2018-2019学年人教版必修一 5.4.3 影响光合作用的因素和化能合成作用 学案

第3课时 影响光合作用的因素和化能合成作用学习目标1．理解环境因素对光合作用的影响(重难点)。

2.理解光合作用原理的应用(重难点)。

3.简述化能合成作用。

|基础知识|一、探究光照强度对光合作用的影响1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。

(2)影响因素和衡量指标：光合作用强度⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 影响因素⎩⎪⎨⎪⎧ 土壤中水分的多少空气中二氧化碳的浓度温度的高低光照的长短和强弱光的成分衡量指标⎩⎪⎨⎪⎧ 原料消耗数量产物生成的数量2．探究光照强弱对光合作用强度的影响(1)实验步骤：①实验结果：②实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度逐渐增强。

时间段内产生的氧气越多，浮起的叶片越多)二、影响光合作用的因素及化能合成作用1．其他因素对光合作用强度的影响除光照强度之外，影响光合作用的因素还包括CO2浓度、温度、水分等。

2．化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制作有机物的合成作用。

(2)实例：硝化细菌能利用氨氧化释放的化学能将二氧化碳和水合成为糖类，供自身利用。

|自查自纠|1．光照是通过影响光反应来影响光合速率的()2．在一定范围内，随着光照强度的增大，光合速率也逐渐增大()3．光照强度影响光合作用但光质不影响()4．温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化()5．CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的()6．水分既是光合作用的原料，也是化学反应的介质()7．只有真核生物才能制造有机物()8．化能合成作用不消耗能量()答案 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.√7.×8.×|图解图说|★光照强度是影响光合作用的主要因素。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ★大棚中增加CO2浓度提高作物光合作用。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ★缺水时气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞，同时也影响了淀粉的水解，导致光合产物输出缓慢，使光合速率下降。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________探究点一光照强度对光合作用的影响1．探究光照强度对光合作用强度的影响(1)分析实验中叶片下沉和进行光照后叶片又上浮的原因：①叶片下沉的原因：叶片中的气体被抽出。

②光照后上浮的原因：叶片通过光合作用产生了氧气。

(2)实验中观察的指标(因变量)：单位时间内叶片浮起的数量。

2．光照强度对光合作用强度的影响下图为光照强度与绿色植物光合作用强度的关系曲线，分析该图并回答下列问题：(1)图中A、B、C点代表的意义，并在下图中画出CO2和O2的运动方向：提示A点：只进行细胞呼吸(或呼吸强度)。

B点：光合速率等于呼吸速率(或净光合速率为0)时的光照强度，也叫光补偿点。

C点：光合速率达到最大时的最低光照强度，也叫光饱和点。

图答案：(2)分析A→B、B→C'区间细胞呼吸和光合作用的强度大小。

A→B：光合强度小于呼吸强度。

B→C'：光合强度大于呼吸强度。

(3) C'点前后限制光合作用的主要因素C'点之前：光照强度。

C'点之后：主要是CO2和温度。

光照强度对净光合作用的影响原理与探究结论(1)影响原理①呼吸作用强度不受光照强度的影响。

②在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而逐渐增强，当光照强度达到一定值后，继续增强光照强度，光合作用强度不再改变。

(2)探究结论①在一定光照强度范围内，同一时间段中，各组小圆形叶片浮起的数量与光照强度呈正相关。

②在一定光照强度范围内，每组叶片全部浮起所需要的时间与光照强度呈负相关。

【典例1】通过实验测得一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况如下图所示。

乙图表示的是叶肉细胞与外界及线粒体和叶绿体间的气体交换情况。

下列相关叙述中错误的是()A．如果植物缺乏Mg元素，则甲图中的B点向右移动B．甲图中C点前的限制因素是光照强度，C点后的限制因素主要是CO2和温度C．甲图中还可以用O2的吸收量和释放量表示纵坐标的含义，且曲线保持不变D．乙图中所示细胞发生的情况与甲图中A点、AB段、B点、BC段相符的依次是②①③④解析 植物缺乏Mg 后，叶绿素合成受影响，则吸收光能的能力降低，因此光合速率要与呼吸速率相等，应增加光照强度，所以B 点向右移，A 正确；C 点是光饱和点，该点前随着光照强度的改变，代谢强度改变，说明光照强度是限制光合速率的因素，而C 点之后，随着光照强度的改变光合作用速率不再改变，说明光照强度不再是限制因素，限制因素是横坐标表示的因素以外的因素——CO 2和温度，B 正确；如果甲图中的纵坐标改成氧气的吸收量或释放量，则曲线正好是以横坐标为轴的对称曲线，C 错误；A 点时只进行细胞呼吸，不进行光合作用，应与②相符。

AB 段细胞呼吸强度大于光合强度，应与①相符。

B 点时，光合强度与呼吸强度相等，应与③相符。

BC 段与C 点之后，光合强度大于呼吸强度，与④图相符，D 正确。

答案 C(1)光补偿点与光饱和点的移动规律规律⎩⎪⎨⎪⎧ 光合作用强度增强：光补偿点左移，光饱和点右移光合作用强度减弱：光补偿点右移，光饱和点左移与阳生植物相比，阴生植物CO 2光补偿点和光饱和点都相应左移(2)光合作用限制因素的分析在达到饱和点前，限制因素就是横坐标表示的因素；达到饱和点后，限制因素是横坐标表示的因素以外的因素。

另外，需要注意的是，题干中如果有“最适温度”一信息，则温度不再是限制因素。

【跟踪训练】1．如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是( )A ．A 点叶肉细胞产生A TP 的细胞器只有线粒体B ．B 点植物的光合作用强度与细胞呼吸强度相等C ．当植物缺镁时，B 点将右移D ．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如果该图表示该植物处于25 ℃环境中，则将温度提高到30 ℃时，A 点上移，B 点左移解析 A 点植物只进行细胞呼吸，产生ATP 的细胞器只有线粒体；植物缺镁时，若要使光合作用强度保持不变，则需增加光照强度，因此B 点将右移；将温度提高到30 ℃时，细胞呼吸加强，光合作用减弱，因此，A 点上移，B 点右移。

答案 D探究点二 光合作用和细胞呼吸的关系1．光合作用与有氧呼吸的联系(1)光合作用和有氧呼吸过程中都产生[H]，它们的来源和用途分别是怎样的？提示 光合作用过程产生的[H]来自水，用于暗反应过程中C 3的还原；有氧呼吸的第一、二阶段产生[H]，来自葡萄糖和水，用于第三阶段与O 2结合成水。

(2)光合作用和有氧呼吸分别在哪个阶段产生ATP？分别有什么用途？提示光合作用的光反应阶段产生ATP，用于暗反应阶段C3的还原；有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，用于各项生命活动。

2.实际光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。

②光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。

③光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。

3．利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。

(2)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。

②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。

③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。

(3)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。

【典例2】以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。

下列分析正确的是()A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D．其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动解析分析题意与图像可知，图中的虚线代表净光合作用，实线代表呼吸作用。

在光照下，光合作用制造的有机物总量(真光合作用量)＝呼吸作用消耗的有机物量(呼吸量)＋有机物的净积累量(净光合作用量)，即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真光合作用量。

读取图中20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃等温度下对应的CO2的吸收量与释放量，根据上面的等式关系可以推断出：光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等；光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多；温度高于25 ℃时，有机物的净积累量开始减少；两曲线的交点表示某温度时，有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，当其他条件不变，光照强度适当增强时，净光合作用量增大，两曲线的交点将向右上方移动。

答案 A净光合速率和总光合速率的判定方法(1)有“释放量”、“吸收量”或“积累量”等词语时，则为净光合速率；如果有“消耗量”、“同化量”、“制造量”、“生产量”等词语时，则为实际光合速率。

(2)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO2吸收值为0，即曲线的起点是坐标原点，则该曲线表示总(真)光合速率；若CO2吸收值为负值，即曲线的起点在原点之下，则该曲线表示净光合速率。

(3)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为净光合速率。

【跟踪训练】2．下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是()A．乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物C．甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同D．丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等解析从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是暗反应，丙是有氧呼吸，丁是ATP 的水解。