3.4影响光合作用和细胞呼吸的环境因素（第一课时）课件-2024-2025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 （第一课时） 第三章 细胞中能量的转化和利用 教学目标 利用模型与建模思想，理解环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响。(科学思维) 基于给定的条件，设计实验探究环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响。(科学探究) 依据环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响，指导农业生产，解决实际问题。(社会责任) 新课导入 洪涝 干旱 霜冻 自然灾害会严重影响农业生产，其本质是影响农作物的光合作用和细胞呼吸等生命活动。他们是通过那些因素来影响植物的正常生长的？ 影响光合作用的环境因素 01 01 影响光合作用的环境因素 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。 2.台灯为白炽灯。在试管中轴到灯泡(光源)的距离分别为 12 cm、18 cm、24cm的条件下,开展3次实验。实验过程中,灯光始终对准试管中的黑藻。每改变一次距离后,应静置3 min,再开始新的实验。 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。 事实 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? 01 影响光合作用的环境因素 支持物 清水 黑藻 台灯为白炽灯 试管中轴到光源的距离 12cm 18cm 24cm 1min产生的气泡数 63个 41个 31个 光照是植物进行光合作用的必要条件，光照强度是影响光合作用的重要因素之一。 01 影响光合作用的环境因素 光照强度：可以用单位时间叶面积上所接收的可见光能量来表示。 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。 总光合速率 净光合速率 释放 CO2 光合作用 （CH2O） 有氧呼吸 CO2 光能 O2 O2 吸收 呼吸速率 叶肉细胞 外界环境 01 影响光合作用的环境因素 0 O2释 放 O2吸收 A B C 光强度 呼吸速率 表观光合速率 真正光合速率 CO2吸 收 CO2释 放 光补偿点 光饱和点 真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率 为什么光照到达C点后，光合强度就不再增强? C点后的主要限制因素：CO2浓度、温度等 A点: AB段： B点： BC段： 仅呼吸 光合<呼吸 光合>呼吸 光合=呼吸 01 探究不同光质的光对植物光合作用的影响 提出问题 得出结论、验证假设 作出假设 设计实验 进行实验 植物吸收哪种光，光合速率更高？ 植物吸收蓝光和红光时，光合速率更高。 01 探究不同光质的光对植物光合作用的影响 提出问题 得出结论、验证假设 作出假设 设计实验 进行实验 建议：蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光。 A B C 01 探究不同光质的光对植物光合作用的影响 提出问题 得出结论、验证假设 作出假设 设计实验 进行实验 重复“绿叶在光下产生淀粉”的实验步骤即可（脱色、染色、观察） 植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多，光合速率更高。 A C B 01 影响光合作用的环境因素 CO2浓度 直接影响碳反应速率 CO2直接影响碳反应速率。空气中CO2浓度的增加会使光合速率加快。 大气中的二氧化碳的浓度约为0.035%，当着一浓度增加至1%以内时，光合速率会随二氧化碳浓度的增加而增加，超过后植物不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。 CO2浓度 光合速率 O 01 影响光合作用的环境因素 温度 通过影响酶的作用影响光合作用 O 温度 A 光合速率 B C 温度光合作用是酶促反应，其速率受温度影响，一定范围内随温度的升高而加快。光合作用对温度比较敏感，温度过高则酶的活性减弱或丧失，所以光合作用有一个最适温度。 应用： 1.适时播种 2.温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温 3.植物“午休”现象 01 影响光合作用的环境因素 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。 水和无机盐 01 影响光合作用的环境因素 光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。在温度较高或CO2浓度较高的情况下，光强度对光合速率的影响就比较显著，而任何一个因素的减弱都可能限制光合作用。例如，在气候寒冷时，日光再强，植物也不能以最快的速率生长，因为低温限制了光合作用。仙人掌类植物不能在森林中生长，是因为它们需要大量的光，而森林中光照不足。 光强度 光合速率 O 低温 高温 各种环境因素对光合作用的综合影响 01 影响光合作用的环境因素 NADPH、ATP ADP、NADP+ 三碳酸 五碳糖 三碳糖 光照↓ CO2↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ 01 提高农作物光合强度的措施 1.适当提高光照强度、延长光照时间 2.合理密植 3.适当提高CO2浓度（施农家肥，通风，用CO2发生器） 4.适当提高温度（白天升温，晚上降温） 5.适当增加植物体内的含水量（合理浇水） 6.适当增加矿质元素的含量（合理施肥） 基础检测 1.用培养液栽培大豆幼苗，提供大豆幼苗生长发育所需的最适条件。当改变条件时，相关叙述正确的是（ ） A.减少CO2供应会暂时引起叶绿体中C5/C3的值增大 B.将白光换为相同强度的绿光会暂时引起叶绿体中ATP/ADP的值增大 C.增加光照强度会使大豆幼苗有机物积累速率增加 D.降低培养液中镁的含量后，大豆叶片中叶黄素的相对含量将降低 答案：A 解析：减少CO2供应会使C3合成速率下降，同时C3的还原正常进行，故短时间内C3相对含量下降，C5/C3的值增大，A正确；光合色素几乎不吸收绿光，将白光换为相同强度的绿光会使光反应减弱，合成的ATP减少，短时间内ATP/ADP的值减小，B错误；达到光饱和点后，增加光照强度不会使大豆幼苗有机物积累速率增加，C错误：镁是组成叶绿素的成分，降低培养液中镁的含量会使大豆叶片中的叶绿素含量下降，从而导致叶黄素相对含量升高，D错误。 基础检测 2.影响光合作用的因素有物种本身的因素（酶、色素等）和环境因素（光、温度、水和无机盐等），下列叙述不正确的是（  ） A.环境因素可以通过影响物种本身因素而间接影响光合作用 B.研究光合速率时因变量可以是单位时间吸收的CO2 C.当植物缺少Mg2+，叶绿素合成减少光合速率将会下降 D.光照强度越大光反应就越快，植物的光合速率就越大 答案：D 解析：环境因素如温度可以通过影响内因如酶的活性而间接影响光合作用，A正确；研究光合速率时，因变量可以是单位时间吸收的CO2量或单位时间释放的O2量，B正确；Mg2+是构成叶绿素的重要元素，当植物缺少Mg2+时，叶绿素合成不足，导致光合作用光反应减弱，最终导致光合速率下降，C正确；在一定的范围内，随着光照强度的增大，光反应就越快，光合速率越大，而超过一定的光照强度，光反应不会增大，光合速率也不再增大，D错误。 基础检测 3.下列关于影响光合作用的因素的叙述，错误的是（ ） A.温度能影响光合速率，主要是影响光合作用过程中各种酶的活性 B. CO2参与光合作用的碳反应，其浓度太低会限制光合速率 C.其他条件不变，达到光饱和点时增加光照强度不能使光合速率增加 D.除温度、CO2浓度和光照强度外，其他环境因素对光合速率没有影响 答案：D 解析：光合作用过程中各种酶的活性受温度影响，A正确；CO2是碳反应的原料，浓度太低会影响碳反应速率，进而影响光合速率，B正确；达到光饱和点时，增加光照强度不能使光合速率增加，此时限制因素可能为温度、CO2浓度等，C正确；除温度、CO2浓度和光照强度外，水分等对光合速率也有影响，D错误。 基础检测 4.根据光合作用的原理可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。下列叙述错误的是（ ） A.光照强度可通过影响光反应而影响光合作用 B.水只能作为光反应的原料来影响光合作用 C.温度可通过影响酶的活性而影响光合作用 D.CO2浓度可通过影响暗反应而影响光合作用 答案：B 解析：光反应需要在有光的条件下进行，光照强度可通过影响光反应而影响光合作用，A正确；水作为光反应的原料影响光合作用，同时水可影响叶片气孔的开闭，进而影响CO2进入叶片进行暗反应，B错误；细胞内绝大多数化学反应是在酶的催化作用下完成的，酶的活性受温度的影响，温度可通过影响酶活性而影响光合作用，C正确；CO2浓度会因影响CO2的供应量而影响光合作用的暗反应阶段，从而影响光合作用，D正确。 $$