内容正文:
第10讲 光合作用(Ⅱ)
[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)
考点一 影响光合作用的因素与应用
授课提示:对应学生用书第70页
1.光合作用原理的应用
(1)光合作用的强度
①概念:简单地说,就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
②意义:直接关系农作物的产量,研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
(2)影响光合作用强度的环境因素
①确定依据:根据光合作用的反应式可以知道,光合作用的原料——水、CO2,动力——光能,都是影响光合作用强度的因素。因此,只要影响到原料、能量的供应,都可能是影响光合作用强度的因素。
②举例分析:环境中CO2浓度,叶片气孔开闭情况,都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所,影响叶绿体的形成和结构的因素,如无机营养、病虫害,也会影响光合作用强度。此外,光合作用需要众多的酶参与,因此影响酶活性的因素(如温度),也是影响因子。
2.制造有机物的另外一种方式
(1)原理
少数种类的细菌,细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是却能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
(2)举例
生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2),进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)。这两个化学反应中释放出的化学能,就被硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类。
1.光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用积累糖类的数量(×)
2.探究光照强度对光合作用强度的影响实验中,小烧杯分别倒入NaHCO3溶液的目的是来提供无机盐(×)
3.当温度改变时,不管是光反应还是暗反应都会受影响,但主要是影响暗反应(√)
4.细胞内没有叶绿素的细菌一定是异养生物(×)
5.硝化细菌用来将CO2和H2O合成糖类所需要的能量与蓝细菌相同(×)
1.教材必修1 P105“侧栏思考题”:植物在进行光合作用的同时,还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标,如O2的产生量,是植物光合作用实际产生的总O2量吗?
提示:不是,实际产生的总O2量应是观测到的O2的产生量+呼吸作用O2的消耗量。
2.教材必修1 P106“拓展应用1”(改编):晴天无云而太阳光照射强烈时,光合作用强度便形成双峰曲线:一个高峰在上午,一个高峰在下午。中午前后光合速率下降,呈现“午休”现象,请解释原因。
提示:原因是缺水导致气孔关闭,限制CO2进入叶片。
1.利用模型解读单因素对光合作用的影响[科学思维]
(1)光照强度
曲线模型
模型分析
曲线对应点
细胞生理活动
ATP产生场所
植物组织外观表现
图示
A点
只进行细胞呼吸,不进行光合作用
只在细胞质基质和线粒体
从外界吸收O2,向外界排出CO2
AB段(不含A、B点)
呼吸量>光合量
细胞质基质、线粒体、叶绿体
从外界吸收O2,向外界排出CO2
B点
光合量=呼吸量
与外界不发生气体交换
B点之后
光合量>呼吸量
从外界吸收CO2,向外界释放O2。此时植物可更新空气
应用
①温室生产中,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如图中虚线所示,间作套种农作物,可合理利用光能
(2)CO2浓度
原理
CO2影响暗反应阶段,制约C3的形成
曲线模型及分析
图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点
应用
在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合速率
(3)温度
原理
温度通过影响酶的活性影响光合作用
曲线模型及分析
AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大
B点:酶的最适温度,光合速率最大
BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50 ℃左右光合速率几乎为零
应用
温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,提高植物有机物的积累量
(4)矿质元素
曲线模型
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的组成元素,Mg是叶绿素的组成元素等
曲线分析
应用
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;但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高,植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降
在农业生产上,根据植物