河南省鄭州市第五中學(xué)高考生物復(fù)習(xí) 第5章 第4節(jié) 光合作用（2）導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1

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1、 第4節(jié) 能量之源——光與光合作用（2） 一、預(yù)習(xí)與質(zhì)疑（課前完成） （一）預(yù)習(xí)內(nèi)容 課本P97-101 （二）預(yù)習(xí)目標(biāo) 1．通過閱讀提供的資料，會(huì)對(duì)影響光合作用速率的制約因素進(jìn)行分析； 2．通過練習(xí)，學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)定光合速率和呼吸速率及影響因素。 （三）你學(xué)會(huì)了嗎？ 19.光合作用分為哪兩個(gè)階段？ 20.光合作用產(chǎn)生氧氣的階段是在何種結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的？（葉綠體類囊體薄膜上） 21.光反應(yīng)進(jìn)行需要哪些內(nèi)部條件？ （色素、有關(guān)酶等） 22.光反應(yīng)進(jìn)行需要哪些非生物因素（外界條件）？ （光照、溫度等） 23.葉綠體中光合色素有什么用處？（吸收、轉(zhuǎn)化光能） 24.光反應(yīng)

2、中能量是如何轉(zhuǎn)變的？物質(zhì)是如何變化的？ 25.暗反應(yīng)在葉綠體的什么部位進(jìn)行？在光下也能進(jìn)行嗎？ 26.與暗反應(yīng)進(jìn)行有關(guān)的非生物因素有哪些？（CO2濃度、溫度等） 27. 暗反應(yīng)都經(jīng)歷哪些階段？各階段的物質(zhì)和能量都是如何變化的？ 28.光反應(yīng)和暗反應(yīng)有什么關(guān)系？ 29.光合作用產(chǎn)生的葡萄糖中的氧和水中的氧來自反應(yīng)物中的哪種物質(zhì)？ 30.如何調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度來影響光合作用的強(qiáng)度？P104 31.為什么說綠色植物是自養(yǎng)生物？常見的自養(yǎng)生物有哪些？ 32.什么叫異養(yǎng)生物？常見的異養(yǎng)生物有哪些？ 33.自養(yǎng)型生物與異養(yǎng)型生物的根本區(qū)別是什么？ 34.什么叫化能合成作用？舉例說明。 35

3、.硝化細(xì)菌是自養(yǎng)生物還是異養(yǎng)生物？ 36.硝化細(xì)菌在生態(tài)系統(tǒng)中是何種成分？ 二、落實(shí)與整合（課堂完成） （一）影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用 1.單因子影響 因素 圖　像 關(guān)鍵點(diǎn)的含義 在生產(chǎn)上的應(yīng)用 光照　強(qiáng)度 分析以下符號(hào)所代表的生物學(xué)含義： A點(diǎn)： AB段： B點(diǎn)： BC段： 陰生植物的B點(diǎn)左移，C點(diǎn)較低，如圖中虛線所示。間作套種時(shí)農(nóng)作物的種類搭配，林帶樹種的配置等都是這一原理的具體運(yùn)用。 溫度 光合作用是在酶催化下進(jìn)行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10～35℃下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段(10～35℃)隨溫度的升高光合作用

4、逐漸加強(qiáng)；B點(diǎn)(35℃)表示光合作用的最適溫度。當(dāng)溫度超過B點(diǎn)(BC段)時(shí)，與光合作用有關(guān)的酶活性下降，光合作用強(qiáng)度也開始下降；50℃左右光合作用幾乎停止。 冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用的強(qiáng)度；晚上適當(dāng)降低溫度，降低酶的活性，以降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，保證有機(jī)物的積累 綠葉面積 ? OA段：隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大。A點(diǎn)：為光合作用葉面積的飽和點(diǎn)。超過此點(diǎn)，隨葉面積的增大，光合作用不再增加，原因是葉片相互遮擋，影響對(duì)光的吸收。OB段：表明干物質(zhì)量(有機(jī)物凈生產(chǎn)量，即光合作用的生產(chǎn)量－呼吸消耗量)隨葉面積

5、增加而增加。BC段：由于A點(diǎn)以后光合作用不再增加，但葉片的呼吸量(OC段)隨葉面積的增大而增加，所以干物質(zhì)積累量降低。 適當(dāng)間苗，合理密植，適當(dāng)修剪，避免徒長(zhǎng)。封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi) CO2濃 度、含水 量和 礦質(zhì) 元素 ? AB段： CO2和水是光合作用的原料，礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi)，隨CO2濃度、水和礦質(zhì)元素的增加，植物的光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)。A點(diǎn)：表示植物進(jìn)行光合作用所需CO2 、水、礦質(zhì)元素的最低濃度。 B點(diǎn)：表示CO2 、水，礦質(zhì)元素的飽和點(diǎn)，超過該點(diǎn)，隨CO2濃度、含水量增加，植物的光合作用強(qiáng)

6、度不再增加(主要受細(xì)胞內(nèi)酶的數(shù)量和酶的活性的限制)；隨必需礦質(zhì)元素濃度的增加，因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合速率下降。 (1)農(nóng)田里的農(nóng)作物應(yīng)合理密植，“正其行，通其風(fēng)”；對(duì)溫室作物來說，應(yīng)增施農(nóng)家肥料或使用CO2發(fā)生器。(2)礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。N是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP等的元素；P是構(gòu)成ATP等的元素，參與葉綠體膜的構(gòu)成；Mg是構(gòu)成葉綠素的元素；K影響糖類的合成和運(yùn)輸。因此要合理施肥。 (3)水是光合作用的原料和化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水對(duì)光合作用的影響在多數(shù)情況下是間接影響。缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，限制CO2進(jìn)入葉片；缺水引起葉片內(nèi)淀粉水解加強(qiáng)，可溶性糖過多，光合產(chǎn)物輸出緩慢等。因此

7、要預(yù)防干旱，合理灌溉 2.多因子影響 多因子影響 圖像 關(guān)鍵點(diǎn)的含義 P時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示的其它因子。 多因子影響 應(yīng)用 溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時(shí)適當(dāng)增加CO2濃度，進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合作用速率。總之，可根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來充分提高光合速率，以達(dá)到

8、增產(chǎn)的目的。 （二）光合作用速率與呼吸作用速率 1、光合作用速率表示方法：通常以一定時(shí)間內(nèi)CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成數(shù)量來表示。但由于測(cè)量時(shí)的實(shí)際情況，光合作用速率又分為凈光合速率（表觀光合速率）和真正光合速率。 2、凈光合速率（表觀光合速率）和真正光合速率 在有光條件下，植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，實(shí)驗(yàn)容器中O2增加、CO2減少或有機(jī)物的增加，則： ①凈光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量表示； ②真正光合速率：常用一定時(shí)間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機(jī)物產(chǎn)生量表示。 植物真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率 3、呼吸

9、速率的表示方法：將植物置于黑暗環(huán)境中，測(cè)定實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量。 4、光合速率與呼吸速率的關(guān)系（如右圖所示）： ①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率(A點(diǎn))。 ②綠色組織在有光條件下光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 關(guān)系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： A．光合作用產(chǎn)氧量＝氧氣釋放量＋細(xì)胞呼吸耗氧量 B．光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋細(xì)胞呼吸釋放CO2量 C．光合作用葡萄糖產(chǎn)生量＝葡萄糖積累量(增重部分)＋細(xì)胞呼吸消耗葡萄糖量 5、一晝夜有機(jī)物的積累量(用C

10、O2量表示) 積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸釋放的CO2量 特別提醒: 植物所有的生活過程都受溫度的影響。在一定的溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。但是溫度對(duì)光合作用和呼吸作用的影響不同(如圖所示)，所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。 三、檢測(cè)與反饋（課堂完成） 1.在充滿N2與CO2的密閉容器中，用水培法栽培幾株番茄，CO2充足。測(cè)得系統(tǒng)的呼吸速率和光合速率變化曲線如下圖，請(qǐng)回答問題。 (1)6～8 h間，光合速率　　　　(大于、小于)呼吸速率，容器內(nèi)的O2含量　　　　　，CO2含量　　　　，植株干重　　　　。 (2)

11、9～10 h間，光合速率迅速下降，推測(cè)最可能發(fā)生變化的環(huán)境因素是　　　　　　??；10 h時(shí)不再產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是　　　　??；若此環(huán)境因素維持不變，容器內(nèi)的O2含量將逐漸下降并完全耗盡，此時(shí)另一細(xì)胞器即 停止ATP的合成，　　　 　　成為ATP合成的唯一場(chǎng)所。 (3)若在8 h時(shí)，將容器置于冰浴中，請(qǐng)推測(cè)呼吸速率會(huì)出現(xiàn)的變化及其原因。 2.如圖是在光照條件下，小麥葉肉細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生理過程。①～⑤為生理過程，a～h為物質(zhì)名稱，請(qǐng)回答： (1)物質(zhì)a分布在葉綠體的　　　　　，物質(zhì)b～g依次為b　　 　 、c 　　　　、d　　　　、e 　 　 　、f　　

12、　 　、g　　 　　。 (2)上述①～⑤過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程是　　 　，③過程進(jìn)行的場(chǎng)所是　 　 　　。 (3)假如白天突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則葉綠體首先積累起來的物質(zhì)是[ 　]　　 　??；假如該小麥植株從光照條件下移到黑暗處，h的變化是　　　 　。 (4)與上圖生理活動(dòng)有關(guān)的兩種細(xì)胞器可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄過程，除自身DNA和原料外，再寫出直接參與該過程的兩種有機(jī)物名稱：　　　　　　　　。 (5)較強(qiáng)光照下，①過程中d的移動(dòng)方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：1.(1)大于　上升　下降　增加　(2)光照強(qiáng)度　葉綠體　線粒體　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　 (3)呼吸速率下降，相關(guān)酶的活性因降溫而下降 2.(1)類囊體薄膜上 O2 ATP ADP [H] C5 CO2 (2)①③④⑤ 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (3) [f ] C5 增加 (4)ATP和酶 (5)從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜方向移動(dòng) 3