导学案 影响光合作用的环境因素

第一节光合作用（一）学案【高效导航】1．学习目标：

（1）理解光合作用概念以及掌握它的过程。（2）掌握研究影响光合作用强度的因素。学习重点：（1）光合作用的光反应、暗反应过程以及相互关系；（2）影响光合作用强度的环境因素。3．学习难点：（1）光反应和暗反应的过程；（2）探究影响光合作用强度的环境因素。“看”——知识经纬“导”——自主预习三、光合作用原理的应用1．光合作用强度的概念及表示方法（1）概念：植物在____________内通过光合作用制造________的数量。（2）表示方法：用一定时间内__________________________的数量来定量表示。2．影响因素（1）空气中________浓度。（2）土壤中________的多少。（3）光照的______________及光的成分。（4）________的高低。3．探究光照强弱对光合作用强度的影响的实验流程四、化能合成作用1．化能合成作用（1）概念：利用体外环境中的_____________氧化时所释放的能量来______________。（2）实例：硝化细菌，能利用氧化________释放的化学能将______________合成为糖类，供自身利用。“学”—互动探究探究二：影响光合作用的环境因素1．内部因素如何影响光合作用速率？提示：（1）同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。（2）同一叶片的不同生长发育时期曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。2．外界因素如何影响光合作用的速率呢？提示：影响因素曲线解释应用单因素光照①光照时间②光质③光照强度A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表示此时的呼吸强度。AB段表明光合作用速率逐渐加强；而到B点时，光合作用强度＝细胞呼吸强度，B点对应的光照强度称为光补偿点。BC段表明光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了。C点对应的光照强度称为光饱和点。阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。光照面积OA段表明随叶面积的增大，光合作用实际量增大，A点为光合作用面积的饱和点。光合作用强度不再增加，是有很多叶被遮挡，光照不足。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的增加，呼吸量（OC段）增加，所以干物质积累量降低（BC段）。适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。CO2浓度图1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；图2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。大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。必需矿质元素在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。温度温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。冬天，温室适当提高；夏天，适当降低。白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。多因素O～P段限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其O～P段不断加强，光合速率不断提高。P～Q段，图中标出的双因子共同起作用。当到Q点之后，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的另一因子的方法。温室栽培时，在一定光强下，白天提高温度，增加酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，适当提高光照强度和CO2浓度提高光合速率。总之，可根据情况，通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度等来提高光合速率，以达到增产的目的。【经典回眸】（2022·山东理综）夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是（）A．甲植株在A点开始进行光合作用B．乙植株在E点有机物积累量最多C．曲线B～C段和D～E段下降的原因相同D．两曲线B～D段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【解析】本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率，A点时光合速率等于呼吸速率，说明甲植株在A点前就已经开始进行光合作用，A错误；乙植株在18时后净光合速率小于0，该植株在18时有机物的积累量最多，B错误；曲线B～C段下降的原因是气孔关闭，乙植株因二氧化碳供应不足导致光合速率下降，曲线D～E段光合速率下降的原因则是光照强度减弱，C错误；分析两曲线B～D段可知，中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象，这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的，而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭，D正确。【答案】D【变式训练】右图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，下列说法最恰当的是（）A．b点的位置不会随环境温度的升高而移动B．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体C．其他条件适宜，当植物缺乏Mg时，b点右移D．c点后的叶片细胞都能进行光反应，从而提高光能利用率探究三：化能合成作用1．光合作用是植物利用光能，将无机物制造成有机物，还有别的能量可以用于完成此过程吗？提示：有些微生物可以通过氧化环境中的无机物获得的能量来合成有机物，这种制造有机物的方式，称为化能合成作用。2．举例说明化能合成作用。提示：如硝化细菌：氨气→亚硝酸→硝酸2NH3+3O2=2HNO2+2H2O2HNO2+O2=2HNO3【经典回眸】硝化细菌之所以被归人自养生物，根据是（）A．它能将氮合成为亚硝酸和硝酸B．它能利用化学能合成有机物C．它能以亚硝酸和硝酸作为自身的组成物质D．它能用氧化物所释放的化学能合成ATP，直接用于生命活动【解析】自养生物即能将无机环境中的无机物合成有机物的生物，完成该过程所利用的能量为光能或者无机化学能，由此判断B正确。【答案】B【变式训练】如图是铁硫细菌体内发生的生化反应，据此判断其代谢类型是（）A．自养厌氧型 B．异养厌氧型 C．自养需氧型 D．异养需氧型【变式训练参考答案】CCC“思”—课堂小结同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏，不吃夹生饭，不做欠账人。收获内容疑点内容“练”—当堂检测1．在光合作用过程中，释放出氧和产生ATP都离不开（）A．叶绿体色素和CO2B．水和CO2C．叶绿体色素和光能D．水、CO2和光能2．下列有关光合作用的叙述，正确的是（）A．光合作用的全过程都需要光B．光合作用的全过程都需要酶的催化C．光合作用全过程完成后才有O２的释放D．光合作用全过程完成后才有化学能产生3．下列哪一途径属于卡尔文循环?（）A．水光解产生O2的过程B．ATP分解产生能量的过程C．C02中的C转变成有机物中碳的途径D．[H]转变到有机物中的途径4．光照下的正常生长的某绿色植物，其他条件不变，突然停止光照。短时间内叶绿体中C3合成速率（横坐标为时间，纵坐标为速率）为（）5．硝化细菌通过化能合成作用形成有机物，需要下列哪种环境条件?（）。A．具有NH3及无氧B．具有NH3及氧具有硝酸及无氧D．具有硝酸及氧6．下图是光合作用的示意图，根据图回答问题：（1）A和B表示光合作用的两个阶段，其中A是，B是。（2）①和②代表两种物质，其中①是，②是。（3）⑦是一种物质。来自空气，它是，⑧是。（4）暗反应所需要的能量来自[]的分解，所需的还原剂[]，这种还原剂来自[