第4节 第3课时 光合作用原理的应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第3课时　光合作用原理的应用 [学习目标]1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。　2.关注光合作用原理的应用。 知识点一　探究光照强度对光合作用强度的影响 1．实验过程 (1)取材：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)。 (2)排气：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。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。 (3)沉水：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。 (4)分组：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)。 (5)光照：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5 W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。 (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。 2．实验结果和结论 随着光源和小烧杯距离的缩小，光照逐渐增强，同一时间段内圆形小叶片浮起的数量增多。说明一定范 学生用书↓第105页 围内，光照强度越强，光合作用释放的氧气越多，光合作用强度越大。 [吃透教材] 1．本实验的自变量是什么？如何控制？ 提示：光照强弱。通过调节光源与实验装置的距离来控制。 2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？ 提示：光合作用强度。相同时间内圆形小叶片浮起的数量。 探究点一　光照强度对光合作用的影响分析 1．光是绿色植物光合作用的能量来源，光照强度直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。 2.分析右图曲线 (1)在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，但光照强度增加到一定强度时，光合速率不再加快，原因是什么？ 提示：受酶数量、C5含量等内部因素和CO2、温度等其他外界因素的限制。 (2)完成下表，明析线段及关键点： 项目曲线点、段 进行的生理过程 气体转移情况 线粒体和叶绿体 的气体代谢模型 A点 只进行细胞呼吸 吸收O2、释放CO2 AB段 细胞呼吸、光合作用同时进行，且细胞呼吸强度>(填“>”“<”或“＝”)光合作用强度 吸收O2、释放CO2 B点 细胞呼吸、光合作用同时进行，且细胞呼吸强度＝(填“>”“<”或“＝”)光合作用强度 不与外界进行气体交换 B点以后 细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度<(填“>”“<”或“＝”)光合作用强度 吸收CO2、释放O2 (3)生产应用 ①阴雨天适当补充光照，及时对大棚除霜消雾。 ②阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低，注意间作、套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置。 应用1.用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验，下列叙述不正确的是(　　) 学生用书↓第106页 A．离体的叶绿体中能合成糖类 B．碳酸氢钠所起的作用是提供二氧化碳 C．烧杯中的液体改为氢氧化钠会导致该实验无糖类产生 D．灯与锥形瓶之间的距离不影响光合作用的强度 D　[灯与锥形瓶之间的距离，表示不同的光照强度，光照强度影响光合作用的强度，D错误。] 应用2.图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置(　　) A．AB之间　 B．BC之间 C．C点以后　 D．B点 A　[从图甲可以看出，线粒体产生的CO2除了供给叶绿体，还释放出一部分，说明细胞呼吸强度大于光合作用强度。分析图乙，AB段光合作用速率小于细胞呼吸速率，因此图甲位于图乙的AB之间。] 知识点二　影响光合作用的其他因素及化能合成作用 1．CO2浓度 CO2浓度直接影响光合作用的暗反应；图中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B′点表示CO2饱和点。 2．温度 温度主要通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合速率。 3．水分 ①水分主要影响气孔的开闭，间接影响CO2的供应。 ②进入植物体内，水还是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。 4．化能合成作用 (1)概念：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的合成作用。 (2)实例 硝化细菌 [吃透教材] 德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的吸收光谱。他将三棱镜产生的散射光投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)。据图分析： (1)需氧细菌聚集多的地方，O2浓度________(填“高”或“低”)，水绵光合作用________(