2019-2020年高中生物 第五章 光合作用教案 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中生物 第五章 光合作用教案 新人教版必修1 1．關(guān)于“定義” 什么叫綠色植物的光合作用？還有哪些生物能進行光合作用？ 能進行光合作用的生物都具有葉綠體嗎？（不） 自養(yǎng)型生物（生產(chǎn)者）都能進行光合作用嗎？（不，如硝化細菌等化能自養(yǎng)型細菌） （1）定義：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧的過程。 ①場所：葉綠體 ②條件：光能 ③原料：CO2和H2O ④產(chǎn)物：有機物（糖類、氨基酸和脂肪等）、氧氣 （2）光合生物：綠色植物、藍藻（無葉綠體，但有類囊體）、光合細菌（無葉綠體） （3）能進行光合作用的自養(yǎng)生物在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者，但生產(chǎn)者不都是能進行光合作用的，如化能菌。 2．關(guān)于“發(fā)現(xiàn)史” 請分別說出關(guān)于光合作用發(fā)現(xiàn)的幾個經(jīng)典實驗的主要方法、步驟及變量的控制、對照原則的體現(xiàn)，反應變量與觀測指標，結(jié)果與結(jié)論等。 （1）1771年，英國科學家普里斯特利實驗： 方法：點燃的蠟燭與綠色植物，密閉→蠟燭不熄滅；（略去只放蠟燭的對照） 小鼠與綠色植物，密閉→小鼠不易窒息而死（略去只放小鼠的對照） 結(jié)論：植物可以更新空氣。（但本實驗未能重復，他忽略了“光”，即植物并非總能“凈化空氣”） （2）1864年，德國科學家薩克斯實驗：【《收獲季節(jié)》P79第13題】 方法：①綠葉黑暗處理－－讓葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，避免葉片中原有的淀粉對實驗結(jié)果帶來影響； ②葉片一半曝光，另一半遮光（對照）； ③一段時間后，將葉片置于酒精中煮沸，再用清水漂洗（使葉片脫色，避免葉片綠色對實驗結(jié)果的干擾，便于結(jié)果分析，得出結(jié)論）； ④碘蒸氣處理，觀察顏色變化。（檢測指標是“葉片中是否有淀粉”） 結(jié)果：曝光的一半變深藍，遮光的一半無顏色變化 結(jié)論：綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。 （3）1880年，美國科學家恩格爾曼： 巧妙之處： ①選用水綿作實驗材料，水綿不僅具有細而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細胞中，便于觀察和分析； ②將臨時裝片放在黑暗并且無空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧氣的影響，從而確保實驗能夠正常進行（水滴中溶有CO2，水綿的光合作用可以進行）； ③用極細的光束照射，并且用好氧細菌進行檢測，（觀測指標――好氧細菌的分布）從而能夠準確地判斷出水綿細胞中釋放氧的部位； ④進行了黑暗（局部光照）和曝光的對比實驗，從而明確實驗結(jié)果完全是由光照引起。 結(jié)果：用極細的光束照射，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；完全曝光下，好氧細菌分布在葉綠體所有受光部位的周圍。 結(jié)論：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。 （4）20世紀30年代，美國科學家魯賓和卡門實驗（同位素標記法）， 方法：①用18O分別標記H2O、CO2； ②給兩組植物分別提供H218O、CO2和H2O、C18O2，在相同適宜條件下培養(yǎng)； ③分析光合作用釋放出的氧（觀測指標）。 結(jié)果：第一組釋放的O2全部是18 O2，第二組釋放的O2全部是O2。 結(jié)論：光合作用釋放的氧全部來自于水。 【完成《收獲》P67～68練習】 3．完成下列反應式： 光 能 葉綠體 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 （1）生成糖類的光合作用總反應式： 光能 葉綠體 6CO2 + 12H2O* C6H12O6 + 6H2O + 6 O2* （2）生成葡萄糖的光合作用總反應式： 2H2O O2 + 4H++ 4e- 酶 （3）光合作用中水的裂解： 酶 ADP + Pi+能量 ATP （4）光反應中生成ATP： 酶 NADP ++ 2 e-+ H+ NADPH （5）光反應中生成NADPH： 酶 CO2+C5 2C3 （6）C3植物CO2的固定： 酶 6CO2 + 12H2O +能量 C6H12O6+ 6H2O+6 O2 （7）有氧呼吸總反應式： 4.關(guān)于葉綠體的形態(tài)、分布，物質(zhì)基礎(chǔ)和亞顯微結(jié)構(gòu) （1）哪些細胞中存在葉綠體？引起細胞中葉綠體的形態(tài)和分布發(fā)生改變的主要非生物因素是什么？這種改變有何意義？ 形態(tài)：扁平的橢球形或球形 分布：葉肉細胞、C4植物的維管束鞘細胞、幼莖的形成層細胞、氣孔的保衛(wèi)細胞 主要非生物因素：水（少，會皺縮）、光照強度和方向 改變的意義：既能接受較多的光照，又不至于被強光灼傷。 （2）試繪出葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)平面模式圖，并分析回答： 外膜 內(nèi)膜 基粒（光合色素、酶等） 基質(zhì)（酶、DNA等） ①注明結(jié)構(gòu)名稱，說出各自含有的物質(zhì)（化合物和元素）。 ②葉綠體中一定有類囊體和基粒嗎？類囊體堆疊成基粒有何意義？ 不同細胞中基粒數(shù)量和組成基粒的類囊體數(shù)量都相同嗎？（不同） 基粒的分布：C4植物維管束鞘細胞的葉綠體無基粒，所以，C4植物有兩種葉綠體。 意義：類囊體堆疊成基粒使葉綠體內(nèi)的膜面積大大增加，有利于充分吸收光照。 ③紫茉莉葉肉細胞按其中質(zhì)體的類型可分為哪幾種？ 如何研究紫茉莉枝條顏色的遺傳？請預期結(jié)果。 類型：只有白色體的、只有葉綠體的、既有白色體，又有葉綠體的三種 研究方法：選用不同顏色的枝條作親本，進行雜交，比較正交和反交的結(jié)果和性狀分離比 葉綠體DNA的遺傳有哪些主要特點？為什么？ 特點：——細胞質(zhì)遺傳 ①母系遺傳；（受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞） ②后代的性狀不會出現(xiàn)一定的分離比。（生殖細胞在進行減數(shù)分裂時，細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是隨機地、不均等地分配到子細胞中去） 類胡蘿卜素 胡蘿卜素（橙黃色）：C40H56 葉黃素（黃色）：C40H56O2 葉 綠 素 （占總量的1/4） 葉綠素b（黃綠色）：C55H70O6N4Mg 葉綠素a（藍綠色）：C55H72O5N4Mg （占總量的3/4） 種類 主要吸收藍紫光 和藍紫光 主要吸收紅橙光 ④歸納葉綠體色素的種類，注明各自的顏色、含量比例、功能，葉綠體色素中對能量轉(zhuǎn)換最為重要的是少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a。 分布：葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上 作用：絕大多數(shù)葉綠素a、全部葉綠素b和類胡蘿卜素具有吸收和傳遞光能的作用，少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a具有吸收和轉(zhuǎn)換光能的作用。 色素提取和分離實驗的原理、材料和試劑選擇、主要方法步驟以及注意事項、實驗結(jié)果的描述。 （《收獲季節(jié)》P68－69） 影響葉綠素含量的外界因素有哪些？ 影響的外界因素：溫度（低溫抑制葉綠素的合成） 礦質(zhì)元素的供應（N、Mg是葉綠素的組成成分） 光照（合成葉綠素的必要條件） 完成《收獲》P69～70 5．關(guān)于“C3植物、C4植物” （1）C3植物、C4植物劃分的依據(jù)是什么？常見的C4植物有哪些？ 依據(jù)：固定CO2的途徑 C3植物：光合作用中CO2固定的最初產(chǎn)物是C3（3－磷酸甘油酸，PGA），這種固定CO2的途徑為C3途徑，僅有C3途徑的植物叫C3植物。 C4植物：光合作用中CO2固定的最初產(chǎn)物是C4（草酰乙酸），這種固定CO2的途徑為C4途徑，具有C4途徑的植物叫做C4植物。 常見的C4植物：玉米、高粱、甘蔗、莧菜等 （2）請說出研究C4植物同化CO2過程的方法、結(jié)果及結(jié)論。（C3—P29） 方法：同位素示蹤法（《學案》第13題） 結(jié)果：C4：14CO2→14C4→14C3→（14CH2O） C3：14CO2→14C3→（14CH2O） 結(jié)論：此類植物的光合作用中，CO2中的C首先轉(zhuǎn)移到C4中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中。 （3）C4植物的原產(chǎn)地在哪里？（熱帶） （4）C3植物在干旱、炎熱環(huán)境條件下，氣孔運動的結(jié)果是什么？其利弊何在？ 結(jié)果：CO2吸收減少 利弊：蒸騰作用減弱，減少體內(nèi)水分的喪失，但光合作用減弱。 （5）C3植物和C4植物結(jié)構(gòu)和生理上的主要不同點是什么？ 結(jié)構(gòu)： （《收獲季節(jié)》P68第1題） C3：維管束鞘細胞小，沒有葉綠體；維管束鞘以外的葉肉細胞排列疏松，但有正常葉綠體。 C4：維管束鞘細胞大，含許多大的無基粒的葉綠體；維管束鞘細胞和外面的部分葉肉細胞共同構(gòu)成“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)。 生理：C4途徑中固定CO2的PEP羧化酶活性強，能利用細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用。所以，C4植物的光合作用效率高。 附：C3植物和C4植物的比較 植 物 項 目 C3 植 物 C4 植 物 起 源 溫帶 熱帶或亞熱帶 固定CO2 的物質(zhì) C5 先是PEP（一種C3），后是C5 CO2固定后的最初產(chǎn)物 C3 先是C4，后是C3 酶與CO2的親和力 小 大 葉片結(jié)構(gòu)特點 維管束鞘細胞 小，不含葉綠體 大，含有許多大的無基粒的葉綠體 葉肉細胞 含有葉綠體，鞘外部分葉肉細胞排列疏松 含有葉綠體，部分葉肉細胞與鞘細胞共同圍繞維管束，呈花環(huán)型 葉綠體的種類 1種 2種 葉脈的顏色 淺 深 光合作用特點 固 定 CO2的途徑 酶 C3途徑： CO2+C5 2C3 酶 先 C4途徑： CO2+PEP C4 后C3途徑： CO2固定場所 葉肉細胞的葉綠體中 C4途徑在葉肉細胞的葉綠體中 C3途徑在維管束鞘細胞的葉綠體中 暗反應場所 葉肉細胞 維管束鞘細胞 光合效率 低 高 代 表 植 物 水稻、小麥、大麥、大豆、菠菜、馬鈴薯和菜豆等 玉米、高粱、甘蔗、莧菜等 （6）C3植物和C4植物在葉片結(jié)構(gòu)上有哪些特點？ 見上表 6．關(guān)于C3植物光合作用過程： （1）光合作用的過程可分為哪兩個階段？劃分的依據(jù)是什么？ 大體上說，根據(jù)是否需要光能，光合作用可分為光反應和暗反應。其中光反應必需要光，暗反應與有光無光無關(guān)。 （2）默寫C3植物光合作用過程圖解： (CH2O) 光合作用過程圖解 E G H F A ↑ ↓ B ↑ ↓ C D I J 光能→ （3）說出下圖中A～J的過程或物質(zhì)名稱，并完成表格： 總過程 A－光反應，B－暗反應；C－H2O，D－O2；E－ATP， F－ADP＋Pi；G－NADPH，H－NADP+；I－CO2，J－（CH2O）等 階段名稱 光反應 暗反應 場 所 2H2O O2+4H++4e- 光 葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上 酶 葉綠體的基質(zhì)中 物質(zhì)變化 酶 NADP ++ 2 e-+ H+ NADPH 酶 ADP + Pi+能量 ATP ATP、NADPH 酶 2C3 （CH2O） CO2+C5 2C3 C3 C5 酶 能量變化 光能→電能→活躍的化學能 活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能 重要條件 光、色素、酶等 CO2、酶等 聯(lián) 系 光反應為暗反應供能、供氫，是暗反應的基礎(chǔ)； 暗反應為光反應提供ADP和NADP+，限制光反應。 （強調(diào)要從整體上把握的思想） （4）光反應和暗反應分別生成了哪些產(chǎn)物？能量來源有何不同？光合作用過程中存在的“循環(huán)”有哪些？這些周轉(zhuǎn)循環(huán)有何意義? 階 段 項 目 光反應 暗反應 產(chǎn) 物 O2、 ATP、NADPH/ （CH2O）、水等 ADP+Pi、NADP+ 能量來源 光能 ATP、NADPH 循環(huán)：ADP與ATP的相互轉(zhuǎn)化 NADP+與NADPH的相互轉(zhuǎn)化 卡爾文循環(huán)（C5+CO2→C3→C5） 意義：使光合作用中有關(guān)化學反應循環(huán)往復地進行，高效經(jīng)濟。沒有大量ATP，生命活動并不缺少ATP；沒有C5，暗反應照常進行。 例題1. （學案30）下列是光合作用的幾個步驟，它們發(fā)生反應的先后順序是（ ） ①CO2的固定 ②釋放O2 ③葉綠素吸收光能 ④H2O的分解 ⑤C3被還原 A.③②④①⑤ B.③④②①⑤ C.④②③⑤① D.④③②⑤① 例題2.（學案32）關(guān)于光合作用的敘述，正確的是 （ ） A.光反應階段需要光不需要酶 B.暗反應階段有氧氣的釋放 C.葡萄糖中的碳來自二氧化碳 D.暗反應階段只能在黑暗條件下進行 例題3. 光照下正常生長的某綠色植物，若光照突然停止，其它條件不變，則短時間內(nèi)葉綠體中C3合成量的變化為（橫坐標為時間，縱坐標為合成量） （A） （5）總體上看，光能能否直接用于合成有機物？必須以什么物質(zhì)作為“能量貨幣”？ 不能， 光能→電能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能 ①光反應是把光能直接用于合成ATP和NADPH嗎？形成ATP和NADPH的部位是類囊體膜的外側(cè)還是內(nèi)側(cè)？（外側(cè)） 看圖，說光反應的能量轉(zhuǎn)換過程及色素的作用。 ②光能轉(zhuǎn)換為電能的過程中，最終的電子供體和受體分別是什么？ 最終電子供體：H2O 最終電子受體：NADP+ （ADP不是最終電子受體） ③光反應過程發(fā)生了哪些氧化還原反應？ 水的光解、NADPH的生成 ④隨著光反應地進行，ADP、ATP、NADP＋、NADPH 的含量發(fā)生了怎樣的變化？ ADP減少、ATP增加；NADP＋減少、NADPH增多 ⑤為什么說光反應是暗反應的基礎(chǔ)？ 暗反應又通過哪些物質(zhì)來制約光反應的？ 光反應的產(chǎn)物都是暗反應必需的嗎？ （O2不是） 光反應為暗反應提供了ATP、NADPH，是暗反應的基礎(chǔ)； 暗反應通過ADP、NADP+的量制約著光反應。 例題4．（學案31）下圖中的箭頭表示反應的方向，標號表示生理過程，其中在光合作用光反應中完成的是 （B） （6）暗反應循環(huán)過程中，需要葉綠體基質(zhì)自身提供的物質(zhì)基礎(chǔ)有哪些？還需要哪些物質(zhì)和能量的來源？ 葉綠體內(nèi)： 葉綠體基質(zhì)自身提供的物質(zhì)：多種酶、C5化合物等 類囊體提供的物質(zhì)：ATP、NADPH 葉綠體外： 葉綠體外提供的物質(zhì)/能量：CO2 NADPH在暗反應中的作用有哪些？為還原C3供能和供氫 暗反應的循環(huán)可分為哪三個階段？它們的具體變化是什么？ CO2的固定： CO2+C5 2C3 酶 2C3 （CH2O） ATP、NADPH 酶 C3的還原： C5的再生成： C3 C5 酶 如何分析一定條件下的C3和C5濃度的變化？（《收獲季節(jié)》P318第5題） 基于暗反應的循環(huán)過程，分析各自的消耗和生成的相對速率。 （討論）突然停止光照→C3↑、C5↓ 突然停止供應CO2→C3↓、C5↑ 例題5.（學案33）右圖表示將植物放在不同濃度CO2環(huán)境條件下，其光合速率受光照強度影響的變化曲線。b點與a點相比較，b點時葉肉細胞中C3的含量；b點與c點相比較，b點時葉肉細胞中C3的含量變化情況是 A.低、高 B.低、基本一致 C.高、高 D.高、基本一致 為什么缺少CO2會使O2釋放量減少？ 減少CO2→C3生成量減少→ATP、NADPH積累→ADP、NADP＋不足→光反應速度減慢→O2釋放量減少 暗反應生成的糖可被用于植物自身的哪些生命活動？【提示植物有哪些需能過程】 物質(zhì)合成、礦質(zhì)元素的吸收、細胞分裂等 C3植物、C4植物合成淀粉的場所分別在哪里？ C3植物：葉肉細胞的葉綠體基質(zhì) C4植物：維管束鞘細胞的葉綠體基質(zhì) 例題6.（04江蘇）在光合作用過程中 不屬于暗反應的是 （ ） A.CO2與五碳化合物結(jié)合 B.三碳化合物接受ATP釋放的能量 C.H2O的氫傳遞NADP+ D.NADPH的氫傳遞給三碳化合物 例題7. （學案38）下圖表示一株小麥葉片細胞內(nèi)C3相對含量在一天24小時內(nèi)的變化過程，請據(jù)圖分析： （1）C3的產(chǎn)生和消耗主要發(fā)生于葉綠體的 中。 （2）AB段C3含量較高，其主要原因是什么? ____________________。 （3） 點出現(xiàn)的可能是由于白天該地區(qū)天氣暫時由晴轉(zhuǎn)陰所造成的。 （4）G點C3含量極少，其原因是什么? 。 （5）G點與F點相比，葉綠體中NADPH含量較 。(填寫“高”或“低”) （6）請在下面坐標圖中畫一條曲線，表示上圖中的HI段(15時至19時)小麥葉肉細胞中C5 相對含量的變化趨勢(設(shè)a點為15時的C5含量)。 答案：（1）基質(zhì) （2）無光照，不能進行光反應，不能產(chǎn)生[H](或NADPH)和ATP，C3不能還原成有機物 （3）D（4）氣孔關(guān)閉，缺少CO2，C5不能轉(zhuǎn)化為C3（5）高 7．影響光合作用的因素 （1）真正光合速率與凈光合速率的關(guān)系式：真正光合速率－呼吸速率＝凈光合速率 內(nèi)因 基因型（白花苗、花斑葉等） 葉齡與葉綠素含量 （2）影響因素 外因 光照 CO2 溫度 礦質(zhì)元素 水分等 葉齡與光合速率的關(guān)系曲線 葉齡 光合速率 （或Mg2+） B C D A 葉齡與光合速率的關(guān)系曲線 隨著幼葉的生長（AB），葉綠素的含量逐漸增多，光合速率逐漸增強；到成熟葉（BC），光合速率保持穩(wěn)定，隨著葉片的衰老（CD），葉綠素的含量逐漸減少，光合速率逐漸降低。 （3）從光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)和過程看，光與光合作用的關(guān)系是怎樣的？ 原理：光照是形成葉綠素的必要條件，也是光合作用的最終能源。光照直接決定 光反應 階段的ATP、NADPH 合成量，進而影響 暗反應 階段。 試繪出光照強度對光合作用速率影響的曲線圖，并回答問題： （《高考中的光合作用》第18題） CO2吸收 CO2釋放 光照強度與光合速率的關(guān)系 a b c 光強→ A B A－凈光合速率 B－真光合速率 0 ①總光合作用與凈光合作用曲線的互變。 橫坐標移動 ②找出凈光合為0和光合作用最強時的最低光強，并描述曲線的特征。 特征：在光強度較低時，植物光合速率隨光強的增加而增加，但光強進一步提高時，光合速率的增加幅度就逐漸減小，并達到最大，當光強超過一定值時，光合速率就不再增加。 a點表示黑暗時，植物呼吸作用的速率； b點表示植物光合作用的速率與呼吸作用的速率相等的光照強度。凈光合速率為0，溫度升高，b點右移。（b是橫坐標上的點） c點表示光合作用速率最大時所需要的最低光照強度。適當增加CO2濃度，c點右移。 ③如果植物在白天接受b強度的光照，植物能否正常生長？為什么？ 不能。植物在白天接受b的光照，植物光合作用形成的有機物和呼吸作用消耗的有機物相等，但晚上只進行呼吸作用。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長。要維持植物的生長，光照強度至少要高于b點。 ④限制直線上升段和飽和平區(qū)的主要反應階段和主要非生物因子分別是什么？ 上升段：光照強度（光反應） 飽和區(qū)：溫度或CO2濃度等（暗反應）（C3－P33簡答題） ⑤間作時，要保證生長得較矮的植株能正常生活，應做怎樣的考慮？又為什么不能種植過密？ 生長于底層的植物所接收的光強應高于光合作用的速率與呼吸作用的速率相等時的光照強度。種植過密會導致中下層的葉凈光合作用小于零，成為“消費器官”。 ⑥若此圖表示陽生植物的相關(guān)曲線，請補畫陰生植物的相關(guān)曲線。 陰生植物 b′ c′ 陽生植物 CO2吸收 CO2釋放 光照強度與光合速率的關(guān)系 a b c 光強→ 0 ⑴陽生植物光合速率達到最大時所需光照強度大，陰生植物光合速率達到最大時所需光照強度小。（陰生植物應種植在隱蔽的地方） ⑵ 陽生植物：水稻、玉米、向日葵等； 陰生植物：胡椒、人參、三七等。 ⑶陰生植物并非光照強度越弱生長越好； ⑷根據(jù)不同植物對光照強弱的需求，可以將兩種或多種農(nóng)作物間行種植，提高光能的利用率。 （4）CO2是光合作用的原料。陸生植物光合作用所需的碳源，主要是 大氣 中的CO2，CO2主要通過 氣孔 進入葉片。浸于水中的金魚藻等水生植物，光合作用所需的碳源是 HCO32－和溶于水的CO2 ，它們通過 表皮細胞 直接進入葉片。 試繪出CO2濃度對光合作用速率影響的曲線圖，并回答問題： CO2的含量與光合速率的關(guān)系 CO2吸收 CO2釋放 a b c CO2的含量→ → A B A－凈光合速率 B－真光合速率 0 在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨CO2濃度增加而增加，但到達一定程度時，再增加CO2濃度，光合速率也不再增加。CO2濃度很低時，植物不能積累（或制造）有機物，但C4植物的CO2補償點小于C3植物。 ①飽和階段的光合作用速率反映了 光反應 階段的活性。 ②溫室栽培，提高CO2濃度有哪些措施？（增施農(nóng)家肥、使用CO2發(fā)生器、干冰、適當燃燒、溫室可與養(yǎng)殖場相連等措施都可以增加CO2濃度。） 大田生產(chǎn)增加CO2濃度有哪些措施？（合理密植和控制水肥管理；增施有機肥；適當施用NH4HCO3） 大田栽培為什么強調(diào)“正行通風”（既能充分利用光能，又有利于空氣流動以提供光合作用所需的CO2）和施用有機肥（改善土壤結(jié)構(gòu)并提供一定量的CO2）？ 原理：（5）溫度將直接影響 酶 的活性，主要限制 暗反應 階段的速率。 試繪出溫度對真正光合速率和凈光合速率的影響曲線，并分析走勢變化原因。 30 20 T/℃ 相對速率 溫度對光合和呼吸速率的影響 10 A B C （《收獲季節(jié)》P319第12題） 30 20 T/℃ 酶活性 溫度對酶活性的影響 10 40 晝夜溫差與植物產(chǎn)量有著怎樣的關(guān)系？ 白天適當提高溫度，有利于提高植物光合作用的速率，夜間適當降低溫度，有利于降低呼吸作用速率，從全天看，增加了有機物的積累，有利于植物的生長，提高植物的產(chǎn)量。 熱帶雨林僅占地球表面積的3%，但估計它對全球光合作用的貢獻超過20%。因此有人認為熱帶雨林是地球上給其他生物供應氧氣的來源。然而，大多數(shù)專家認為熱帶雨林對全球氧氣的產(chǎn)生并無貢獻或貢獻很小。請評論之。 熱帶雨林光合作用強，是生產(chǎn)力最大的生態(tài)系統(tǒng)，但溫度高，呼吸作用消耗的氧氣也多。所以，整體上看熱帶雨林對全球氧氣的產(chǎn)生并無貢獻或貢獻很小。 例題8.（學案52）將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi)，用全素營養(yǎng)液置于室外進行培養(yǎng)（如甲圖所示），假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中相同，且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度的影響均忽略不計?，F(xiàn)用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如乙圖所示曲線。請據(jù)圖分析回答： （1）上圖顯示，影響光合作用的外界因素有 。 （2）BC段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是 ；CD段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是 。 （3）D點時植物生理活動過程的特點是 。 （4）EF段說明此時植物光合作用速率 （填“較快”或“較慢”），其原因最可能是 ________，由此推斷該植物CO2的固定途徑是 。 （5）EF段與DE段相比，其葉肉細胞中C5的含量較 。 （6）24點與0點相比，植物體內(nèi)有機物總量的變化情況是 。 答案：（1）光照強度 溫度 CO2 濃度（2）夜間溫度較低影響了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的CO2（3）光合作用速率與呼吸作用速率相等 （4）較慢 光照過強，溫度過高，氣孔關(guān)閉 CO2+C5→2C3 （5）大 （5）增加 （6）礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。 試說出N、P、K、Mg對光合作用的重要性。 氮： 直接：⑴是光合作用過程中，各種酶以及NADP+、ATP的重要組成成分（氮素增加，提高酶的含量，加速暗反應）； ⑵是磷脂、葉綠素的重要成分（氮素促進葉綠素含量增加，加速光反應）； 間接：⑶氮素促進葉片面積增大和葉數(shù)增多，從而增加光合作用的面積，間接提高光合作用效率。 磷： 直接：⑴是NADP+、ATP的組成成分（有利于光反應的進行）； ⑵是磷脂的組成成分，維持葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能； 間接：⑶促進幼苗的發(fā)育和花的開放，使果實、種子的成熟提早 。 鎂：是構(gòu)成葉綠素的重要的組成成分。 鉀：光合作用產(chǎn)生糖以及糖類等物質(zhì)的運輸需要K+（但不參與有機物的組成，因為K在植物體內(nèi)是以離子形式存在的）。所以，對于淀粉類及營養(yǎng)器官，適量施用K肥，能使莖稈健壯，促進淀粉的形成。 （7）水是光合作用的原料之一。但水分缺乏主要是間接影響光合作用，為什么？ 水分雖然是光合作用的原料之一，但植物吸收的水分，僅很少一部分（約5％以下）用于光合作用，因此水分缺乏使光合速率下降主要是間接原因。 水分虧缺通過影響氣孔開度、產(chǎn)物運輸、光合面積等間接影響光合作用強度。 （8）各種環(huán)境因素的綜合影響。 影響光合作用最大的環(huán)境因素有光照強度、溫度和CO2濃度三種，這三種環(huán)境因素是相互作用的，要考慮它們的綜合影響。 請據(jù)圖分析回答： 光照強度 光合速率 ④25℃，0.05%CO2 ①10℃，0.03% CO2 ②10℃，0.05%CO2 ③25℃，0.03% CO2 b f c e a d d a c b 0 （1）試描述曲線①的特征在一定的溫度和CO2濃度范圍內(nèi)，光合速率隨光照強度的增大而增大，當光照強度增大到一定程度時，再增加光照強度，光合速率也不再增加。 （2）限制aa’光合強度的因素是溫度和CO2濃度。 （3）b點光合速率大于e點，主要原因是CO2供應充足。 （4）圖中點a與c（b與d）顯示，適當提高溫度，有利于光合作用的進行，主要是因為暗反應階段的反應速度加快。 （5）仙人掌類植物在熱帶森林不能生長，原因是光照不足。（雖然溫度足夠高） （6）據(jù)圖可以得出的結(jié)論是：光合作用受光照強度、溫度和CO2濃度的綜合影響。 8．提高光合利用率的途徑 （1）光能利用率是指_____________________________________________ （2）主要途徑（思考題略） a．延長光合作用時間：提高復種指數(shù)；補充人工光照 b．增加光合面積：合理密植；改變株型 光照強弱的控制 c．加強光合效率 CO2的供應 必需礦質(zhì)元素的供應 9．與光合作用有關(guān)的實驗研究（見有關(guān)習題的拓展）