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1、第3课时 影响光合作用的环境因素目标导航1.结合教材P7677，分析影响光合作用的环境因素。2.结合教材P77内容概述光合作用原理的实践应用。影响光合作用的环境因素(阅读P7678)1.光照强度低时，植物光合速率低。光照强度增强，光合速率变大；光照强度进一步提高，光合速率增加幅度逐渐减小；光照强度超过一定值时，光合速率不再增加。2.CO2是光合作用的原料之一。在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，达到某一定值后，增加CO2浓度，光合速率不再增加。3.温度影响酶活性，因而对光合速率也有明显的影响。(1)教材表43说明，不同植物光合作用的最适温度不同，一般在2530_左右。(2)低
2、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.水和营养元素会直接或间接地影响植物光合速率。(1)水是光合作用的原料，能直接影响植物光合速率。(2)氮素可以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，间接地影响植物光合速率。5.在农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间等途径提高光能利用率。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
3、位时间单位叶面积上CO2的固定量。(3)布莱克曼用黑藻进行实验得到的结果如下：光照是植物进行光合作用不可缺少的条件，光照较低时，植物光合速率很低。AB段：随光照强度的逐渐增强，光合速率相应地变大；当光照强度进一步增强时，光合速率增加幅度逐渐减小。BC段：光照强度超过某一定值时，光合速率不再增加，这一定值称为光饱和点(B点对应的光照强度)。2.CO2浓度对光合速率的影响(1)AB段：在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增大而增加。(2)BC段：当CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合作用速率也不再增加。这一定值称为CO2饱和点(B点对应的CO2浓度)。3.温度对光合速率的影响(1)
4、温度是通过影响酶活性进而影响光合速率(主要制约暗反应)。(2)温度与光合速率的关系曲线图曲线分析：在一定温度范围内，随温度的升高而升高；当温度达到一定值后不再增高，而超过一定值后，随温度的升高，光合速率反而降低。其中图中B点对应的温度即为植物光合作用的最适温度。一般来说，光合作用的最适温度是2530 。植物光合作用在最适温度时光合速率最高。4.矿质元素对光合速率的影响矿质元素可通过参与构成与光合作用相关的重要化合物，进而对光合作用造成直接或间接影响，如Mg是构成叶绿素的成分之一。在一定的浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难，
5、从而导致光合速率下降。5.水分对光合作用的影响(1)水是光合作用原料之一，缺水时可导致叶的气孔关闭，致使CO2供应不足而影响光合速率。(2)保障水的供应，不仅满足光合作用原料需求，而且可使枝叶挺立、气孔开放，有利于接受光照及CO2进而保障植物的光合作用。1.将下列生产实例和利用的光合作用原理连起来。2.叶绿素是叶绿体中重要的色素，若叶绿素的合成受阻，将严重影响光合作用的进行。那么影响叶绿素合成的主要因素有哪些呢？试分析解释之。答案(1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。(2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时
6、，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。(3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。3.各种环境因素，对光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合地起作用。下图为多因子变量对光合速率的影响，试分析之。P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因子的措施。1.一般来说，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(
7、)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不足问题导析(1)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，降低叶表面温度)。(2)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。答案D一题多变某研究性学习小组的同学研究了在适宜的温度条件下，周围环境中某些因素与植物光合作用的关系，并绘出下面各图。请据图分析回答下面的问题。(1)如图甲所示，即使CO2浓度超过B点，光合作用
8、强度也不再增强，此时若增大_，光合作用强度还可继续增强。(2)如图乙所示，B点为光饱和点，它代表的生物学含义是_。(3)分析比较图丙和图丁，可以得出的结论是_。答案(1)光照强度(2)在此光照强度条件下，光合速率开始达到最大值(3)在一定范围内，随着N、P元素吸收量的增多，光合速率加快；在同一光合速率条件下，该植物进行光合作用需要N元素的量比P元素多解析图甲、乙说明二氧化碳浓度和光照强度影响光合作用强度，甲图中的B点是在一定条件(适宜温度、一定光照强度)下，植物可利用的最大二氧化碳浓度，此时若使植物光合作用强度继续增强，应增大光照强度；图乙中B点的生物学含义是在此光照强度条件下，光合速率开始达
9、到最大值；图丙、丁说明矿质元素影响植物的光合作用强度，但两图反映出N、P对光合速率的影响存在差异。二、当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、H和ATP的变化1.光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应产生的ADP和Pi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的减少，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，三碳化合物生成的减少，含量下降；三碳化合物被还原的减少，消耗的H和ATP减少
10、，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。分析各种条件变化后相关物质的变化情况改变条件三碳化合物五碳化合物H和ATP产生O2速率(CH2O)合成量相关曲线光照强弱，CO2供应不变增加减少减少减慢减少光照弱强，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，增加CO2供应增加减少减少加快增加2.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到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题：(1)图中物质A是_(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO
11、2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_。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中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)。(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_。问题导析(1)由CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，来确定物质A、B物质成分。(2)暗反应速率达到稳定时，C3和C5的含量稳定，此时C3的分子数是C5的2倍。(3)当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率
12、减慢，导致C5积累。(4)CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因为暗反应减弱，所需的ATP和H减少，光反应强度减弱。答案(1)C3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的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(3)高(4)低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和H少一题多变如图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合作用过程中三碳化合物、五碳化合物的数量变化。若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中三碳化合物含量变化、五碳化
13、合物含量变化分别相当于曲线中的()A.cd段(X)，bc段(Y)B.de段(X)，de段(Y)C.de段(Y)，cd段(X)D.bc段(Y)，bc段(X)答案B1.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.温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量()A.增加室内CO2浓度 B.增大室内昼夜温差C.增加光照强度 D.采用绿色玻璃盖顶答案D解析光合色素几乎不吸收绿光，绿光下光合强度低。3.严寒冬季，温室大棚种植蔬菜、花卉、水果，能调剂市场，又有高经济效益。下面列举了与此有关的生产措施，合理的是()温室的设计应尽量提高采光效率，尽量减少温度的散失若使用简易的塑料大棚，最好能在入冬前给土壤施足有机肥，因为有机肥不但可以源源不断地为植物提供矿质营养，还可以补充大棚内的二氧化碳温室蔬菜采用无土栽培技术，不但可以按植物需求配
