高中生物必修一-第4節(jié)-二-第2課時(shí)光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金

第2課時(shí)光合作用原理應(yīng)用和化能合成作用第1頁(yè)一、光合作用原理應(yīng)用1.光合作用強(qiáng)度(1)概念:植物在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)光合作用制造___________。(2)影響原因和衡量指標(biāo):糖類(lèi)數(shù)量第2頁(yè)水分CO2溫度長(zhǎng)短與強(qiáng)弱成份原料產(chǎn)物第3頁(yè)2.探究環(huán)境原因?qū)夂献饔脧?qiáng)度影響試驗(yàn)流程:生長(zhǎng)旺盛綠葉小圓形葉片30片小圓形葉片內(nèi)氣體逸出充滿(mǎn)了水二氧化碳第4頁(yè)二、化能合成作用1.概念利用體外環(huán)境中一些_______氧化時(shí)所釋放能量來(lái)制造________,這種合成作用叫做化能合成作用。2.實(shí)例硝化細(xì)菌能利用氧化___________釋放化學(xué)能將______________合成為糖類(lèi),供本身利用。強(qiáng)、中、弱小圓形葉片浮起數(shù)量無(wú)機(jī)物有機(jī)物氨和亞硝酸水和二氧化碳第5頁(yè)3.自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物類(lèi)型概念代表生物自養(yǎng)生物能將_______合成為_(kāi)______生物光能自養(yǎng)生物:_________化能自養(yǎng)生物:_________異養(yǎng)生物只能利用環(huán)境中______________來(lái)維持本身生命活動(dòng)生物人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌無(wú)機(jī)物有機(jī)物綠色植物硝化細(xì)菌現(xiàn)成有機(jī)物第6頁(yè)【思索辨析】1.判斷正誤(1)光合作用強(qiáng)度影響原因有CO2濃度、溫度、光照強(qiáng)度等外界原因。()(2)光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度影響試驗(yàn)中,能夠經(jīng)過(guò)調(diào)整臺(tái)燈與試驗(yàn)裝置距離來(lái)調(diào)整光照強(qiáng)度。()(3)探究試驗(yàn)中,小圓形葉片浮起原因是葉片進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳造成。()【分析】在試驗(yàn)光照條件下,造成葉片浮起原因是葉片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生了氧氣,經(jīng)過(guò)浮力使葉片浮起。√√×第7頁(yè)(4)除了綠色植物,自然界中少數(shù)細(xì)菌,如硝化細(xì)菌也能夠經(jīng)過(guò)光合作用制造有機(jī)物。()【分析】硝化細(xì)菌是經(jīng)過(guò)化能合成作用來(lái)制造有機(jī)物。(5)化能合成作用與光合作用所利用無(wú)機(jī)物原料都是二氧化碳和水。()×√第8頁(yè)2.問(wèn)題思索(1)請(qǐng)預(yù)測(cè)小燒杯中葉片浮起數(shù)量和光合作用強(qiáng)度之間有什么關(guān)系。提醒：小燒杯中葉片浮起數(shù)量越多,說(shuō)明光合作用強(qiáng)度越大。(2)從所利用能量起源考慮,化能合成作用和光合作用有什么不一樣?提醒：二者能量起源不一樣,光合作用利用是光能,化能合成作用利用是無(wú)機(jī)物氧化時(shí)釋放化學(xué)能。第9頁(yè)一、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用影響試驗(yàn)分析1.試驗(yàn)原理第10頁(yè)2.試驗(yàn)中沉水葉片制備(1)小圓形葉片制備:用打孔器在生長(zhǎng)旺盛綠葉上打出小圓形葉片。(2)沉水:用注射器抽出葉片內(nèi)氣體,放入黑暗處盛有清水燒杯中,小圓形葉片全部沉到水底。黑暗目標(biāo):預(yù)防光合作用進(jìn)行。第11頁(yè)3.試驗(yàn)裝置分析(1)自變量設(shè)置:光照強(qiáng)度是自變量,經(jīng)過(guò)調(diào)整臺(tái)燈與燒杯之間距離來(lái)調(diào)整光照強(qiáng)度大小。(2)中間盛水玻璃柱作用:吸收燈光熱量,防止光照對(duì)燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。第12頁(yè)(3)因變量是光合作用強(qiáng)度,可經(jīng)過(guò)觀(guān)察單位時(shí)間內(nèi)被抽去空氣小圓形葉片上浮數(shù)量或者是浮起相同數(shù)量葉片所用時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量光合作用強(qiáng)弱。第13頁(yè)4.試驗(yàn)結(jié)果分析(1)在黑暗情況下,植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,吸收氧氣,產(chǎn)生二氧化碳較易溶于水,所以葉片是沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖:第14頁(yè)(2)在弱光下,此時(shí)光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸,葉片中依然沒(méi)有足夠氧氣,葉片依然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖:第15頁(yè)(3)在中、強(qiáng)光下,光合作用大于細(xì)胞呼吸,葉片中會(huì)有足夠氧氣產(chǎn)生,從而充滿(mǎn)了細(xì)胞間隙并釋放到外界一部分,使葉片浮起來(lái)。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖:第16頁(yè)【警示鐘】(1)本試驗(yàn)中所測(cè)數(shù)值并不代表光合作用真實(shí)值,而是光合作用凈產(chǎn)值,即光合作用強(qiáng)度減去呼吸作用強(qiáng)度。(2)葉片浮起之前并不是不進(jìn)行光合作用,而是光合作用速率小于呼吸速率或者是產(chǎn)生氧氣量較少。第17頁(yè)【學(xué)而后思】(1)在使葉片沉水時(shí),為何要在黑暗條件下放入盛有清水燒杯中?提醒：預(yù)防在有光情況下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣,會(huì)使葉片浮上來(lái)。(2)上述試驗(yàn)裝置除了能驗(yàn)證光照強(qiáng)度對(duì)光合作用影響外,還能夠用于驗(yàn)證哪些原因?qū)夂献饔脧?qiáng)度影響?提醒：二氧化碳濃度。第18頁(yè)【典例訓(xùn)練1】圖甲是某同學(xué)探究影響植物光合速率原因試驗(yàn)裝置圖,圖乙表示是線(xiàn)粒體和葉綠體之間物質(zhì)交換。試回答:第19頁(yè)(1)圖甲裝置中隔在燈與試管之間盛水玻璃柱作用是

。(2)若試驗(yàn)中每隔5min改變一次試管與玻璃柱之間距離,伴隨距離增加,氣泡產(chǎn)生速率下降,請(qǐng)分析影響這一結(jié)果外界原因:①

;②

。第20頁(yè)(3)為了探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率影響,利用圖甲裝置進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)思緒是:

。(4)在什么情況下,會(huì)出現(xiàn)如圖乙所表示情況?

。(5)當(dāng)產(chǎn)生氣泡情況下,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用箭頭標(biāo)出此狀態(tài)時(shí)氧氣移動(dòng)方向。第21頁(yè)【解題關(guān)鍵】解答本題關(guān)鍵是明確:(1)圖甲試驗(yàn)裝置中各儀器作用:燈光提供光照強(qiáng)度,盛水玻璃柱吸收熱量,排除對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾;(2)圖乙表示了葉綠體和線(xiàn)粒體之間氣體交換,葉綠體為線(xiàn)粒體提供O2,線(xiàn)粒體為葉綠體提供CO2。第22頁(yè)【解析】(1)盛水玻璃柱位于燈和盛有水藻試管之間,因?yàn)闊舨坏l(fā)光而且也能發(fā)燒,所以盛水玻璃柱能夠吸收熱量。(2)因?yàn)樵嚬芩腥芙舛趸剂渴怯邢?一段時(shí)間后二氧化碳濃度會(huì)降低,同時(shí)距離增加會(huì)使光照強(qiáng)度降低。(3)自變量是光照強(qiáng)度,能夠經(jīng)過(guò)更換燈泡大小或改變燈和試管之間距離來(lái)改變光照強(qiáng)度。(4)因?yàn)槿~綠體產(chǎn)生氧氣全部用于細(xì)胞呼吸,而線(xiàn)粒體產(chǎn)生二氧化碳全部用于光合作用,所以此時(shí)光合速率和呼吸速率是相同。(5)產(chǎn)生氣泡時(shí),說(shuō)明此時(shí)光合作用大于細(xì)胞呼吸,產(chǎn)生氧氣一部分用于細(xì)胞呼吸,一部分釋放到大氣中。第23頁(yè)答案：(1)吸收燈光熱量,防止光照對(duì)試管內(nèi)水溫影響(2)①光照強(qiáng)度減弱,光合作用產(chǎn)生O2降低②水中CO2含量逐步下降,光合作用產(chǎn)生O2降低(3)用多組相同裝置,只更換燈泡大小或只改變?cè)嚬芘c燈之間距離,進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)(4)光合作用等于呼吸作用(5)

第24頁(yè)【互動(dòng)探究】(1)從圖甲中能夠看出,在改變燈與試管距離時(shí),移動(dòng)二者中哪一個(gè)更為適當(dāng)?提醒：試管。(2)圖乙中兩個(gè)箭頭,在改變外界條件情況下,哪一個(gè)是能夠單獨(dú)存在?提醒：CO2流動(dòng)方向。第25頁(yè)【變式備選1】在適宜溫度、水分和CO2條件下,分別測(cè)定強(qiáng)光和弱光時(shí)不一樣植物光合作用如圖所表示,請(qǐng)據(jù)此判斷,以下敘述不正確是()第26頁(yè)A.該條件下,影響植物光合作用量主要原因是光B.同等光照條件下,玉米比小麥光合作用量高C.大多數(shù)農(nóng)作物都是喜陽(yáng)性植物D.限制陰生草本植物光合作用量原因?yàn)楣庹諒?qiáng)度【解析】選D。其它條件適宜情況下,光合作用速率限制原因是光照強(qiáng)度;在強(qiáng)光或弱光條件下玉米光合作用速率都大于小麥光合作用速率;高粱、小麥、玉米等大多數(shù)農(nóng)作物都是喜陽(yáng)性植物;限制陰生草本植物光合作用原因有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等多重原因。第27頁(yè)二、影響光合作用環(huán)境原因1.光照強(qiáng)度第28頁(yè)(1)曲線(xiàn)分析:①點(diǎn):A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,釋放CO2量表示呼吸速率。B點(diǎn)細(xì)胞呼吸釋放CO2量和光合作用吸收CO2量相等,此時(shí)光照強(qiáng)度稱(chēng)為光賠償點(diǎn)。C點(diǎn)時(shí)已經(jīng)到達(dá)了光飽和點(diǎn),此時(shí)光照強(qiáng)度增加,光合作用強(qiáng)度不再增加。②線(xiàn):AB段光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度;BC段光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。(2)應(yīng)用:陰生植物光賠償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比陽(yáng)生植物低。第29頁(yè)2.CO2濃度第30頁(yè)(1)曲線(xiàn)分析:①走勢(shì)分析:圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨CO2濃度增大而增大,但當(dāng)CO2濃度增加到一定范圍后,光合作用速率不再增加。②關(guān)鍵點(diǎn)分析:圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)CO2濃度,即CO2賠償點(diǎn);圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2最低濃度。圖1和圖2中B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)。(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(lái)提升CO2濃度。第31頁(yè)3.溫度(1)曲線(xiàn)分析: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)影響酶活性。(2)應(yīng)用:溫室栽培時(shí)白天適當(dāng)提升溫度,夜間適當(dāng)降低溫度。第32頁(yè)【警示鐘】(1)光合作用速率不但只受上述光、CO2濃度、溫度三個(gè)原因影響,同時(shí)受水、礦質(zhì)元素等外因和本身內(nèi)因如酶、色素含量等影響。(2)當(dāng)縱坐標(biāo)為CO2吸收量或O2釋放量時(shí)代表并不是真正光合速率,分析時(shí)要充分考慮呼吸速率對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響。第33頁(yè)【學(xué)而后思】(1)上述圖2中,若適當(dāng)提升溫度,圖中A′點(diǎn)和B′點(diǎn)怎樣移動(dòng)?提醒：A′點(diǎn)向左移動(dòng),B′點(diǎn)向右上方移動(dòng)。(2)依據(jù)上述原因在溫室中栽培作物,如遇連續(xù)陰雨天氣,為了確保作物產(chǎn)量,對(duì)溫度怎樣控制?提醒：適當(dāng)降低溫室溫度,保持晝夜溫差。第34頁(yè)【典例訓(xùn)練2】(·成都高一檢測(cè))為探究影響光合作用強(qiáng)度原因,將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng),試驗(yàn)結(jié)果如圖所表示。以下說(shuō)法正確是()第35頁(yè)A.施肥與CO2吸收量無(wú)關(guān)B.與B點(diǎn)相比,A點(diǎn)條件下限制CO2吸收量主要原因是光照強(qiáng)度C.與D點(diǎn)相比,限制C點(diǎn)玉米吸收CO2主要原因是土壤含水量D.與C點(diǎn)相比,A點(diǎn)施肥過(guò)少,限制了CO2吸收量【解題關(guān)鍵】解答本題關(guān)鍵是比較曲線(xiàn):(1)找到引發(fā)曲線(xiàn)改變相同點(diǎn):如D點(diǎn)與B點(diǎn)相同點(diǎn)為施肥程度相同,含水量相同;(2)找出不一樣點(diǎn):如D點(diǎn)與B點(diǎn)不一樣點(diǎn)為二氧化碳吸收量、光照強(qiáng)度。第36頁(yè)【解析】選C。由圖中虛線(xiàn)和實(shí)線(xiàn)比較能夠看出,在施肥和不施肥情況下二氧化碳吸收量是不一樣;與B點(diǎn)相比,A點(diǎn)條件下限制CO2吸收原因是土壤中含水量,因?yàn)槎吖庹諒?qiáng)度是相同;與D點(diǎn)相比,C點(diǎn)限制光合作用原因是土壤中含水量;與C點(diǎn)相比,A點(diǎn)光合作用速率不一樣主要原因是光照強(qiáng)度不一樣。第37頁(yè)【變式備選2】(·南昌高一檢測(cè))如圖所表示為光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用影響關(guān)系。以下相關(guān)曲線(xiàn)相關(guān)敘述中錯(cuò)誤是()第38頁(yè)A.b代表光下植物凈光合量B.m大小與植物呼吸作用強(qiáng)度相關(guān)C.n點(diǎn)之后植物吸收CO2量不再增加與葉綠體中色素?cái)?shù)量相關(guān)D.若植物長(zhǎng)久處于光照強(qiáng)度為m自然環(huán)境中,植物仍能生長(zhǎng)【解析】選D。b代表是光合速率減去呼吸速率之后凈光合量;m是指光合速率等于呼吸速率時(shí)光照強(qiáng)度,若呼吸速率上升或下降則所需對(duì)應(yīng)光照強(qiáng)度就會(huì)增加或降低;n點(diǎn)之后光照強(qiáng)度增加而光合速率不再增加內(nèi)因是葉綠體中色素?cái)?shù)量是有限;若植物長(zhǎng)久處于m點(diǎn),不會(huì)出現(xiàn)有機(jī)物積累和增加,植物不會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)跡象。第39頁(yè)光合作用影響原因類(lèi)題目【案例】如圖表示溫室內(nèi)光照強(qiáng)度(E)與作物光合速率(v)關(guān)系。在溫度、水分和無(wú)機(jī)鹽均適宜條件下,當(dāng)E<B時(shí),增大光合速率主要辦法是____________________________________

;當(dāng)B<E<C時(shí),限制作物增產(chǎn)主要環(huán)境原因是

;當(dāng)E>C時(shí),可采取__________________________________________辦法,確保作物最大光合速率,如遇連陰天,溫室需補(bǔ)光,選取

光最有效。第40頁(yè)第41頁(yè)【審題——抓準(zhǔn)信息·快速推斷】關(guān)鍵信息推斷結(jié)論信息1曲線(xiàn)圖中,光照強(qiáng)度在抵達(dá)B以前,隨光照強(qiáng)度增大,光合速率增大說(shuō)明在光照強(qiáng)度抵達(dá)B以前,限制光合速率主要原因是光照強(qiáng)度信息2溫度、水分和無(wú)機(jī)鹽均適宜限制作物光合作用環(huán)境原因就不應(yīng)該考慮溫度、水分和無(wú)機(jī)鹽這些原因第42頁(yè)關(guān)鍵信息推斷結(jié)論信息3光照強(qiáng)度在BC之間時(shí),隨光照強(qiáng)度增大,光合速率保持不變說(shuō)明光照強(qiáng)度在BC之間時(shí),光合速率抵達(dá)最大值,此時(shí)限制光合速率增大主要原因不是光照強(qiáng)度而是CO2濃度信息4光照強(qiáng)度大于C時(shí),隨光照強(qiáng)度增大,光合速率出現(xiàn)下降趨勢(shì)說(shuō)明強(qiáng)光會(huì)對(duì)葉綠體中色素造成破壞,使光合速率下降,若確保作物最大光合速率,需適當(dāng)遮光第43頁(yè)【答題——規(guī)范答案·警示失誤】增大光照強(qiáng)度CO2濃度遮光紅(藍(lán)紫)錯(cuò)答：第二個(gè)空錯(cuò)答為溫度。錯(cuò)因：忽略題干中提供信息:“溫度、水分和無(wú)機(jī)鹽均適宜”。錯(cuò)答：第四個(gè)空錯(cuò)答為白光。錯(cuò)因：只考慮到白光中有光合色素能吸收各種波長(zhǎng)光,未考慮到是“溫室補(bǔ)光”。第44頁(yè)1.(基礎(chǔ)理論辨析題)以下相關(guān)敘述與綠色植物相關(guān)有();與硝化細(xì)菌相關(guān)有()A.能利用光能,將光能固定在有機(jī)物中B.能利用氧化過(guò)程釋放能量,形成有機(jī)物C.能固定CO2形成有機(jī)物D.含有光合色素,利用光能E.不含有色素,沒(méi)有葉綠體等細(xì)胞器第45頁(yè)【解析】選A、C、D;B、C、E。綠色植物中含有葉綠體和光合色素,利用光能將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物;硝化細(xì)菌是原核生物,不含有除核糖體之外細(xì)胞器,不含有光合色素,能利用化學(xué)物質(zhì)氧化過(guò)程中釋放能量,將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物。第46頁(yè)2.這四個(gè)處理中,沉入底部葉片小塊最先浮起是()【解析】選C。沉入水底葉片是因?yàn)榧?xì)胞間隙空氣被抽取掉,所以哪一個(gè)葉片最先產(chǎn)生大量氧氣,充入到細(xì)胞間隙中,哪一個(gè)葉片就最先浮上來(lái)。因?yàn)樽詠?lái)水中含有CO2,25℃溫度較為適宜,光照是光合作用必需條件,所以C選項(xiàng)所表示葉片最先浮起來(lái)。第47頁(yè)3.光合作用強(qiáng)度能夠用各種指標(biāo)表示,以下不適合是()A.植物體鮮重增加量B.植物體干重增加量C.O2釋放量D.CO2吸收量【解析】選A。光合作用反應(yīng)式是CO2+H2O(CH2O)+O2,由此看出表示光合作用強(qiáng)度可利用CO2吸收量、(CH2O)生成量、O2釋放量表示。植物體鮮重增加量包含有機(jī)物積累量,還