高考新教材（中）生物必修一同步講義第5章第4節(jié)　第3課時(shí)　光合作用原理的應(yīng)用含答案及解析

第3課時(shí)光合作用原理的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響。2.關(guān)注光合作用原理的應(yīng)用。1．光合作用的強(qiáng)度(1)概念：簡單地說，就是指植物在________內(nèi)通過光合作用__________________。(2)意義：直接關(guān)系______________，研究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素很有現(xiàn)實(shí)意義。2．探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響的實(shí)驗(yàn)3．影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素(1)確定依據(jù)：根據(jù)光合作用的反應(yīng)式可以知道，光合作用的原料——________，動(dòng)力——________，都是影響光合作用強(qiáng)度的因素。因此，只要影響到原料、能量的供應(yīng)，都可能是影響光合作用強(qiáng)度的因素。(2)舉例分析：環(huán)境中CO2濃度，葉片氣孔開閉情況，都會(huì)因影響__________而影響光合作用的進(jìn)行。葉綠體是光合作用的場所，影響葉綠體的______________的因素，如無機(jī)營養(yǎng)、病蟲害，也會(huì)影響光合作用強(qiáng)度。此外，光合作用需要眾多的酶參與，因此影響______的因素(如溫度)，也是影響因子。4．化能合成作用(1)概念：利用體外環(huán)境中的某些________氧化時(shí)所釋放的能量來制造________的合成作用。(2)實(shí)例硝化細(xì)菌eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能量來源：將釋放的,能量,反應(yīng)物：,產(chǎn)物：))判斷正誤(1)植物的光合作用和細(xì)胞呼吸總是同時(shí)進(jìn)行()(2)能進(jìn)行光合作用的生物是自養(yǎng)生物()(3)自養(yǎng)生物都是利用光能把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物()任務(wù)：探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響1．本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何控制？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？檢測指標(biāo)是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．水中圓形小葉片在強(qiáng)、中、弱不同光照條件下，分別呈現(xiàn)上浮、沉到水底的狀況，原因及葉肉細(xì)胞的氣體交換圖分析如下：(1)在黑暗情況下，植物葉片__________，吸收________，產(chǎn)生的二氧化碳較易溶于水，所以葉片沉到水底。葉肉細(xì)胞氣體交換圖如圖：(2)在弱光下，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度__________細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，葉片中仍然沒有足夠的氧氣，葉片仍然沉到水底。葉肉細(xì)胞氣體交換圖如圖：(3)在中、強(qiáng)光下，葉片上浮，試分析其原因并在下圖中繪制葉肉細(xì)胞氣體交換圖。________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．請?jiān)谙聢D中繪制光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響曲線。影響光合作用的因素及應(yīng)用(1)光照強(qiáng)度光是綠色植物光合作用的能量來源，光照強(qiáng)度直接影響光合速率。①原理：光直接影響光反應(yīng)階段，制約NADPH和ATP的生成，進(jìn)而制約暗反應(yīng)階段。②曲線分析(如圖)在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而加快，但當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度時(shí)，光合速率不再加快，甚至降低(細(xì)胞灼傷)。③生產(chǎn)應(yīng)用a．陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時(shí)對大棚除霜消霧。b．陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度)和光飽和點(diǎn)(光合速率最大時(shí)所對應(yīng)的最小光照強(qiáng)度)一般都比陽生植物低，注意間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配、林帶樹種的配置。(2)CO2濃度①原理：影響暗反應(yīng)階段，制約C3化合物的生成。②曲線分析：圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度，圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)(光合速率最大時(shí)所對應(yīng)的最小CO2濃度)。③應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”、增施農(nóng)家肥等措施增大CO2濃度，提高光合速率。(3)溫度①原理：溫度主要通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合速率。②應(yīng)用：冬季溫室栽培，白天可適當(dāng)提高溫度，晚上可適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。(4)光質(zhì)①原理：光合作用強(qiáng)度與光質(zhì)(不同波長的光)有關(guān)，在可見光光譜的范圍內(nèi)，不同波長的光下，光合作用效率是不同的。白光為復(fù)合光，光合作用能力最強(qiáng)。紅光、藍(lán)紫光下植物的光合作用強(qiáng)度較大，綠光下植物的光合作用強(qiáng)度最弱。②應(yīng)用：無色透明的塑料薄膜，日光中各色光均能透過，有色塑料薄膜主要透過同色光，所以溫室大棚用無色塑料薄膜最有效。葉綠素對綠光吸收最少，因此溫室大棚用綠色塑料薄膜，植物的光合效率最低。(5)水分和無機(jī)鹽①原理：缺水時(shí)氣孔導(dǎo)度下降，影響CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞；葉片淀粉水解減弱，糖類堆積，光合產(chǎn)物輸出減慢。因此，植物體水分減少使光合速率下降。N是各種酶以及NADPH和ATP的重要組成成分；P是NADPH和ATP的重要組成成分；Mg是葉綠素的重要組成成分；K對光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化起促進(jìn)作用。②應(yīng)用：預(yù)防干旱，合理灌溉；合理施肥，由于肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，施肥的同時(shí)，往往需要適當(dāng)?shù)臐菜?6)葉齡和葉面積①葉齡葉片由小到大的過程中，葉面積逐漸增大，葉肉細(xì)胞中的葉綠體逐漸增多，光合色素逐漸增加，光合作用效率不斷增強(qiáng)。生長到一定程度，葉片面積和光合色素等達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，光合作用效率也基本穩(wěn)定。伴隨著葉片的衰老，部分色素遭到破壞，光合作用效率下降。②葉面積隨著葉面積指數(shù)的增大，進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸的葉面積增加，但葉面積指數(shù)增大到一定值后，由于葉片的相互遮擋，進(jìn)行光合作用的葉面積不再增大，而進(jìn)行細(xì)胞呼吸的葉面積仍在增大，從而使細(xì)胞呼吸有機(jī)物的消耗量大于光合作用有機(jī)物的生成量，所以有機(jī)物的積累量不斷降低。③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的啟示：a.合理密植(增加光合作用面積)；b.適當(dāng)間苗(“套種間作”講的就是這個(gè)方面)；c.修剪以增加有效光合作用面積；d.適當(dāng)摘除老葉。(7)多因子變量對光合速率的影響①曲線分析P點(diǎn)：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的主要因子，影響因素主要為各曲線所表示的因子。②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率。1．用高速離心機(jī)打碎小球藻細(xì)胞，獲得可以進(jìn)行光合作用的離體葉綠體，進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列敘述不正確的是()A．離體的葉綠體中能合成糖類B．碳酸氫鈉所起的作用是提供二氧化碳C．燒杯中的液體改為氫氧化鈉會(huì)導(dǎo)致該實(shí)驗(yàn)無糖類產(chǎn)生D．燈與錐形瓶之間的距離不影響光合作用的強(qiáng)度2.影響綠色植物光合作用的外界因素有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度等，內(nèi)部因素有酶的活性、色素的數(shù)量、C5的含量等。請據(jù)圖分析，回答下列問題：(1)如果橫坐標(biāo)代表光照強(qiáng)度，其影響光合速率主要是影響光合作用的________階段，在最適溫度下，當(dāng)光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值時(shí)，此時(shí)內(nèi)部限制性因素最可能是______________。若陰生植物的光合作用曲線為c，則陽生植物的光合作用曲線最可能是_____________。(2)如果橫坐標(biāo)代表溫度，溫度主要通過影響__________來影響光合速率。(3)如果橫坐標(biāo)代表CO2的濃度，其影響光合作用主要是影響________的產(chǎn)生，此時(shí)內(nèi)部限制性因素最可能是________________。(4)若將某植物葉片在25℃條件下暗處理1小時(shí)，該葉片質(zhì)量(主要是葡萄糖)減少了2mg，之后立即光照1小時(shí)，經(jīng)稱重，光照后比暗處理前質(zhì)量增加了5mg。該葉片光照1小時(shí)產(chǎn)生的總光合作用量為________mg。

第3課時(shí)光合作用原理的應(yīng)用教材梳理1．(1)單位時(shí)間制造糖類的數(shù)量(2)農(nóng)作物的產(chǎn)量2．下沉氧氣上浮多強(qiáng)、中、弱數(shù)量多不斷增強(qiáng)3．(1)水、CO2光能(2)CO2的供應(yīng)量形成和結(jié)構(gòu)酶活性4．(1)無機(jī)物有機(jī)物(2)氨氧化成硝酸水和二氧化碳糖類判斷正誤(1)×(2)√(3)×解析(1)植物細(xì)胞在黑暗條件下只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不能進(jìn)行光合作用。(3)自養(yǎng)生物可以是光能自養(yǎng)，也可能是化能自養(yǎng)，都能把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。核心探討1．自變量是光照強(qiáng)弱。通過調(diào)節(jié)光源與實(shí)驗(yàn)裝置的距離來控制。2．因變量是光合作用強(qiáng)度。檢測指標(biāo)是相同時(shí)間內(nèi)圓形小葉片浮起的數(shù)量。3．(1)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸氧氣(2)小于或