2018-2019學年高中生物 第五章 細胞的能量供應和利用 第四節(jié) 能量之源--光與光合作用 5.4.2.2課件 新人教版必修1.ppt

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第2課時光合作用原理的應用和化能合成作用,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_____的數(shù)量。,糖類,(2)影響因素和衡量指標:,水分,CO2,溫度,長短與強弱,原料,產(chǎn)物,2.探究光照強弱對光合作用強度的影響:(1)實驗步驟:,黑暗,沉到水底,富含二氧化碳,強、中、弱,小圓形葉片浮起,(2)實驗結果及結論:①實驗結果:,較多,較少,②實驗結論:在一定范圍內(nèi),隨著光照強度不斷增強,光合作用強度_________。(同一時間段內(nèi)產(chǎn)生的__越多,浮起的葉片越多),不斷增強,O2,二、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_____、_____________、_________等。,溫度,二氧化碳濃度,礦質(zhì)元素,2.化能合成作用:(1)概念:利用體外環(huán)境中的某些_______氧化時所釋放的能量來___________的合成作用。(2)實例:硝化細菌能利用氧化___釋放的化學能將________合成為糖類,供自身利用。,無機物,制造有機物,NH3,CO2,和H2O,【預習自測】1.長在山的陰面的植物一般比陽面的植物矮小的主要原因是()A.陰面溫度低B.陰面光照弱C.陰面植物對光的利用率低D.陰面植物的葉綠體較小【解析】選B。陰面植物長得矮小的原因主要是光照弱,光合作用強度低。,2.大氣中CO2濃度的適當升高可以提高許多農(nóng)作物的產(chǎn)量,這是因為()A.CO2是光合作用的產(chǎn)物,濃度升高能增強光合作用B.CO2是光合作用的原料,濃度升高能增強光合作用C.CO2是光合作用的原料,濃度升高能增強呼吸作用D.CO2是呼吸作用的原料,濃度升高能增強光合作用,【解析】選B。綠色植物通過葉綠體利用光能把CO2和水轉變成儲存能量的有機物,并釋放出氧氣的過程叫光合作用。影響光合作用的因素有光照強度、溫度、CO2的濃度等,在一定范圍內(nèi),綠色植物的光合作用隨CO2的濃度增加而增強,故大氣中CO2濃度的適當升高,增加了光合作用的原料,可以提高許多農(nóng)作物的產(chǎn)量。,3.硝化細菌將二氧化碳和水合成糖類,其能量來自()A.光能B.電能C.化學能D.生物能【解析】選C。硝化細菌利用將NH3氧化成亞硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所釋放的能量,將CO2和H2O合成糖類。,4.下列生物中屬于自養(yǎng)生物的是()A.大腸桿菌B.倉鼠C.酵母菌D.硝化細菌【解析】選D。自養(yǎng)生物是指能利用無機物合成有機物的生物個體。硝化細菌是自養(yǎng)生物,大腸桿菌、倉鼠、酵母菌都是異養(yǎng)生物。,5.下列生物中能進行光合作用制造有機物的原核生物是()A.硝化細菌B.水稻C.藍藻D.變形蟲【解析】選C。能夠利用無機物制造有機物的是硝化細菌、水稻和藍藻,但硝化細菌進行的是化能合成作用,水稻屬于真核生物,能進行光合作用的原核生物是藍藻。,主題1光照強度對光合作用的影響【問題探究】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:①葉片下沉的原因:_______________________________________________________________。,將葉片中的氣體抽出后,細胞間隙,充滿水,葉片密度增大,因此葉片下沉,②光照后上浮的原因:______________________________________________________。(2)實驗中觀察的指標(因變量):①_____________________________________________。②_____________________________。,葉片進行光合作用,細胞間隙中,重新充滿氣體,因此葉片上浮,同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量,每組葉片全部浮起所需要的時間,2.分析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系曲線,分析該圖并回答下列問題:,(1)圖中CO2的吸收量和釋放量分別表示什么意義?提示:CO2的吸收量表示綠色植物的光合作用從外界吸收CO2的量;CO2的釋放量表示自身呼吸作用釋放到外界的CO2的量。,(2)圖中A、B、C點代表的意義。A點:_________________________________________________________________。B點:______________________________________________________________________________________________________。C點:_________。,光照強度為0,植物不進行光合作用,此時CO2的釋放,量可表示細胞呼吸速率,光補償點,呼吸作用釋放到外界的CO2量為0,光合作,用從外界吸收的CO2量也為0,此時光合作用強度等于呼,吸作用強度,光飽和點,(3)分析A→B、B→C′區(qū)間細胞呼吸和光合作用的強度大小。A→B:_____________________________。B→C′:_____________________________。,呼吸作用強度大于光合作用強度,光合作用強度大于呼吸作用強度,(4)C′點前后限制光合作用的主要外界因素。C′點之前:_________。C′點之后:_____________________。,光照強度,主要是溫度和CO2濃度等,【拓展延伸】1.光照強度對光合作用強度的影響:,,(1)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。(2)CO2吸收量在C點前的主要限制因素是光照強度,在C點后的主要限制因素為溫度和CO2濃度等。,2.凈光合作用速率與真正光合作用速率的表示方法:(1)凈光合速率:常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示。(2)真正光合速率:常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機物制造量表示。,【探究總結】光照強度對凈光合作用的影響原理與探究結論(1)影響原理。①呼吸作用強度不受光照強度的影響。②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,當光照強度達到一定值后,繼續(xù)增強光照強度,光合作用強度不再改變。,(2)探究結論。①在一定光照強度范圍內(nèi),同一時間段中,各組小圓形葉片浮起的數(shù)量與光照強度呈正相關。②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相關。,【探究訓練】1.(2017日照高一檢測)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度與光照強度的關系,,,【解析】選B。光反應階段,水的光解產(chǎn)生氧氣,A正確。光照強度為a時,氧氣增加量為0,光合速率等于呼吸速率,并不是沒有光合作用,B錯誤。光合作用消耗CO2產(chǎn)生O2,C正確。該圖反映了光合作用強度和光照強度的關系,D正確。,2.將一盆栽植物連同花盆一起置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi)(內(nèi)有充足的二氧化碳且濃度恒定,溫度等條件適宜,植物和花盆未經(jīng)消毒),測得光照強度與鐘罩內(nèi)氧氣的釋放速率關系如圖所示。下列有關該圖的分析正確的是(),,,A.a點表示植物的光合作用速率與呼吸作用速率相同B.光照強度為a時葉肉細胞內(nèi)光合速率大于呼吸速率C.bc段限制植物光合速率的因素不可能是光合色素和酶的含量D.某光照強度下測得的氧氣增加量就是該植物光合作用凈產(chǎn)氧量,【解析】選B。將一盆栽植物連同花盆一起置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi),其中既有植物的光合作用和呼吸作用,也有花盆土壤中小動物和微生物的呼吸作用。光照強度為a時,植物的光合速率等于植物、小動物和微生物的呼吸速率之和,A錯誤;由A可知,a點時植物葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率,B正確;bc段氧氣釋放速率隨光照強度的增強不再增加,影響光合速率的因素除了,光照強度、CO2濃度、溫度外,其他都有可能,C錯誤;某光照強度下測得的氧氣增加量就是該植物光合作用O2產(chǎn)生總量減去呼吸消耗總量,D錯誤。,【補償訓練】如圖表示20℃時玉米光合作用強度與光照強度的關系,對于曲線的下列說法最恰當?shù)氖?),A.b點位置不會隨環(huán)境溫度的升高而移動B.a點葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞器有葉綠體和線粒體C.當植物缺Mg時,b點右移D.c點時光合作用強度等于細胞呼吸強度,【解析】選C。曲線中a點代表植物呼吸作用強度,b點代表光合作用強度和呼吸作用強度相等,c點代表最大光合作用強度。隨著溫度變化,呼吸作用強度會發(fā)生改變,b點也會發(fā)生移動;a點時產(chǎn)生ATP的細胞器只有線粒體,不進行光合作用,葉綠體不產(chǎn)生ATP;植物缺鎂時,葉綠素變少,光合作用強度變?nèi)?b點右移;c點時光合作用強度大于呼吸作用強度。,主題2CO2濃度、溫度對光合作用的影響及光合作用原理的應用【問題探究】1.CO2濃度、溫度對光合作用強度的影響:(1)CO2濃度對光合作用強度的影響。,①根據(jù)上圖描述CO2濃度對光合作用強度的影響:_________________________________________________________________________________________________________。②分析CO2濃度為A時,對應縱坐標的CO2表現(xiàn)為既不吸收也不釋放的原因:________________________________________________________。,在一定,范圍內(nèi),植物光合作用強度隨CO2濃度的增加而增強;但,達到一定濃度時,再增加CO2濃度,光合作用強度也不再,增強,A點時,細胞進行光合作用吸收的CO2量,等于呼吸作用釋放的CO2量,③若在B點后適當增加光照強度,曲線會怎樣變化?提示:B點后CO2充足,適當增加光照強度,光合作用強度會增大,曲線會在原曲線上方。,(2)溫度對光合作用強度的影響。溫度影響光合作用強度的實質(zhì)是通過影響__________________________________,進而影響植物光合作用強度。,植物體內(nèi)與,光合作用有關的酶的活性,2.光合作用原理的應用:(1)從光照強度角度考慮,遭遇連續(xù)陰雨天氣,如何提高溫室大棚蔬菜產(chǎn)量?提示:遭遇連續(xù)陰雨天氣時,光照強度較弱,適當補充光照可以提高蔬菜產(chǎn)量。,(2)從溫度方面考慮,如何能有效提高大棚蔬菜的產(chǎn)量?提示:白天適當提高溫度,保證光合速率較大;晚上適當降低溫度,來適當降低蔬菜呼吸速率,從而保證有機物積累較多,提高蔬菜的產(chǎn)量。,(3)從CO2濃度方面考慮,為何施用農(nóng)家肥可以提高莊稼產(chǎn)量?提示:農(nóng)家肥中富含微生物,而微生物細胞呼吸時可為莊稼生長提供較高濃度的CO2,因此可以提高莊稼產(chǎn)量。,【探究總結】1.多因素對光合作用強度的影響:,(1)綜合分析三圖,可知:在P點之前,限制光合速率的因素為橫坐標所表示的因素,隨著其不斷增大,光合速率不斷提高。(2)在Q點之后,若想提高光合速率,可適當提高除橫坐標之外的其他因素。,2.影響光合作用強度的三個因素:(1)CO2對光合作用強度的影響:在一定范圍內(nèi),植物光合作用強度隨CO2濃度的增加而增強;但達到一定濃度時,再增加CO2濃度,光合作用強度也不再增強。(2)溫度對光合作用強度的影響:溫度主要通過影響酶的活性來影響光合作用強度,因此其影響規(guī)律與溫度對酶活性的影響曲線一致,即隨溫度增加,光合作用強度先增強后減弱。,(3)礦質(zhì)元素對光合作用強度的影響:隨礦質(zhì)元素含量增加,光合作用強度先增強后減弱。,【探究訓練】1.(2015海南高考)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是(),A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自太陽能B.葉溫在36～50℃時,植物甲的凈光合速率比植物乙的高C.葉溫為25℃時,植物甲的光合與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的D.葉溫為35℃時,甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均為0,【解題指南】(1)題干關鍵信息:“凈光合速率”“隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢”。(2)圖示信息:從曲線可看出兩種植物的凈光合速率隨溫度的變化先增后減,不同溫度下影響不同。,【解析】選D。本題考查溫度對光合作用的影響。植物的光合作用所需要的能量來自太陽能,A項正確;由曲線可知在36～50℃時,植物甲的凈光合速率高于植物乙,B項正確;植物光合與呼吸作用強度的差值即凈光合速率,由曲線可知在葉溫為25℃時,植物甲的凈光合速率小于植物乙,C項正確;由曲線可知,葉溫為35℃時,甲、乙兩種植物的凈光合速率相等,但不為0,故D項錯誤。,2.將生長旺盛的某農(nóng)作物植株培養(yǎng)在密閉的玻璃鐘罩內(nèi),在溫度適宜恒定的條件下,測得晴朗的一晝夜間鐘罩內(nèi)CO2濃度變化曲線如圖所示,以下分析正確的是(),A.a～b段隨著光照強度逐漸增加,光合作用速率不斷提高B.b～c段密閉鐘罩中的CO2濃度低于大氣中的CO2濃度C.c～d段密閉罩內(nèi)O2含量充足,呼吸作用速率不斷提高D.d點后呼吸作用速率緩慢是因為溫度較低而影響酶的活性,【解析】選B。a～b段隨著光照強度逐漸增加,密閉鐘罩中的CO2濃度逐漸降低,只能看出植物的光合速率大于呼吸速率,但是下降幅度逐漸平緩,故光合作用速率不斷減慢,A錯誤;密閉鐘罩中的起始CO2濃度可以看作是大氣中的CO2濃度,通過a～b段光合作用的進行,密閉鐘罩中的CO2濃度逐漸降低,故b～c段密閉鐘罩中的CO2濃度低于大氣中的CO2濃度,B正確;呼吸作用速率不只受O2,含量的限制,還受體內(nèi)呼吸酶的限制,c～d段密閉罩內(nèi)CO2濃度增加,植物的光合速率小于呼吸速率,但是上升幅度逐漸平緩,故呼吸作用逐漸減慢,C錯誤;由于題設條件溫度適宜恒定,所以d點后呼吸減慢不是溫度較低影響酶的活性而引起的,而是密閉環(huán)境中O2不足所致,D錯誤。,【補償訓練】如圖表示某植物生長與溫度的關系,由圖可知(),A.晝溫為25℃時,植物生長最快的夜間溫度是15℃B.晝夜恒溫條件下,當溫度低于12.5℃時,植物將停止生長C.晝夜恒溫為25℃時,該植物利用的CO2量與晝溫25℃、夜溫10℃時相等D.晝溫25℃、夜間溫度為5℃時,一晝夜該植物沒有有機物積累,【解題指南】解答本題需特別注意以下兩點:(1)特別注意圖中實線表示晝夜溫度均為橫軸所示溫度,均是變化的;虛線表示白晝溫度一直是25℃,而夜間溫度是橫軸所示。(2)植物生長最快時,其凈光合速率最大。,【解析】選A。分析題圖,晝溫為25℃時,對應的干物質(zhì)增長量在夜間溫度為15℃時最多,故A正確;晝夜恒溫條件下,當溫度為5℃以上時,干物質(zhì)增長量大于零,故植物將生長,故B錯誤;由于不知道呼吸速率的大小,晝夜恒溫為25℃時,該植物利用的CO2量與晝溫25℃、夜溫10℃時不一定相等,故C錯誤;晝溫25℃、夜間溫度為5℃時,一晝夜該植物的干物質(zhì)增長量大于零,故D錯誤。,【課堂小結】,