2018-2019學(xué)年高中生物 第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第四節(jié) 能量之源--光與光合作用 5.4.2.2課件 新人教版必修1.ppt

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第2課時(shí)光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用,一、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響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_____的數(shù)量。,糖類,(2)影響因素和衡量指標(biāo):,水分,CO2,溫度,長短與強(qiáng)弱,原料,產(chǎn)物,2.探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:(1)實(shí)驗(yàn)步驟:,黑暗,沉到水底,富含二氧化碳,強(qiáng)、中、弱,小圓形葉片浮起,(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:①實(shí)驗(yàn)結(jié)果:,較多,較少,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_________。(同一時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的__越多,浮起的葉片越多),不斷增強(qiáng),O2,二、影響光合作用的因素及化能合成作用1.其他因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:除光照強(qiáng)度之外,影響光合作用的因素還包括_____、_____________、_________等。,溫度,二氧化碳濃度,礦質(zhì)元素,2.化能合成作用:(1)概念:利用體外環(huán)境中的某些_______氧化時(shí)所釋放的能量來___________的合成作用。(2)實(shí)例:硝化細(xì)菌能利用氧化___釋放的化學(xué)能將________合成為糖類,供自身利用。,無機(jī)物,制造有機(jī)物,NH3,CO2,和H2O,【預(yù)習(xí)自測(cè)】1.長在山的陰面的植物一般比陽面的植物矮小的主要原因是()A.陰面溫度低B.陰面光照弱C.陰面植物對(duì)光的利用率低D.陰面植物的葉綠體較小【解析】選B。陰面植物長得矮小的原因主要是光照弱,光合作用強(qiáng)度低。,2.大氣中CO2濃度的適當(dāng)升高可以提高許多農(nóng)作物的產(chǎn)量,這是因?yàn)?)A.CO2是光合作用的產(chǎn)物,濃度升高能增強(qiáng)光合作用B.CO2是光合作用的原料,濃度升高能增強(qiáng)光合作用C.CO2是光合作用的原料,濃度升高能增強(qiáng)呼吸作用D.CO2是呼吸作用的原料,濃度升高能增強(qiáng)光合作用,【解析】選B。綠色植物通過葉綠體利用光能把CO2和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣的過程叫光合作用。影響光合作用的因素有光照強(qiáng)度、溫度、CO2的濃度等,在一定范圍內(nèi),綠色植物的光合作用隨CO2的濃度增加而增強(qiáng),故大氣中CO2濃度的適當(dāng)升高,增加了光合作用的原料,可以提高許多農(nóng)作物的產(chǎn)量。,3.硝化細(xì)菌將二氧化碳和水合成糖類,其能量來自()A.光能B.電能C.化學(xué)能D.生物能【解析】選C。硝化細(xì)菌利用將NH3氧化成亞硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所釋放的能量,將CO2和H2O合成糖類。,4.下列生物中屬于自養(yǎng)生物的是()A.大腸桿菌B.倉鼠C.酵母菌D.硝化細(xì)菌【解析】選D。自養(yǎng)生物是指能利用無機(jī)物合成有機(jī)物的生物個(gè)體。硝化細(xì)菌是自養(yǎng)生物,大腸桿菌、倉鼠、酵母菌都是異養(yǎng)生物。,5.下列生物中能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的原核生物是()A.硝化細(xì)菌B.水稻C.藍(lán)藻D.變形蟲【解析】選C。能夠利用無機(jī)物制造有機(jī)物的是硝化細(xì)菌、水稻和藍(lán)藻,但硝化細(xì)菌進(jìn)行的是化能合成作用,水稻屬于真核生物,能進(jìn)行光合作用的原核生物是藍(lán)藻。,主題1光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響【問題探究】1.探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:(1)分析實(shí)驗(yàn)中葉片下沉和進(jìn)行光照后葉片又上浮的原因:①葉片下沉的原因:_______________________________________________________________。,將葉片中的氣體抽出后,細(xì)胞間隙,充滿水,葉片密度增大,因此葉片下沉,②光照后上浮的原因:______________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)中觀察的指標(biāo)(因變量):①_____________________________________________。②_____________________________。,葉片進(jìn)行光合作用,細(xì)胞間隙中,重新充滿氣體,因此葉片上浮,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,每組葉片全部浮起所需要的時(shí)間,2.分析光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:下圖為光照強(qiáng)度與綠色植物光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線,分析該圖并回答下列問題:,(1)圖中CO2的吸收量和釋放量分別表示什么意義?提示:CO2的吸收量表示綠色植物的光合作用從外界吸收CO2的量;CO2的釋放量表示自身呼吸作用釋放到外界的CO2的量。,(2)圖中A、B、C點(diǎn)代表的意義。A點(diǎn):_________________________________________________________________。B點(diǎn):______________________________________________________________________________________________________。C點(diǎn):_________。,光照強(qiáng)度為0,植物不進(jìn)行光合作用,此時(shí)CO2的釋放,量可表示細(xì)胞呼吸速率,光補(bǔ)償點(diǎn),呼吸作用釋放到外界的CO2量為0,光合作,用從外界吸收的CO2量也為0,此時(shí)光合作用強(qiáng)度等于呼,吸作用強(qiáng)度,光飽和點(diǎn),(3)分析A→B、B→C′區(qū)間細(xì)胞呼吸和光合作用的強(qiáng)度大小。A→B:_____________________________。B→C′:_____________________________。,呼吸作用強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,(4)C′點(diǎn)前后限制光合作用的主要外界因素。C′點(diǎn)之前:_________。C′點(diǎn)之后:_____________________。,光照強(qiáng)度,主要是溫度和CO2濃度等,【拓展延伸】1.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:,,(1)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。(2)CO2吸收量在C點(diǎn)前的主要限制因素是光照強(qiáng)度,在C點(diǎn)后的主要限制因素為溫度和CO2濃度等。,2.凈光合作用速率與真正光合作用速率的表示方法:(1)凈光合速率:常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示。(2)真正光合速率:常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物制造量表示。,【探究總結(jié)】光照強(qiáng)度對(duì)凈光合作用的影響原理與探究結(jié)論(1)影響原理。①呼吸作用強(qiáng)度不受光照強(qiáng)度的影響。②在一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而逐漸增強(qiáng),當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定值后,繼續(xù)增強(qiáng)光照強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度不再改變。,(2)探究結(jié)論。①在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),同一時(shí)間段中,各組小圓形葉片浮起的數(shù)量與光照強(qiáng)度呈正相關(guān)。②在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi),每組葉片全部浮起所需要的時(shí)間與光照強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。,【探究訓(xùn)練】1.(2017日照高一檢測(cè))取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片,用打孔器打出若干圓片,圓片平均分成甲、乙、丙三組,每組各置于一個(gè)密閉裝置內(nèi),并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光照,其他條件一致。照光相同時(shí)間后,測(cè)得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(),A.裝置內(nèi)增加的氧氣來自水B.光照強(qiáng)度為a時(shí),光合作用停止C.丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低D.該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系,,,【解析】選B。光反應(yīng)階段,水的光解產(chǎn)生氧氣,A正確。光照強(qiáng)度為a時(shí),氧氣增加量為0,光合速率等于呼吸速率,并不是沒有光合作用,B錯(cuò)誤。光合作用消耗CO2產(chǎn)生O2,C正確。該圖反映了光合作用強(qiáng)度和光照強(qiáng)度的關(guān)系,D正確。,2.將一盆栽植物連同花盆一起置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi)(內(nèi)有充足的二氧化碳且濃度恒定,溫度等條件適宜,植物和花盆未經(jīng)消毒),測(cè)得光照強(qiáng)度與鐘罩內(nèi)氧氣的釋放速率關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)該圖的分析正確的是(),,,A.a點(diǎn)表示植物的光合作用速率與呼吸作用速率相同B.光照強(qiáng)度為a時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)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.某光照強(qiáng)度下測(cè)得的氧氣增加量就是該植物光合作用凈產(chǎn)氧量,【解析】選B。將一盆栽植物連同花盆一起置于密閉的玻璃鐘罩內(nèi),其中既有植物的光合作用和呼吸作用,也有花盆土壤中小動(dòng)物和微生物的呼吸作用。光照強(qiáng)度為a時(shí),植物的光合速率等于植物、小動(dòng)物和微生物的呼吸速率之和,A錯(cuò)誤;由A可知,a點(diǎn)時(shí)植物葉肉細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率,B正確;bc段氧氣釋放速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)不再增加,影響光合速率的因素除了,光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度外,其他都有可能,C錯(cuò)誤;某光照強(qiáng)度下測(cè)得的氧氣增加量就是該植物光合作用O2產(chǎn)生總量減去呼吸消耗總量,D錯(cuò)誤。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖表示20℃時(shí)玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系,對(duì)于曲線的下列說法最恰當(dāng)?shù)氖?),A.b點(diǎn)位置不會(huì)隨環(huán)境溫度的升高而移動(dòng)B.a點(diǎn)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體C.當(dāng)植物缺Mg時(shí),b點(diǎn)右移D.c點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,【解析】選C。曲線中a點(diǎn)代表植物呼吸作用強(qiáng)度,b點(diǎn)代表光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等,c點(diǎn)代表最大光合作用強(qiáng)度。隨著溫度變化,呼吸作用強(qiáng)度會(huì)發(fā)生改變,b點(diǎn)也會(huì)發(fā)生移動(dòng);a點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體,不進(jìn)行光合作用,葉綠體不產(chǎn)生ATP;植物缺鎂時(shí),葉綠素變少,光合作用強(qiáng)度變?nèi)?b點(diǎn)右移;c點(diǎn)時(shí)光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。,主題2CO2濃度、溫度對(duì)光合作用的影響及光合作用原理的應(yīng)用【問題探究】1.CO2濃度、溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:(1)CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。,①根據(jù)上圖描述CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:_________________________________________________________________________________________________________。②分析CO2濃度為A時(shí),對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)的CO2表現(xiàn)為既不吸收也不釋放的原因:________________________________________________________。,在一定,范圍內(nèi),植物光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增強(qiáng);但,達(dá)到一定濃度時(shí),再增加CO2濃度,光合作用強(qiáng)度也不再,增強(qiáng),A點(diǎn)時(shí),細(xì)胞進(jìn)行光合作用吸收的CO2量,等于呼吸作用釋放的CO2量,③若在B點(diǎn)后適當(dāng)增加光照強(qiáng)度,曲線會(huì)怎樣變化?提示:B點(diǎn)后CO2充足,適當(dāng)增加光照強(qiáng)度,光合作用強(qiáng)度會(huì)增大,曲線會(huì)在原曲線上方。,(2)溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。溫度影響光合作用強(qiáng)度的實(shí)質(zhì)是通過影響__________________________________,進(jìn)而影響植物光合作用強(qiáng)度。,植物體內(nèi)與,光合作用有關(guān)的酶的活性,2.光合作用原理的應(yīng)用:(1)從光照強(qiáng)度角度考慮,遭遇連續(xù)陰雨天氣,如何提高溫室大棚蔬菜產(chǎn)量?提示:遭遇連續(xù)陰雨天氣時(shí),光照強(qiáng)度較弱,適當(dāng)補(bǔ)充光照可以提高蔬菜產(chǎn)量。,(2)從溫度方面考慮,如何能有效提高大棚蔬菜的產(chǎn)量?提示:白天適當(dāng)提高溫度,保證光合速率較大;晚上適當(dāng)降低溫度,來適當(dāng)降低蔬菜呼吸速率,從而保證有機(jī)物積累較多,提高蔬菜的產(chǎn)量。,(3)從CO2濃度方面考慮,為何施用農(nóng)家肥可以提高莊稼產(chǎn)量?提示:農(nóng)家肥中富含微生物,而微生物細(xì)胞呼吸時(shí)可為莊稼生長提供較高濃度的CO2,因此可以提高莊稼產(chǎn)量。,【探究總結(jié)】1.多因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:,(1)綜合分析三圖,可知:在P點(diǎn)之前,限制光合速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因素,隨著其不斷增大,光合速率不斷提高。(2)在Q點(diǎn)之后,若想提高光合速率,可適當(dāng)提高除橫坐標(biāo)之外的其他因素。,2.影響光合作用強(qiáng)度的三個(gè)因素:(1)CO2對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:在一定范圍內(nèi),植物光合作用強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增強(qiáng);但達(dá)到一定濃度時(shí),再增加CO2濃度,光合作用強(qiáng)度也不再增強(qiáng)。(2)溫度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:溫度主要通過影響酶的活性來影響光合作用強(qiáng)度,因此其影響規(guī)律與溫度對(duì)酶活性的影響曲線一致,即隨溫度增加,光合作用強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱。,(3)礦質(zhì)元素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響:隨礦質(zhì)元素含量增加,光合作用強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱。,【探究訓(xùn)練】1.(2015海南高考)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢(shì)如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(),A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自太陽能B.葉溫在36～50℃時(shí),植物甲的凈光合速率比植物乙的高C.葉溫為25℃時(shí),植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值不同于植物乙的D.葉溫為35℃時(shí),甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均為0,【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息:“凈光合速率”“隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢(shì)”。(2)圖示信息:從曲線可看出兩種植物的凈光合速率隨溫度的變化先增后減,不同溫度下影響不同。,【解析】選D。本題考查溫度對(duì)光合作用的影響。植物的光合作用所需要的能量來自太陽能,A項(xiàng)正確;由曲線可知在36～50℃時(shí),植物甲的凈光合速率高于植物乙,B項(xiàng)正確;植物光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值即凈光合速率,由曲線可知在葉溫為25℃時(shí),植物甲的凈光合速率小于植物乙,C項(xiàng)正確;由曲線可知,葉溫為35℃時(shí),甲、乙兩種植物的凈光合速率相等,但不為0,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.將生長旺盛的某農(nóng)作物植株培養(yǎng)在密閉的玻璃鐘罩內(nèi),在溫度適宜恒定的條件下,測(cè)得晴朗的一晝夜間鐘罩內(nèi)CO2濃度變化曲線如圖所示,以下分析正確的是(),A.a～b段隨著光照強(qiáng)度逐漸增加,光合作用速率不斷提高B.b～c段密閉鐘罩中的CO2濃度低于大氣中的CO2濃度C.c～d段密閉罩內(nèi)O2含量充足,呼吸作用速率不斷提高D.d點(diǎn)后呼吸作用速率緩慢是因?yàn)闇囟容^低而影響酶的活性,【解析】選B。a～b段隨著光照強(qiáng)度逐漸增加,密閉鐘罩中的CO2濃度逐漸降低,只能看出植物的光合速率大于呼吸速率,但是下降幅度逐漸平緩,故光合作用速率不斷減慢,A錯(cuò)誤;密閉鐘罩中的起始CO2濃度可以看作是大氣中的CO2濃度,通過a～b段光合作用的進(jìn)行,密閉鐘罩中的CO2濃度逐漸降低,故b～c段密閉鐘罩中的CO2濃度低于大氣中的CO2濃度,B正確;呼吸作用速率不只受O2,含量的限制,還受體內(nèi)呼吸酶的限制,c～d段密閉罩內(nèi)CO2濃度增加,植物的光合速率小于呼吸速率,但是上升幅度逐漸平緩,故呼吸作用逐漸減慢,C錯(cuò)誤;由于題設(shè)條件溫度適宜恒定,所以d點(diǎn)后呼吸減慢不是溫度較低影響酶的活性而引起的,而是密閉環(huán)境中O2不足所致,D錯(cuò)誤。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖表示某植物生長與溫度的關(guān)系,由圖可知(),A.晝溫為25℃時(shí),植物生長最快的夜間溫度是15℃B.晝夜恒溫條件下,當(dāng)溫度低于12.5℃時(shí),植物將停止生長C.晝夜恒溫為25℃時(shí),該植物利用的CO2量與晝溫25℃、夜溫10℃時(shí)相等D.晝溫25℃、夜間溫度為5℃時(shí),一晝夜該植物沒有有機(jī)物積累,【解題指南】解答本題需特別注意以下兩點(diǎn):(1)特別注意圖中實(shí)線表示晝夜溫度均為橫軸所示溫度,均是變化的;虛線表示白晝溫度一直是25℃,而夜間溫度是橫軸所示。(2)植物生長最快時(shí),其凈光合速率最大。,【解析】選A。分析題圖,晝溫為25℃時(shí),對(duì)應(yīng)的干物質(zhì)增長量在夜間溫度為15℃時(shí)最多,故A正確;晝夜恒溫條件下,當(dāng)溫度為5℃以上時(shí),干物質(zhì)增長量大于零,故植物將生長,故B錯(cuò)誤;由于不知道呼吸速率的大小,晝夜恒溫為25℃時(shí),該植物利用的CO2量與晝溫25℃、夜溫10℃時(shí)不一定相等,故C錯(cuò)誤;晝溫25℃、夜間溫度為5℃時(shí),一晝夜該植物的干物質(zhì)增長量大于零,故D錯(cuò)誤。,【課堂小結(jié)】,