1、第21课时 光合作用与农业,第5章 细胞的能量代谢,目标导读 1.阅读教材P9294图文，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用 原理的实践应用。 2.阅读教材P94图文，了解在农业生产中提高光合作用效率的措施。 重难点击 1.影响光合速率的环境因素。 2.如何提高光合作用的效率。,一、光照强度对光合速率的影响,三、如何提高光合作用的效率,二、 CO2浓度等其他因素对光合速率的影响,内容索引,达标检测,一、光照强度对光合速率的影响,光合速率受多种因素的影响，其中光照强度是最重要的影响因素之一。阅读教材P9294内容，结合P92探究影响光合速率的环境因素的实验，分析回答问题。 1.设计实验探究光
2、照强度对光合速率的影响 (1)从蚕豆上选取健壮、叶龄 的成长叶数片，钻取直径1 cm的小圆片数十片，抽去叶内气体，放入 处备用。 (2)取小烧杯6个，倒入清水，用玻璃管向冷开水中吹气数分钟，使水中 达到饱和，再各放入圆叶片10片，将小烧杯分别放置在距 的台灯20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、60 cm、70 cm处。,相似,黑暗,CO2,40 W,(3)记录各烧杯中每个叶子圆片上浮所需时间，计算各烧杯中_ _或在一定时间内上浮的叶子圆片数。 2.通过改变台灯与试管的距离，从而改变 。距离越大，光照强度 。 3.本实验最可能的结果是随着距离的增大，各烧杯中叶子圆片上浮所需用的平均时
3、间 ，得出的结论是 。,浮所需用的平均时间,叶子圆片上,光照强度,越小,越长,光照强度影响光合速率。在一定范围 内，光合速率随着光照强度的增加而加快,4.光照强度改变时，光合作用相关化合物含量的变化,增加,减少,减少,减慢,减少,减少,增加,增加,加快,增加,(1)说出各点代表的生物学意义 A点：光照强度为 ，只进行 。 B点：光合速率 呼吸速率，为光补偿点。 C点：是光合速率达到 值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。,5.光照强度和光合速率之间的关系曲线,零,细胞呼吸,等于,最大,(2)说出各线段代表的生物学意义 OA段： 。 AB段：随光照增强，光合作用 ，但仍比呼吸作用 。 BD段：光
4、合速率继续随光照强度的增强而增加，而且光合速率 呼吸速率。 DE段：光合速率达到 ，不再随光照强度的增强而增加。,呼吸速率,增强,大于,弱,最大值,1.在一定范围内，随光照强度的增强，光合速率增强，光照强度达到一定值，光合作用达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。 2.光质不同也会对光合速率有影响，白光为复合光，植物的光合能力最强，单色光中红光的光合能力最强，蓝紫光次之，绿光最差。,1.甲图表示某植物叶肉细胞光合作用强度与光照强度的关系，乙图表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和 N代表两种气体)。据图判断，下列说 法正确的是(注：不考虑无氧呼吸) A.甲图中的纵坐标数值对应乙图中的m4 B.
5、甲图中c点时，乙图中有m1n1m4n4 C.甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，其主要原因是m1值太低 D.甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有m1n10，m2n20,答案,解析,解析 分析题图可知，乙图中上面的细胞器是线粒体，下面的细胞器是叶绿体。M代表CO2，N代表O2。甲图中的纵坐标数值为净光合作用量，故当光照强度小于c点对应的光照强度时，对应图乙中的m2，当光照强度大于c点对应的光照强度时，对应图乙中的m3，即从外界吸收的CO2量，A项错误； 甲图中c点既没有CO2的释放也没有CO2的吸收，因此m1n1m4n4，B项正确； 甲图中e点以后，乙图中n4不再增加，说明光合作用强度不
6、再随光照强度的增强而增加，其主要原因不是m1值太低，而是受外界CO2量的影响，也就是受m3的影响，C项错误；,甲图中a、b、c、d、e任意一点，乙图中都有m1n10，但由于d、e点细胞呼吸强度小于光合作用强度，应为m3n30，c点细胞呼吸强度等于光合作用强度，m3n30，c、d、e点时都有m2n20，D项错误。,二、CO2浓度等其他因素对光合速率的影响,影响光合速率的因素可以分为内部因素和外界因素，内部因素包括色素的种类和含量、酶的数量等，外界因素除了光照强度外，还有二氧化碳浓度、温度、矿质元素等。阅读教材P9495内容，分析下面曲线。,1.二氧化碳浓度与光合速率的关系曲线 (1)图中A点表示
7、植物的光合速率 呼吸速率。 (2)AB段，植物光合速率随CO2浓度的增大而 ；B点以后，再增加CO2浓度，光合速率也 ，甚至 。,等于,增加,不再增加,减弱,(3)CO2浓度改变时，光合作用中相关化合物的含量变化,减少,增加,增加,减慢,减少,增加,减少,减少,加快,增加,(1)温度主要是通过影响与光合作用有关的 而影响光合速率。在一定的温度范围内(AB段)，光合速率随着温度的升高而 ，但超过一定的温度(BC段)，酶的活性会 ，甚至会变性失活，从而使光合作用减弱直至停止。 (2)不同植物光合作用的最适温度 ，一般在 之间。,2.温度与光合速率的关系曲线,酶的活性,增强,下降,不同,2530,3
8、.矿质元素对光合作用的影响,转化和运输,类囊体,ATP和ADP,转化和运输,叶绿素,内部因素对光合速率也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、C5的含量等。如叶龄对叶片光合能力的影响就是内部因素综合作用的结果。,小贴士,1.多因素对光合速率的影响曲线分析,P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因素的措施。,2.光照强度和二氧化碳浓度骤变时，对光合作用中C3、C5、NADPH、ATP等物质浓度的影响曲线图,2.科学家研究CO2浓度、光照强度
9、和温度 对同一种植物光合速率的影响，得到的实 验结果如图所示。请据图判断有关叙述不 正确的是 A.光照强度为a时，造成曲线和光合速率差异的原因是CO2浓度不同 B.光照强度为b时，造成曲线和光合速率差异的原因是温度不同 C.光照强度为ab时，曲线、光合速率随光照强度升高而升高 D.光照强度为ac时，曲线、光合速率随光照强度升高而升高,答案,解析,解析 由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为ac时，曲线光合速率随光照强度升高而升高，而曲线在光照强度为b之前，光合速率已达最大值，因此D错误。 光照强度为a时，曲线和曲线的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。同理可知，造成曲线和曲线差异
10、的原因是温度。光照强度为ab时，限制曲线和曲线光合速率的主要因素是光照强度，因此会随光照强度的上升光合速率上升。,三、如何提高光合作用的效率,在农业生产中，要有针对性地采取不同的方法来促进作物的高产、稳产。阅读教材P9495内容，回答下面问题。 1.有关措施 (1)针对 对光合作用的影响可以采取： 适当提高 ；延长 ，如轮作；增加_ ，如间作、套种、合理密植；温室大棚使用 材料。,光照强度,光照强度,光合作用时间,光合作,用面积,无色透明,(2)针对 对光合作用的影响可以采取： 适时播种；温室栽培农作物时，晴天白天 ，晚上 ；阴天白天 ，晚上 。 (3)针对 对光合作用的影响可以采取： 大田施
11、用 及采取“正其行、通其风”等其他措施，大棚施用 及采取与养殖场如猪圈、鸡舍相连等措施。,温度,适当提高温度,适当降温,适当降温,适当降温,CO2浓度,有机肥,有机肥,2.实施方法 不同的环境因素不是单一地影响光合作用，而是相互作用的，所以在生产中，不能仅仅考虑到某一个因素，必须考虑 。任何一个因素，如果低于 ，都可能限制光合作用的速率；此外，影响光合作用的环境因素时时刻刻都在发生着变化，所以在农业生产上，要根据不同地区、不同气候、不同作物的具体情况，研究它们的变化规律，有针对性地采取不同的方法来促进作物的高产、稳产。,它们的综合影响,最适量,光合作用原理的应用 农业生产上许多增加农作物产量的
12、措施，是为了提高光合作用的强度(简单地说是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量)。例如，控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中二氧化碳的浓度等等。,3.将下列生产实例和利用的光合作用原理连起来,答案,学习小结,光反应,碳反应,酶的活性,时间,面积,达标检测,1.下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是,2,3,4,1,答案,解析,解析 温度会通过影响光合作用中酶的活性来影响光合作用，高温使酶失活而导致光合作用强度下降，所以D选项应该是一条先升高后下降的曲线。,2,3,4,1,2.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 ，如图表示30 时光合速
13、率与光照强度的关系。若温度降到25 (原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是 A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移,答案,解析,2,3,4,1,解析 图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用速率。据题意可知，由于植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 ，当温度由30 降到 25 时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用速率增大，d点上移。b点表示光合作用速率细胞呼吸速率，在25 时细胞呼吸速率降低，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸速率相等，需降
14、低光照强度以使光合作用速率减弱，即b点左移。,3.如图表示将某植物放在不同浓度的CO2条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。b点与a点相比较，b点时叶肉细胞中三碳化合物的含量，b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中三碳化合物的含量分别为 A.高、高 B.低、基本一致 C.低、高 D.高、基本一致,答案,解析,解析 b点与a点相比较，光照强度强，光反应强，NADPH、ATP含量高，三碳化合物的还原快，三碳化合物含量降低。b点与c点相比较，CO2浓度高，CO2固定的速度快，三碳化合物含量升高。,2,3,4,1,2,3,4,1,4.在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移
15、到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片碳反应中C3和C5的摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答下列问题：,2,3,4,1,(1)图中物质A是_(C3、C5)。,C3,答案,解析,解析 由图可以看出，当CO2浓度由1%降低到0.003%时，在短时间内，碳反应中发生的反应是CO2C52C3，所以CO2浓度降低时，C3含量降低，故物质A是C3。,2,3,4,1,(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_ _。,碳反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。根据碳反应的特点，此时C3的分子数是C5的
16、2倍,当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累,答案,解析,2,3,4,1,答案,解析,解析 在CO2浓度为1%时，由于CO2C52C3，一个C5生成两个C3，所以C3是C5的两倍，故物质B浓度比A浓度低。当CO2浓度从1%降到0.003%时，CO2浓度降低，但是C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5的积累。,2,3,4,1,(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，碳反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_(低、高)。,高,答案,解析,解析 处于稳定状态下，C3是C5的两倍，故持续在CO2浓度为0.003%时，A浓度比B浓度高。,2,3,4,1,(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_(高、低)，其原因_ _。,低,CO2浓度低时，碳反应的强度,低，所需ATP和NADPH少,答案,解析,解析 CO2浓度低时，意味着碳反应强度低，所需要的ATP和NADPH少。,
