2020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 8页

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。‎ - 8 -‎ 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．C‎3 C．(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．H2O B．CO‎2 C．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。‎ - 8 -‎ ‎ 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 - 8 -‎ 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 - 8 -‎ 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。‎ - 8 -‎ ‎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：‎ ‎ ‎ - 8 -‎ ‎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。‎ - 8 -‎ ‎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。‎ - 8 -‎