高中生物必修一-第4节-二-第2课时光合作用原理的应用和化能合成作用省公开课一等奖全国示范课微课金

第2课时光合作用原理应用和化能合成作用第1页一、光合作用原理应用1.光合作用强度(1)概念:植物在单位时间内经过光合作用制造___________。(2)影响原因和衡量指标:糖类数量第2页水分CO2温度长短与强弱成份原料产物第3页2.探究环境原因对光合作用强度影响试验流程:生长旺盛绿叶小圆形叶片30片小圆形叶片内气体逸出充满了水二氧化碳第4页二、化能合成作用1.概念利用体外环境中一些_______氧化时所释放能量来制造________,这种合成作用叫做化能合成作用。2.实例硝化细菌能利用氧化___________释放化学能将______________合成为糖类,供本身利用。强、中、弱小圆形叶片浮起数量无机物有机物氨和亚硝酸水和二氧化碳第5页3.自养生物和异养生物类型概念代表生物自养生物能将_______合成为_______生物光能自养生物:_________化能自养生物:_________异养生物只能利用环境中______________来维持本身生命活动生物人、动物、真菌、大多数细菌无机物有机物绿色植物硝化细菌现成有机物第6页【思索辨析】1.判断正误(1)光合作用强度影响原因有CO2浓度、温度、光照强度等外界原因。()(2)光照强度对光合作用强度影响试验中,能够经过调整台灯与试验装置距离来调整光照强度。()(3)探究试验中,小圆形叶片浮起原因是叶片进行呼吸作用产生二氧化碳造成。()【分析】在试验光照条件下,造成叶片浮起原因是叶片进行光合作用产生了氧气,经过浮力使叶片浮起。√√×第7页(4)除了绿色植物,自然界中少数细菌,如硝化细菌也能够经过光合作用制造有机物。()【分析】硝化细菌是经过化能合成作用来制造有机物。(5)化能合成作用与光合作用所利用无机物原料都是二氧化碳和水。()×√第8页2.问题思索(1)请预测小烧杯中叶片浮起数量和光合作用强度之间有什么关系。提醒：小烧杯中叶片浮起数量越多,说明光合作用强度越大。(2)从所利用能量起源考虑,化能合成作用和光合作用有什么不一样?提醒：二者能量起源不一样,光合作用利用是光能,化能合成作用利用是无机物氧化时释放化学能。第9页一、探究光照强度对光合作用影响试验分析1.试验原理第10页2.试验中沉水叶片制备(1)小圆形叶片制备:用打孔器在生长旺盛绿叶上打出小圆形叶片。(2)沉水:用注射器抽出叶片内气体,放入黑暗处盛有清水烧杯中,小圆形叶片全部沉到水底。黑暗目标:预防光合作用进行。第11页3.试验装置分析(1)自变量设置:光照强度是自变量,经过调整台灯与烧杯之间距离来调整光照强度大小。(2)中间盛水玻璃柱作用:吸收灯光热量,防止光照对烧杯内水温产生影响。第12页(3)因变量是光合作用强度,可经过观察单位时间内被抽去空气小圆形叶片上浮数量或者是浮起相同数量叶片所用时间长短来衡量光合作用强弱。第13页4.试验结果分析(1)在黑暗情况下,植物叶片只进行细胞呼吸,吸收氧气,产生二氧化碳较易溶于水,所以叶片是沉在水底。细胞生理状态如图:第14页(2)在弱光下,此时光合作用小于或等于细胞呼吸,叶片中依然没有足够氧气,叶片依然沉在水底。细胞生理状态如图:第15页(3)在中、强光下,光合作用大于细胞呼吸,叶片中会有足够氧气产生,从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分,使叶片浮起来。细胞生理状态如图:第16页【警示钟】(1)本试验中所测数值并不代表光合作用真实值,而是光合作用净产值,即光合作用强度减去呼吸作用强度。(2)叶片浮起之前并不是不进行光合作用,而是光合作用速率小于呼吸速率或者是产生氧气量较少。第17页【学而后思】(1)在使叶片沉水时,为何要在黑暗条件下放入盛有清水烧杯中?提醒：预防在有光情况下进行光合作用产生氧气,会使叶片浮上来。(2)上述试验装置除了能验证光照强度对光合作用影响外,还能够用于验证哪些原因对光合作用强度影响?提醒：二氧化碳浓度。第18页【典例训练1】图甲是某同学探究影响植物光合速率原因试验装置图,图乙表示是线粒体和叶绿体之间物质交换。试回答:第19页(1)图甲装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱作用是

。(2)若试验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间距离,伴随距离增加,气泡产生速率下降,请分析影响这一结果外界原因:①

;②

。第20页(3)为了探究光照强度对光合速率影响,利用图甲装置进行试验设计思绪是:

。(4)在什么情况下,会出现如图乙所表示情况?

。(5)当产生气泡情况下,请在图乙中用箭头标出此状态时氧气移动方向。第21页【解题关键】解答本题关键是明确:(1)图甲试验装置中各仪器作用:灯光提供光照强度,盛水玻璃柱吸收热量,排除对试验结果干扰;(2)图乙表示了叶绿体和线粒体之间气体交换,叶绿体为线粒体提供O2,线粒体为叶绿体提供CO2。第22页【解析】(1)盛水玻璃柱位于灯和盛有水藻试管之间,因为灯不但发光而且也能发烧,所以盛水玻璃柱能够吸收热量。(2)因为试管水中溶解二氧化碳量是有限,一段时间后二氧化碳浓度会降低,同时距离增加会使光照强度降低。(3)自变量是光照强度,能够经过更换灯泡大小或改变灯和试管之间距离来改变光照强度。(4)因为叶绿体产生氧气全部用于细胞呼吸,而线粒体产生二氧化碳全部用于光合作用,所以此时光合速率和呼吸速率是相同。(5)产生气泡时,说明此时光合作用大于细胞呼吸,产生氧气一部分用于细胞呼吸,一部分释放到大气中。第23页答案：(1)吸收灯光热量,防止光照对试管内水温影响(2)①光照强度减弱,光合作用产生O2降低②水中CO2含量逐步下降,光合作用产生O2降低(3)用多组相同装置,只更换灯泡大小或只改变试管与灯之间距离,进行对照试验(4)光合作用等于呼吸作用(5)

第24页【互动探究】(1)从图甲中能够看出,在改变灯与试管距离时,移动二者中哪一个更为适当?提醒：试管。(2)图乙中两个箭头,在改变外界条件情况下,哪一个是能够单独存在?提醒：CO2流动方向。第25页【变式备选1】在适宜温度、水分和CO2条件下,分别测定强光和弱光时不一样植物光合作用如图所表示,请据此判断,以下叙述不正确是()第26页A.该条件下,影响植物光合作用量主要原因是光B.同等光照条件下,玉米比小麦光合作用量高C.大多数农作物都是喜阳性植物D.限制阴生草本植物光合作用量原因为光照强度【解析】选D。其它条件适宜情况下,光合作用速率限制原因是光照强度;在强光或弱光条件下玉米光合作用速率都大于小麦光合作用速率;高粱、小麦、玉米等大多数农作物都是喜阳性植物;限制阴生草本植物光合作用原因有光照强度、二氧化碳浓度等多重原因。第27页二、影响光合作用环境原因1.光照强度第28页(1)曲线分析:①点:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放CO2量表示呼吸速率。B点细胞呼吸释放CO2量和光合作用吸收CO2量相等,此时光照强度称为光赔偿点。C点时已经到达了光饱和点,此时光照强度增加,光合作用强度不再增加。②线:AB段光合作用强度小于细胞呼吸强度;BC段光合作用强度大于细胞呼吸强度。(2)应用:阴生植物光赔偿点和光饱和点都比阳生植物低。第29页2.CO2浓度第30页(1)曲线分析:①走势分析:图1和图2都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度增大而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。②关键点分析:图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时CO2浓度,即CO2赔偿点;图2中A′点表示进行光合作用所需CO2最低浓度。图1和图2中B和B′点都表示CO2饱和点。(2)应用:温室中适当增加CO2浓度,如投入干冰等,大田中“正其行,通其风”,多施有机肥来提升CO2浓度。第31页3.温度(1)曲线分析:B点是最适温度,此时光合作用最强,高于或低于此温度光合作用强度都会下降,因为温度会影响酶活性。(2)应用:温室栽培时白天适当提升温度,夜间适当降低温度。第32页【警示钟】(1)光合作用速率不但只受上述光、CO2浓度、温度三个原因影响,同时受水、矿质元素等外因和本身内因如酶、色素含量等影响。(2)当纵坐标为CO2吸收量或O2释放量时代表并不是真正光合速率,分析时要充分考虑呼吸速率对试验结果影响。第33页【学而后思】(1)上述图2中,若适当提升温度,图中A′点和B′点怎样移动?提醒：A′点向左移动,B′点向右上方移动。(2)依据上述原因在温室中栽培作物,如遇连续阴雨天气,为了确保作物产量,对温度怎样控制?提醒：适当降低温室温度,保持昼夜温差。第34页【典例训练2】(·成都高一检测)为探究影响光合作用强度原因,将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养,试验结果如图所表示。以下说法正确是()第35页A.施肥与CO2吸收量无关B.与B点相比,A点条件下限制CO2吸收量主要原因是光照强度C.与D点相比,限制C点玉米吸收CO2主要原因是土壤含水量D.与C点相比,A点施肥过少,限制了CO2吸收量【解题关键】解答本题关键是比较曲线:(1)找到引发曲线改变相同点:如D点与B点相同点为施肥程度相同,含水量相同;(2)找出不一样点:如D点与B点不一样点为二氧化碳吸收量、光照强度。第36页【解析】选C。由图中虚线和实线比较能够看出,在施肥和不施肥情况下二氧化碳吸收量是不一样;与B点相比,A点条件下限制CO2吸收原因是土壤中含水量,因为二者光照强度是相同;与D点相比,C点限制光合作用原因是土壤中含水量;与C点相比,A点光合作用速率不一样主要原因是光照强度不一样。第37页【变式备选2】(·南昌高一检测)如图所表示为光照强度对植物光合作用影响关系。以下相关曲线相关叙述中错误是()第38页A.b代表光下植物净光合量B.m大小与植物呼吸作用强度相关C.n点之后植物吸收CO2量不再增加与叶绿体中色素数量相关D.若植物长久处于光照强度为m自然环境中,植物仍能生长【解析】选D。b代表是光合速率减去呼吸速率之后净光合量;m是指光合速率等于呼吸速率时光照强度,若呼吸速率上升或下降则所需对应光照强度就会增加或降低;n点之后光照强度增加而光合速率不再增加内因是叶绿体中色素数量是有限;若植物长久处于m点,不会出现有机物积累和增加,植物不会表现出生长迹象。第39页光合作用影响原因类题目【案例】如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)关系。在温度、水分和无机盐均适宜条件下,当E<B时,增大光合速率主要办法是____________________________________

;当B<E<C时,限制作物增产主要环境原因是

;当E>C时,可采取__________________________________________办法,确保作物最大光合速率,如遇连阴天,温室需补光,选取

光最有效。第40页第41页【审题——抓准信息·快速推断】关键信息推断结论信息1曲线图中,光照强度在抵达B以前,随光照强度增大,光合速率增大说明在光照强度抵达B以前,限制光合速率主要原因是光照强度信息2温度、水分和无机盐均适宜限制作物光合作用环境原因就不应该考虑温度、水分和无机盐这些原因第42页关键信息推断结论信息3光照强度在BC之间时,随光照强度增大,光合速率保持不变说明光照强度在BC之间时,光合速率抵达最大值,此时限制光合速率增大主要原因不是光照强度而是CO2浓度信息4光照强度大于C时,随光照强度增大,光合速率出现下降趋势说明强光会对叶绿体中色素造成破坏,使光合速率下降,若确保作物最大光合速率,需适当遮光第43页【答题——规范答案·警示失误】增大光照强度CO2浓度遮光红(蓝紫)错答：第二个空错答为温度。错因：忽略题干中提供信息:“温度、水分和无机盐均适宜”。错答：第四个空错答为白光。错因：只考虑到白光中有光合色素能吸收各种波长光,未考虑到是“温室补光”。第44页1.(基础理论辨析题)以下相关叙述与绿色植物相关有();与硝化细菌相关有()A.能利用光能,将光能固定在有机物中B.能利用氧化过程释放能量,形成有机物C.能固定CO2形成有机物D.含有光合色素,利用光能E.不含有色素,没有叶绿体等细胞器第45页【解析】选A、C、D;B、C、E。绿色植物中含有叶绿体和光合色素,利用光能将无机物转化成有机物;硝化细菌是原核生物,不含有除核糖体之外细胞器,不含有光合色素,能利用化学物质氧化过程中释放能量,将无机物转化成有机物。第46页2.这四个处理中,沉入底部叶片小块最先浮起是()【解析】选C。沉入水底叶片是因为细胞间隙空气被抽取掉,所以哪一个叶片最先产生大量氧气,充入到细胞间隙中,哪一个叶片就最先浮上来。因为自来水中含有CO2,25℃温度较为适宜,光照是光合作用必需条件,所以C选项所表示叶片最先浮起来。第47页3.光合作用强度能够用各种指标表示,以下不适合是()A.植物体鲜重增加量B.植物体干重增加量C.O2释放量D.CO2吸收量【解析】选A。光合作用反应式是CO2+H2O(CH2O)+O2,由此看出表示光合作用强度可利用CO2吸收量、(CH2O)生成量、O2释放量表示。植物体鲜重增加量包含有机物积累量,还