《人教版生物必修一講義：第5章 第4節(jié)　第3課時(shí)　光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用 Word版含答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版生物必修一講義：第5章 第4節(jié)　第3課時(shí)　光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用 Word版含答案（10頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第3課時(shí)　光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1．探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響。(重點(diǎn)) 2.理解光合作用原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。(重點(diǎn)) 3.說出化能合成作用的概念。 1．通過對(duì)光照強(qiáng)度、溫度和CO2濃度對(duì)光合作用的影響的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成分析與綜合的科學(xué)思維方式。 2.通過探究環(huán)境因素對(duì)光合作用影響的實(shí)驗(yàn)，提高制定并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)探究能力。 3.通過對(duì)光合作用原理的應(yīng)用，提高解決生產(chǎn)和生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力。 一、光合作用原理的應(yīng)用 1．光合作用強(qiáng)度 (1)概念：植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量。 (2)表示方法：用一定時(shí)間內(nèi)原料消耗或

2、產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量表示。 (3)影響因素 2．探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響 取材 　↓ 排氣 　↓ 沉水 　↓ 分組：取3只小燒杯，分別倒入20 mL富含二氧化碳的清水、分別放入10片小圓形葉片 　↓ 光照：分別對(duì)這3個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行強(qiáng)、中、弱三種光照 　↓ 觀察并記錄：同一時(shí)間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量 3．在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用 實(shí)例 原理 間作套種 不同植物對(duì)光照的需求不同 冬季大棚溫度白天適當(dāng)提高，晚上適當(dāng)降低 一定范圍內(nèi)溫度升高，光合作用和細(xì)胞呼吸都會(huì)增強(qiáng) “正其行、通其風(fēng)” 增大CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行 合理灌溉 水

3、缺少導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足 二、化能合成作用 1．概念：利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物的合成作用。 2．實(shí)例 硝化細(xì)菌 3．自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物 類型 概念 代表生物 自養(yǎng)生物 能將無機(jī)物合成為有機(jī)物的生物 光能自養(yǎng)生物：綠色植物 化能自養(yǎng)生物：硝化細(xì)菌 異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身生命活動(dòng)的生物 人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌 1．光合作用強(qiáng)度的影響因素有CO2濃度、溫度和光照強(qiáng)度等外界因素。 (　　) 2．光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)中，可以通過調(diào)節(jié)臺(tái)燈與實(shí)驗(yàn)裝置的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度。 (　　) 3．溫

4、度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響主要是影響酶的活性。 (　　) 4．探究實(shí)驗(yàn)中，小圓形葉片浮起的原因是葉片進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳導(dǎo)致的。 (　　) 5．除了綠色植物，自然界中少數(shù)細(xì)菌，如硝化細(xì)菌也可以通過光合作用制造有機(jī)物。 (　　) 提示：1．√　2.√　3.√ 4．×　小圓形葉片浮起的原因是光合作用產(chǎn)生的氧氣。 5．×　硝化細(xì)菌進(jìn)行化能合成作用。 探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響 [問題探究] 1．實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)備好的小圓形葉片為什么放入黑暗處盛有清水的燒杯中？ 提示：防止小圓形葉片實(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行光合作用。 2．實(shí)驗(yàn)中小圓形葉片下沉在燒杯底部的原因是什么？光照后小圓形葉片為

5、什么會(huì)上升？ 提示：實(shí)驗(yàn)中小圓形葉片中的氣體逸出，因此下沉。小圓形葉片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了O2，小圓形葉片的密度變小，因此上升。 3．炎熱的夏季，成團(tuán)的水綿為什么漂浮在水面上？ 提示：光合作用旺盛，釋放氧氣使水綿團(tuán)上浮。 [歸納總結(jié)]　 1．實(shí)驗(yàn)原理 葉片含有空氣，葉片上浮。抽出氣體后，細(xì)胞間隙充滿水，葉片下降；光照后，葉片進(jìn)行光合作用，釋放O2，使細(xì)胞間隙又充滿氣體，葉片上浮。 2．實(shí)驗(yàn)中沉水葉片的制備 (1)小圓形葉片的制備：用打孔器在生長(zhǎng)旺盛的綠葉上打出小圓形葉片。

6、 (2)沉水：用注射器抽出葉片內(nèi)氣體，放入黑暗處盛有清水的燒杯中，小圓形葉片全部沉到水底。 3．實(shí)驗(yàn)裝置分析 (1)自變量的設(shè)置：光照強(qiáng)度是自變量，通過調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間的距離來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度的大小。 (2)中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。 (3)因變量是光合作用強(qiáng)度，可通過觀測(cè)單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時(shí)間長(zhǎng)短來衡量光合作用的強(qiáng)弱。 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論 (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 小圓形 葉片 加富含 CO2的清水 光照 強(qiáng)度 葉片浮起 數(shù)量 燒杯甲 10片 20 mL 強(qiáng)

7、 多 燒杯乙 10片 20 mL 中 中 燒杯丙 10片 20 mL 弱 少 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。 為完成“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)，提供以下材料用具：菠菜葉、打孔器(直徑1 cm)、注射器、40 W臺(tái)燈、燒杯、4%NaHCO3溶液、蒸餾水、不同顏色的透明薄膜等。 (1)某同學(xué)選取其中一個(gè)因素進(jìn)行探究，以下是實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 時(shí)間 上浮的葉圓片數(shù)量(片) 蒸餾水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2%

8、NaHCO3 2 min 0 7 11 10 4 4 min 0 15 16 13 7 ①該實(shí)驗(yàn)的目的是_________________________， 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)是___________________。 ②有哪些措施可以減少實(shí)驗(yàn)誤差？ ______________________________________________________ ______________________________________________________。(至少寫出2項(xiàng)) ③有同學(xué)認(rèn)為葉片之所以浮起，是因?yàn)楹粑饔孟牧擞袡C(jī)物且產(chǎn)生了CO2導(dǎo)致葉片上浮

9、的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷該觀點(diǎn)是否正確？并說明理由： ______________________________________________________ ______________________________________________________。 (2)利用以上材料，還可以探究的環(huán)境因素有________________。(答出2個(gè)) [解析]　(1)①由表格看出實(shí)驗(yàn)的自變量是不同濃度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液的濃度不同，提供的CO2濃度不同，因此該實(shí)驗(yàn)是研究的不同濃度的CO2對(duì)光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)觀察的指標(biāo)是單位時(shí)間內(nèi)上浮的葉圓片的數(shù)量。②減少實(shí)驗(yàn)誤

10、差就要平衡無關(guān)變量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)求平均值。③葉片上浮的原因是光合作用大于呼吸作用，葉片中氧氣增多，葉圓片密度變小。說明葉圓片上浮的原因不是呼吸作用消耗了有機(jī)物且產(chǎn)生了CO2，應(yīng)從蒸餾水中葉圓片沒有上浮來論述。 (2)利用上述實(shí)驗(yàn)材料，還可探究光照強(qiáng)度或不同的光質(zhì)對(duì)光合作用的影響。 [答案]　(1)①研究CO2濃度(或NaHCO3濃度)對(duì)葉片光合速率的影響　相同時(shí)間內(nèi)燒杯中葉圓片浮起的數(shù)量 ②用打孔器打出的葉圓片數(shù)量足夠多；每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)幾次，記錄的數(shù)據(jù)取平均值 ③該同學(xué)的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，因?yàn)樵谡麴s水的那組實(shí)驗(yàn)中，葉片一樣進(jìn)行了呼吸作用，卻沒有葉片浮起，葉片上浮的原因是光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)

11、度，葉片內(nèi)氧氣增多 (2)光照強(qiáng)度、光的性質(zhì) 影響光合作用的因素及在生產(chǎn)中的應(yīng)用 [問題探究] 1．光照強(qiáng)度、CO2濃度分別直接影響光合作用的什么過程？ 提示：光照強(qiáng)度直接影響光合作用的光反應(yīng)過程。CO2濃度直接影響光合作用的暗反應(yīng)過程。 2．夏季中午，光照強(qiáng)、溫度高，但植物的光合作用強(qiáng)度反而減弱，原因是什么？ 提示：光照過強(qiáng)→氣孔關(guān)閉→CO2供應(yīng)不足→光合作用下降。 3．大棚種植使用有機(jī)肥有利于增產(chǎn)，請(qǐng)從影響光合作用的因素分析原因。 提示：有機(jī)肥被微生物分解產(chǎn)生無機(jī)鹽和CO2，無機(jī)鹽被植物吸收利用，CO2能增大棚內(nèi)的CO2濃度，提高作物的光合速率。 [歸納總結(jié)]　

12、 1．光照強(qiáng)度 (1)光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線分析 A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。 AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。 B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度(光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng))。 BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)

13、，到C點(diǎn)以后不再加強(qiáng)。限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。 (2)應(yīng)用：陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時(shí)對(duì)大棚除霜消霧。 2．CO2濃度 (1)曲線分析：A點(diǎn)是進(jìn)行光合作用所需的最低CO2濃度，B點(diǎn)是CO2飽和點(diǎn)；B點(diǎn)以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強(qiáng)度不再增加。 (2)應(yīng)用：溫室中適當(dāng)增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥來提高CO2濃度。 3．溫度 (1)B點(diǎn)是最適溫度，此時(shí)光合作用最強(qiáng)，高于或低于此溫度光合作用強(qiáng)度都會(huì)下降，因?yàn)闇囟葧?huì)影響酶的活性。 (2)應(yīng)用

14、：溫室栽培時(shí)白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度。 4．水及礦質(zhì)元素對(duì)光合作用的影響 (1)原理：①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會(huì)影響葉綠素的合成從而影響光合作用。 ②水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水還會(huì)影響氣孔的開閉，從而影響CO2進(jìn)入植物體。 (2)應(yīng)用。 ①合理施肥；②預(yù)防干旱，合理灌溉。 某植物凈光合速率的變化趨勢(shì)如圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線________表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。 (2)

15、CO2濃度大于c時(shí)，曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素是________________________。 (3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測(cè)，在溫室中，若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)該同時(shí)考慮______這一因素的影響，并采取相應(yīng)措施。 [解析]　(1)根據(jù)曲線圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時(shí)，高光強(qiáng)下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標(biāo)圖中曲線的走勢(shì)可以看出，當(dāng)CO2濃度在a～b之間時(shí)，曲線A、B和C

16、的凈光合速率都隨著CO2濃度的增高而增高。(2)由題圖可知，影響凈光合速率的因素為CO2濃度和光強(qiáng)。當(dāng)CO2濃度大于c時(shí)，由于受光強(qiáng)的限制，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應(yīng)受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。(3)當(dāng)環(huán)境中的CO2濃度小于a時(shí)，在圖示的3種光強(qiáng)下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時(shí)呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測(cè)，光強(qiáng)和CO2濃度都會(huì)影響植物的凈光合速率，因此若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)同時(shí)考慮光強(qiáng)這一因素的影響。 [答案]　(1)0　A、B和C　(2)光強(qiáng)　(3)大于　(4)光強(qiáng) [課堂小結(jié)]

17、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心語句背誦 1．光照強(qiáng)度：直接影響光反應(yīng)速率，光反應(yīng)產(chǎn)物[H]與ATP的數(shù)量多少會(huì)影響暗反應(yīng)速率，這是最主要的因素。 2．溫度：影響光合作用過程，特別是暗反應(yīng)中酶的催化效率，從而影響光合作用強(qiáng)度。 3．CO2濃度：CO2是暗反應(yīng)的原料，CO2的濃度高低直接影響暗反應(yīng)速率。 4．礦質(zhì)元素：例如Mg是葉綠素的組成成分，N是光合酶的組成成分，P是ATP分子的組成成分。 5．水分：水分是光合作用的原料之一，缺水時(shí)植物的氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入氣孔減少，光合作用強(qiáng)度下降。 1．下列條件中，改變哪一項(xiàng)與提高農(nóng)作物的產(chǎn)量關(guān)系不大(　　) A．增加空氣中氧氣含量 B．提高溫

18、度 C．增加空氣中CO2的含量 D．增加光照強(qiáng)度 [答案]　A 2．我國(guó)青藏高原農(nóng)區(qū)小麥高產(chǎn)的主要原因是當(dāng)?shù)?　　) A．晝夜溫差大，太陽輻射強(qiáng) B．CO2濃度高 C．雨量充沛 D．氣溫偏低，水分蒸發(fā)少 A　[青藏高原晝夜溫差大，太陽輻射強(qiáng)，白天作物光合速率高，夜間呼吸消耗少，有機(jī)物積累多。] 3．利用溫室大棚栽培蔬菜、瓜果等農(nóng)作物已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本模式。下列是溫室大棚栽培經(jīng)常采取的措施，其中不是通過增強(qiáng)光合作用速率實(shí)現(xiàn)的是(　　) A．給農(nóng)作物增施氮肥 B．大棚栽培的農(nóng)作物通過增施農(nóng)家肥料補(bǔ)充CO2 C．給農(nóng)作物補(bǔ)充適宜強(qiáng)度的人工光照 D．夜間適當(dāng)降低農(nóng)作物的環(huán)境溫度

19、 D　[給農(nóng)作物增施氮肥能增強(qiáng)光合作用速率；大棚栽培的農(nóng)作物通過增施農(nóng)家肥料補(bǔ)充CO2，為光合作用提供原料，從而增強(qiáng)了光合作用速率；給農(nóng)作物補(bǔ)充適宜強(qiáng)度的人工光照也是通過增強(qiáng)光合作用速率來實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的；夜間適當(dāng)降低農(nóng)作物的環(huán)境溫度，導(dǎo)致酶活性降低，從而減少細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的，可見該措施是通過減弱細(xì)胞呼吸速率而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的。] 4光合作用與化能合成作用的根本不同點(diǎn)是(　　) A．這兩類作用的生物種類不同 B．用以合成有機(jī)物的無機(jī)原料不同 C．由無機(jī)物合成有機(jī)物的過程中所需的酶不同 D．所需能量的來源不同 [答案]　D 5．影響綠色植物光合作用的因素是多方面的，

20、其外界因素有光照強(qiáng)度、CO2含量、溫度等，其內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、五碳化合物等。請(qǐng)根據(jù)下圖分析： (1)如果橫軸代表光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度，主要是影響____________階段，該階段發(fā)生的部位是__________________。一天內(nèi)光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化可用曲線__________來表示。 (2)如果橫軸代表溫度，溫度主要通過影響__________來影響光合作用強(qiáng)度。 (3)如果橫軸代表CO2的含量，CO2的含量影響光合作用強(qiáng)度，主要是影響__________的產(chǎn)生。 [答案]　(1)光反應(yīng)　類囊體的薄膜上　d (2)酶的活性　(3)C3