第5章第4节第3课时新知探究·巧设计通要点设计1设计2通高考课堂练课下练名师课堂·一点通创新演练·大冲关 一、光合作用原理的应用一、光合作用原理的应用 1 1．光合作用强度．光合作用强度 (1) (1)概念：植物在概念：植物在 内通过光合作用制造内通过光合作用制造 的数量 (2) (2)表示方法：用一定时间内表示方法：用一定时间内 的数量来定量表示的数量来定量表示单位时间单位时间糖类糖类原料消耗或产物生成原料消耗或产物生成2 2．影响因素．影响因素(1)(1)空气中空气中 2)(2)土壤中土壤中 含量3)(3)光照的光照的 以及光的成分以及光的成分4)(4) 的高低CO2浓度浓度水分水分时间、强度时间、强度温度温度 3．应用．应用 控制 控制 和温度的高低，适当增加作物和温度的高低，适当增加作物环境中环境中 来提高光合作用强度。
来提高光合作用强度光照的强弱光照的强弱CO2的浓度的浓度 4．光照强度影响光合作用强度的实验．光照强度影响光合作用强度的实验(1)实验流程：实验流程：打出小圆形叶片打出小圆形叶片(30片片)：用：用 在生长旺盛的绿叶在生长旺盛的绿叶 上打出上打出(直径＝直径＝1 cm)打孔器打孔器抽出叶片内气体：用抽出叶片内气体：用 (内有清水、小圆叶片内有清水、小圆叶片)抽抽 出叶片内气体出叶片内气体(O2等等)注射器注射器小小圆叶片沉入水底：将抽出内部气体的小叶片沉入水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放形叶片放入黑暗入黑暗处盛有清水的盛有清水的烧杯内，小杯内，小圆形叶片全部 形叶片全部 沉到水底沉到水底 实验处理及结果：实验处理及结果： 项项目目烧烧杯杯小小圆圆形形叶片叶片加富含加富含CO2的清水的清水光照光照强强度度叶片浮起叶片浮起的数量的数量甲甲10片片20 mL强强最多最多乙乙10片片20 mL中中 丙丙10片片20 mL弱弱 较多较多较少较少 (2)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度光合作用强度 (同一时间内产生同一时间内产生 越多，浮起越多，浮起的叶片越多的叶片越多)。
不断增强不断增强O2 二、化能合成作用 二、化能合成作用 1．化能合成作用．化能合成作用 (1)概念：利用体外环境中的某些概念：利用体外环境中的某些 氧化时氧化时所释放的能量来制造所释放的能量来制造 (2)实例：硝化细菌能利用氧化实例：硝化细菌能利用氧化 释放的化学释放的化学能将能将 合成为糖类，供自身利用合成为糖类，供自身利用无机物无机物有机物有机物NH3CO2和和H2O 2．自养生物和异养生物．自养生物和异养生物 (1)自养生物：自养生物： ①①特点：能将无机环境中的特点：能将无机环境中的 转化为有机物转化为有机物的生物 ②②代表生物：进行光合作用的生物代表生物：进行光合作用的生物(如如 )；进；进行化能合成作用的生物行化能合成作用的生物(如如 )CO2和和H2O绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌 (2)异养生物：异养生物： ①①特点：只能利用环境中现成的特点：只能利用环境中现成的 来维持自来维持自身的生命活动。
身的生命活动 ②②代表生物：人、动物、真菌以及大多数细菌代表生物：人、动物、真菌以及大多数细菌有机物有机物 一、影响光合作用的因素一、影响光合作用的因素1 1．光照强度对光合作用强度的影响．光照强度对光合作用强度的影响(1)(1)阅读教材阅读教材P104P104～～105[105[探究探究] ]内容，思考并讨论下列内容，思考并讨论下列问题：问题：①①探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据的原理是什么？的原理是什么？ ②②该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么？该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么？提示：提示：自变量是光照的强弱；设置方法是调节台灯与自变量是光照的强弱；设置方法是调节台灯与实验材料之间的距离实验材料之间的距离 (2)(2)下图表示光照强度对光合作用强度的影响曲线，下图表示光照强度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线讨论并回答：分析曲线讨论并回答： ①①A点时，光照强度为点时，光照强度为0，对应的，对应的CO2来源于哪些来源于哪些生理过程？其释放量的含义是什么？生理过程？其释放量的含义是什么？提示：提示：A点时，光照强度为点时，光照强度为0，此时只进行细胞呼，此时只进行细胞呼吸，其单位时间内释放的吸，其单位时间内释放的CO2量，可表示此时的量，可表示此时的细胞呼吸速率。
细胞呼吸速率 ②②B B点时，所对应的点时，所对应的COCO2 2吸收量和释放量为吸收量和释放量为0 0，试分析此，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B B点的含义点的含义提示：提示：B B点时，细胞呼吸释放的点时，细胞呼吸释放的COCO2 2全部用于光合作用，全部用于光合作用，即光合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点即光合速率＝呼吸速率，此点为光补偿点 ③③C点时，点时，CO2吸收量达到最高，请讨论吸收量达到最高，请讨论C点的含义并点的含义并分析分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？什么？提示：提示：当达到当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点而增加，称之为光饱和点CO2吸收量达到最高前的主吸收量达到最高前的主要限制因素是光照强度，要限制因素是光照强度，CO2吸收量达到最高后的主要吸收量达到最高后的主要限制因素为温度和限制因素为温度和CO2浓度 2．．CO2浓度对光合作用强度的影响浓度对光合作用强度的影响根据图示分析：根据图示分析： (1)分析分析E点的含义。
点的含义 提示：提示：E表示进行光合作用的最低表示进行光合作用的最低CO2浓度2)描述曲线变化规律描述曲线变化规律 提示：提示：在一定范围内，植物光合速率随在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度浓度 的增加而加快；但达到一定浓度时，再增加的增加而加快；但达到一定浓度时，再增加CO2 浓度，光合速率也不再增加浓度，光合速率也不再增加 3．温度对光合作用强度的影响．温度对光合作用强度的影响下图表示温度对光合作用强度的影响曲线，分析曲下图表示温度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线，讨论下列问题：线，讨论下列问题： (1)温度对光合作用强度的影响是怎样起作用的？温度对光合作用强度的影响是怎样起作用的？ 提示：提示：温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用强度性而影响光合作用强度2)尝试描述曲线的意义尝试描述曲线的意义提示：提示：DG段随温度的升高光合速率逐渐加强；至段随温度的升高光合速率逐渐加强；至G点点时达到最大；时达到最大；GH段表示随温度的升高，光合速率快段表示随温度的升高，光合速率快速下降，直至光合作用完全停止。
速下降，直至光合作用完全停止 4 4．判断下列说法是否正确．判断下列说法是否正确(1)(1)光合作用强度只能利用单位时间内生成物的数光合作用强度只能利用单位时间内生成物的数量表示 ( (××) )(2)(2)影响光合作用强度的环境因素只有光照、温度影响光合作用强度的环境因素只有光照、温度和和COCO2 2浓度 ( (××) )(3)(3)光照强度越强，光合作用强度越大光照强度越强，光合作用强度越大 ( (××) ) 二、化能合成作用二、化能合成作用阅读教材阅读教材P105P105最后两自然段，回答下列问题：最后两自然段，回答下列问题：(1)(1)归纳判断自养生物与异养生物的依据，并分析它们归纳判断自养生物与异养生物的依据，并分析它们的本质区别的本质区别提示：提示：①①判断依据：看能否把无机物合成为有机物判断依据：看能否把无机物合成为有机物②②本质区别：能把无机物合成为有机物的生物是自养本质区别：能把无机物合成为有机物的生物是自养生物，以现成的有机物为食的生物是异养生物生物，以现成的有机物为食的生物是异养生物 (2)(2)试从物质变化和能量变化角度，分析化能合成作试从物质变化和能量变化角度，分析化能合成作用与光合作用具有哪些异同点？用与光合作用具有哪些异同点？提示：提示：①①相同点：均能把无机物合成为有机物，储存相同点：均能把无机物合成为有机物，储存能量。
能量②②不同点：合成有机物时利用的能量不同光合作用不同点：合成有机物时利用的能量不同光合作用利用的是光能，化能合成作用利用的是无机物氧化时利用的是光能，化能合成作用利用的是无机物氧化时所释放的化学能所释放的化学能 1．影响光合作用速率的因素．影响光合作用速率的因素 (1)外界因素除光照强度、外界因素除光照强度、CO2浓度外，还有温度、浓度外，还有温度、土壤中水分、矿质离子土壤中水分、矿质离子(如如Mg2＋＋)等 (2)植物内部因素有叶绿体数量、光合色素含量、酶植物内部因素有叶绿体数量、光合色素含量、酶的数量及活性、离子载体数量等，由植物体内的遗传因的数量及活性、离子载体数量等，由植物体内的遗传因素决定 2．细胞呼吸和光合作用的曲线分析．细胞呼吸和光合作用的曲线分析 植物叶肉细胞进行光合作用吸收 植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进的同时，还进行呼吸作用释放行呼吸作用释放CO2，所以测定的，所以测定的CO2的吸收量并不是的吸收量并不是真正光合速率，而是表观光合速率下面图真正光合速率，而是表观光合速率下面图1表示表示CO2的的吸收与光照强度变化的关系，图吸收与光照强度变化的关系，图2表示线粒体与叶绿体表示线粒体与叶绿体的关系。
的关系 结合图 结合图2与图与图1中的曲线分析如下：中的曲线分析如下： (1)图图1中中a点光照强度为点光照强度为0，表示只进行呼吸作用，，表示只进行呼吸作用，与图与图2中中B图对应 (2)图图1中中ab段由于光照强度较弱，光合作用速率小段由于光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图2中中A图对应 (3)图图1中中b点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等，点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等，CO2表现为既不吸收也不释放，与图表现为既不吸收也不释放，与图2中中C图对应 (4)b点以后，由于光照强度变得较大，光合作用速点以后，由于光照强度变得较大，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸作用释放的率大于呼吸作用速率，呼吸作用释放的CO2不能够满足不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收光合作用的需求，表现为从外界吸收CO2，与图，与图2中中D图图对应 3．光合作用与细胞呼吸的相关计算．光合作用与细胞呼吸的相关计算 上面图 上面图1中，中，oa段表示植物呼吸速率，段表示植物呼吸速率，od段表示段表示植物表观光合速率植物表观光合速率(即净光合速率即净光合速率)，，oa＋＋od段表示真段表示真正光合速率正光合速率(即实际光合速率或总光合速率即实际光合速率或总光合速率)，它们的，它们的关系为：真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。
关系为：真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率具体表述为：具体表述为： (1)光合作用消耗的光合作用消耗的CO2总量＝从外界吸收的总量＝从外界吸收的CO2量量＋呼吸作用产生的＋呼吸作用产生的CO2量 (2)光合作用产生的光合作用产生的O2量＝释放到外界的量＝释放到外界的O2量＋呼吸量＋呼吸消耗的消耗的O2量 (3)一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量(用用CO2量表示量表示)＝白天从外＝白天从外界吸收的界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的量－晚上呼吸释放的CO2总量 [例例1] 某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系取甲、乙、丙、丁四株都有的关系取甲、乙、丙、丁四株都有5片叶的小白菜，片叶的小白菜，分别用直径分别用直径1 cm的打孔器打出叶圆片的打孔器打出叶圆片10片，并设法抽片，并设法抽去叶片内气体使之下沉，置于光下取去叶片内气体使之下沉，置于光下取100 mL三角三角瓶瓶4个，编号个，编号1～～4，按下表操作，按下表操作(光照、温度相同且适光照、温度相同且适宜宜)并记录结果并记录结果 编编号号实验处实验处理理30 min内上内上浮叶浮叶圆圆片数片数(片片)叶叶圆圆片片来源来源叶叶圆圆片片数数(片片)自来水自来水(mL)NaHCO3(克克)1甲甲1040022乙乙1040163丙丙1040344丁丁104055 下列评价或修正不合理的是下列评价或修正不合理的是 ( )A．自变量二氧化碳浓度的限制不严格．自变量二氧化碳浓度的限制不严格B．只要控制光照、温度相同即可．只要控制光照、温度相同即可C．实验材料本身存在的差异会影响实验结果．实验材料本身存在的差异会影响实验结果D．制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处．制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处 [解析解析] 本实验中存在多个自变量，材料的来源不本实验中存在多个自变量，材料的来源不同，同，CO2的浓度不同，所以在一个实验中存在着多个自的浓度不同，所以在一个实验中存在着多个自变量，得出的实验结果是不可靠的，一个实验中只能存变量，得出的实验结果是不可靠的，一个实验中只能存在一个自变量，除了这个自变量外其他变量应保持相同。
在一个自变量，除了这个自变量外其他变量应保持相同由于抽取气体后在光下还有可能产生气体，所以抽取气由于抽取气体后在光下还有可能产生气体，所以抽取气体后应进行黑暗处理体后应进行黑暗处理 [答案答案] B [ [例例2]2] 请回答下列有关光合作用的问题 请回答下列有关光合作用的问题 (1)(1)光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响其中，光照强度直接影响光合作用的强度的影响其中，光照强度直接影响光合作用的________________过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的________________过程 (2)(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速率与光照强度和温度的关系物光合速率与光照强度和温度的关系 ①①在温度为在温度为1010℃℃、光照强度大于、光照强度大于________________千勒千勒克斯时，光合速率不再增加当温度为克斯时，光合速率不再增加当温度为3030℃℃、光照、光照强度小于强度小于L L3 3千勒克斯时，光合速率的限制因素是千勒克斯时，光合速率的限制因素是________________________________。
②②根据甲图，在乙图的坐标系中标出光照强度为根据甲图，在乙图的坐标系中标出光照强度为L2千千勒克斯，温度分别为勒克斯，温度分别为10℃、、20℃和和30℃时的光合速率时的光合速率 (3)丙图表示在适宜光照强度下测定的叶片光合作用丙图表示在适宜光照强度下测定的叶片光合作用强度强度(以以CO2吸收速率表示吸收速率表示)与与CO2浓度的关系若适当浓度的关系若适当增大光照强度，则增大光照强度，则a点和点和b点如何移动？点如何移动？___________ 若适当降低光照强度，则若适当降低光照强度，则a点和点和b点又如何移动？点又如何移动？______ [解析解析] (1)光是光合作用光反应阶段的必要条件，光是光合作用光反应阶段的必要条件，CO2则是光合作用暗反应阶段的必要条件光通过影响则是光合作用暗反应阶段的必要条件光通过影响光反应阶段影响整个光合作用过程，光反应阶段影响整个光合作用过程，CO2则通过影响暗则通过影响暗反应阶段而影响整个光合作用过程反应阶段而影响整个光合作用过程 (2)由图甲可知，温度为由图甲可知，温度为10℃，光照强度大于，光照强度大于L1时，时，光合速率不再增加；当温度为光合速率不再增加；当温度为30℃，光照强度小于，光照强度小于L3时，时，限制光合速率的因素则主要是光照强度。
限制光合速率的因素则主要是光照强度 (3)图丙中图丙中a点是点是CO2补偿点，补偿点，b点表示点表示CO2饱和点，饱和点，a点光合作用吸收点光合作用吸收CO2等于细胞呼吸放出等于细胞呼吸放出CO2若降低光若降低光照强度，光合速率下降，可通过增大照强度，光合速率下降，可通过增大CO2浓度以维持光浓度以维持光合速率和呼吸速率相等，即合速率和呼吸速率相等，即a点右移；若增大光照强度，点右移；若增大光照强度，a点应左移限制点应左移限制b点光合速率的因素主要是光照强度等点光合速率的因素主要是光照强度等因素，若降低光照强度，光合作用减弱，因素，若降低光照强度，光合作用减弱，CO2饱和点降饱和点降低，低，b点左移；相反，若增大光照强度，点左移；相反，若增大光照强度，b点右移 [答案答案] (1)光反应 暗光反应 暗反应 反应 (2)①①L1 光照强度 光照强度 ②②如右图如右图(3)a点左移，点左移，b点右移 点右移 a点右移，点右移，b点左移点左移 外界条件发生变化时外界条件发生变化时CO2(光光)补偿点移动规律补偿点移动规律 (1)若呼吸速率增加，若呼吸速率增加，CO2(光光)补偿点右移，反之则补偿点右移，反之则左移。
左移 (2)若呼吸速率不变，外界条件的改变使光合速率若呼吸速率不变，外界条件的改变使光合速率下降时，下降时，CO2(光光)补偿点右移，反之则左移补偿点右移，反之则左移。