3.4 影响光合和呼吸的环境因素-【有堂好课】2024-2025学年高一生物同步精品课件（苏教版2019必修1）

第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 学教目标 1、阐明影响光合作用的环境因素。（重点） 2、说出影响细胞呼吸的环境因素。（重点） 3、能够运用曲线模型分析各种环境因素影响光合作用和 细胞呼吸的原理。（重点、难点） CO2＋H2O （CH2O）＋O 2 光能 叶绿体 （酶、色素） 影响光合作用的环境因素有哪些？ CO2浓度 水 光： 矿质元素（N、Mg是合成叶绿素的原料） 温度 光照强度、 光照时间 、光质 一、影响光合作用的环境因素 光合速率是光合作用强弱的一种表示方法。 光合速率的大小可用单位时间单位叶面积上的CO2固定量/O2释放量来表示。 植物在进行光合作用的同时，还进行呼吸作用。 实际测量到的光合作用指标是净光合速率，又称为表观光合速率。 总（真正）光合速率= + 呼吸速率 净光合速率 净光合速率= 总光合速率– 呼吸速率 CO2吸收量 光照强度 O 只进行 呼吸作用 光补偿点 A B C 光合速率达到最大值 达到最大光合速率所需要的最小光照强度 光合速率=呼吸速率时所对应的光照强度,光强大于此点时植物方可生长。 光照强度 一、影响光合作用的环境因素 光饱和点 光照强度对净光合速率的影响 D 原理： 影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应。 光照强度 光饱和点 只进行呼吸作用， CO2释放量表示 速率。 光补偿点，光合速率=呼吸速率。 光合速率最大。 C点之前限制光合速率的因素是 ，C点之后的限制因素是 等 光合速率<呼吸速率 光合速率>呼吸速率 光饱和点。达到该点后，光合速率不再随光照强度的增加而增加。 CO2吸收量 光照强度 O A B C D 一、影响光合作用的环境因素 A点： AB段： B点： BC段： C点： D点： 光照强度 CO2浓度、温度 光补偿点 呼吸 CO2吸收量 光照强度 O A B 净光合速率 呼吸速率 总光合速率 C 呼： mg/dm2h C点净： mg/dm2h C点总： mg/dm2h 光照强度 一、影响光合作用的环境因素 15 20 ？ ？ ？ 5 6 只进行呼吸作用（A） 光合作用=呼吸作用（B） 光合作用>呼吸作用 B点之后 光合作用<呼吸作用 AB之间 光照强度 一、影响光合作用的环境因素 CO2 吸 收 量 光照强度 O A B C 应用： 1、温室大棚适当提高光照强度（如阴天时 补光），以提高光合速率。 2、温室大棚使用无色透明薄膜 3、轮作、大棚夜间照灯，延长光照时间 4、间作套种，增加光照面积（图3-4-4） 5、合理密植，增加光合作用有效面积 光照强度 一、影响光合作用的环境因素 光质——光谱成分 白光为复合光，光合作用最强。 光照时间和光照面积 不改变光合速率，但可以影响有机物产量。 光照强度 0 A B C 阳生植物 光补偿点 光饱和点 阴生植物 A1 B1 C1 D 曲线表示的是阳生植物的光合速率，阴生植物的曲线该如何画？ CO2 吸 收 量 阴生植物的呼吸作用较弱，呼吸速率应 移，光补偿点应 移； 对光的利用能力也不强，最大光合速率往 移。 拓展： 上 左 左下 9 D C CO2浓度 CO2补偿点（表示光合速率=呼吸速率时的CO2浓度） CO2饱和点（表示达到该点后，光合速率不再随CO2浓度增加而增加）。 一、影响光合作用的环境因素 应用： CO2补偿点 CO2饱和点 净光合速率 总光合速率 1.多施 肥，以增大CO2浓度； 2.大田中增加空气流动，以增加CO2浓度， 如“ ”； 3.温室栽培可使用CO2发生器等。 有机肥（农家） 正其行，通其风 原理： 直接影响暗反应速率。 10 O 温度 A 光合速率 B C 原理： 温度通过影响 的活性影响光合作用。 温室中,适当增加昼夜温差，保证有机物的积累。 应用： 酶 温度 一、影响光合作用的环境因素 下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物光合作用强度的曲线图。 分析曲线图并回答： （1）7～10时的光合作用强度不断增强原因： （2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因： （3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因： A B D C E 时间 光 合 作 用 速 率 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 光照强度不断增强，光合作用强度不断增强。 温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭， 二氧化碳供应减少。 光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。 “光合午休”现象 12 N：光合酶、叶绿素、NADPH、ATP、蛋白质、核酸 促进叶面积的增大和叶数量的增多，从而增加光照面积 P：NADPH和ATP、核酸、磷脂 Mg：促进叶绿素的合成 应用：合理施肥 水分能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，另外水既是光合作用的原料，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。 水和矿质元素 一、影响光合作用的环境因素 应用：合理灌溉 曲线分析： Q点之前限制因素为横坐标所表示的因子，当到Q点时，想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。 各种环境因素对光合作用的综合影响 讨论：（除图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围内） （1）P点限制光合速率的因素分别是什么？ （2）Q点限制光合速率的因素还是原来的因素吗？ 影响光合作用的内部因素 1.不同种类的植物光合速率不同 2.同一植物的不同生长发育时期光合速率不同 4.同一植物在不同部位的叶片 3.同一叶片的不同生长发育时期 主要取决于叶肉细胞中叶绿体的数量、色素的含量及光合酶的种类和数量。 应用：适时摘除老叶 延长光合时间 小结：光合作用原理的应用——增产措施 增加光合面积 温室夜间补光、轮作（一年两/三熟） 合理密植、间作套种 控制光照强度 控制光质 大棚无色透明薄膜、人工光源红光/蓝紫光 根据阴生/阳生选择适当光源 控制温度 增大昼夜温差（新疆水果为什么甜？） 控制CO2浓度 通风、施农家肥、使用CO2发生器 控制必需元素供应 合理施肥 控制水分供应 合理灌溉 1．在大棚栽培蔬菜过程中，不能提高光合作用强度的措施是(　 ) A．适当降低夜间温度 B．适时通风透气 C．适时增施有机肥 D．适当提高光照强度 随堂巩固 A 2.　(2023·江苏泰州中学期末)下列有关影响光合作用的因素，说法正确的是(　 ) A．正常情况下，光照影响光反应，不影响暗反应 B．光反应进行不需要水的参与 C．CO2浓度影响暗反应速率，不影响光反应速率 D．氮、磷、镁、铁等元素的缺乏会影响光合作用 D 3.　下图甲、乙、丙分别表示几个环境因素对小麦光合速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围。下列分析错误的是( 　 ) A．由图甲可知：不同温度条件下，小麦光合作用的光饱和点不同 B．由图乙可知：P点时限制小麦光合速率的因素为光照强度 C．图甲可解释小麦在冬季和春季光合速率的不同 D．图丙从强光照变为弱光照时，短时间内小麦细胞中的C3含量下降 D 4．如图表示在不同光照强度下某植物的氧气释放速率。该植物在 2000 lx光照强度下，每小时光合作用产生的氧气量是(　 ) A．12 mol B．17 mol C．11 mol D．23 mol D 学案P115 层级训练评价 1、2、5、6 随堂巩固 感谢观看! C6H12O6 +6H2O +6O2 酶 6CO2 +12H2O+能量 温度 CO2浓度 影响细胞呼吸的环境因素有哪些？ 氧气浓度 水 23 1．温度 ①影响 的活性 二、影响细胞呼吸的环境因素 （粮食、果蔬的储藏以不破坏植物组织为标准，一般为 ） 呼吸酶 在一定的温度范围内,呼吸速率随着温度的升高而增加;但超过一定的温度,酶的活性下降,甚至会变性失活，从而使细胞呼吸减弱直至停止。 零上低温 24 2．O2浓度 ①曲线分析： a．O2浓度＝0时， b．0<O2浓度<10%时， c．O2浓度≥10%时， d．O2浓度 时，有机物消耗 最少，利于粮食、果蔬的储藏。 只进行无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 只进行有氧呼吸 =5% 二、影响细胞呼吸的环境因素 25 O2浓度=5% (主动运输） 26 3．水 ①在一定范围内，呼吸速率 随含水量的增加而加快， 当含水量过多时，呼吸速率 减慢,甚至停止。 二、影响细胞呼吸的环境因素 O 含水量 A 呼吸速率 B C 27 4．CO2浓度 ①影响：CO2浓度增加，呼吸速率会下降，高于5%时细胞呼吸明显受到抑制。 二、影响细胞呼吸的环境因素 速 率 28 小结：细胞呼吸原理的应用 1、工业酿酒，先通气后密封：酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖, 再进行无氧呼吸产生酒精； 2、用透气纱布包扎伤口：避免厌氧菌的繁殖； 3、中耕松土：促进根细胞有氧呼吸,利于根系的生长和对矿质元素的吸收； 4、稻田定期排水、晒田露田：防止长期淹水导致根部无氧呼吸产生酒精,毒害细胞； 5、提倡慢跑等有氧运动：避免积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力； 6、大棚白天适当升高温度，夜间适当降低温度,以提高产量——增加昼夜温差 7、粮食储藏：低温（零上）、低氧、干燥； 8、果蔬储藏：低温（零上）、低氧、一定水分。 1．利用低温、低O2、高CO2等条件抑制细胞呼吸，减少营养物质消耗，是储藏生鲜果蔬产品的基本原则。下列说法错误的是(　 ) A．低温通过降低酶活性从而抑制细胞呼吸 B．氧气浓度越低越有利于果蔬保存 C．适当提高湿度可有利于蔬果保鲜 D．零上低温、低氧、干燥的环境可能不利于果蔬储藏 随堂巩固 B 2.(多选)下列现象中能体现细胞呼吸原理应用的是( ) A.稻田要定期排涝 B.包扎伤口时，要用透气的消毒纱布 C.温室大棚内悬挂发红色光的灯管 D.控制通气，可利用酵母菌酿酒 ABD 随堂巩固 31 3．如图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2＋和Si4＋的曲线。影响A、B两点吸收量差异与B、C两点吸收量差异的主要因素分别是(　 ) A．离子浓度、载体蛋白数量 B．离子浓度、呼吸作用强度 C．载体蛋白数量、离子浓度 D．载体蛋白数量、呼吸作用强度 随堂巩固 D 4．下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发， 测得的气体量的变化结果。下列说法正确的是(　 　) O2吸收量 CO2释放量 甲 0 12 乙 6 8 丙 10 10 A．在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸 B．在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值 D．在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体 D 随堂巩固 33 5.以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收 量的变化。下列相关叙述不正确的是(　　) D A．图甲中O2浓度为a时的情况对应的是图乙中的A点 B．图甲的a、b、c、d四个浓度中c是最适合储藏苹果的O2浓度 C．图甲中O2浓度为d时没有酒精产生 D．图甲中O2浓度为b时的情况对应的是图乙中的CD段 随堂巩固 34 6.某植物光合作用与细胞呼吸过程中部分含碳化合物的变化如图所示，其中①～⑤表示相应生理过程，下列说法错误的是(　 ) A．图中两个C3不是同一种物质 B．过程②消耗ATP C．过程③④中均有ATP的生成 D．图中所示过程③④⑤均可发生在人和动物体细胞中 D ②应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(低温储存食品,大棚栽培在夜间和阴天适当降温,温水和面发得快)) 提示：松土可增加土壤中的氧气浓度，促进农作物的有氧呼吸强度，进而增强矿质元素的吸收。 ②应用eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(中耕松土促进植物根部有氧呼吸,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,低氧储存粮食、水果和蔬菜)) 实践应用：农业上有一句关于锄地(中耕松土)的谚语“锄头下面有肥”，请结合所学知识分析该谚语的合理性。 ②应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 $$