苏教版必修一影响光合作用的环境因素学案.docx

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苏教版必修一影响光合作用的环境因素学案

第18课时影响光合作用的环境因素

［目标导读］1•结合教材展示的实例，分析影响光合作用的环境因素。

2•结合实例概述光合

作用原理的实践应用。

［重难点击］影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。

一影响光合作用的环境因素

光合作用受多种环境因素的影响，其中光照强度、CO2浓度和温度等作用较为明显。

1.光照强度对光合速率的影响

（1）光照强度：

单位叶面积上所接收的可见光能量。

（2）光合速率：

单位时间单位叶面积上CO2的固定量。

（3）光照是植物进行光合作用不可缺少的条件，下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。

请

结合教材P76〜77的相关内容，分析回答：

‘C

CO：

谁庞曝持不变

°A光照强度

1图中显示出光照强度与光合速率的关系是怎样的？

答案在光照强度较低时，植物光合速率也很低。

随着光照强度的逐渐增强，光合速率也相应地变大；当光照强度进一步提高时，光合速率的增加幅度逐渐减小；当光照强度超过某一定值时，光合速率就不再增加。

2光照强度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？

并说明理由。

答案光照强度是通过影响光反应阶段来影响光合作用速率的。

光照减弱，光反应速率减弱，

产生的［H］和ATP的量减少，从而使三碳化合物的还原速率减小，进而使光合速率减小；光照增强，产生的［H］和ATP的量增多，从而使三碳化合物的还原加快，进而使光合速率增加。

2.CO2是光合作用的原料之一。

下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。

请结合教材P76

77的相关内容，分析回答：

BC

光愿强度保持不变

（1）图中显示出CO2浓度与光合速率的关系是怎样的？

答案在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，在达到某一定值后，再

增加CO2浓度，光合速率不再增加。

（2）图中曲线上B点的含义是什么?

答案B点的含义是指达到最大光合速率时，所需的最小CO2浓度。

⑶请思考CO2浓度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？

并说明理由。

答案CO2浓度是通过影响光合作用暗反应阶段来达到影响光合速率的。

CO2浓度降低，暗

反应中CO2固定速率减弱，从而导致光合速率减小；CO2浓度增加，暗反应中的CO2固定

速率增加，从而导致光合速率提高。

3•结合教材P76〜77的内容，分析回答温度对光合速率的影响问题

（1）温度通过影响酶活性来影响光合作用速率，教材P76表4—3说明，不同植物光合作用的

最适温度不同，一般在25〜30C左右。

（2）下图为温度和光合速率的关系曲线，请分析：

光合速率

010203040SO

1低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。

2高温下光合速率变低的原因除了酶活性降低外，主要还是由于高温使植物失水过多，影响

气孔的开闭，减少了CO2进入细胞的量。

4•结合教材P77相关内容，分析水和营养元素对光合速率的影响问题

（1）水是光合作用的原料，能直接影响光合速率。

（2）营养元素一般间接地影响光合速率，如氮元素能促进叶片面积的增大和叶片数目的增多，从而增加光合面积。

小贴士内部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、

五碳化合物的含量等。

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（如图所

5.提高光能利用率

（1）在农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间等提高光能利用率。

（2）将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来。

［方法技巧】

多因素对光合速率的影响

-中€O：

iSijaf

_低8離度

°pQ比朋强虞

丙

⑴图甲中，当光照强度低于P点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于Q点时，限制光合速率的因素主要是温度。

（2）综合上述坐标曲线可知：

P点之前时，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。

当到Q点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高

除横坐标之外的其他因素。

【活学活用】

1•一般说来，光照增强，光合作用增强。

但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。

其原因是（）

A•蒸腾作用太强，体内水分不足

B.酶的活性降低

C.气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应

D.气孔关闭，CO2供应不足

问题导析

（1）分析题干中信息，“夏季光照最强的中午”说明光照强度已不再是限制因素，此时间段内温度也最高，蒸腾作用过强导致植物失水过多，从而引起气孔关闭

（2）气孔关闭导致CO2吸收困难，从而使光合作用缺乏原料CO2，光合速率下降。

答案D

解析光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防

止植物体内水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物进行适应性调节，气孔关闭（此时水

分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表温度）。

虽然光反应产生了足够的［H］和

ATP,但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。

2.科学家研究CO2浓度、光照强度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。

请据图判断下列叙述不正确的是（）

3.a时，造成曲线n和川光合速率差异的原因是CO2浓度不同

问题导析

（1）比较曲线n、川，在光照强度为a时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是CO2浓度。

⑵比较曲线I、n,在光照强度为b时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是温度。

⑶在光照强度为a〜b时，比较曲线I、n的光合速率的变化，二者在a〜b范围内，都随光照强度升高而升高。

⑷在光照强度为a〜c时，曲线I、川的光合速率的变化不同：

曲线I的光合速率随光照强

度升高而升高，而曲线川在a〜c段不受光照强度的影响。

答案D

解析由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为a〜c时，曲线I光合速率随光照强度升

高而升高，而曲线川在光照强度为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n和曲线川的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。

同理可知，造成曲线I和曲线n差异的原因是温度，光照强度为a〜b时，限制曲线I和曲线n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升高。

二光照和二氧化碳骤变对光合作用影响的分析

光反应要在光下进行，暗反应需要二氧化碳，请结合光反应和暗反应的关系图解，分析光照

和二氧化碳的变化对叶绿体中各种物质的含量的影响。

ADF+Pi

1光反应为暗反应提供［H1和ATP;暗反应产生的ADP和Pi、NADP为光反应提供原料；二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的。

2.当光照骤然减弱，CO2供应不变时：

光反应生成的［H］和ATP减少；暗反应中三碳化合物被还原减少，含量上升；生成的糖类减少，含量下降；再生的五碳化合物也减少，含量也下降。

3•当光照不变，减少CO2供应时：

暗反应中五碳化合物消耗减少，含量上升，二碳化合物的生成减少，含量下降；三碳化合物被还原减少，消耗的［H］和ATP减少，光反应短时间内不变，所以［H］和ATP的含量上升；而暗反应的产物糖类含量也会下降。

4.结合上述分析，完成下表:

改变条件

三碳

化合物

五碳

化合物

[H]和ATP

产生02

速率

（CH20）

合成量

光照强T弱，

CO2供应不变

增加

减少

减少

减慢

减少

光照弱T强，

CO2供应不变

减少

增加

增加

加快

增加

光照不变，

减少CO2供

应

减少

增加

增加

减慢

减少

光照不变，

CO2供应增加

增加

减少

减少

加快

增加

［知识拓展】

1.光反应停止时，暗反应没有立即停止，还可以维持很短的时间，较长时间没有光反应，

暗反应也无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物

无法合成，生命活动也就不能持续进行。

2.若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：

一直光照10分钟；乙：

光照5秒,

黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：

甲V乙（暗反应时间长）。

3.色素只存在于光反应部位一一叶绿体的类囊体膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以光合作用有关酶存在于两个部位一一叶绿体的类囊体膜上和基质中。

［活学活用】

3•离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断C02气体的供应，短暂时间

内叶绿体中三碳化合物与五碳化合物相对含量的变化是（）

A.三碳化合物增多、五碳化合物减少

B.三碳化合物增多、五碳化合物增多

C.三碳化合物减少、五碳化合物增多

D.三碳化合物减少、五碳化合物减少

问题导析⑴突然中断C02供应，CO/固定速率下降，生成三碳化合物减少，五碳化合物被利用减少，五碳化合物相对增多。

（2）短时间内，三碳化合物的还原仍正常进行，使得三碳化合物更少，五碳化合物相对更多。

答案C

解析叶绿体在光照条件下进行的光反应为暗反应提供ATP和［H］。

三碳化合物在［H］的还原

作用下形成有机物或五碳化合物。

此时中断C02供应，五碳化合物不能与C02结合成三碳

化合物，必然使三碳化合物减少，五碳化合物增多。

当堂检测

1.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，

原因是（）

A•光反应强度升高，暗反应强度降低

B•光反应强度降低，暗反应强度降低

C.光反应强度不变，暗反应强度降低

D.光反应强度降低，暗反应强度不变

答案B

解析镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因［H］和

ATP合成不足而使暗反应强度降低。

2•冬季修一些温室大棚可为居民提供新鲜蔬菜，下列说法正确的是（）

A•为提高产量，在阴雨天可适当提高大棚内的温度

B.增施农家肥可提高大棚内二氧化碳浓度，促进晚上暗反应进行，有利于有机物的积累

C.一般情况下，大棚内蔬菜进行光合作用利用的光是自然光

D.蔬菜中的叶绿素对光的吸收率与光波长呈正相关

答案C

解析为提高产量，在阴雨天可适当降低大棚内的温度，减少有机物的消耗，A错误；增施

农家肥可提高大棚内二氧化碳浓度，促进暗反应进行，有利于有机物的积累，但是暗反应需

要光反应提供［H］和ATP,B错误；一般情况下，大棚内蔬菜进行光合作用利用的光是自然的白光，C正确；蔬菜中的叶绿素对光的吸收主要是红光和蓝光，D错误。

4.植物的光合作用受温度（T）和光照强度（L）的影响。

如图表明植物在3种不同的光照强度

下消耗CO2的情况。

分析在一5〜0C和20〜30C温度范围内，光合作用的限制因素分别是

D.T、T

A.L、T

C.T、L

答案C

分析时一定要注意先把

解析此类曲线的特点是在一个坐标系中自变量不只是横坐标一个,两个自变量割裂开来，分别看它与因变量的关系，然后再综合两种因素对因变量的共同影响。

在-5〜0C范围内，C02的消耗量和几倍光强无关，只是随温度的升高而增加，所以其限制因素是温度。

在20〜30C的范围内CO2的消耗量达到最大值，不再变化。

温度已不再是限

制因素，而随着光照增强，C02的消耗量在增多，所以此时光照强度是其限制因素。

4•“茶宜高山之阴，而喜日阳之早”，安徽盛产茶叶，科技人员为提高茶叶品质和产量,对茶进行了如图所示的有关研究。

请据图回答下列问题：

&厂1400

（1）植物的光合速率受光照强度、C02浓度和温度等因素的影响，其中