高中生物第四章第二节光合作用第3课时影响光合作用的环境因素学案1.docx

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高中生物第四章第二节光合作用第3课时影响光合作用的环境因素学案1

第3课时　影响光合作用的环境因素

　　　　　　　　　　　　　　　　1.光照强度和CO2浓度是影响光合速率的两个重要

外界因素。

2．光照强度直接影响光合作用的光反应产生[H]和

ATP，间接影响暗反应。

3．CO2浓度直接影响光合作用的暗反应，间接影

响光反应。

4．温度影响酶的活性，低温时酶的活性降低，导

致光合速率降低；高温导致气孔关闭，使得CO2

的供应减少，光合速率降低。

5．水和营养元素会直接或间接地影响光合速率。

一、影响光合作用的环境因素

1．光照强度对光合作用的影响

（1）光照强度比较弱时，光合速率很低。

（2）光照增强，光合速率相应地变大。

（3）当光照强度超过某一定值时，再增大光照强度，光合速率不再增加。

2．CO2浓度对光合作用的影响

（1）CO2是光合作用的原料之一。

（2）在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加。

（3）当CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率不再增加。

3．温度对光合作用的影响

（1）温度影响酶的活性。

（2）低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。

（3）高温下光合速率变低的原因主要是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．水和营养元素对光合作用的影响

（1）水是光合作用的原料，能直接影响植物光合速率。

（2）营养元素能间接影响植物光合速率。

二、光合作用原理的应用

采用套种方法，可增加光照面积；采用轮作的方法，可以延长光照时间。

1．判断下列说法的正误

（1）低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低（√）

（2）温度较高时光合速率变低的原因主要是酶变性失活（×）

（3）提供适宜浓度的营养元素，能防治植物缺乏症的发生，进而增强光合速率（√）

（4）在我国农业生产实践中，常采用套种方法来提高农作物光合速率（×）

2．下列因素能够直接影响光反应过程的是（　　）

A．光照强度　　　B．CO2浓度　　　C．温度

解析：

选A　光照强度直接影响光反应，CO2直接影响暗反应，温度通过改变酶的活性来影响光合作用。

3．下列名词中与呼吸作用有关的是（　　）

A．光反应B．CO2的饱和点C．净光合速率

解析：

选C　净光合速率等于光合速率与呼吸速率的差。

4．夏天中午光照强，光合作用反而下降，原因是（　　）

A．气孔关闭B．温度过高C．叶绿素被破坏

解析：

选A　夏季中午，由于气孔关闭，影响CO2进入细胞的量，光合作用强度下降。

5．在适宜条件下，适当增加CO2浓度后，一定增加的是（　　）

A．[H]B．C3C．（CH2O）

解析：

选C　适当增加CO2浓度后，一定增加的是（CH2O）。

6．下列物质对光合作用过程影响与其他两项不同的是（　　）

A．H2OB．CO2C．Mg

解析：

选C　H2O是光反应的原料，CO2是暗反应的原料，Mg是构成叶绿素的必需元素。

7．在农业生产中，增加光照面积的措施主要是（　　）

A．套种B．轮作C．合理施肥

解析：

选A　套种能增加光照面积，轮作能延长光照时间，合理施肥可提高光合速率。

8．提高农作物产量的措施中，与光合作用原理有关的是（　　）

A．适时施用化肥　B．及时中耕松土　C．合理密植

解析：

选C　合理密植可以提高光能利用率，提高农作物的产量。

适时施肥是满足植物的营养需要；及时中耕松土有利于植物根系的呼吸作用。

核心要点

环境因素对光合作用过程的影响分析

1.光照强度对光合作用的影响

（1）数学模型及其分析

①A点对应的光照强度是光合作用的临界值，低于此值，光合作用不能进行。

②AB段表明，随光照强度增大，光合速率也增加。

③B点对应的光照强度，是光合速率最大时的最小光照强度，也称为光饱和点。

④B点以后，光合速率不再随光照强度增大而增加，其主要的限制因素是CO2浓度。

（2）在农业生产中的应用

①温室大棚适当提高光照强度可以提高光合速率。

②延长光合作用时间。

③增加光合作用面积（合理密植）。

④温室大棚采用无色透明玻璃。

2．CO2浓度对光合作用的影响

（1）数学模型及其分析

①A点对应的CO2浓度是光合作用的临界值，低于此值，光合作用不能进行。

②AB段表明，光合速率随CO2浓度的增大而增加。

③B点对应的CO2浓度，是光合速率最大时的最小CO2浓度，也称为CO2饱和点。

④B点以后，光合速率不再随CO2浓度增大而增加，其主要限制因素是光照强度。

（2）在农业生产中的应用

①植物光合作用的最适CO2浓度为0.1%，而空气中CO2仅为0.03%。

因此适当增加空气中CO2浓度，可提高光合速率。

②温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如放一定量的干冰或多施有机肥，提供更多的CO2。

③大田中常用“正其行，通其风”来增加CO2的供应。

3．温度对光合作用的影响

（1）数学模型及其分析

①温度直接影响光合作用中有关酶的活性，对光合作用的影响很大。

低温时，植物酶促反应速率下降，限制了光合作用的进行；高温时，叶绿体和细胞质的结构会遭到破坏、叶绿体的酶发生钝化、变性甚至遭到破坏。

②低温会影响光合酶的活性，植物净光合速率较低；较高温度使呼吸作用加强，净光合速率下降。

（2）在农业生产中的应用

①适时播种。

②温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降低温度。

4．矿质元素对光合作用的影响

（1）矿质元素对光合作用影响的数学模型及其分析：

①N是各种酶以及ATP等的重要组成成分。

②P是ATP的重要组成成分。

③Mg是叶绿素的重要组成成分。

④K对光合产物的运输和转化起促进作用。

（2）矿质元素对光合作用的影响规律：

在一定范围内，矿质元素增多，光合速率加快；超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由于渗透失水反而使光合速率下降。

（3）在农业生产中的应用：

适时适量施肥，注意施肥不要过量，否则会造成土壤溶液浓度大于细胞液浓度导致细胞失水。

5．水对光合作用的影响

缺水时气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞；缺水，叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输出缓慢。

因此，植物体水分减少会使光合速率下降。

合理浇灌是提高光合速率的有效措施。

6．多因子对光合速率的影响

（1）P点理解：

此点之前，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。

（2）Q点理解：

此点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，影响因素为坐标图中三条曲线所表示出的因素。

[名师点拨]　（净）光合速率的测定方法

（1）实验装置：

如图。

（2）条件：

整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。

（3）NaHCO3溶液作用：

玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

（4）植物光合速率指标：

植物光合作用释放O2，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。

单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。

[题组冲关]

1.利用右图所示的实验装置进行与光合作用有关的实验，正确的是（　　）

A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的O2量

B．在光下，如果有气泡产生，可说明光合作用产生O2

C．为了探究CO2浓度对光合作用的影响，可以用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验

D．为了探究光照强度对光合作用的影响，用一套装置慢慢向光源靠近，观察气泡产生速率的变化

解析：

选C　收集到的O2量可表示净光合作用量，即光合作用产生的O2被细胞呼吸利用后的剩余部分。

如果在光补偿点以下，可放出CO2。

装置内的CO2浓度随光合作用的进行会发生变化，即无关变量没能严格控制。

2．下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。

下列各选项叙述错误的是（　　）

A．①图中的X因素可表示CO2浓度

B．②图中Y因素可能代表N、P、K等必需元素

C．③图中，其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动

D．④图中，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度

解析：

选C　Mg是合成叶绿素不可缺少的元素，植物缺Mg时，叶绿素合成减少，光反应减弱，植物细胞欲达到光补偿点，需增加光照强度，故b点将向右移动。

环境因素骤变对光合作用中物质含量动态变化的判断　

1．分析方法

（1）需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。

（常见图示见下图）

光合作用过程的常见图示

（2）需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。

如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：

2．结合光合作用过程常见图示对相关物质含量变化过程与结果的分析

条件

过程变化

C3

C5

[H]和ATP

模型分析

光照由强到弱，CO2供应不变

①过程减弱②③过程减弱，④过程正常进行

增加

减少

减少

光照由弱到强，CO2供应不变

①过程增强

②③过程增强

④过程正常进行

减少

增加

增加

光照不变，CO2由充足到不足

④过程减弱，①②③过程正常进行，随C3减少②③减弱，①过程正常

减少

增加

增加

光照不变，CO2由不足到充足

④过程增强①②③正常进行，随C3增加②③增强，①过程正常

增加

减少

减少

[名师点拨]　C3、C5含量变化的两点注意

（1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。

（2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP的含量变化是一致的。

[题组冲关]

1．在其他条件适宜的情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是（　　）

A．C3和C5都迅速减少

B．C3和C5都迅速增加

C．C3迅速增加，C5迅速减少

D．C3迅速减少，C5迅速增加

解析：

选C　植物正常进行光合作用时突然停止光照，则光反应减弱，叶绿体内ATP和[H]含量减少，暗反应C3的还原减弱，C3含量增加，CO2的固定过程仍在消耗C5，C5含量减少。

2．下面为光合作用的过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶绿体中的含量变化将会是（　　）

A．a上升、b下降　　　B．a、b都上升

C．a、b都下降D．a下降、b上升

解析：

选B　c为CO2，a、b为[H]、ATP，降低CO2的浓度，C3含量降低，消耗[H]、ATP减少，所以[H]、ATP的含量升高。

3．进行正常光合作用的叶片，如果叶绿体中[H]的含量相对稳定，在a点时突然停止供给CO2，能表示叶绿体中[H]含量变化的曲线是（　　）

解析：

选B　突然停止CO2供应，叶绿体内C3减少，C3的还原所需要的ATP和[H]因利用的少，在叶绿体内含量上升，但一段时间后会达到稳定。