内容正文:
第10讲 光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系
课程标准 考情概述
探究不同环境因素对光合作用的影响
1.对能力的考查多体现在比较与归纳、获取信息能力、综合运用能力等方面。
2.主要通过特定情境,综合考查影响光合作用的环境因素及其在生产实践中的应用、光合作用与细胞呼吸的相互关系及应用。
考点一 实验:探究环境因素对光合作用强度的影响
1.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)影响因素
2.探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理
①利用抽气法排出叶片细胞间隙中的气体,使其沉入水中。
②通过小烧杯与光源的距离控制光照强度。
③光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关,O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内圆形小叶片上浮的数量,来比较光合作用强度。
(2)实验步骤及操作要点
①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(避开大的叶脉)。
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②将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,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逸出(这一步骤可能需要重复2~3次),叶片全部沉到水底。
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③将处理过的圆形小叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
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④取3只小烧杯,分别倒入富含CO2的清水(可以事先通过吹气的方法补充CO2,也可以用质量分数为1%~2%的NaHCO3溶液来提供CO2)。
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⑤向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片,然后分别置于强、中、弱三种光照下。实验中,可用5W的LED灯作为光源,利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。
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⑥观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。
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(3)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。
1.生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素是光照强度。( √ )
2.施用农家肥提高产量,主要原因是农家肥为植物生长提供了有机物。( × )
提示:农家肥主要为植物生长提供无机盐。
3.大田生产“正其行,通其风”,是为提高CO2浓度以增加产量。( √ )
4.种植玉米时,尽量缩小株距和行距,以增加玉米植株的数量。( × )
提示:种植玉米时,如果尽量缩小株距和行距,则导致玉米分布过于密集,相互遮挡,不利于接受光照和空气的流通,因此光合作用减弱进而导致玉米产量降低。
5.探究光照强度对光合作用影响的实验中,用打孔器对叶片打孔时要尽量避开大的叶脉。( √ )
6.“探究光照强度对光合作用强度的影响”需要定量分析有光和无光的条件下光合作用速率的不同。( × )
提示:探究光照强度对光合作用的影响,自变量应该是光照强度,即定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同。
1.(必修1 P106拓展)硝化细菌合成有机物与绿色植物合成有机物的能量来源有何不同?
提示:硝化细菌合成有机物的能量来源于化学反应释放的化学能,绿色植物通过光合作用合成有机物时能量来源于光能。
2.(必修1 P105拓展)大棚生产中,多施有机肥能够提高作物的产量的原因是什么?
提示:有机肥中的有机物被微生物分解产生CO2和无机盐,能够增加大棚中的CO2浓度并为作物提供矿质营养。
1.影响光合作用因素的曲线分析
(1)光照强度
①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速度加快,产生的NADPH和ATP增多,使暗反应中C3的还原加快,从而使光合作用产物增加。
②曲线分析
A点:光照强度为0,只进行细胞呼吸。
AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐 减少。
B点:为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
BC段:表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点后不再增强。
D点:为光饱和点,限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、酶的数量和活性;外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
③应用: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;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,可合理利用光能。
(2)CO2浓度
①原理:CO2影响暗反应阶段,制约C3的形成。
②曲线分析
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点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。
③应用:在农业生产上可以通过通风,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合速率。
(3)温度
①原理:温度通过影响酶的活性影响光合作用,主要制