3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素课件 高一上学期生物苏教版（2019）必修第一册

影响光合作用和细胞呼吸的环境因素02二、影响细胞呼吸的环境因素01一、影响光合作用的环境因素03三、光合作用和细胞呼吸原理的应用目录果蔬保鲜的核心问题就是如何减缓呼吸作用，抑制新陈代谢，使新鲜果蔬处于休眠或半休眠状态。冷藏法是目前普遍使用的果蔬保鲜方法，但其保鲜时间比较短。【思考】冷藏法减缓果蔬呼吸作用的途径是什么？情景思考1．光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。2．光照是植物进行光合作用的必要条件(1)光照强度会影响光合速率①光照强度可以用单位叶面积上所接收的可见光量来表示。②光照强度对光合速率的影响示意图③在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应增加；当达到某一定值后，光照强度即使继续增强，光合速率也不再增加。一、影响光合作用的环境因素(2)光质①叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值。②实验表明，叶绿素a和叶绿素b在蓝紫光区和红光区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在蓝紫光区。叶绿体中的色素不吸收或很少吸收绿光。3．CO2是光合作用的原料之一(1)CO2浓度对光合速率的影响示意图(2)在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而增加，在CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。

4．温度对光合作用中酶活性的影响很大，因而对光合速率也有明显的影响。酶对温度很敏感，低温或高温会导致酶活性降低，光合速率也会降低。5．土壤中的水分含量和无机盐的种类也会影响光合速率(1)水是光合作用的原料之一，充足的水分能直接影响植物的光合速率。(2)氮素是蛋白质、核酸的组成成分，充足的氮素供应可以促进叶面积的增大和叶数量的增多，从而增加光照面积，间接地影响植物的光合速率。(3)镁是叶绿素的组成成分，适时补充镁元素可以促进叶绿素的合成，从而影响光合速率。温室生产中昼夜温差越大，作物产量越高吗？运用生物学的知识和方法，解决农业生产上的问题。白天适当提高温度，可有利于提高光合产量，夜晚不能进行光合作用，适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗，所以适当提高温差可以提高作物有机物的积累量，从而提高产量。然而，昼夜温差并非越大越好，因为夜晚温度过低时，会影响呼吸相关酶的活性，当呼吸作用被过度抑制时，必将减弱植物根对矿质元素离子的吸收等代谢过程，这对植物生长显然不利。实践应用1．呼吸速率是植物细胞代谢强弱的一个重要指标，常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2

或释放CO2

的量来表示。2．温度主要影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。(1)在一定的温度范围内，酶活性因温度的升高而提高，呼吸速率也会增高；到达最高值后，因温度高于酶的最适温度，酶活性降低，因而呼吸速率也随着温度的升高而下降。(2)细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异。(3)植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度，因此，当细胞呼吸处于最适温度时，细胞呼吸旺盛，而光合作用可能已经有所减弱。二、影响细胞呼吸的环境因素3．氧是细胞进行有氧呼吸的必要条件(1)在氧浓度较低的范围内，植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而升高，但增至一定程度时，呼吸速率就不再升高了。(2)在缺氧条件下，植物可短暂地进行无氧呼吸，但由于有机物的不完全氧化，积累的不完全氧化产物会对细胞产生毒害，所以，无氧呼吸最终常会使植物受到伤害。(3)苹果细胞无氧呼吸会积累过多酒精，结果细胞受到毒害而死亡，失去抵御微生物入侵的能力，最后苹果腐烂。同样，动物在剧烈运动时会因无氧呼吸积累过多的乳酸，从而出现肌肉酸痛。(4)在以有氧呼吸为主的生物体内，随着氧浓度的提高，有氧呼吸会增强，无氧呼吸会有所减弱。4．二氧化碳是细胞呼吸的最终产物(1)空气中二氧化碳的体积分数约为0.033%。当二氧化碳体积分数高于5%时，细胞呼吸明显受到抑制。(2)在土壤中，根系土壤微生物的细胞呼吸会产生大量的二氧化碳，当土壤板结、深层通气不良时，积累的二氧化碳体积分数可达4%～10%，甚至更高。此时若不及时中耕松土，根部细胞的有氧呼吸会严重受阻。(3)一些植物(如豆科植物)种子由于种皮的限制，细胞呼吸产生的二氧化碳难以被释放出来，种皮内积聚较高浓度的二氧化碳会抑制细胞呼吸，导致种子进入休眠状态。5．植物组织的含水量与呼吸速率也有密切关系。在一定范围内，细胞呼吸速率随组织含水量的增加而增高。干燥种子的细胞呼吸速率很低，而当种子吸水后，细胞呼吸速率迅速增高。

6．植物种类的不同以及同一植物的不同组织器官，也能影响植物细胞的呼吸速率。(1)不同种类的植物呼吸速率不同。一般来说，旱生植物生长缓慢，细胞呼吸速率比水生植物低；阴生植物所处的地方光照强度较弱，细胞呼吸速率比阳生植物低。(2)同一种植物在不同的生长发育时期，细胞呼吸速率有所不同。一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期，细胞呼吸速率增高。同一种植物的不同器官，细胞呼吸速率也有所不同，一般生殖器官比营养器官的细胞呼吸速率高，幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。1．影响细胞呼吸的内因——遗传因素遗传物质的不同决定酶的种类和数量不同，进而影响细胞呼吸的类型、速率等。(1)生物的细胞呼吸类型①需氧型生物——需在氧气充足的条件下才能正常生活，如人、绝大多数动植物。②厌氧型生物——需要在无氧条件下才能正常生活，有氧时呼吸作用会受到抑制，甚至不能生长，如乳酸菌、破伤风杆菌。③兼性厌氧生物——在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，如酵母菌。拓展延伸(2)不同种、不同生长发育时期或不同组织器官，细胞呼吸速率有差异(以植物为例)①不同种类植物的细胞呼吸速率不同，一般旱生植物小于水生植物，阳生植物大于阴生植物。②同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。③同一植物的不同组织器官呼吸速率不同，一般生殖器官大于营养器官。2．影响细胞呼吸的外因——环境因素(1)温度①影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35℃之间。②应用低温储存食品大棚栽培在夜间和阴天适当降温温水和面发得快CO2产生量O2浓度O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸分别有何影响？用曲线表示出来。无氧呼吸有氧呼吸O2浓度对酵母菌产生的CO2量有何影响？用曲线表示出来。CO2总量说出A、B两点有氧呼吸和无氧呼吸有何关系？AB有氧呼吸和无氧呼吸放出CO2量相等无氧呼吸消失只进行有氧呼吸(2)氧气在图中有氧呼吸和无氧呼吸曲线的交点时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率是否相等？根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式：C6H12O6→6CO2（有氧呼吸），C6H12O6→2CO2（无氧呼吸），可知，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为1:3。不相等。图中有氧呼吸和无氧呼吸曲线的交点，表示两者释放的二氧化碳的量相等。思考：①影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。a．O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。b．0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。c．O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。d．O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。②应用:中耕松土促进植物根部有氧呼吸；无氧发酵过程需要严格控制无氧环境；低氧储存粮食、水果和蔬菜（3）水分①影响水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应水作为生物化学反应的介质影响反应的进行在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢②应用粮食在入仓前要进行晾晒处理干种子萌发前进行浸泡处理(4)CO2①影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行，如图所示。②应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。低温酶活性低呼吸强度低水含量少呼吸强度低低温酶活性低呼吸强度低低氧抑制呼吸增加氧气含量，促进呼吸1、贮藏粮食为什么要低温、干燥？2.贮藏蔬菜、水果为什么要低温、低氧？3.水稻的晒田，农作物的中耕松土有什么道理？

针对生活中的生物学现象，进行观察并提问思考：实践应用4.有一句关于锄地(中耕松土)的谚语“锄头下面有肥”，请结合所学知识分析该谚语的合理性。松土可增加土壤中的氧气浓度，促进农作物的有氧呼吸强度，进而增强矿质元素的吸收。实践应用1．增加光照面积、延长光照时间等可以充分利用光能。2．适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。(1)在水稻生产中，适时采取露田和晒田等措施，就是为了改善土壤通气条件，以增强根系的细胞呼吸。

三、光合作用和细胞呼吸原理的应用新疆种植的哈密瓜为什么比较甜？(2)合理密植也有利于作物的细胞呼吸和光合作用。作物种植过密，在高温和光照不足的情况下，细胞呼吸消耗过大，光合作用产物被较多地分解，因而净光合速率降低，产量受到影响。3．在储藏果蔬时，一般采用适当降低温度或氧浓度的方法，抑制细胞呼吸，以减少有机物的消耗。4．在储藏粮食时，通过降低粮仓的湿度，使储存的种子保持干燥，以抑制细胞呼吸，延长保存期限。水分（应用：合理灌溉）矿质元素（应用：合理施肥）温度：影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休”CO2浓度（升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰等）

光质（光的颜色）光照

光照时间：（应用：延长光照时间：一年两/三熟）

光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高光照强度，间作套种（提高光能的利用率）（应用：大棚种植用红光或蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜）对影响光合作用的因素进行归纳总结细胞呼吸原理的应用促进呼吸抑制呼吸创可贴植物松土水稻晒田发酵生产破伤风疫苗提倡慢跑在储存水果、蔬菜和粮食时，为充分保持营养成分，应尽量降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，结合氧浓度与二氧化碳的产生量分析，在储存水果、蔬菜和粮食时，是不是氧气浓度越低越好？在储存水果、蔬菜和粮食时，并不是氧气浓度越低越好，氧气的浓度应维持在产生二氧化碳的量为最小值的附近。粮食储藏的条件一定范围内的低温、干燥、低氧果蔬储藏的条件一定范围内的低温、湿度、低氧归纳总结影响呼吸作用的因素影响光合作用的因素温度CO2浓度土壤中的含水量和无机盐的种类光照光合速率应用光照强度光质温度CO2浓度O2浓度植物种类的不同和同一植物的不同组织器官植物组织含水量呼吸速率应用课堂总结1.《齐民要术》中，要求栽种农作物要“正其行，通其风”，原理是（

）

A．确保通风透光，从而有利于提高光合作用的效率

B．通风透光，可以增强农作物的呼吸作用

C．可以增强农作物的抗性

D．增强农作物的蒸腾作用A课堂检测2.如图为光合作用与光照强度之间关系的曲线，光照强度在B点时，限制光合作用强度进一步升高的因素是()①光照强度②CO2浓度③温度④水分A．②③B．③④C．①② D．②④A3.下