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

1、 第3課時　光合作用原理的應用和化能合成作用 學習目標 核心素養(yǎng) 1．探究環(huán)境因素對光合作用的影響。(重點) 2.理解光合作用原理在生產(chǎn)實踐中的應用。(重點) 3.說出化能合成作用的概念。 1．通過對光照強度、溫度和CO2濃度對光合作用的影響的學習，養(yǎng)成分析與綜合的科學思維方式。 2.通過探究環(huán)境因素對光合作用影響的實驗，提高制定并實施實驗方案的科學探究能力。 3.通過對光合作用原理的應用，提高解決生產(chǎn)和生活問題的擔當和能力。 一、光合作用原理的應用 1．光合作用強度 (1)概念：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數(shù)量。 (2)表示方法：用一定時間內原料消耗或

2、產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量表示。 (3)影響因素 2．探究光照強度對光合作用的影響 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：分別對這3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照 　↓ 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(shù)量 3．在生產(chǎn)實踐中的應用 實例 原理 間作套種 不同植物對光照的需求不同 冬季大棚溫度白天適當提高，晚上適當降低 一定范圍內溫度升高，光合作用和細胞呼吸都會增強 “正其行、通其風” 增大CO2濃度，有利于光合作用的進行 合理灌溉 水

3、缺少導致氣孔關閉，CO2供應不足 二、化能合成作用 1．概念：利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物的合成作用。 2．實例 硝化細菌 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 能將無機物合成為有機物的生物 光能自養(yǎng)生物：綠色植物 化能自養(yǎng)生物：硝化細菌 異養(yǎng)生物 只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身生命活動的生物 人、動物、真菌、大多數(shù)細菌 1．光合作用強度的影響因素有CO2濃度、溫度和光照強度等外界因素。 (　　) 2．光照強度對光合作用強度的影響實驗中，可以通過調節(jié)臺燈與實驗裝置的距離來調節(jié)光照強度。 (　　) 3．溫

4、度對光合作用強度的影響主要是影響酶的活性。 (　　) 4．探究實驗中，小圓形葉片浮起的原因是葉片進行呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳導致的。 (　　) 5．除了綠色植物，自然界中少數(shù)細菌，如硝化細菌也可以通過光合作用制造有機物。 (　　) 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．×　硝化細菌進行化能合成作用。 探究環(huán)境因素對光合作用的影響 [問題探究] 1．實驗中準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：防止小圓形葉片實驗開始前進行光合作用。 2．實驗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、什么會上升？ 提示：實驗中小圓形葉片中的氣體逸出，因此下沉。小圓形葉片進行光合作用產(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，釋放氧氣使水綿團上浮。 [歸納總結]　 1．實驗原理 葉片含有空氣，葉片上浮。抽出氣體后，細胞間隙充滿水，葉片下降；光照后，葉片進行光合作用，釋放O2，使細胞間隙又充滿氣體，葉片上浮。 2．實驗中沉水葉片的制備 (1)小圓形葉片的制備：用打孔器在生長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．實驗裝置分析 (1)自變量的設置：光照強度是自變量，通過調整臺燈與燒杯之間的距離來調節(jié)光照強度的大小。 (2)中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內水溫產(chǎn)生影響。 (3)因變量是光合作用強度，可通過觀測單位時間內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)量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用的強弱。 4．實驗結果及結論 (1)實驗結果 項目 小圓形 葉片 加富含 CO2的清水 光照 強度 葉片浮起 數(shù)量 燒杯甲 10片 20 mL 強

7、 多 燒杯乙 10片 20 mL 中 中 燒杯丙 10片 20 mL 弱 少 (2)實驗結論 在一定范圍內，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也不斷增強(小圓形葉片中產(chǎn)生的O2多，浮起的多)。 為完成“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”實驗，提供以下材料用具：菠菜葉、打孔器(直徑1 cm)、注射器、40 W臺燈、燒杯、4%NaHCO3溶液、蒸餾水、不同顏色的透明薄膜等。 (1)某同學選取其中一個因素進行探究，以下是實驗結果： 時間 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該實驗的目的是_________________________， 實驗檢測指標是___________________。 ②有哪些措施可以減少實驗誤差？ ______________________________________________________ ______________________________________________________。(至少寫出2項) ③有同學認為葉片之所以浮起，是因為呼吸作用消耗了有機物且產(chǎn)生了CO2導致葉片上浮

9、的。根據(jù)實驗結果判斷該觀點是否正確？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) [解析]　(1)①由表格看出實驗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，因此該實驗是研究的不同濃度的CO2對光合作用的影響。實驗觀察的指標是單位時間內上浮的葉圓片的數(shù)量。②減少實驗誤

10、差就要平衡無關變量，重復實驗求平均值。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物且產(chǎn)生了CO2，應從蒸餾水中葉圓片沒有上浮來論述。 (2)利用上述實驗材料，還可探究光照強度或不同的光質對光合作用的影響。 [答案]　(1)①研究CO2濃度(或NaHCO3濃度)對葉片光合速率的影響　相同時間內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；每組實驗重復幾次，記錄的數(shù)據(jù)取平均值 ③該同學的觀點是錯誤的，因為在蒸餾水的那組實驗中，葉片一樣進行了呼吸作用，卻沒有葉片浮起，葉片上浮的原因是光合作用強度大于呼吸作用強

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

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

13、，到C點以后不再加強。限制C點以后光合作用強度不再增加的內部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環(huán)境因素。 (2)應用：陰雨天適當補充光照，及時對大棚除霜消霧。 2．CO2濃度 (1)曲線分析：A點是進行光合作用所需的最低CO2濃度，B點是CO2飽和點；B點以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強度不再增加。 (2)應用：溫室中適當增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風”，多施有機肥來提高CO2濃度。 3．溫度 (1)B點是最適溫度，此時光合作用最強，高于或低于此溫度光合作用強度都會下降，因為溫度會影響酶的活性。 (2)應用

14、：溫室栽培時白天適當提高溫度，夜間適當降低溫度。 4．水及礦質元素對光合作用的影響 (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，又是體內各種化學反應的介質，水還會影響氣孔的開閉，從而影響CO2進入植物體。 (2)應用。 ①合理施肥；②預防干旱，合理灌溉。 某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。 據(jù)圖回答下列問題： (1)當CO2濃度為a時，高光強下該植物的凈光合速率為________。CO2濃度在a～b之間時，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，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)當環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，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，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，還應該同時考慮______這一因素的影響，并采取相應措施。 [解析]　(1)根據(jù)曲線圖可知，當CO2濃度為a時，高光強下(曲線A)該植物的凈光合速率為0；分析坐標圖中曲線的走勢可以看出，當CO2濃度在a～b之間時，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。當CO2濃度大于c時，由于受光強的限制，光反應產(chǎn)生的[H]和ATP不足，暗反應受到限制，曲線B和C的凈光合速率不再增加。(3)當環(huán)境中的CO2濃度小于a時，在圖示的3種光強下，植物的凈光合速率小于0，說明該植物此時呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可推測，光強和CO2濃度都會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，還應同時考慮光強這一因素的影響。 [答案]　(1)0　A、B和C　(2)光強　(3)大于　(4)光強 [課堂小結]

17、知識網(wǎng)絡構建 核心語句背誦 1．光照強度：直接影響光反應速率，光反應產(chǎn)物[H]與ATP的數(shù)量多少會影響暗反應速率，這是最主要的因素。 2．溫度：影響光合作用過程，特別是暗反應中酶的催化效率，從而影響光合作用強度。 3．CO2濃度：CO2是暗反應的原料，CO2的濃度高低直接影響暗反應速率。 4．礦質元素：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，缺水時植物的氣孔關閉，CO2進入氣孔減少，光合作用強度下降。 1．下列條件中，改變哪一項與提高農(nóng)作物的產(chǎn)量關系不大(　　) 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．增加光照強度 [答案]　A 2．我國青藏高原農(nóng)區(qū)小麥高產(chǎn)的主要原因是當?shù)?　　) A．晝夜溫差大，太陽輻射強 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，白天作物光合速率高，夜間呼吸消耗少，有機物積累多。] 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，其中不是通過增強光合作用速率實現(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)家肥料補充CO2 C．給農(nóng)作物補充適宜強度的人工光照 D．夜間適當降低農(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)家肥料補充CO2，為光合作用提供原料，從而增強了光合作用速率；給農(nóng)作物補充適宜強度的人工光照也是通過增強光合作用速率來實現(xiàn)增產(chǎn)的；夜間適當降低農(nóng)作物的環(huán)境溫度，導致酶活性降低，從而減少細胞呼吸對有機物的消耗，最終達到增產(chǎn)的目的，可見該措施是通過減弱細胞呼吸速率而實現(xiàn)增產(chǎn)的。] 4光合作用與化能合成作用的根本不同點是(　　) A．這兩類作用的生物種類不同 B．用以合成有機物的無機原料不同 C．由無機物合成有機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度、CO2含量、溫度等，其內部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、五碳化合物等。請根據(jù)下圖分析： (1)如果橫軸代表光照強度，光照強度影響光合作用強度，主要是影響____________階段，該階段發(fā)生的部位是__________________。一天內光合作用強度隨光照強度的變化可用曲線__________來表示。 (2)如果橫軸代表溫度，溫度主要通過影響__________來影響光合作用強度。 (3)如果橫軸代表CO2的含量，CO2的含量影響光合作用強度，主要是影響__________的產(chǎn)生。 [答案]　(1)光反應　類囊體的薄膜上　d (2)酶的活性　(3)C3