影响光合作用速率的环境因素

1、影响光合作用速率的环境因素素养要求1）影响光合作用速率的环境因素（C 级2）叶绿体中色素的提取和分离（ b 级3）用列表比较法，比较光合作用和细胞呼吸，进一步理解提高农作物产量的措施。 叶绿体色素的提取和分离；说明环境因素对光合作用速率的影响；收集农业生产上提高农作物光合作用速率的有关信息，了解温室中提高农作物产量的方法； 尝试探究影响光合作用速率的环境因素，学习科学研究的一般方法。活动一 叶绿体中色素的提取和分离实验自主先学】先学指导 学生阅读教材 73 页，说出提取和分离叶绿体中色素的原理、方法和步骤。概念梳理“叶绿体中色素的提取与分离”实验：（1）色素提取液：。（2）色素提取原理：。（3

2、）该实验中化学物质的作用：二氧化硅是使；碳酸钙是 。（4）色素分离方法：法。（5）色素分离原理：四种色素在层析液中不同，溶解度高的扩散速度 。（6）制备滤纸条时，剪去两角的作用是 ，画滤液细线的要求是 （7）色素分离时，加盖的目的是防止 。（8）分离结果：滤纸条上自上而下呈现四条色素带。请完成下表。色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素叶黄素黄色较少较高较快叶绿素 a较低较慢叶绿素 b黄绿色较多最低合作探究】“叶绿体中色素的提取和分离”实验异常结果分析：1）滤纸条上无色素带2）滤纸条上四条色素带颜色均过浅3）色素带中绿色过浅4）滤纸条上色素带重叠【检测反馈】指导学生完成“巩固练习” 1

3、、 2。活动二 影响光合作用的因素【自主先学】先学指导 学生阅读教材 7678 页，说出影响光合作用的因素。概念梳理1影响光合作用的因素（1）内部因素：主要包括色素的种类和含量、 C5 的含量等。（2）环境因素 光照强度和光质：主要影响光合作用中 。 CO2 浓度：主要影响光合作用中。 温度：主要影响光合作用中 。 矿质元素和水2光合作用原理的应用（1） 光合作用强度（又称光合作用速率）的表示方法有哪些？2）光合作用在生产实践上的应用目的措施或方法延长光照时间补充光照、轮作及套种增大光合作用面积提高光合作用效率维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）【合作探究】影响光合作用的因素1分析

4、4 个图形特点，说出 A、 B、C、D图中横坐标的意义2多因素对光合速率的影响 图甲中，当光照强度低于 P 点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素 是 ；当光照强度高于 Q 点时，此时限制光合速率的因素主要是。 综合上述坐标曲线可知： P 点之前时，限制光合速率的因素应为所表示 的因素， 随其不断加强，光合速率不断提高。当到 Q 点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提【精讲点拨】1光照强度（1）曲线分析A 点: 光照强度为 0, 此时只进行细胞呼吸。AB段: 随光照强度增强 , 光合作用强度也逐渐增强。B 点 : 光合作用强度等于细胞呼吸强度， B 点所示光照强度称为光补偿点。 光照

5、强度只有在 B点以上时 , 植物才能正常生长。BC段: 表明随着光照强度不断加强 , 光合作用强度不断加强。C 点：光合作用强度不再加强 ,C 点所示光照强度称为光饱和点。 C点后限制光合作用强度的内因：色素含量、酶的数量和活性； 外因：除光照强度之外的其他环境因素，比如温度、CO2 浓度等。（2）应用 :阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低 , 如图中虚线所示。 间作、轮作、套种农作物、合理密植，可有效地利用光能。2 CO2浓度1）曲线分析在一定范围内 , 光合作用速率随 CO2浓度的增加而增大 , 但当 CO2浓度增加到一定范围后 , 光合 作用速率不再增加。A点：表示光合作用强度等

6、于细胞呼吸强度时的CO2浓度,即 CO2补偿点。B点：表示 CO2 饱和点。B点后限制光合速率的内因：酶的数量和活性；外因：温度、光照强度等其他环境因素。（2）应用 :在农业生产中大田作物可通过“正其行 , 通其风”、增施农家肥等措施增大 CO2 浓度。 大棚作物可通过通风换气、 增施农家肥、 与猪舍相通、 使用 CO2 发生器等措施增大 CO2 浓度。3温度（1）曲线分析 温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。 一般植物的适宜温度在 35 左右。（2）应用 : 冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗 有机物。4矿质元素：缺少 N 会影响酶的合

7、成，缺少 P会影响 ATP的合成； 缺少 Mg会影响叶绿素的 合成。【检测反馈】指导学生完成“巩固练习”3、7。活动三 光合作用与细胞呼吸【自主先学】先学指导 学生整理光合作用和细胞呼吸过程，说出光合作用和细胞呼吸区别和联系。概念梳理光合作用和细胞呼吸关系解读1） CO2的转化过程：2）H2O的转化过程：3）H 和 ATP的来源、去向分析比较光合作用有氧呼吸H来源去向ATP来源去向用于各项生命活动（ 植物的 C3 还原除外 ）【合作探究】1. 下面的曲线表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：（1）说出各点代表的生物学意义 A 点：光照强度为，只进行 。 B 点：光合作用强度呼吸作用强度

8、，为 。 C 点：是光合作用达到值时所需要的最小光照强度，即 。（2）说出各线段代表的生物学意义 OA段：强度。 AB段：随光照增强，光合作用增强，但光合作用强度呼吸作用。 BD段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，且光合作用强度呼吸作用。 DE段：光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。此时限制光合作用强度的内因有：叶绿体中的 ； 外因有： 。（3）下列示意图表示细胞中线粒体和叶绿体中气体变化，请判断各图分别与上面曲线中的 A点、 AB段、 B点、 BD段哪一部分相对应。2光合作用与细胞呼吸的计算（1）净光合速率和总光合速率的关系：凡是进行光合作用的植物， 同时也在进行着呼吸

9、作用。 在不考虑光照强度对呼吸速率影响的 情况下， C点时， OA段代表植物 ，OD段代表植物 ， OAOD表示 ，故总光合速率 。图中 B点既不吸收也不释放二氧化碳，表示总光合速率 ，净光合速率为 。在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出总光合速率。（2）净光合速率和总光合速率的判定方法若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为 速率。有机物积累量为 速率，制造量为 速率。【精讲点拨】密闭环境中昼夜 CO2、O2 含量变化过程分析1绿色植物 24 h 内 CO2 的吸收（释放）量A 点：呼吸减弱 气温降低。B点：光合开始，白天开始。 C点：光合与呼吸强度相等，有机

10、物开始积累。D 点：光合减弱 气孔关闭。E点：光合与呼吸强度相等，有机物积累最多。F 点：光合停止，白天结束。2绿色植物 24 h 内有机物的“制造”、“消耗”与积累（SP、SM、SN分别表示 P、M、N 的面积） 积累有机物时间段： CE 制造有机物时间段： BF 消耗有机物时间段： OG（或 24 小时） 一天中有机物积累最多的时间点： E 点 一昼夜有机物的积累量： SP SM SN 3. 一昼夜 CO2含量的变化曲线 C点： CO2含量最高点，光合速率 =呼吸速率。 E点： CO2含量最低点，光合速率 =呼吸速率。 若 N点 低于 M 点，有机物积累。 若 N点 高于 M 点，有机物减

11、少。 若 N点 等于 M 点，有机物不变。【检测反馈】指导学生完成“巩固练习” 5、 8。&巩固练习1. （2016 江 苏卷， 17）下 列用鲜菠 菜进行色 素提 取、分离 实验的叙 述， 正确的是 （）A应该在研磨叶片后立即加入 CaCO3，防止酸破坏叶绿素B即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4 种光合作用色素C为获得 10 mL 提取液，研磨时一次性加入 10 mL乙醇研磨效果最好D层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失2（ 2015 江苏卷， 21）为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿 体色素，用石油醚进行纸层析，下图为滤纸层析的结果

12、（、为色素条带） 列叙述正确的是（多选） （A强光照导致了该植物叶绿素含量降低B类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次3（ 2015 重庆卷， 4）将如图所示为水稻叶肉细胞置于适宜条件下密闭容器中的悬浮培养。 在不同光照强度下，细胞内外的 CO2和 O2 浓度在短时间内发生了相应变化。 下列叙述错误的A黑暗条件下，增大、减小C光强等于光补偿点时，、保持不变 大B 光强低于光补偿点时，、增大D 光强等于光饱和点时，减小、增4下 图表 示光合 作用和 呼吸作 用过程中物 质变化的关系，下列说法错误的 是 （）A过程需多种酶参与

13、，且需ATP供能B适宜条件下，过程在活细胞中都能进行C过程产生的能量最多D过程产生的H 都能与氧结合产生水5下列对该表数据分析错误的是）温度/5101520253035光照下吸收1CO2/ （ mg·h1）1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放1CO2/ （ mg·h1）0.500.751.001.502.253.003.50A昼夜不停的光照，在 25 时该植物生长得最快B昼夜不停的光照，在 20 时该植物一天固定的 CO2量为 78 mgC每天交替进行 12 h 光照、 12 h 黑暗，在 20 时该植物积累的有机物最多D每天交替进行 12 h

14、 光照、 12 h 黑暗，10 时该植物积累的有机物是 30 时的 2倍6. （2016四川卷， 5）三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜 叶片净光合速率（以 CO2吸收速率表示）与胞间 CO2浓度（ Ci ）的日变化曲线，以下分析正 确的是 （ ）A与 11：00 时相比， 13：00 时叶绿体中合成 C3的速率相对较高B14：00 后叶片的 Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C17：00后叶片的 Ci 快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D叶片的 Pn 先后两次下降，主要限制因素分别是CO2 浓度和光照强度7（ 2014 四川卷， 6）将桑树和大豆分别

15、单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示 （注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强 度 ） 。 据 图 分 析 ， 下 列 叙 述 正 确 的 是 （）A与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作8 如图甲表示 A、B 两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A 植物放在不同浓度 CO2环境条件下， A 植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。请分析回答：1）在较长时间连续阴雨的

16、环境中，生长受到显著影响的植物是（ 2）图甲中的“ a”点表示。如果以缺镁的完全营养液培养 A 植物幼苗， 则b 点的移动方向（ 3）在 c 点时，叶绿体中 ADP的移动方向是从向方向移动。如下图所示中与 c 点相符合的是 。（ 4）e 点与 d 点相比较， e 点时叶肉细胞中 C3 的含量；e 点与 f 点相比较， e点时叶肉细胞中 C3的含量。（填“高”、 “低”或“基本一致”）（ 5）当光照强度为 g 时，比较植物 A、B 的有机物积累速率 M1、M2 的大小和有机物合成速率 N1、N2 的大小，结果应分别为 M1M2、N1N2。（ 6）增施农家肥可以提高光合效率的原因是：。 9（201

17、5江苏， 27） 为了研究 2个新育品种 P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照） 叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如下图所示。请回答下列问题：图1 图 2（1）图 1 的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。（ 2）光合作用过程中， CO2与 C5 结合生成，消耗的 C5 由经过一系列反应再生。（ 3）由图可知， P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含 量较高，可以产生更多的 ；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的 。4）栽培以后， P2 植株干重显著大于对照，但籽实的

18、产量并不高，最可能的生理原 因是 。&教后反思&教学参考1光合作用 2（一轮复习） .ppt2叶绿体中色素的提取和分离 .flv3一轮复习光合作用 .ppt4光呼吸和“暗呼吸（细胞呼吸） ”区别光呼吸“暗呼吸”底物光合作用中的乙酸醇，底物一般是光下在叶绿体内新形成的可以是碳水化合物、脂肪或蛋白质，但最 常用的底物是葡萄糖。底物可以是新形成 的，也可以是贮存的。代谢途径乙醇酸代谢途径， 或称为“C2途径”。 只 在光下进行糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等。光下、暗中都可进行发生部位只发生在光合细胞，在叶绿体、过氧化 体及线粒体三种细胞器协同作用下进行在所有活细胞质及线粒体中进行

19、对 O2及 CO2 浓度的反应在 O2 浓度 1%100%范围内，光呼吸随 O2浓 度提高而增强。 O2及 CO2互相竞争 Rubisco 及 RuBP，如 CO2/O2 浓度比下降时，有利 于加氧反应与光呼吸底物乙酸醇的形 成，促进光呼吸；反之则有利于羧化反 应，促进光合反应O2及 CO2浓度的变化对“暗呼吸”无明显影 响， O2及 CO2之间亦无竞争现象【参考答案】&学讲过程活动一 叶绿体中色素的提取和分离实验【自主先学】（1）无水乙醇或丙酮（ 2）色素溶于有机溶剂不溶于水（3） 研磨充分保护叶绿体中色素（ 4）纸层析（ 5）溶解度 快（6）防止色素带不整齐细、齐、直（ 7）层析液

20、挥发（ 8） 橙黄色最少 最高 最快 蓝绿色 最多 最慢【合作探究】（1）滤纸条上无色素带，可能是滤液中无色素（提取色素用的试剂不符合要求，如用水代 替无水乙醇） ，或在层析时滤液细线上的色素未随层析液沿滤纸条向上扩散（如层析液淹没 滤纸条上的滤液细线） 。（2）滤纸条上色素带的颜色直接取决于提取的色素滤液的色素浓度，而色素浓度不仅与实 验材料有关， 也与提取过程操作的规范性和溶剂的添加量有关。 如提取过程中叶片研磨不充 分或未添加 SiO2，有机溶剂的加入量过多等， 均能导致色素溶液浓度过低而造成滤纸条上的 色素带颜色均较浅。（3）若选取的材料绿色不浓、 研磨过程中未添加 CaCO3、色素滤

21、液放置时间过长等均能导致 叶绿素分解而造成色素带中绿色过浅。（4）滤纸条上的色素带重叠是层析异常所致，如滤液细线过宽、滤液细线不整齐等均能导 致色素带重叠不整齐。活动二 影响光合作用的因素【自主先学】1（ 1）酶的数量和活性（2） 光反应 暗反应 酶的活性2（ 1）单位时间内光合作用合成的有机物量或固定的 CO2 量或产生的 O2量。（2）间作、合理密植提供适宜光照强度、提高 CO2 浓度（如通风）、保持适宜温度、合理施肥（供应适量必需矿质元素） 提高有机物积累量【合作探究】1光照强度温度 CO 2 浓度 叶龄2光照强度温度 横坐标 除横坐标之外的其他因素活动三 光合作用与细胞呼吸【自主先学】

22、1）2）（3）H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段还原 C3 用于第三阶段还原 O2光反应阶段产生 三个阶段都产生 用于 C3 还原【合作探究】1（ 1） 零细胞呼吸 等于 光补偿点 最大 光饱和点（ 2） 呼吸作用小于 大于 色素和酶 温度、 CO2浓度等（ 3） A 点图 1 ； AB 段图 2； B 点图 3； BD 段图 4。2（ 1）呼吸速率 净光合速率 总光合速率 净光合速率呼吸速率 呼吸速率 0（ 2）净光合 净光合 总光合&巩固练习1B 解析： CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A 错误；即使菜中叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出 4 种光合作用色素

23、， B正确；由于研磨时乙醇挥发， 故为获得 10 mL提取液，研磨时加入多于 10 mL乙醇， C错误；叶绿素条带不会随层析液挥 发消失， D错误。2. ABC 解析： A 项对，由图示可知，强光下，、表示的叶绿素色素带变窄，说明叶 绿体含量降低； B 项对，类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解；C项对，是叶绿素 a，是叶绿素 b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同；D项错，画滤液线时，滤液在点样线上画 23 次。3 B 解析：黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，细胞吸收O2，释放 CO2，故增大、减小， A 正确；光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度

24、， 当光强低于光补偿点时，光合速率小于呼吸速率，细胞吸收O2，释放 CO2，故增大、减小，B 错误；当光强等于光补偿点时， 光合速率等于呼吸速率， 细胞不吸收 O2，也不释放 CO2， 、保持不变， C 正确；光饱和点是指光合速率达到最大时的最低光照强度，当光强等于 光饱和点时，光合速率大于呼吸速率，细胞吸收CO2，释放 O2，减小、增大， D 正确。4D 解析：过程（光反应）中产生的 H 专用于暗反应过程中 C3 的还原。5B 解析：昼夜不停的光照， 20 时该植物一天固定的CO2 量即总光合量，应为（ 3.251.5 ）× 24 114（mg）。6D 解析：与 11：00相比，1

25、3：00时Ci低，CO2固定减弱， C3合成速率相对较低， A错 误； 14：00后 Pn下降，有机物的合成速率下降，但有机物仍有积累，B错误； 17： 00后叶片的 Ci 快速上升是光合速率小于呼吸速率的原故，光反应与暗反应相互制约，不会形成速 率差别很大， C错误；叶片的 Pn 先后两次下降，第一次是气孔关闭， CO2浓度下降引起，第 二次是光照强度减弱引起光反应速率降低导致的，D正确。7 D 解析：由图曲线分析可知，桑树间作时比单作时呼吸强度增大，大豆间作时比单作时呼吸强度减小，均受到影响， A 错误；间作时，桑树光饱和点增大，大豆光饱和点减小， B错；由图中大豆曲线可知在一定光照强度范围内，间作也提高了大豆的光合速率， C 错误；光合速率开始大于零表示有机物开始有积累， 由大豆曲线图可知， 此时其光照强度单作大于 间作， D 正确。8（1）A （2）植物的呼吸作用速率向右（3）叶绿体基质 类囊体