新教材高中生物54光合作用与能量转化二2课件新人教版必修1.ppt
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- 新教材 高中生物 54 光合作用 能量 转化 课件 新人 必修
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1、第2课时光合作用原理的应用一、探究环境因素对光合作用强度的影响一、探究环境因素对光合作用强度的影响1.1.光合作用强度光合作用强度:(1)(1)概念概念:植物在植物在_内通过光合作用制造内通过光合作用制造_的数量。的数量。单位时间单位时间糖类糖类(2)(2)表示方法表示方法:(3)(3)下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因素素_。空气中二氧化碳的浓度温度的高低空气中二氧化碳的浓度温度的高低土壤中水分的多少土壤中水分的多少光的成分光的成分酶的活性酶的活性光照的强弱光照的强弱2.2.实验原理实验原理:(1)(1)利用利用LEDLED台灯离实验装置
2、的距离不同台灯离实验装置的距离不同,产生不同的产生不同的_。(2)(2)根据根据_,_,判断不同判断不同光照强度下光合作用强度的大小。光照强度下光合作用强度的大小。光照强度光照强度单位时间内圆形小叶片上浮的数量单位时间内圆形小叶片上浮的数量3.3.实验步骤实验步骤:二、化能合成作用二、化能合成作用1.1.概念概念:利用体外环境中的某些利用体外环境中的某些_氧化时所释放氧化时所释放的能量来制造的能量来制造_。2.2.实例实例:硝化细菌能利用硝化细菌能利用_氧化释放的化学能将氧化释放的化学能将_合成糖类合成糖类,供自身利用。供自身利用。无机物无机物有机物有机物NHNH3 3COCO2 2和和H H
3、2 2O O三、光合作用影响因素三、光合作用影响因素1.1.光照强度光照强度:(1)(1)原理原理:主要影响光反应阶段主要影响光反应阶段_的产生的产生,进而进而影响暗反应阶段。影响暗反应阶段。ATPATP和和NADPHNADPH(2)(2)曲线分析曲线分析:A A点点光照强度为光照强度为0,0,此时只进行此时只进行_,CO_,CO2 2释放释放量表示量表示_ABAB段段开始进行光合作用开始进行光合作用,随光照强度增加随光照强度增加,光合作光合作用速率逐渐增加用速率逐渐增加,但光合作用速率但光合作用速率_细胞细胞呼吸速率呼吸速率B B点点光合作用速率光合作用速率_细胞呼吸速率细胞呼吸速率,此时光
4、照此时光照强度为光的补偿点强度为光的补偿点细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸速率细胞呼吸速率小于小于等于等于BCBC段段光合作用速率光合作用速率_细胞呼吸速率细胞呼吸速率,随光照强随光照强度增加度增加,光合作用速率逐渐增加光合作用速率逐渐增加C C点点光照强度增加光照强度增加,光合作用速率光合作用速率_,_,此时此时的光照强度的光照强度(C)(C)为光的饱和点为光的饱和点C C点点以后以后此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、此阶段限制光合作用速率的环境因素为温度、COCO2 2浓度等浓度等大于大于基本不变基本不变2.CO2.CO2 2浓度浓度:(1)(1)原理原理:CO:CO2 2浓度通过影响浓度通
5、过影响_阶段阶段,制约制约C C3 3的生成的生成进而影响光合作用强度。进而影响光合作用强度。暗反应暗反应(2)(2)曲线曲线:关键关键点点A ACOCO2 2的补偿点的补偿点:光合速率光合速率_呼吸速呼吸速率时的率时的COCO2 2浓度浓度AA进行光合作用所需的最低进行光合作用所需的最低COCO2 2浓度浓度B B和和BBCOCO2 2饱和点饱和点走势走势分析分析图图1 1和图和图2 2一定范围内一定范围内,光合作用强度随光合作用强度随COCO2 2浓浓度的增大而增强度的增大而增强,但当但当COCO2 2达到一定达到一定的浓度时的浓度时,光合作用强度光合作用强度_等于等于不再增强不再增强3.
6、3.温度温度:(1)(1)原理原理:通过影响通过影响_进而影响光合作用。进而影响光合作用。(2)(2)曲线曲线:酶活性酶活性ABAB段段:随着温度升高随着温度升高,光合作用强度光合作用强度_。B B点点:光合作用光合作用_温度下的光合作用强度。温度下的光合作用强度。BCBC段段:随着温度升高随着温度升高,光合作用强度光合作用强度_。温度过高时温度过高时,酶失活酶失活,光合作用完全停止。光合作用完全停止。增强增强最适最适减弱减弱4.4.水及矿质元素对光合作用的影响水及矿质元素对光合作用的影响:(1)(1)原理原理:N N、MgMg、FeFe等是等是_合成的必需元素合成的必需元素,若若这些元素缺乏
7、这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。水既是光合作用的原料水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介又是体内各种化学反应的介质质,水还会影响气孔的开闭水还会影响气孔的开闭,从而影响从而影响_进入植物体。进入植物体。叶绿素叶绿素COCO2 2(2)(2)曲线曲线:5.5.影响因素在生产实践中的应用影响因素在生产实践中的应用(连线连线):):【激疑激疑】夏季晴朗的中午夏季晴朗的中午,植物的光合作用强度不是最大植物的光合作用强度不是最大,而是而是相对降低相对降低,这一现象称为植物的这一现象称为植物的“午休午休”。试解释出现。试解释出现这一现象的原因
8、。这一现象的原因。提示提示:夏季晴朗的中午夏季晴朗的中午,温度较高温度较高,植物蒸腾作用旺盛植物蒸腾作用旺盛,植物失水较多植物失水较多,导致气孔关闭导致气孔关闭,影响二氧化碳的吸收影响二氧化碳的吸收,从从而使光合作用强度降低。而使光合作用强度降低。知识点一探究环境因素对光合作用强度的影响知识点一探究环境因素对光合作用强度的影响测定光合速率与呼吸速率的装置测定光合速率与呼吸速率的装置:(1)(1)测定装置测定装置:(2)(2)测定方法及解读。测定方法及解读。测定呼吸速率。测定呼吸速率。a.a.在小烧杯中放入适宜浓度在小烧杯中放入适宜浓度NaOHNaOH溶液用于吸收溶液用于吸收COCO2 2。b.
9、b.玻璃钟罩遮光处理玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。以排除光合作用干扰。c.c.置于适宜温度环境中。置于适宜温度环境中。d.d.红色液滴向左移动红色液滴向左移动(单位时间内移动距离代表呼吸速单位时间内移动距离代表呼吸速率率)。测定净光合速率。测定净光合速率。a.a.在小烧杯中放入适宜浓度的在小烧杯中放入适宜浓度的COCO2 2缓冲液缓冲液,用于保证容用于保证容器内器内COCO2 2浓度恒定浓度恒定,满足光合作用的需求。满足光合作用的需求。b.b.必须给予较强光照处理必须给予较强光照处理,且温度适宜。且温度适宜。c.c.红色液滴向右移动红色液滴向右移动(单位时间内移动距离代表净光合单位时间
10、内移动距离代表净光合速率速率)。【思考思考讨论讨论】图示装置中液滴的移动可能是由于环境因素所导致图示装置中液滴的移动可能是由于环境因素所导致,排排除这一无关变量除这一无关变量,应在原实验的基础上如何设计应在原实验的基础上如何设计?(?(科学科学探究探究)提示提示:可增加一组实验可增加一组实验,其他设计同原实验其他设计同原实验,只是去掉绿只是去掉绿色植物。色植物。【素养案例素养案例】为探究光照强度对光合作用的影响为探究光照强度对光合作用的影响,某兴趣小组设计了某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组如图所示的实验装置若干组,在在25 25 条件下进行了一条件下进行了一系列实验。下列说法正确的是系
11、列实验。下列说法正确的是()世纪金榜导学号世纪金榜导学号A.A.在无光条件下在无光条件下,液滴向左移动液滴向左移动B.B.在有光条件下在有光条件下,液滴向右移动液滴向右移动C.C.在有光条件下在有光条件下,液滴向右移动的距离代表光合速率液滴向右移动的距离代表光合速率D.D.随光照强度的增强随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增大液滴向右移动的距离逐渐增大【解题导引解题导引】(1)(1)找出关键点找出关键点:CO:CO2 2缓冲液可以维持密闭装置内一定的缓冲液可以维持密闭装置内一定的二氧化碳浓度二氧化碳浓度,即密闭装置内气体体积的变化不是由二即密闭装置内气体体积的变化不是由二氧化碳的产生或消
12、耗引起的。氧化碳的产生或消耗引起的。(2)(2)分清两个关系分清两个关系:光合作用与细胞呼吸的大小。光合作用与细胞呼吸的大小。【解析解析】选选A A。由于。由于COCO2 2缓冲液维持装置中的缓冲液维持装置中的COCO2 2含量不含量不变变,所以引起装置中气压变化的原因是所以引起装置中气压变化的原因是O O2 2的变化。无光的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸条件下绿色植物只进行细胞呼吸,消耗消耗O O2 2,液滴左移液滴左移,A,A项正确。有光条件下项正确。有光条件下,绿色植物既进行细胞呼吸消耗绿色植物既进行细胞呼吸消耗O O2 2,又进行光合作用产生又进行光合作用产生O O2 2,若光
13、合作用若光合作用 细胞呼吸细胞呼吸,液滴右液滴右移移;若光合作用若光合作用=细胞呼吸细胞呼吸,液滴不移动液滴不移动;若光合作用若光合作用 细细胞呼吸胞呼吸,液滴左移液滴左移,B,B项错误。在有光条件下项错误。在有光条件下,液滴向右液滴向右移动的距离代表净光合速率移动的距离代表净光合速率,C,C项错误。在达到光饱和项错误。在达到光饱和点之前随光照强度的增强点之前随光照强度的增强,液滴向右移动的距离逐渐增液滴向右移动的距离逐渐增大大,D,D项错误。项错误。【方法规律方法规律】光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方光合作用、细胞呼吸实验常用的研究方法法(1)“(1)“黑白瓶法黑白瓶法”:用黑瓶用黑瓶(无
14、光照的一组无光照的一组)测得的结果测得的结果为呼吸作用强度值为呼吸作用强度值,用白瓶用白瓶(有光照的一组有光照的一组)测得的结果测得的结果为净光合作用强度值为净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用综合两者即可得到真正光合作用强度值。强度值。(2)(2)梯度法梯度法:用一系列不同光照强度、温度或用一系列不同光照强度、温度或COCO2 2浓度的浓度的装置装置,可探究光照强度、温度或可探究光照强度、温度或COCO2 2浓度对光合作用强浓度对光合作用强度的影响。度的影响。【素养素养迁移迁移】用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深同时从某池塘水深0.5 m
15、 0.5 m 处的同一位置取满水样处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的氧气立即测定甲瓶中的氧气含量含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量分别测定两瓶中的氧气含量,结果如表结果如表(不考虑化不考虑化能合成作用能合成作用)。有关分析合理的是。有关分析合理的是()世纪金榜导学号世纪金榜导学号 透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙不透光玻璃瓶丙4.9 mg4.9 mg5.6 mg5.6 mg3.8 mg3.8 mgA.A.丙瓶中浮游植物的细胞产生丙瓶中浮游植物的细胞产生HH的场所是线粒体内
16、膜的场所是线粒体内膜B.B.在一昼夜内在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg1.1 mgC.C.在一昼夜后在一昼夜后,乙瓶水样的乙瓶水样的pHpH比丙瓶的低比丙瓶的低D.D.在一昼夜内在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为量约为1.1 mg1.1 mg【解析解析】选选B B。本实验中氧气含量甲瓶。本实验中氧气含量甲瓶-丙瓶丙瓶=1.1 mg,=1.1 mg,可表示一昼夜内丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量可表示一昼夜内丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量,乙乙瓶瓶-甲瓶甲瓶=0.7 mg,=0.7 mg,可
17、表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量气量,因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量=1.1 mg+0.7 mg=1.8 mg,B=1.1 mg+0.7 mg=1.8 mg,B正确、正确、D D错误。丙瓶中浮游错误。丙瓶中浮游植物的细胞产生植物的细胞产生HH的场所有细胞质基质、线粒体基的场所有细胞质基质、线粒体基质质,A,A错误。一昼夜后错误。一昼夜后,乙瓶水样中的乙瓶水样中的COCO2 2含量下降含量下降,因此因此其其pHpH上升上升,而丙瓶中只进行细胞呼吸而丙瓶中只进行细胞呼吸,CO,CO2 2含量上升含量上升,pH,pH
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