3.2 光合作用——光能的捕获和转换（7） 教学设计-高一生物必修一同步教学（苏教版）

第三章 细胞中能量的转换和利用 第二节 光合作用——光能的捕获和转换 第3课时 影响光合作用的环境因素 学习目标 （1）结合教材展示的实例，分析影响光合作用的环境因素。 （2）结合实例概述光合作用原理的实践应用。 [重难点击]　 （3）影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 前课梳理 1．多因素对光合速率的影响 (1)图甲中，当光照强度低于P点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于Q点时，限制光合速率的因素主要是温度。 (2)综合上述坐标曲线可知：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当到Q点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高除横坐标之外的其他因素。 2光反应停止时，暗反应没有立即停止，还可以维持很短的时间，较长时间没有光反应，暗反应也无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物无法合成，生命活动也就不能持续进行。 3若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲＜乙(暗反应时间长)。 4色素只存在于光反应部位——叶绿体的类囊体膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以光合作用有关酶存在于两个部位——叶绿体的类囊体膜上和基质中。 学习探究 探究点一　影响光合作用的环境因素 光合作用受多种环境因素的影响，其中光照强度、CO2浓度和温度等作用较为明显。 1．光照强度对光合速率的影响 (1)光照强度：单位叶面积上所接收的可见光能量。 (2)光合速率：单位时间单位叶面积上CO2的固定量。 (3)光照是植物进行光合作用不可缺少的条件，下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材的相关内容，分析回答： ①图中显示出光照强度与光合速率的关系是怎样的？ 答案　在光照强度较低时，植物光合速率也很低。随着光照强度的逐渐增强，光合速率也相应地变大；当光照强度进一步提高时，光合速率的增加幅度逐渐减小；当光照强度超过某一定值时，光合速率就不再增加。 ②光照强度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。 答案　光照强度是通过影响光反应阶段来影响光合作用速率的。光照减弱，光反应速率减弱，产生的[H]和ATP的量减少，从而使三碳化合物的还原速率减小，进而使光合速率减小；光照增强，产生的[H]和ATP的量增多，从而使三碳化合物的还原加快，进而使光合速率增加。 2．CO2是光合作用的原料之一。下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材P76～77的相关内容，分析回答： (1)图中显示出CO2浓度与光合速率的关系是怎样的？ 答案　在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，在达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率不再增加。 (2)图中曲线上B点的含义是什么？ 答案　B点的含义是指达到最大光合速率时，所需的最小CO2浓度。 (3)请思考CO2浓度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。 答案　CO2浓度是通过影响光合作用暗反应阶段来达到影响光合速率的。CO2浓度降低，暗反应中CO2固定速率减弱，从而导致光合速率减小；CO2浓度增加，暗反应中的CO2固定速率增加，从而导致光合速率提高。 3．结合教材P76～77的内容，分析回答温度对光合速率的影响问题 (1)温度通过影响酶活性来影响光合作用速率，教材P76表4－3说明，不同植物光合作用的最适温度不同，一般在25～30℃左右。 (2)下图为温度和光合速率的关系曲线，请分析： ①低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。 ②高温下光合速率变低的原因除了酶活性降低外，主要还是由于高温使植物失水过多，影响气孔的开闭，减少了CO2进入细胞的量。 4．结合教材相关内容，分析水和营养元素对光合速率的影响问题 (1)水是光合作用的原料，能直接影响光合速率。 (2)营养元素一般间接地影响光合速率，如氮元素能促进叶片面积的增大和叶片数目的增多，从而增加光合面积。 注意：内部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、五碳化合物的含量等。如叶龄对叶片光合能力的影响就是内部因素综合作用的结果(如图所示)。 5．提高光能利用率 (1)在农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间等提高光能利用率。 (2)将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来。 探究点二　光照和二氧化碳骤变对光合作用影响的分析 光反应要在光下进行，暗反应需要二氧化碳，请结合光反应和暗反应的关系图解，分析光照和二氧化碳的变化对叶绿体中各种物质的含量的影响。 1．光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应提供原料；二者是光合作用全过