2022-2023学年人教版必修1 第5章 第4节　第2课时　光合作用的原理和应用 学案

1、第2课时光合作用的原理和应用1光合作用的原理1光合作用的概念和反应式(1)概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将_和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出_的过程。(2)反应式：_。2光合作用的原理(1)过程(2)光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供了_。答案：1.(1)二氧化碳氧气 (2)CO2H2Oeq o(,sup7(光能),sdo5(叶绿体)(CH2O)O22.(1)叶绿体类囊体薄膜H2OHO2叶绿体基质ATPADPPi稳定的化学能(2)NADPH和ATP科学家在探究不同光照处理对植物光合作用的影响时，以生长状况相同的天竺葵为材料设计了A、B、C、D 4组实验。各组实验

2、的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s。A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；D组(对照组)：光照时间为135 s。处理结束时，测定各组材料中光合作用产物的含量：A为50%，B为70%，C为94%，D为100%。(1)光照几毫秒后停止光照，光反应和暗反应是不是都会马上停止？答案：停止光照后，光反应马上停止，暗反应在消耗完光反应产生的ATP和NADPH后会停止。(2)光照停止后，短时间内，N

3、ADPH、ATP、C3、C5的量如何变化？答案：NADPH、ATP会减少，C3增多，C5减少。 光合作用过程中，光照与CO2浓度发生变化时，C3、C5、NADPH和ATP的变化及模型分析条件C3C5NADPH和ATP模型分析光照由强到弱，CO2供应不变增加减少减少或没有光照由弱到强，CO2供应不变减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足增加减少减少【例1】如图为光合作用示意图。下列说法不正确的是( C )A表示O2，表示NADPH，表示CO2B暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)C黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行

4、下去D增加光照强度或降低CO2浓度，短时间内C3的含量都将减少解析：据图分析，类囊体薄膜上的光合色素吸收光能，将H2O光解，产生H与O2，表示O2，表示NADPH；光合作用的暗反应阶段，场所是叶绿体基质，CO2被C5固定形成C3，表示CO2，A正确。暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)，B正确。黑暗条件下，光反应停止，NADPH和ATP不再产生，暗反应将逐渐停止，C错误。增加光照强度，短时间内C3的生成速率不变，而光反应产生的ATP、NADPH增多，C3被NADPH、ATP还原为(CH2O)的速率加快，因此C3的含量减少；降低CO2浓度，CO2的固定减弱，生成的C3

5、减少，短时间内C3的还原速率基本不变，所以C3的含量将减少，D正确。【例2】在适宜的反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用相同光照强度的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是( C )A红光，ATP减少 B红光，C3增多 C绿光，NADPH减少 D绿光，C5增多解析：在适宜的反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用红光，光反应增强，产生NADPH和ATP的速率加快，C3的还原加快，而二氧化碳的固定速率暂时不变，因此C3减少，C5增多。如果在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用绿光，光反应减弱，产生NADPH和

6、ATP的速率减慢，C3的还原减慢，而二氧化碳的固定速率暂时不变，因此C3增多，C5减少。2光合作用原理的应用 光合作用原理的应用(1)光合作用的强度：_。(2)探究光照强度对光合作用强度的影响方法步骤：取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm的打孔器打出圆形小叶片30片用注射器(内有清水、圆形小叶片)抽出叶片内的气体(O2等)将内部气体抽出的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，圆形小叶片全部沉到水底。项目圆形小叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20 mL强_乙10片20 mL中中丙10片20 mL弱_实验结论：在一定范围内，随着光照强度_，光合作用强度_(圆形小叶片中产生的O2

7、多，浮起的叶片多)。答案：(1)植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量(2)多少不断增强不断增强温室，又称暖房，有玻璃温室、塑料温室等。温室应密封保温，且便于通风降温。现代化温室中具有控制温度、湿度、光照等条件的设备，可用电脑控制，自动创造植物所需的最佳环境条件。温室栽培装置包括栽种槽、供水系统、温控系统、辅助照明系统及湿度控制系统等。栽种槽设于窗底或做成隔屏状，供栽种植物；供水系统自动适时适量供给水分；温控系统包括排风扇、热风扇、温度感应器及恒温系统控制箱等，以适时调节温度；辅助照明系统包含植物灯及反射镜，装于栽种槽周边，于无日光时提供光照，使植物进行光合作用；湿度控制系统可配合排风扇调

8、节湿度及降低室内温度。(1)从影响光合作用的角度分析，有哪些环境因素会影响作物的产量？答案：光照强度、CO2浓度、温度等。(2)在温室中，如何改变环境因素以提高农作物的产量？答案：人工补充光照、夜间适当降低温度、白天要通风等。(3)分析总结影响光合速率的因素在生产实践中的应用。答案：光照强度：间作套种农作物；CO2浓度：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”等来增大CO2浓度，提高光合速率；温度：冬季，温室栽培时，白天适当提高温度，晚上适当降低温度，以提高产量。影响光合作用速率的因素及相关曲线分析1光照强度(1)原理分析：光照强度主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生，进而限制暗反应阶段。

9、(2)曲线分析A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸；A点的CO2释放量表示细胞呼吸速率AB段开始进行光合作用，随光照强度的增强，光合作用强度也增强，但光合作用强度小于细胞呼吸强度B点光合作用强度细胞呼吸强度(细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用)，此时的光照强度称为光补偿点BC段随光照强度的增强，光合作用强度不断增强C点光照强度增强，光合作用强度基本不变，此时的光照强度C点称为光饱和点，C点的CO2吸收量表示净光合作用速率(3)应用分析欲使植物正常生长，则光照强度应大于B点对应的光照强度。适当提高光照强度可增加作物产量。阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，间作套种时农作物的种类要合理搭配。2C

10、O2的浓度(1)原理分析：通过影响暗反应阶段，制约C3生成。(2)曲线分析走势分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。关键点分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。图2中A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B点都表示CO2饱和点。(3)应用分析温室中适当增加CO2浓度，如投入干冰等。大棚中“正其行，通其风”，以及多施有机肥来提高CO2浓度。3温度(1)原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。(2)曲线分析AB段：随着温度升高，光合作用增强。B

11、点：光合作用的最适温度。BC段：随着温度升高，光合作用减弱。温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。(3)应用分析适时播种。温室栽培时，白天适当提高温度，夜间适当降低温度。4水和营养元素(1)水：光合作用重要的反应物，又可影响气孔的开闭，间接影响CO2的吸收，还可影响光合作用产物的运输，从而影响光合速率。(2)营养元素：影响细胞内许多化合物的合成，从而影响植物体的光合作用，如氮是构成细胞内叶绿素、酶、ATP等物质的基本元素，可以促进叶面积的增大和叶片数量的增多，从而影响光合作用。5多因子变量图像含义P点及P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着横坐标所表示的因子的不断加强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当调节温度，增大光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度，以提高光合速率【例3】将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是( A )A大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作B与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C