一轮复习人教版光合作用与能量转换学案

第10讲光合作用与能量转换(H)

［素养目标］

1.阐明各种因素对光合作用强度的影响。(生命观念、科学思维)

2.用动态联系的观点说明细胞呼吸强度与光合作用强度的大小关系，并举例说明它在实际

生产生活中的应用。(科学思维、社会责任)

考点1影响光合作用的因素

授课提示：对应学生用书第108页

督必备知识梳理

一、光合作用的强度

1.概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。

2.衡量指标

(1)光合速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出02的量或有机物的净增量。

(2)光合生产率(又称净同化率)：植物在较长时间(一昼夜或一周)内，单位叶面积生产的干物

质量。光合生产率比光合速率低，因为去掉呼吸等消耗。

3.影响光合作用强度的因素

(1)影响光合作用的内部因素：色素的含量、酶的含量和活性、叶龄等。

(2)影响光合作用强度的环境因素：光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分等。

①只要影响到光合作用的原料(CO2、水)、能量的供应(光能)，都可能是影响光合作用强度的

因素，例如：环境中CO2浓度、叶片气孔开闭情况。

②影响叶绿体(光合作用场所)的形成和结构的因素,也会影响光合作用强度。例如：无机营

养、病虫害。

③光合作用需要能参与，因此影响酶活性的因素也会影响光合作用强度，伊U如：温度、pHo

二、探究环境因素对光合作用强度的影响

1.实验原理

2.实验装置分析

(1)设置自变量：自变量是光照强度，通过调整光源与烧杯的距离来调节光照强度的大小。

(2)中间盛水玻璃柱的作用：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。

(3)CO2的供应：事先向小烧杯中的清水中吹气或者是用质量分数为1%〜2%的NaHCCh溶

液。

3.实验步骤及操作要点

实验步骤操作要点

取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片

①制备圆形小叶片

（避开大的叶脉）

a.将圆形小叶片和适量清水置于注射器，排出注射器内的空气；

②排出细胞间隙中

b.用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内

的气体

的气体逸出。重复几次，直到圆形小叶片全部沉到水底

a.将上述处理过的圆形小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用；

③分装圆形小叶片b.向3只小烧杯分别倒入富含CO2的清水；

c.将待用圆形小叶片各10片分别放入3只小烧杯中

④给予不同的光照将3只小烧杯分别置于强、中、弱三种光照下。实验中，可用5W的

强度LED灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度

观测并记录单位时间内3个烧杯中叶片上浮的数量，或者是浮起相同

⑤观察并记录

数量的叶片所用的时间长短

4.实验结论：在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。

口易错易混诊断

1.（必修1P105“探究・实践”拓展）探究光照强度对光合作用强度影响的实验中的自变量是

光照强度，因变量是光合作用强度。（J）

2.（必修1P105“探究・实践”拓展）在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强

度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。（X）

3.（必修1P105“探究・实践”）在探究光照强度对光合作用强度的影响中，往水中吹气是为

了增加水中的溶解氧。（X）

4.（必修1P105“探究・实践”）探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的圆形小叶

片应先排出里面的气体。（J）

5.（必修1P105“探究・实践”拓展）探究光照强度对光合作用强度影响的实验中能测定出其

真正光合作用速率。（义）

口教材深挖拓展

1.必修1P97“问题探讨”拓展：植物工厂用人工光源生产蔬菜的优点是

同时，_________________________________________________________________

以使蔬菜产量达到最大。

提示：可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产人工光源

的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节

2.必修1P105“探究・实践”拓展：阅读实验流程、分析实验装置，请回答：

(1)该实验的自变量是光照强度，实验中可通过来设置自变量。

(2)因变量是光合作用强度，实验中是通过

______________________________________________________来观测因变量的。

提示：(1)调整光源与烧杯之间的距离(2)单位时间内被抽去空气的圆形小叶片浮起的数量

或者浮起相同数量的叶片所用的时间

聚关键能力提升

一、外部因素对光合作用的影响［科学思维］

1.光照强度对光合作用的影响及应用

(1)原理：光照强度影响光反应阶段，影响ATP及NADPH的产生，进而影响暗反应。

(2)曲线分析(实线表示阳生植物，虚线表示阴生植物)

①A点：光照强度为0,只进行细胞呼吸。

②AB段(不含A、B点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。

③B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)。

④BD段(不含B、D点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。

⑤C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随着光照强度的增大而增强)。

(3)应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物、林间带树种的

配置和冬季温室栽培等都可合理利用光能。

2.CCh浓度对光合作用的影响及应用

(1)原理：CO2浓度通过影响暗反应阶段，影响C3的生成。

(2)曲线分析

图甲图乙

图甲中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，而图乙中

的A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B点和B'点都表示C02饱和

点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

(3)应用

①栽种农作物时要“正其行，通其风”，多施有机肥。

②温室内可通过放干冰，使用C02生成器，施用农家肥，与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高

C02浓度。

3.温度对光合作用的影响及应用

(1)原理：温度通过影响光合酶的活性影响光合作用强度。

(2)曲线分析

光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响，但呼吸作用相关酶的最适温度较高。

(3)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降

低温室内温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。

4.水对光合作用的影响及应用

(1)原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水将导致萎篇，

使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响C02进入植物体内。

(2)曲线分析

光

合

速co

吸

率

收

及

水分

图1

图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。图2曲线上E点处光合作用

强度暂时降低，是因为温度较高，植物部分气孔关闭，影响了C02的供应。

⑶应用：预防干旱，合理灌溉。

5.矿质元素对光合作用的影响及应用

(1)原理：矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进

行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP、磷脂的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素

喽

-fj-0

(2)曲线分析

光合作用强度

UN、P、Mg等矿质元素

在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当矿质元素超过一

定含量后，土壤溶液的浓度过高，植物会因渗透失水而使光合作用强度下降。

（3）应用：合理施肥、补充土壤中的矿质元素。

6.多因子变量对光合速率的影响

自变量2温度自变量2光照强度自变量2CO?浓度

*■第

30P高光强高CO2浓度

<n亲20t中光强中C0?浓度

ior

II低光强低co2浓度

Oof

Q光照强度pQcoz浓度

A自变量1B自变量1C自变量1

限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随

着该因子的不断加强，光合速率不断提充

-

曲曲线变化受横坐标所表示的因子与坐标曲线中另一因

线子的共同控制，如A图受光照强度与温度的共同影响

分

析横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高

一光合速率国道当奥高图中的其他因于

温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温

度，增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时

适当增加CO2浓度,进一步提高光合速率

二、内部因素对光合作用的影响［科学思维］

1.植物自身的遗传特性（如植物品种不同）

以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。

曲线「补偿点A，＜A

裕

第*阳生植物分析L饱和点BYB?

/卷阴生植物解读

4Mn

。

'B,B2光照强度—间作套种

2.植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶

0A段，随叶龄增大，叶面积

一增大，色素含量增大，豚的含

曲线量和活性增大，光合速率加快

分析A点之后，随叶龄增大，色素、

解读

L-酶含量减少,晦活性减弱，光合

速率减慢

A叶龄

越必■适时摘除老叶

3.叶面积指数（光合面积）

物

际量

用实

合作

质".光

量

合到

B净光

隼

吸

呼

一

乙

8

6

4

2

0

指数

叶面积

析

⑴分

点。超

饱和

用的

合作

为光

A点

大，

断增

量不

实际

作用

光合

大，

的增

指数

面积

随叶

段，

①0A

。

增强

不再

际量

用实

合作

，光

增大

数的

积指

叶面

随着

点，

过A

，

减少

逐渐

合量

，净光

增加

量的

呼吸

以后随

，B点

增加

强而

用增

合作

随光

合量

净光

段，

②0B

。

生长

正常

无法

物将

，植

C点

超过

⑵应用

种。

作套

植、间

理密

如合

积，

用面

合作

加光

①增

长。

免徒

、避

修剪

苗、

当间

②适

探究

境式

：3情

究］

科学探

境考查

究为情

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意图,

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对茉莉

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探究

小组

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生物

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问题

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回答

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，

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木塞