光照的LED燈發(fā)出的光并非白光，還可能注意到田間散布著一臺臺CO2發(fā)生器，這些措施有何意義呢？（通過實例，導入新課，引發(fā)學生思考，激發(fā)學生興趣和探究欲）
二、講授新課
（二）光照強度、CO2濃度和溫度等環(huán)境因素影響光合速率
尋找證據(jù)——實驗
閱讀P126頁資料，根據(jù)實驗獲得的信息，思考下列問題：
1．影響光合速率的因素有哪些？
2．在實踐中有哪些人為提高光合速率的措施？
每個學生先自己獨立完成，然后以組為單位進行討論，各組代表回答上述問題。教師點評。
1．光照強度
在一定范圍內(nèi)，光合速率隨著光照強度的增加而升高，幾乎成正比。當光照強度達到某一點時，光合速率就不再隨光照強度的增加而增加，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象，這時的光照強度稱為光飽和點。隨著光照強度的減弱，光合速率逐漸降低，在某一光照強度下，有機物的產(chǎn)生速率和消耗速率相等，這時的光照強度稱為光補償點。植物正常生長所需的最低光照強度必須高于光補償點。
應用：①陰生植物的光補償點和光飽和點比較低。間作套種時應注意農(nóng)作物的種類搭配；②陰雨天溫室大棚中適當提高光照強度可以增加光合作用強度。
2．CO2濃度
為什么植物會出現(xiàn)光飽和點？
每個學生先自己獨立思考，然后以組為單位進行討論，各組代表回答上述問題。教師點評。
植物出現(xiàn)光飽和點的實質是在強光下碳反應跟不上光反應，從而限制了光合速率的提高。如果在光飽和點提高CO2濃度，往往會引起光合速率上升，由此可以看出，CO2濃度也是影響光合速率的一個重要外界條件。
當光合作用吸收CO2的速率與呼吸作用釋放CO2的速率相等時，外界的CO2濃度稱為CO2補償點。隨著CO2濃度增加，光合速率逐漸增大，使光合速率達到最大值的最小CO2濃度則稱為CO2飽和點。
應用：大田生產(chǎn)時“正其行，通其風”；②增施有機肥；③溫室栽培農(nóng)作物可以投放CO2發(fā)生器。
3．溫度
光合作用的一系列反應離不開酶的催化，而溫度直接影響了酶的活性，因此溫度對于光合作用的影響也很大。
光合作用的最適溫度因植物種類不同而不同。一般植物可在10～35℃條件下正常進行光合作用，其中以25～30℃為宜。
應用：冬天，溫室栽培可適當提高溫度；夏天，溫室栽培可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用；晚上適當降低溫室溫度，以降低細胞呼吸，保證有機物的積累。
4．礦質元素
光合作用還直接或間接地受到礦質元素的影響。N、Mg、Fe等是合成葉綠素所必需的礦質元素；P、K等參與了糖類代謝，當植物缺乏P、K時會影響糖類的轉化和運輸，這樣也就間接地影響了光合作用；P還參與ATP與ADP的相互轉化過程和能量傳遞，所以P對光合作用的影響非常明顯。
應用：適時、適量施肥。
5．水分
水是光合作用的原料，間接影響光合作用。
（二）光合色素含量等植物自身特性影響光合速率
植物光合速率不僅受到外界環(huán)境因素的影響，而且受到植物自身特性的影響。
1．植物的光合作用能力由其遺傳特性決定。
例如，陽生植物和陰生植物在葉片的形態(tài)結構、光合色素含量和酶活性等各個方面都有所不同，適應各自的生活環(huán)境。陽生植物葉片厚，葉肉細胞層數(shù)多，參與碳反應的酶含量高，能夠充分利用光反應產(chǎn)生的ATP和[H]；陰生植物葉片大而薄，葉綠體中類囊體膜面積更大，光合色素含量更高，有助于在較弱的光照下充分吸收光能。
2．擁有特殊的固定和濃縮CO2的機制。
例如，一些植物能夠在高溫、干旱導致氣孔開放度下降的情況下，有效利用葉肉細胞間隙低濃度的CO2進行光合作用。
3．同一植株在不同生長發(fā)育階段的光合速率不同。
例如，玉米進入開花期后植株整體光合速率會明顯升高。不同葉齡葉片的光合速率也有所不同，通常幼葉光合色素含量較低，光合速率也較低，隨著葉片生長，光合速率逐漸升高，而葉片衰老后光合速率又會下降。
簡而言之，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物的產(chǎn)量直接取決于植株的光合速率和作物群體的光能利用率（概念：農(nóng)作物在生長過程中，光合作用積累的有機物中的化學能占投射到土地上的總光能的百分比稱為光能利用率。），因此一方面要培育光合作用能力更強的新品種，另一方面則要通過田間管理為作物提供適宜的環(huán)境條件，促進其光合作用。
當堂檢測
1．下列關于光照對植物的光合作用的影響的說法，不正確的是（
A
）
A．光照越強，光合作用合成的有機物越多
B．輪種可延長光合作用時間
C．合理密植可提高光合作用對光能的利用
D．在一定范圍內(nèi)，光照強度越強光合作用強度越強
2．如圖表示夏季晴朗的白天某種綠色植物
葉片光合作用強度變化曲線。下列對此圖描述錯誤的是（
D
）
A．AB之間光合作用強度上升是光照強度增強所致
B．DE之間光合作用強度下降是光照強度減弱所致
C．BC之間和DE之間光合作用強度下降原因不同
D．AB之間和CD之間光合作用強度上升原因相同
3．光照強度、溫度、二氧化碳濃度等均會影響光合速率，從而影響作物產(chǎn)量。下列措施中，與應用光合作用原理來提高產(chǎn)量無關的是（
C
）
A．合理密植，使作物的葉片充分接受光照
B．增加光照強度，提高光合作用的效率
C．降低夜間溫度，減少有機物的消耗
D．大棚作物施農(nóng)家肥，增加原料二氧化碳
【板書設計】

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