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第2课时光合作用原理的应用和化能合成作用,一、探究光照强度对光合作用的影响1.光合作用强度:(1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造_的数量。,糖类,(2)影响因素和衡量指标:,水分,CO2,温度,长短与强弱,原料,产物,2.探究光照强弱对光合作用强度的影响:(1)实验步骤:,黑暗,沉到水底,富含二氧化碳,强、中、弱,小圆形叶片浮起,(2)实验结果及结论:实验结果:,较多,较少,实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度_。(同一时间段内产生的_越多,浮起的叶片越多),不断增强,O2,二、影响光合作用的因素及化能合成作用1.其他因素对光合作用强度的影响:除光照强度之外,影响光合作用的因素还包括_、_、_等。,温度,二氧化碳浓度,矿质元素,2.化能合成作用:(1)概念:利用体外环境中的某些_氧化时所释放的能量来_的合成作用。(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。,无机物,制造有机物,NH3,CO2,和H2O,【预习自测】1.长在山的阴面的植物一般比阳面的植物矮小的主要原因是()A.阴面温度低B.阴面光照弱C.阴面植物对光的利用率低D.阴面植物的叶绿体较小【解析】选B。阴面植物长得矮小的原因主要是光照弱,光合作用强度低。,2.大气中CO2浓度的适当升高可以提高许多农作物的产量,这是因为()A.CO2是光合作用的产物,浓度升高能增强光合作用B.CO2是光合作用的原料,浓度升高能增强光合作用C.CO2是光合作用的原料,浓度升高能增强呼吸作用D.CO2是呼吸作用的原料,浓度升高能增强光合作用,【解析】选B。绿色植物通过叶绿体利用光能把CO2和水转变成储存能量的有机物,并释放出氧气的过程叫光合作用。影响光合作用的因素有光照强度、温度、CO2的浓度等,在一定范围内,绿色植物的光合作用随CO2的浓度增加而增强,故大气中CO2浓度的适当升高,增加了光合作用的原料,可以提高许多农作物的产量。,3.硝化细菌将二氧化碳和水合成糖类,其能量来自()A.光能B.电能C.化学能D.生物能【解析】选C。硝化细菌利用将NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量,将CO2和H2O合成糖类。,4.下列生物中属于自养生物的是()A.大肠杆菌B.仓鼠C.酵母菌D.硝化细菌【解析】选D。自养生物是指能利用无机物合成有机物的生物个体。硝化细菌是自养生物,大肠杆菌、仓鼠、酵母菌都是异养生物。,5.下列生物中能进行光合作用制造有机物的原核生物是()A.硝化细菌B.水稻C.蓝藻D.变形虫【解析】选C。能够利用无机物制造有机物的是硝化细菌、水稻和蓝藻,但硝化细菌进行的是化能合成作用,水稻属于真核生物,能进行光合作用的原核生物是蓝藻。,主题1光照强度对光合作用的影响【问题探究】1.探究光照强度对光合作用强度的影响:(1)分析实验中叶片下沉和进行光照后叶片又上浮的原因:叶片下沉的原因:_。,将叶片中的气体抽出后,细胞间隙,充满水,叶片密度增大,因此叶片下沉,光照后上浮的原因:_。(2)实验中观察的指标(因变量):_。_。,叶片进行光合作用,细胞间隙中,重新充满气体,因此叶片上浮,同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量,每组叶片全部浮起所需要的时间,2.分析光照强度对光合作用强度的影响:下图为光照强度与绿色植物光合作用强度的关系曲线,分析该图并回答下列问题:,(1)图中CO2的吸收量和释放量分别表示什么意义?提示:CO2的吸收量表示绿色植物的光合作用从外界吸收CO2的量;CO2的释放量表示自身呼吸作用释放到外界的CO2的量。,(2)图中A、B、C点代表的意义。A点:_。B点:_。C点:_。,光照强度为0,植物不进行光合作用,此时CO2的释放,量可表示细胞呼吸速率,光补偿点,呼吸作用释放到外界的CO2量为0,光合作,用从外界吸收的CO2量也为0,此时光合作用强度等于呼,吸作用强度,光饱和点,(3)分析AB、BC区间细胞呼吸和光合作用的强度大小。AB:_。BC:_。,呼吸作用强度大于光合作用强度,光合作用强度大于呼吸作用强度,(4)C点前后限制光合作用的主要外界因素。C点之前:_。C点之后:_。,光照强度,主要是温度和CO2浓度等,【拓展延伸】1.光照强度对光合作用强度的影响:,(1)总光合速率=净光合速率+呼吸速率。(2)CO2吸收量在C点前的主要限制因素是光照强度,在C点后的主要限制因素为温度和CO2浓度等。,2.净光合作用速率与真正光合作用速率的表示方法:(1)净光合速率:常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。(2)真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物制造量表示。,【探究总结】光照强度对净光合作用的影响原理与探究结论(1)影响原理。呼吸作用强度不受光照强度的影响。在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而逐渐增强,当光照强度达到一定值后,继续增强光照强度,光合作用强度不再改变。,(2)探究结论。在一定光照强度范围内,同一时间段中,各组小圆形叶片浮起的数量与光照强度呈正相关。在一定光照强度范围内,每组叶片全部浮起所需要的时间与光照强度呈负相关。,【探究训练】1.(2017日照高一检测)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是(),A.装置内增加的氧气来自水B.光照强度为a时,光合作用停止C.丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系,【解析】选B。光反应阶段,水的光解产生氧气,A正确。光照强度为a时,氧气增加量为0,光合速率等于呼吸速率,并不是没有光合作用,B错误。光合作用消耗CO2产生O2,C正确。该图反映了光合作用强度和光照强度的关系,D正确。,2.将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内(内有充足的二氧化碳且浓度恒定,温度等条件适宜,植物和花盆未经消毒),测得光照强度与钟罩内氧气的释放速率关系如图所示。下列有关该图的分析正确的是(),A.a点表示植物的光合作用速率与呼吸作用速率相同B.光照强度为a时叶肉细胞内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.某光照强度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用净产氧量,【解析】选B。将一盆栽植物连同花盆一起置于密闭的玻璃钟罩内,其中既有植物的光合作用和呼吸作用,也有花盆土壤中小动物和微生物的呼吸作用。光照强度为a时,植物的光合速率等于植物、小动物和微生物的呼吸速率之和,A错误;由A可知,a点时植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,B正确;bc段氧气释放速率随光照强度的增强不再增加,影响光合速率的因素除了,光照强度、CO2浓度、温度外,其他都有可能,C错误;某光照强度下测得的氧气增加量就是该植物光合作用O2产生总量减去呼吸消耗总量,D错误。,【补偿训练】如图表示20时玉米光合作用强度与光照强度的关系,对于曲线的下列说法最恰当的是(),A.b点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.当植物缺Mg时,b点右移D.c点时光合作用强度等于细胞呼吸强度,【解析】选C。曲线中a点代表植物呼吸作用强度,b点代表光合作用强度和呼吸作用强度相等,c点代表最大光合作用强度。随着温度变化,呼吸作用强度会发生改变,b点也会发生移动;a点时产生ATP的细胞器只有线粒体,不进行光合作用,叶绿体不产生ATP;植物缺镁时,叶绿素变少,光合作用强度变弱,b点右移;c点时光合作用强度大于呼吸作用强度。,主题2CO2浓度、温度对光合作用的影响及光合作用原理的应用【问题探究】1.CO2浓度、温度对光合作用强度的影响:(1)CO2浓度对光合作用强度的影响。,根据上图描述CO2浓度对光合作用强度的影响:_。分析CO2浓度为A时,对应纵坐标的CO2表现为既不吸收也不释放的原因:_。,在一定,范围内,植物光合作用强度随CO2浓度的增加而增强;但,达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光合作用强度也不再,增强,A点时,细胞进行光合作用吸收的CO2量,等于呼吸作用释放的CO2量,若在B点后适当增加光照强度,曲线会怎样变化?提示:B点后CO2充足,适当增加光照强度,光合作用强度会增大,曲线会在原曲线上方。,(2)温度对光合作用强度的影响。温度影响光合作用强度的实质是通过影响_,进而影响植物光合作用强度。,植物体内与,光合作用有关的酶的活性,2.光合作用原理的应用:(1)从光照强度角度考虑,遭遇连续阴雨天气,如何提高温室大棚蔬菜产量?提示:遭遇连续阴雨天气时,光照强度较弱,适当补充光照可以提高蔬菜产量。,(2)从温度方面考虑,如何能有效提高大棚蔬菜的产量?提示:白天适当提高温度,保证光合速率较大;晚上适当降低温度,来适当降低蔬菜呼吸速率,从而保证有机物积累较多,提高蔬菜的产量。,(3)从CO2浓度方面考虑,为何施用农家肥可以提高庄稼产量?提示:农家肥中富含微生物,而微生物细胞呼吸时可为庄稼生长提供较高浓度的CO2,因此可以提高庄稼产量。,【探究总结】1.多因素对光合作用强度的影响:,(1)综合分析三图,可知:在P点之前,限制光合速率的因素为横坐标所表示的因素,随着其不断增大,光合速率不断提高。(2)在Q点之后,若想提高光合速率,可适当提高除横坐标之外的其他因素。,2.影响光合作用强度的三个因素:(1)CO2对光合作用强度的影响:在一定范围内,植物光合作用强度随CO2浓度的增加而增强;但达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光合作用强度也不再增强。(2)温度对光合作用强度的影响:温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用强度,因此其影响规律与温度对酶活性的影响曲线一致,即随温度增加,光合作用强度先增强后减弱。,(3)矿质元素对光合作用强度的影响:随矿质元素含量增加,光合作用强度先增强后减弱。,【探究训练】1.(2015海南高考)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(),A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在3650时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0,【解题指南】(1)题干关键信息:“净光合速率”“随叶片温度(叶温)变化的趋势”。(2)图示信息:从曲线可看出两种植物的净光合速率随温度的变化先增后减,不同温度下影响不同。,【解析】选D。本题考查温度对光合作用的影响。植物的光合作用所需要的能量来自太阳能,A项正确;由曲线可知在3650时,植物甲的净光合速率高于植物乙,B项正确;植物光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率,由曲线可知在叶温为25时,植物甲的净光合速率小于植物乙,C项正确;由曲线可知,叶温为35时,甲、乙两种植物的净光合速率相等,但不为0,故D项错误。,2.将生长旺盛的某农作物植株培养在密闭的玻璃钟罩内,在温度适宜恒定的条件下,测得晴朗的一昼夜间钟罩内CO2浓度变化曲线如图所示,以下分析正确的是(),A.ab段随着光照强度逐渐增加,光合作用速率不断提高B.bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度C.cd段密闭罩内O2含量充足,呼吸作用速率不断提高D.d点后呼吸作用速率缓慢是因为温度较低而影响酶的活性,【解析】选B。ab段随着光照强度逐渐增加,密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低,只能看出植物的光合速率大于呼吸速率,但是下降幅度逐渐平缓,故光合作用速率不断减慢,A错误;密闭钟罩中的起始CO2浓度可以看作是大气中的CO2浓度,通过ab段光合作用的进行,密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低,故bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度,B正确;呼吸作用速率不只受O2,含量的限制,还受体内呼吸酶的限制,cd段密闭罩内CO2浓度增加,植物的光合速率小于呼吸速率,但是上升幅度逐渐平缓,故呼吸作用逐渐减慢,C错误;由于题设条件温度适宜恒定,所以d点后呼吸减慢不是温度较低影响酶的活性而引起的,而是密闭环境中O2不足所致,D错误。,【补偿训练】如图表示某植物生长与温度的关系,由图可知(),A.昼温为25时,植物生长最快的夜间温度是15B.昼夜恒温条件下,当温度低于12.5时,植物将停止生长C.昼夜恒温为25时,该植物利用的CO2量与昼温25、夜温10时相等D.昼温25、夜间温度为5时,一昼夜该植物没有有机物积累,【解题指南】解答本题需特别注意以下两点:(1)特别注意图中实线表示昼夜温度均为横轴所示温度,均是变化的;虚线表示白昼温度一直是25,而夜间温度是横轴所示。(2)植物生长最快时,其净光合速率最大。,【解析】选A。分析题图,昼温为25时,对应的干物质增长量在夜间温度为15时最多,故A正确;昼夜恒温条件下,当温度为5以上时,干物质增长量大于零,故植物将生长,故B错误;由于不知道呼吸速率的大小,昼夜恒温为25时,该植物利用的CO2量与昼温25、夜温10时不一定相等,故C错误;昼温25、夜间温度为5时,一昼夜该植物的干物质增长量大于零,故D错误。,【课堂小结】,
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