3-5 光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 第三課時(shí)光合作用受環(huán)境因素的影響（學(xué)案）高一上學(xué)期生物浙科版必修1

光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能第三課時(shí)光合作用受環(huán)境因素的影響預(yù)習(xí)梳理

一、光合速率

1.

光合速率的概念

光合速率或稱.是指一定量的植物(如一

定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多少。

2.

光合速率的表示方法

植物葉片在單位時(shí)間、單位面積釋放或消耗的量。

3.

真正光合速率=(凈光合速率)+。

二、環(huán)境因素影響光合作用

1.光合速率受到多種環(huán)境因素的影響,其中最重要的因素是

光強(qiáng)度、溫度和空氣中的CO2濃度。

(1)光強(qiáng)度:光合速率隨光強(qiáng)度的增加而，但在強(qiáng)度達(dá)到之前，光合作用已達(dá)到時(shí)的速率，即光強(qiáng)度再增加,光合速率也不會(huì)增加。

(2)溫度:光合作用是,所以會(huì)有一個(gè)_，此時(shí)

與光合作用有關(guān)的酶的活性最大;光合作用的最適溫度因而異，一般溫帶植物的最適溫度在左右。0C以下光合作用可能完全停止，也可能十分微弱。

(3)CO2濃度:

CO2直接影響速率。空氣中CO,濃度增加會(huì)使光合速率加快,CO2濃度達(dá)到時(shí),CO濃度再增加時(shí)，光合速率也不會(huì)增加。

2.光強(qiáng)度、溫度和CO,濃度對(duì)光合作用的影響是的。任何一個(gè)因素的減弱都有可能光合作用。歸納梳理凈光合：表觀光合：氧氣釋放量或二氧化碳吸收量或有機(jī)物積累量總光合：真正光合：氧氣產(chǎn)生量或二氧化碳固定量或有機(jī)物合成量真正合速率=表觀光合速率+呼吸速率一、影響光合作用的因素內(nèi)因：色素含量，酶的數(shù)量和活性，外因：光照（強(qiáng)度/波長(zhǎng)、時(shí)間）、溫度、二氧化碳濃度、水分、礦物質(zhì)1、光照強(qiáng)度原理：直接影響光反應(yīng)的速度，光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH與ATP的數(shù)量多少會(huì)影響碳反應(yīng)的速度，這是最主要的因素。應(yīng)用：適當(dāng)提高光照強(qiáng)度2、溫度原理：溫度影響光合作用的過(guò)程，特別是碳反應(yīng)中酶的催化效率，從而影響光合速率。在生產(chǎn)上的應(yīng)用：1、適時(shí)播種；2、溫室栽培時(shí)，白天可以適當(dāng)提高溫度；3、適當(dāng)增加晝夜溫差3.CO2的濃度在生產(chǎn)上應(yīng)用：1、施用農(nóng)家肥（有機(jī)肥）2、溫室栽培可以適當(dāng)使用二氧化碳生發(fā)器，施用干冰，或混養(yǎng)家禽、家畜等，提高室內(nèi)CO2濃度；3、大田生產(chǎn)“正其行，通其風(fēng)”，4、水水是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體，所以水對(duì)光合作用有影響。5、礦質(zhì)元素N：是合成葉綠素、酶等含N物質(zhì)的必需元素。缺N時(shí)就會(huì)影響它們的合成，從而影響光合作用P：是合成ATP的必需元素。缺P(pán)時(shí)就會(huì)影響ATP等的合成，從而影響光合作用Mg：是合成葉綠素的必需元素，因此缺Mg時(shí)就會(huì)影響葉綠素的合成，從而影響光合作用K：能夠促進(jìn)糖類(lèi)等有機(jī)物在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，在生產(chǎn)上的應(yīng)用：合理施肥；氮肥可以促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)。6.多因素影響二、.環(huán)境驟變對(duì)光合作用中間產(chǎn)物含量的影響（1）“過(guò)程法”分析三碳酸和RuBP的含量變化當(dāng)外界條件改變時(shí)，光合作用中三碳酸、RuBP及ATP和ADP含量變化可以采用如圖分析：外界條件變化與物質(zhì)含量對(duì)照表項(xiàng)目光照變強(qiáng)CO2不變光照變?nèi)魿O2不變光照不變CO2增多光照不變CO2減少三碳酸↓↑↑↓RuBP↑↓↓↑ATP和NADPH↑↓↓↑三碳糖↑↓↑↓光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)及其他相關(guān)點(diǎn)的移動(dòng)若已知某種植物呼吸作用最適溫度為30℃，光合作用最適溫度為25℃，在25℃，大氣CO2濃度下，測(cè)得如下曲線：當(dāng)相關(guān)條件改變時(shí)，相關(guān)點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律如下表：改變因素A點(diǎn)B點(diǎn)C點(diǎn)D點(diǎn)提高CO2濃度/左移右移右上移降低CO2濃度/右移左移左下移25℃→30℃下移右移左移左下移土壤缺Mg2＋不移右移左移左下移（1）提高CO2濃度時(shí)各個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)情況:分析光補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)時(shí).分別分析細(xì)胞呼吸強(qiáng)度和光合作用強(qiáng)度的變化情況。細(xì)胞呼吸強(qiáng)度:CO2,濃度增大，條件里沒(méi)有涉及溫度的變化，默認(rèn)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不變，所以A點(diǎn)不動(dòng)。光合作用:CO2,濃度增大，光合作用吸收的CO2,的量增多(條件默認(rèn)此時(shí)植物沒(méi)有達(dá)到CO2,的最大吸收量)，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，即光合作用補(bǔ)償呼吸作用釋放CO2的能力增大。由于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不變,所以不需要原來(lái)那么強(qiáng)的光照便可將呼吸釋放的CO2全部補(bǔ)償?shù)簦怨庋a(bǔ)償點(diǎn)左移。

分析光飽和點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，只需分析光反應(yīng)和碳反應(yīng)過(guò)程即可。CO2濃度增大,三碳酸生成量增大，消耗NADPH和ATP的量增多，所以達(dá)到光飽和點(diǎn)需要的NADPH和ATP的量也增多,原來(lái)光照條件下光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH和ATP不能滿足碳反應(yīng)的進(jìn)行，必須在較強(qiáng)的光照下產(chǎn)生更多的NADPH和ATP才能滿足光飽和的條件，即光飽和點(diǎn)右移。D點(diǎn):光飽和點(diǎn)右移，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)右移。CO2

濃度增大，光合作用吸收的CO2量增大,其對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)增大,向上移動(dòng)，綜合來(lái)看,D點(diǎn)向右上方移動(dòng)。

(2)溫度從25℃→30℃時(shí)各個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)情況:

溫度從25℃→30℃時(shí)，此時(shí)光合作用強(qiáng)度減弱，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增強(qiáng),A點(diǎn)下移，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)該是向右移動(dòng)的。那么光飽和點(diǎn)呢?溫度主要是影響酶的活性，主要影響的是碳反應(yīng),此時(shí)的碳反應(yīng)速率減慢，碳反應(yīng)所能達(dá)到的最大速率減慢，此時(shí)只需要個(gè)較弱的光照強(qiáng)度就能實(shí)現(xiàn)與碳反應(yīng)速率的同步了。此時(shí)將在一個(gè)較明的光照強(qiáng)度下達(dá)到飽和,并且此時(shí)的最大光合速率減慢。所以此時(shí)光飽和點(diǎn)應(yīng)該是向左移動(dòng)。綜合上述因素,D點(diǎn)是往左下移。（3）土壤缺Mg2＋土壤缺Mg2＋，葉綠素含量減少，光合作用強(qiáng)度減弱，呼吸強(qiáng)度不變，所以A點(diǎn)不動(dòng)，光補(bǔ)償點(diǎn)右移，光飽和點(diǎn)左移。當(dāng)堂自測(cè)1．要測(cè)定藻類(lèi)是否進(jìn)行了光反應(yīng)，最好是檢測(cè)其()A．葡萄糖的形成情況 B．淀粉的形成情況C．氧氣的釋放情況 D．二氧化碳的吸收情況答案C2．如圖所示為光強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響關(guān)系。下列關(guān)于曲線的相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是A．b可代表光下植物的表觀光合速率B．M的大小與植物的呼吸速率有關(guān)C．N點(diǎn)之后植物吸收CO2的量不再增加與葉綠體中的酶數(shù)量有關(guān)D．若植物長(zhǎng)期處于光強(qiáng)度為M的自然環(huán)境中，植物仍能生長(zhǎng)答案D3．在室溫條件下，下列措施中哪一項(xiàng)不利于提高光合作用強(qiáng)度()A．適當(dāng)提高溫度 B．適當(dāng)增加CO2的濃度C．適當(dāng)增加光強(qiáng)度 D．改用綠光燈照射作物答案D4．將一株長(zhǎng)勢(shì)良好的植物至于密閉空間，提供18O2，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．黑暗時(shí)，18O不可能存在于CO2中B．黑暗時(shí)，18O只出現(xiàn)于H2O中C．光照下，18O不可能存在于葡萄糖中D．光照下，18O可能存在于氨基酸中答案D5下圖是黑藻光合作用過(guò)程示意圖（用字母代表物質(zhì)）。請(qǐng)分析回答：（1）反應(yīng)Ⅰ發(fā)生的場(chǎng)所是，其中產(chǎn)物B是。（2）在反應(yīng)Ⅱ中RuBP不斷被利用，但含量仍能保持穩(wěn)定的原因是。光合作用合成的三碳糖，大部分運(yùn)至葉綠體外轉(zhuǎn)變成蔗糖，還有一部分在葉綠體中轉(zhuǎn)變成。（3）若要分析黑藻葉綠體的色素種類(lèi)，制備色素提取液時(shí)需要加入可使研磨充分。將提取到的濾液收集到試管中，塞上橡皮塞，將試管置于適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下2～3min后，試管內(nèi)氧氣的含量（填“增加”“減少”或“不變”）（4）給黑藻提供C18O2和H2O，釋放的氧氣中含有18O是由于____________________________________________________________________。解析（1）Ⅰ為光反應(yīng)，場(chǎng)所在類(lèi)囊體膜，其中產(chǎn)物B是H＋。（2）在碳反應(yīng)中RuBP不斷被利用，但含量仍能保持穩(wěn)定的原因是RuBP可以再生。（3）要分析黑藻葉綠體的色素種類(lèi)，制備色素提取液時(shí)需要加入二氧化硅可使研磨充分，因?yàn)檠心ズ笕~綠體遭破壞，只有色素不能進(jìn)行光合作用，所以試管內(nèi)氧氣含量基本不變。（4）給黑藻提供C18O2和H2O，釋放的氧氣中含有18O是因?yàn)镃18O2經(jīng)光合作用產(chǎn)生Heq\o\al(18,2)O，然后光合作用利用Heq\o\al(18,2)O產(chǎn)生含18O的氧氣。答案（1）類(lèi)囊體膜（或光合膜、葉綠體基粒）H＋（2）RuBP可以再生淀粉、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)（3）二氧化硅（SiO2）不變（4）C18O2經(jīng)光合作用產(chǎn)生Heq\o\al(18,2)O，然