3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素课件2023-2024学年高一上学期生物苏教版必修1

第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 细胞中能量的转换和利用 章 三 第 干旱、洪涝、霜冻等自然灾害会严重影响农业生产,其本质是这些灾害影响了农作物的光合作用和细胞呼吸等生命活动。其实,在不受灾害的情况下,农作物的光合作用和细胞呼吸过程也会受到许多环境因素的影响。有人推测光照强度是影响植物光合作用的重要因素。我们能先对这个观点进行判断,再通过实验对这个观点进行验证吗? 情境引入 2 光照强度真的会影响植物光合作用吗? 1.下图是验证光照强度影响植物光合作用的实验装置(图3-4-1)。大烧杯中盛有一定量的清水,试管中放置一株长约 10 cm 的黑藻植株,并将试管固定在支持物上。 积极思维 事实： 3.在距离为12 cm、18 cm、24 cm时,计数得到黑藻1min 内分别产生63个、41个和31个气泡。 积极思维 思考： 判断 实验者认为,灯泡与黑藻之间的不同距离可以代表不同的光照强度,而上述实验结果表明光照强度会影响植物光合作用。我们赞同这个观点吗?为什么? 除了光照强度外,植物光合作用还会受到哪些环境因素的影响? 讲授新课 上述实验表明,光照强度是影响光合作用的重要因素之一。 一、影响光合作用的环境因素 有人用黑藻进行实验,在其他条件不变的情况下,分别测定了光照强度(可以用单位叶面积上所接收的可见光能量来表示)、CO₂浓度对光合速率(可以用单位时间单位叶面积上的CO₂固定量或 O₂释放量来表示)的影响,实验结果如图3-4-2所示。 积极思维 哪些环境因素会影响光合作用? 事实： 分析 根据图3-4-2,分析光照强度、CO₂浓度是如何影响光合速率的。 积极思维 思考： 光照是植物进行光合作用的必要条件,光照强度会影响光合速率。 在一定范围内,光合速率随着光照强度的增强而相应增加;当达到某一定值后,光照强度即使继续增强,光合速率也不再增加。 归纳 1.光照强度 叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值。实验表明,叶绿素 a和叶绿素b在蓝光区和红光区各有两个吸收高峰,类胡萝卜素的吸收高峰在蓝光区。 走进实验室 探究不同光质的光对植物光合作用的影响 探究不同环境因素(如光质)对光合作用的影响。 实验目的 实验器材和试剂 盆栽植物:记号笔,镊子,剪刀,烧杯,酒精灯,纸巾, 500 mL烧杯,培养皿,黑色遮光纸,蓝色、红色、 绿色的玻璃纸;碘液等。 1.阅读下列背景资料: (1)回顾初中生物学课程中做过的“绿叶在光下产生淀粉”的实验(图3 -4-3): A.对天竺葵进行暗处理24 h; B.用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分; C.对天然葵进行光照处理; D.去除黑纸片,剪下天竺葵叶片,放在隔水加热的酒精中脱色; E.滴加碘液,天竺葵的遮光部分呈现淡黄色,未遮光部分呈现蓝紫色,结果说明光合作用产生淀粉 走进实验室 实验指导 走进实验室 A B C D E 建议:对天竺葵进行暗处理,用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分,将天竺葵叶片放在隔水加热的酒精中脱色,考虑这样做的目的是什么。 走进实验室 (2)实验表明,叶绿体中的色素不吸收或很少吸收绿光。 2.问题与假设: 小组讨论,提出问题。例如,植物吸收哪一种光,光合速率更高?红光比绿光对植物光合速率的影响更大吗? 3.设计与实验: (1)根据假设,在小组讨论的基础上设计实验方案。 (2)按照实验方案,分工合作,完成实验。 建议:蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光. 走进实验室 植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多,光合速率更高。 结果与分析 CO₂是光合作用的原料之一。在一定范围内,植物光合速率随着环境中CO₂浓度的上升而增加,在CO₂浓度达到某一定值后,再增加CO₂浓度,光合速率也不再增加。 归纳 2.CO₂浓度 温度对光合作用中酶活性的影响很大,因而对光合速率也有明显的影响。酶对温度很敏感,低温或高温会导致酶活性降低,光合速率也会降低。 讲授新课 3.温度 水是光合作用的原料之一,充足的水分能直接影响植物的光合速率;氮素是蛋白质、核酸的组成成分,充足的氮素供应可以促进叶面积的增大和叶数量的增多,从而增加光照面积,间接地影响植物的光合速率。镁是叶绿素的组成成分,适时补充镁元素可以促进叶绿素的合成,从而影响光合速率。 讲授新课 4.水和无机盐 因素 影响机理 曲线模型 应用 温度 氧气 CO2 浓度 H2O ①低温贮存果蔬和粮食。 ②大棚蔬菜栽培过程中夜间适当降温，降低有机物消耗。 适当减低O2浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，如果蔬保鲜 果蔬保鲜中，适当增加CO2浓度可提高保鲜效果 温度影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸速率 O2作为原料，影响细胞呼吸的速率