3.4影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 课件 2025—2026学年高一上学期生物苏教版必修1

该高中生物学课件聚焦影响光合作用和细胞呼吸的环境因素，系统讲解光照强度、CO₂浓度、温度等关键因素的作用机制，结合洪涝、干旱等灾害案例导入，衔接光合作用与呼吸作用的物质能量转换过程，通过实验数据、曲线图分析等学习支架帮助学生构建知识网络。 其特色在于融合生命观念与科学思维，以黑藻光照强度实验（12-24cm距离气泡数差异）培养探究实践能力，经典曲线图（光补偿点、饱和点等关键点解读）强化建模分析，体现物质与能量观。农业应用实例（合理密植、增施CO₂）渗透社会责任，习题结合真实情境考查知识迁移。学生能深化对代谢调控的理解，教师可依托资料提升教学效率。

第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 第三章 细胞中能量的转换和利用 洪涝灾害 干旱灾害 霜冻灾害 请根据光合作用反应式，从内、外因分析影响光合作用强度的因素有哪些？ 内因： 叶绿体的数量、叶龄； 光合色素的种类和含量； 酶的种类、数量 外因： 光照强度； CO2浓度； 温度； H2O； 无机盐种类 光质； 积极思维：光照强度真的会影响植物光合作用吗？ 下图是验证光照强度影响植物光合作用的实验装置。大烧杯中盛有一定量的清水，试管中放置一株长约10cm的黑藻植株，并将试管固定在支持物上。 支持物 清水 黑藻 2. 在试管中轴到灯泡（光源）的距离分别为 12 cm、18 cm、24 cm 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。 支持物 清水 黑藻 试管中轴到光源的距离 12cm 18cm 24cm 1min产生的气泡数 实验结论： 光照是植物进行光合作用必要条件，光照强度是影响光合作用的重要因素之一； 63个 41个 31个 光照强度 光合速率 O 一、影响光合作用的环境因素 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。 A B 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 。 图示含义： 1.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。 注：光照强度影响 阶段； 光反应 光照强度 光合速率 O A B A点： 表示植物能利用的最低光照强度； 图示关键点含义： B点： 光饱和点； 影响AB段的因素是： 影响B点以后的因素有： 光照强度； CO2浓度、温度等； 光照强度在农业生产上的应用： ①适当提高光照强度； ②增加光照面积：合理密植、套种、间作； ③延长光照时间：轮作； a点： ab段： 光照强度经典曲线图： 10 -5 只进行细胞呼吸； 光合作用强度＜呼吸作用强度 O2 CO2 b点： 光补偿点， 光合作用强度＝呼吸作用强度 光照强度经典曲线图： 10 -5 bc段： 光合作用强度＞呼吸作用强度 c点： ac段的影响因素是： c点以后的影响因素是： 光饱和点； 光照强度； CO2 浓度，温度等； 光照强度经典曲线图： 10 -5 该植物的呼吸速率是 ； 在达到光饱和点时，该植物的实际/真正光合速率是 ； 在达到光饱和点时，该植物的净光合速率是 ； 填空：用CO2的量表示： 5 15 10 10 5 有机物的产生量＝有机物的积累量 ＋ 有机物的消耗量 O2产生量 ＝ O2释放量 ＋ 呼吸作用消耗的O2量 CO2固定量 ＝ CO2吸收量 ＋ 呼吸作用产生的CO2量 真正光合速率 = 净光合速率 ＋ 呼吸作用速率 思考： 若某植物处于b点，那它的叶肉细胞的光合作用强度 呼吸作用强度； 大于 附：阳生植物和阴生植物的光合作用比较 阳生植物：在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽或弱光条件下生长发育不良的植物。 阴生植物：在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。 光补偿点、光饱和点、呼吸作用：阳生植物 阴生植物 ＞ 2.光质 在太阳辐射中，对光合作用有效的是可见光。那么，光照是不是仅仅以光照强度影响植物的光合作用呢？ 光质 2.光质 判断：光合色素对蓝紫光和红光吸收最多，所以将无色透明塑料大棚换成蓝色、红色、紫色，光合效率更高（ ） × 实验： 探究不同光质的光对植物光合作用的影响 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。 A B C 得出结论、验证假设 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 提出问题 作出假设 设计实验 建议：蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光。 CO2浓度 光合速率 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。 3. CO2浓度 图示含义： O B A 注：CO2浓度影响 阶段； A点： 表示植物能利用的最低CO2浓度； 图示关键点含义： B点： CO2饱和点； 影响AB段的因素是： 影响B点以后的因素有： CO2浓度； 光照强度、温度等； 暗反应 ①增施农家肥； ②使用二氧化碳发生器（温室）； ③正其行，通其风； CO2浓度在农业生产上的应用： 3. CO2浓度 经典曲线图： 光照强度、温度等； O点： 只进行呼吸作用； A点： B点： CO2补偿点，光合作用强度＝呼吸作用强度； CO2饱和点； 影响OB段的因素： CO2浓度； 影响B点后的因素： 4. 温度 温度主要影响 的活性，或影响气孔关闭，减少CO2的吸收 应用： 适当增大昼夜温差减少有机物的消耗；白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率，晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。 判断： 如遇阴雨连绵天气，则应该在白天时也适当降温（ ） √ 酶 E 时间 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。 积极思维：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： ①7～10时的光合作用强度不断增强原因： ②12时左右的光合作用强度明显减弱原因： ③14～17时的光合作用强度不断减弱原因： 水是光合作用原料，缺水直接影响光合作用，又可导致气孔关闭，影响CO2吸收，使光合作用减弱。 5. 水 应用：合理灌溉 应用：合理施肥 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。 6. 无机盐种类 1.某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是 A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 A 习题巩固 2.　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 D 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 2.小麦和玉米的CO2固定速率随外界CO2含量的变化而变化(如图)。下列叙述错误的是 D A.一定范围内小麦的CO2固定速率与外界CO2含量呈正相关 B.外界CO2含量在100mg·L-1时小麦很难正常生长 C.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2 D.外界CO2含量大于360mg·L-1后玉米不再固定CO2 二、影响细胞呼吸的环境因素 1.温度：影响酶的活性 应用： ①零上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； 呼吸速率：常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示； O2浓度(%) CO2 释放量 有氧呼吸产生的CO2 O 呼吸产生的CO2总量 C 无氧呼吸产生的CO2 A P 2.氧气浓度 ①A点： 无氧呼吸消失点； ④P点及其以后： ⑤CO2释放总量＝ ③OP之间： 只进行无氧呼吸； ②P点： 只进行有氧呼吸； 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸； 有氧呼吸的CO2释放量＋无氧呼吸的CO2释放量； ⑥B点： ⑦M点： ⑧AB区段CO2生成量急剧减少的原因： O2浓度(%) CO2 释放量 有氧呼吸产生的CO2 O 呼吸产生的CO2总量 C 无氧呼吸产生的CO2 A P 2.氧气浓度 释放的CO2量最少，细胞总体呼吸最弱，是种子、蔬菜、水果贮存的最佳点； B M 有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量； 随着O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制，而此时有氧呼吸较弱； 3.CO2浓度 当二氧化碳体积分数高于5%时，细胞呼吸明显受到抑制。在土壤中，根系土壤微生物的细胞呼吸会产生大量的二氧化碳，当土壤板结、深层通气不良时，积累的二氧化碳体积分数可达4%～10%，甚至更高。此时若不及时中耕松土，根部 细胞的有氧呼吸会严重受阻。一些植物（如豆科植物）种子由于种皮的限制， 细胞呼吸产生的二氧化碳难以被释放出来，种皮内积聚较高浓度的二氧化碳会抑制细胞呼吸，导致种子进入休眠状态。 应用： 适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜； 3.CO2浓度 2.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。 析：中耕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。 积极思维： 析：将该植物置于密闭容器中，在黑暗条件下，测量单位时间内O2的减少量或CO2的增加量； 1.如何测量某株植物的呼吸速率？ 4.H2O 在一定范围内，细胞呼吸速率随组织含水量的增加而增高。干燥种子的细胞呼吸速率很低，而当种子吸水后，细胞呼吸速率迅速增高。 应用： 粮食储存时，应保持干燥； 干种子萌发前进行浸泡处理； 光合作用和呼吸作用常考图形分析： 总光合作用＝净光合作用＋呼吸作用 ①净光合作用： ； ②图中D点之后净光合作用为 ， 有机物积累； a、b曲线对应的值相减 0 无 （一） . ① 代表净光合作用， 代表呼吸作用；图中15℃每小时总光合作用＝ ； ②E点后是否有有机物的积累？ ； CO2的吸收速率 CO2的释放速率 3.5mg 有 总光合作用＝净光合作用＋呼吸作用 （二） （净光合作用） （呼吸作用） E . 思考：该图中一昼夜中是否有有机物的积累?原因是什么？ ， ； 有 因为密闭容器中最终的CO2含量降低 夏季的一昼夜中密闭环境下CO2浓度随时间变化的曲线分析 AB段： BC段： 光合作用＜细胞呼吸； 光合作用＝细胞呼吸； 光合作用＝细胞呼吸； 光合作用＜细胞呼吸，直至光合作用完全停止 只进行呼吸作用； 温度降低，呼吸减弱； CD段： D点： DH段： 光合作用＞细胞呼吸。其中EF段出现“光合午休”现象； H点： HJ段： （三） AC： B点： C点： CD： 黑暗，仅有细胞呼吸，无光合作用； 光合作用开始点； 光合速率＜呼吸速率； 凌晨温度最低，细胞呼吸最弱； D点： 光合速率＝呼吸速率； DF： 光合速率＞呼吸速率； E点： “光合午休“（气温过高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2供应不足）； F点： 光合速率＝呼吸速率，有机物积累最多； G点： FG段： 光合速率＜呼吸速率； 光合作用消失点； 一昼夜有机物积累量＝ ； Ⅱ Ⅰ Ⅲ （四） 晴朗夏季某植物光合作用一昼夜中CO2吸收量和释放量变化曲线图 SⅡ－(SⅠ＋SⅢ) 1.下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，解释错误的是 A.提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀 B.零度以上低温储存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解 C.马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 D.种子储藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞有氧呼吸 习题巩固 2．细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列分析错误的是 A．种子贮存时应先晒干，降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸 B．应用乳酸菌制作酸奶，应先通气，后密封，利于乳酸菌发酵 C．水果保鲜可用低温法，降低酶的活性，降低细胞呼吸 D．栽种庄稼，要多疏松土壤，提高根细胞的呼吸，利于吸收K＋等生长所需元素 3.如图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是 A.过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光 B.过程②发生在叶绿体基质，过程③发生在线粒体 C.过程①产生NADPH，过程②消耗NADPH，过程③既产生也消耗NADH D.若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加 4.甲、乙两图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是 A.甲图中O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点 B.甲图中O2浓度为b时，对应乙图中CD段 C.甲图的a、b、c、d四个浓度中，c是最适合储藏苹果的O2浓度 D.甲图中O2浓度为d时没有酒精产生 5.如图为某种植物在夏季晴天一昼夜内CO2吸收量的变化情况。判断正确的是 A.影响BC段光合速率的外界因素只有光照强度 B.CE段下降主要是部分气孔关闭造成的 C.CE段与FG段光合速率下降的原因相同 D.该植物进行光合作用的时间区段是BG $