.第23課時光合作用的影響因素和原理的應用目標導讀1.通過探究光照強弱對光合作用強度的影響實驗，學會研究光合作用影響因素的方法。2.聯系日常生活實際，思考影響光合作用的環境因素以及光合作用原理的實踐應用。3.閱讀教材，了解化能合成作用。重難點擊影響光合作用的環境因素以及光合作用原理的實踐應用。一探究光照強弱對光合作用強度的影響多種環境因素對光合作用有著重要的影響，其中光照的影響最為重要。1.光合作用強度的表示方法2.探究光照強弱對光合作用強度的影響(1)實驗原理：抽去小圓形葉片中的氣體后，葉片在水中下沉，光照下葉片進行光合作用產生氧氣，充滿細胞間隙，葉片又會上浮。光合作用越強，單位時間內小圓形葉片上浮的數量越多。(2)實驗流程打出小圓形葉片(30片)：用打孔器在生長旺盛的綠葉上打出(直徑1 cm)抽出葉片內氣體：用注射器(內有清水、小圓形葉片)抽出葉片內氣體(O2)等小圓形葉片沉水底：將抽出內部氣體的小圓形葉片放入黑暗處盛有清水 的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底強、中、弱三種光照處理：取3只小燒杯，分別倒入20 mL富含CO2的清水，各放入10片小圓形葉片，用強、中、弱三種光照分別照射觀察并記錄同一時間段內各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數量(3)實驗現象與結果分析：光照越強，燒杯內小圓形葉片浮起的數量越多，說明在一定范圍內，隨著光照強度的不斷增強，光合作用強度不斷增強。3.結合細胞呼吸，人們用下面的曲線來表示光照強度和光合作用強度之間的關系，請分析：(1)說出各點代表的生物學意義A點：光照強度為零，只進行細胞呼吸。B點：光合作用強度等于呼吸作用強度，為光補償點。C點：是光合作用達到最大值時所需要的最小光照強度，即光飽和點。(2)說出各線段代表的生物學意義OA段：呼吸作用強度。AB段：隨光照增強，光合作用增強，但仍比呼吸作用弱。BD段：光合作用強度繼續隨光照強度的增強而增加，而且光合作用強度大于呼吸作用。DE段：光合作用強度達到飽和，不再隨光照強度的增強而增加。歸納提煉1.除了光照強度對光合作用有一定影響外，光譜成分也對光合作用強度有影響。紅光和藍紫光有利于光合作用，綠光不適合光合作用。太陽光中各種色光均衡，對植物最有利。2.光合作用速率或稱光合作用強度，是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內進行光合作用生成有機物的量(通常用釋放多少O2或消耗多少CO2來表示)。包括表觀光合作用速率和真正光合作用速率，它們和光照強度的關系如下圖：活學活用1.通過實驗測得一片葉子在不同光照強度下CO2吸收和釋放的情況如圖1所示。圖2所示細胞發生的情況與圖1曲線中AB段(不包括A、B兩點)相符的一項是()問題導析(1)圖1中A點細胞只進行細胞呼吸，與圖2中的B圖相對應。(2)AB段呼吸作用強度大于光合作用強度，線粒體產生的二氧化碳除了供給葉綠體利用外，還有部分釋放到細胞外，對應圖2中的A圖。(3)B點表示光補償點，光合作用強度和呼吸作用強度相等，線粒體產生的二氧化碳恰好供給葉綠體利用，對應圖2中的C圖。(4)C點光合作用強度大于呼吸作用強度，對應圖2中的D圖。答案A解析圖中AB段光合作用強度小于呼吸作用強度，呼吸作用產生的CO2除進行光合作用，還有部分排出。二其他環境因素對光合作用強度的影響、光合作用原理的應用1.除光照外，其他環境因素也會影響光合作用(1)溫度：溫度通過影響酶的活性來影響光合作用強度，據此請在坐標系中畫出溫度和光合作用強度的關系曲線(一般植物的適宜溫度在35 左右)。答案如圖所示(2)二氧化碳濃度在一定范圍內，植物光合速率隨CO2濃度的增大而增加；但達到一定濃度時，再增加CO2濃度，光合速率也不再增加。(3)礦質元素：缺少N會影響酶的合成，缺少P會影響ATP的合成；缺少Mg會影響葉綠素的合成。小貼士內部因素對光合作用也有著重要的影響，主要包括色素的種類和含量、酶的數量、C5的含量等。如葉齡對葉片光合能力的影響就是內部因素綜合作用的結果。(4)多因素對光合速率的影響圖甲中，當光照強度低于P點時，三條曲線重合，說明此時限制光合速率的因素是光照強度；當光照強度高于Q點時，此時限制光合速率的因素主要是溫度。綜合上述坐標曲線可知：P點之前時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因素，隨其不斷加強，光合速率不斷提高。當到Q點之后時，要想提高光合速率，可采取適當提高除橫坐標之外的其他因素。2.將下列生產實例和利用的光合作用原理連接起來3.化能合成作用(1)自養生物和異養生物自養生物：綠色植物等能將二氧化碳和水等無機物合成糖類等有機物的生物稱為自養生物。異養生物：人、動物、真菌和大多數的細菌，只能利用現成的有機物來維持自身的生命活動，屬于異養生物。(2)化能合成作用自然界中少數種類的細菌，能夠利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養生物。實例：硝化細菌硝化細菌能利用氨氧化成亞硝酸，進而將亞硝酸氧化成硝酸過程中釋放出的化學能，將二氧化碳和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細菌維持自身的生命活動。歸納提煉影響光合作用的因素活學活用2.一般來說，光照增強，光合作用增強。但在夏天光照最強的中午，光合作用反而下降。其原因是()A.蒸騰作用太強，體內水分不足B.酶的活性降低C.氣孔關閉，氧釋放不出，抑制光反應D.氣孔關閉，CO2不足問題導析光照增強蒸騰作用隨之增強水分散失加快為防止植物體萎蔫，氣孔關閉CO2進入葉肉細胞減少影響了暗反應。答案D解析光照增強，蒸騰作用隨之增強，從而避免葉片被灼傷，但炎熱中午光照過強時，為了防止植物體內水分過度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物進行適應性調節，氣孔關閉(此時水分主要通過葉表面表皮細胞直接蒸發散失，降低葉表面溫度)。雖然光反應產生了足夠的H和ATP，但因氣孔關閉，CO2進入葉肉細胞葉綠體中的分子數減少，影響了暗反應中糖類的產生。當堂檢測1.將葉面積相等的甲、乙兩種植物的葉片分別放置在相同的、溫度適宜且恒定的密閉小室中，給予充足的光照，下列有關說法正確的是()A.甲、乙兩葉片的光合作用強度一定相同B.甲、乙兩葉片的光合作用強度都將逐漸下降C.若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲葉片的呼吸強度一定比乙低D.若實驗一段時間后，甲葉片所在小室中的CO2濃度較乙低，則甲固定CO2的能力較乙低答案B解析在密閉小室中，由于光合作用的進行，CO2濃度降低，光合作用強度逐漸下降。2.硝化細菌的同化作用與綠色植物的主要區別在于()A.利用的原料不同 B.合成的產物不同C.利用的能源不同 D.產生的ATP不同答案C解析光合作用和化能合成作用均能將CO2和H2O合成為儲存著能量的有機物，但兩者的能量來源不同：光合作用利用光能，硝化細菌利用化學能。3.番茄幼苗在缺鎂的培養液中培養一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降，原因是()A.光反應強度升高，暗反應強度降低B.光反應強度降低，暗反應強度降低C.光反應強度不變，暗反應強度降低D.光反應強度降低，暗反應強度不變答案B解析鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂會導致葉綠素缺少而使光反應強度降低，進而因H和ATP合成不足而使暗反應強度降低。4.如圖為光合作用強度與光照強度之間關系的曲線，光照強度在n點時，限制光合作用強度進一步升高的主要因素是()光照強度CO2濃度溫度O2濃度A. B. C. D.答案A解析光合作用受光照、溫度、CO2濃度和無機鹽等因素影響。n點時，隨著光照強度增加，光合作用強度不再增加，說明光照強度不是限制因素。5.“茶宜高山之陰，而喜日陽之早”，安徽盛產茶葉，科技人員為提高茶葉品質和產量，對茶樹進行了如圖所示的有關研究。請據圖回答下列問題：(1)植物的光合速率受光照強度、CO2濃度和溫度等因素的影響，其中光照強度直接影響光合作用的_過程，CO2濃度直接影響光合作用的_過程。(2)如圖所示，從8：00開始到10：00左右，凈光合速率不斷升高并出現第一個高峰。影響的主要環境因素是光照強度逐漸增加、_、_等。(3)中午時分，光合速率下降，出現光合“午休”現象。從圖中的曲線分析，主要原因是氣溫升高，植物為減少水分散失，氣孔部分關閉，導致_。(4)至下午15：00左右，凈光合速率回升出現第二個高峰，但峰值較低，限制的主要因素可能是氣溫過高，呼吸作用增強，光照減弱以及_等。(5)某興趣小組的同學查資料得知茶樹喜陰濕環境，他們設想，如在茶園空隙處間行種植一些高稈作物如玉米等，不僅可以增加經濟收入，還可能有效緩解茶樹的光合“午休”現象。他們欲利用學校的一塊正方形茶園進行探究，請完善以下實驗：將該茶園均分為東、西兩塊，分別標為A組、B組，其中B組為實驗組，A組為對照組。_，對兩組進行相同的栽培管理。在玉米生長的不同時期，分別測量A、B兩組茶樹的_和胞間CO2濃度。如果_，則說明他們的設想是正確的，原因可能是間作玉米能提高_，降低光照強度和局部溫度，提高茶葉的胞間CO2濃度等。答案(1)光反應暗反應(2)氣溫回升CO2濃度適宜(3)胞間CO2濃度降低(4)胞間CO2濃度較低(5)A組不處理，B組間行種植適量的玉米凈光合速率B組的凈光合速率和胞間CO2濃度高于A組環境的空氣濕度解析(1)光合作用中，光照強度直接影響光合作用的光反應過程，CO2濃度直接影響光合作用的暗反應過程。(2)影響光合作用的外界因素有光照強度、CO2濃度和溫度等。(3)炎熱夏季中午，氣溫升高，植物為減少水分散失，氣孔部分關閉，導致胞間CO2濃度降低，光合速率下降，這就是植物的光合“午休”現象。(4)炎熱夏季午后，光合“午休”結束