第5章 第4节 第3课时 光合作用原理的应用-【精讲精练】2023-2024学年高中生物必修1人教A版(教师用书)

#第3课时　光合作用原理的应用 学习目标 1.通过探究环境因素对光合作用强度的影响，提出提高光合作用强度的具体措施。 科学探究、科学思维 2.尝试利用光合作用的原理，解释生产生活中与光合作用相关的问题，用所学知识指导农业增产增收。 科学思维、社会责任 一、光合作用强度 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．影响因素和衡量指标 光合作用强度 二、探究光照强度对光合作用强度的影响的实验 三、在生产实践中的应用 实例 原理 间作套种 不同植物对__光照__的需求不同 冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用；夜间降温，抑制呼吸作用 “正其行、通其风” 增大__CO2__浓度，有利于光合作用的进行 合理灌溉 缺少__水__导致气孔关闭，CO2供应不足 大棚种植丰富了我们的餐桌。结合所学知识判断： (1)大棚种植时，白天应开窗通风以提高光合作用速率。(√) (2)阴雨天可采用补充光源进行补光。(√) (3)大棚所用的覆盖薄膜最好是红色或蓝色。(×) 探究点一　光照强度对光合作用强度影响的实验分析 [情境探究] 如图是探究光照强度对光合作用强度影响的实验装置，请分析实验装置，回答下列问题： (1)该实验的自变量是什么？如何来控制自变量？ (2)该实验装置中间盛水玻璃柱的作用是什么？ (3)该实验的因变量是什么？如何来观测因变量的变化？ (4)该实验的实验结果是什么？请分析圆形小叶片上浮的原因。 提示：(1)自变量是光照强度，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。(2)吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响。(3)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。(4)在中、高光照强度下，单位时间内圆形小叶片上浮的数量多。在中、高光照强度下，光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶肉细胞中有氧气释放出来，从而充满了细胞间隙，使叶片浮起来。 [归纳总结] 实验结果分析 (1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉在水底。细胞生理状态如图： (2)在较低的光照强度下，此时的光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，叶片的细胞间隙中没有足够的氧气，叶片仍然沉在水底。细胞生理状态如图： (3)在中、高光照强度下，光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶肉细胞释放氧气，从而充满了细胞间隙并释放到外界一部分，使叶片浮起来。细胞生理状态如图： [典题精练] 1．(2023·济宁高一期末)如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是(　　) A．在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小 B．在b～c段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间 C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含O2，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用 解析　在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的平均时间变短，表明光合速率逐渐增大，A错误；在b～c段，单独增加光照或温度可能缩短叶圆片上浮至液面所用的时间，但单独增加NaHCO3溶液浓度不能缩短叶圆片上浮至液面所用的时间，B错误；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，叶肉细胞失水而导致代谢水平下降，C正确；配制的NaHCO3溶液中不含氧气，随着光合作用的进行，释放氧气，所以实验过程中叶片可以进行呼吸作用，D错误。 答案　C 2．图甲是某同学探究影响植物光合速率因素的实验装置图，图乙表示的是线粒体和叶绿体之间物质的交换。回答下列问题： (1)图甲装置中隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是________________________。 (2)若实验中每隔5 min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，请分析影响这一结果的外界因素： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (3)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用图甲装置进行实验的设计思路是