2020版新教材高中生物54光合作用与能量转化22ppt课件新人教版必修.ppt
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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素下列哪些是能够对光合作用强度造成影响的外界因素_。空气中二氧化碳的浓度空气中二氧化碳的浓度 温度的高低温度的高低 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
2、离实验装置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_,_,判断不同光照强度下光合作用强判断不同光照强度下光合作用强 度的大小。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: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
3、液用于吸收COCO2 2。b.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率单位时间内移动距离代表呼吸速率)。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,用于保证容器内用于保证容器内COCO2 2浓度恒定浓度恒定,满足满足光合作用的需求。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
4、间内移动距离代表净光合速率单位时间内移动距离代表净光合速率)。【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列实验。下列说法正确的是()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
5、增大液滴向右移动的距离逐渐增大【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含量不变含量不变,所以引起装置中气压所以引起装置中气压变化的原因是变化的原因是O O2 2的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸的变化。无光条件下绿色植物只进行细胞呼吸,消耗消耗O O2 2,液滴左液滴左移移,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,又进行光合作用产又进行光合作用产生生O O2 2,若光合作用若光合作用 细胞呼吸细胞呼吸,液滴右移液滴右移;若光合作用若光合作用=细胞呼吸细胞呼吸,液
6、滴不移动液滴不移动;若光若光合作用合作用 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,液滴向右移动的距离代表液滴向右移动的距离代表净光合速率净光合速率,C,C项错误。在达到光饱和点之前随光照强度的增强项错误。在达到光饱和点之前随光照强度的增强,液滴向右移动的液滴向右移动的距离逐渐增大距离逐渐增大,D,D项错误。项错误。【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 0.5 m 处的同一位置处的同一位置取满水样取满水样,立即测定甲瓶中的氧气含量立即测定甲瓶中的氧气含量,并将乙、丙
7、瓶密封后沉回原处。一昼并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶夜后取出玻璃瓶,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(不考虑化能合成作不考虑化能合成作用用)。有关分析合理的是。有关分析合理的是()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.
8、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量约为乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为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可表示一昼夜内丙瓶中生物细胞呼吸消耗的氧气量物细胞呼吸消耗的氧气量,乙瓶乙瓶-甲瓶甲瓶=0.7 mg,=0.7 mg,可表示一昼夜乙瓶中生物净产生可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量的氧气量,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
9、氧气量=1.1 mg+0.7 mg=1.8=1.1 mg+0.7 mg=1.8 mg,B mg,B正确、正确、D D错误。丙瓶中浮游植物的细胞产生错误。丙瓶中浮游植物的细胞产生HH的场所有细胞质基质、线的场所有细胞质基质、线粒体基粒体基质质,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,因此其因此其pHpH上升上升,而丙瓶而丙瓶中只进行细胞呼吸中只进行细胞呼吸,CO,CO2 2含量上升含量上升,pH,pH下降下降,乙瓶水样的乙瓶水样的pHpH比丙瓶的高比丙瓶的高,C,C错误。错误。【补偿训练补偿训练】取某种植物生长状态一致的新鲜叶片取某种植物生长状
10、态一致的新鲜叶片,用打孔器将叶片打出若干圆片用打孔器将叶片打出若干圆片,圆片平均圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为a,a,乙组保持湿润且乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内置于一个黑暗密闭装置内,丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一的光照。乙组和丙组其他条件一致致,一小时后一小时后,测得乙装置内圆片干重为测得乙装置内圆片干重为b,b,丙装丙装置内圆片干重为置内圆片干重为c c。下列叙述正确的是。下列叙述正确的是()A.c-aA.c-a
11、为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率B.c-bB.c-b为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C.a-bC.a-b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D.D.实验过程中实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 【解析解析】选选C C。c-ac-a为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率;c-b;c-b为圆片叶肉细为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率胞一小时内的真正光合速率;a-b;a-b为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率为圆片叶肉细胞一小时
12、内的呼吸速率;乙装乙装置随着置随着O O2 2浓度下降浓度下降,叶肉细胞呼吸速率也下降。叶肉细胞呼吸速率也下降。知识点二光合作用影响因素综合分析知识点二光合作用影响因素综合分析1.1.开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析开放环境中光合作用昼夜变化曲线分析:(1)(1)曲线分析曲线分析:MNMN和和PQPQ夜晚植物只进行细胞呼吸夜晚植物只进行细胞呼吸;植物体内有机物的总量减少植物体内有机物的总量减少,环境中环境中COCO2 2量增加量增加,O,O2 2量减少量减少N NP P光合作用与细胞呼吸同时进行光合作用与细胞呼吸同时进行NANA和和EPEP清晨和傍晚光照较弱清晨和傍晚光照较弱,光合作用强度小
13、于细胞呼吸强度光合作用强度小于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量减少植物体内有机物的总量减少,环境环境中中COCO2 2量增加量增加,O,O2 2量减少量减少A A点和点和E E点点光合作用强度等于细胞呼吸强度光合作用强度等于细胞呼吸强度,CO,CO2 2的吸收和释放达到动态平衡的吸收和释放达到动态平衡;植物体内有机物的总量植物体内有机物的总量不变不变,环境中环境中COCO2 2量不变量不变,O,O2 2量不变量不变A AE E光合作用强度大于细胞呼吸强度光合作用强度大于细胞呼吸强度;植物体内有机物的总量增加植物体内有机物的总量增加;环境中环境中COCO2 2量减少量减少,O,O2 2量增量增
14、加加C C点点叶片表皮气孔部分关闭叶片表皮气孔部分关闭,光合作用强度下降光合作用强度下降E E点点光合作用产物的积累量最大光合作用产物的积累量最大(2)(2)一昼夜有机物的积累量的计算方法一昼夜有机物的积累量的计算方法(用用COCO2 2表示表示):):一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量=白天从外界吸收的白天从外界吸收的COCO2 2量量-晚上呼吸作用释放的晚上呼吸作用释放的COCO2 2量量,即即S S3 3-(-(S S1 1+S S4 4)。2.2.密闭玻璃罩内密闭玻璃罩内COCO2 2浓度与时间的关系曲线浓度与时间的关系曲线:(1)(1)曲线分析曲线分析:ABAB段段无光照无光照
15、,植物只进行细胞呼吸植物只进行细胞呼吸BCBC段段温度降低温度降低,细胞呼吸减弱细胞呼吸减弱CDCD段段4 4时后时后,微弱光照微弱光照,开始进行光合作用开始进行光合作用,但光合作用强度但光合作用强度 细胞呼吸强度细胞呼吸强度H H点点光合作用强度光合作用强度=细胞呼吸强度细胞呼吸强度HIHI段段光照继续减弱光照继续减弱,光合作用强度光合作用强度 细胞呼吸强度细胞呼吸强度,植物植物生长生长若若I I点高于点高于A A点点说明光合作用强度说明光合作用强度 细胞呼吸强度细胞呼吸强度,植物体内有机物总量减少植物体内有机物总量减少,植物不能生长植物不能生长若若I I点等于点等于A A点点说明光合作用强
16、度说明光合作用强度=细胞呼吸强度细胞呼吸强度,植物体内有机物总量不变植物体内有机物总量不变,植物不生长植物不生长【思考思考讨论讨论】1.1.各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响,试分析冬季早晨和夏季早试分析冬季早晨和夏季早晨限制光合作用的因素分别是什么。晨限制光合作用的因素分别是什么。(科学思维科学思维)提示提示:冬季早晨温度较低冬季早晨温度较低,温度是限制光合作用的主要因素温度是限制光合作用的主要因素;夏季早晨温度较夏季早晨温度较高高,光照较弱光照较弱,光照是限制光合作用的主要因素。光照是限制光合作用的主要因素。2.2.大棚生产中大棚生产中,为什么
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