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3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素（第1课时）
01
尝试探究各种环境因素对光合速率的影响。
能够利用光合作用的原理去解决农业生产中遇到的一些问题。
02
洪涝
干旱
霜冻
自然灾害会严重影响农业生产，其本质是影响农作物的光合作用和细胞呼吸等生命活动。他们是通过那些因素来影响植物的正常生长的？
1.光照
一、影响光合作用的环境因素
（1）课本图3-4-1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 10 cm 的黑藻植株,并将试管固定在支持物上。
（2）台灯为白炽灯。在试管中轴到灯泡(光源)的距离分别为 12 cm、18 cm、24cm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。
（3）在距离为12 cm、18 cm、24 cm时,计数得到黑藻1min 内分别产生63个、41个和31个气泡。
判断 实验者认为,灯泡与黑藻之间的不同距离可以代表不同的光照强度,而上述实验结果表明光照强度会影响植物光合作用。我们赞同这个观点吗 为什么
支持物
清水
黑藻
台灯为白炽灯
试管中轴到光源的距离 12cm 18cm 24cm
1min产生的气泡数 63个 41个 31个
光照是植物进行光合作用的必要条件，光照强度是影响光合作用的重要因素之一。
净光合速率
呼吸速率
总光合速率
“成本”
“收入”
“利润”
黑暗中单位时间内O2消耗量、CO2产生量，有机物消耗量
单位时间内O2产生量、CO2固定量、有机物产生量（制造量）
单位时间内O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量
净光合速率
总光合速率
呼吸速率
—
=
深入探究-光照强度对光合速率的影响
光合速率
光照强度
CO2浓度保持不变
单一变量
根据黑藻实验，有人测定了不同光照强度下的光合速率的曲线图。请分析光照强度是如何影响光合速率的？
在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而相应________；
当达到某一定值后，光照强度即使继续增强，光合速率_________。
增加
不再增加
CO2
吸收量
CO2
释放量
光照强度
O
A
C`
光饱和点
B
净光合速率
呼吸速率
总光合速率
A:光合作用为0，只进行呼吸作用
光补偿点
C
光合作用强度达到最大值，达到饱和
光饱和点：植物达到最大光合速率所需要的最小光照强度。
光补偿点：植物达到光合速率等于呼吸速率时，所对应的光照强度。
净光合作用=总光合作用-呼吸作用
走进实验室：探究不同光质的光对植物光合作用的影响
提出问题
得出结论、验证假设
作出假设
设计实验
进行实验
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。
提出问题
得出结论、验证假设
作出假设
设计实验
进行实验
建议：蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光。
A
B
C
提出问题
得出结论、验证假设
作出假设
设计实验
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
有些蔬菜大棚用红色或蓝色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的温室内悬挂发红色或蓝色的灯管。
塑料大棚一定要用无色透明的塑料薄膜吗？
应用实践：塑料大棚的种植和养殖
在一定范围内，光合速率随着环境中CO2浓度的上升而__________，在CO2浓度达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率___________。
光合速率
CO2浓度
光照强度不变
单一变量
增加
不再增加
CO2是光合作用的的原料之一，据图分析CO2浓度是如何影响光合速率的？
2.CO2浓度
很多农民通过深施碳酸氢铵肥料、增施有机肥和实施秸秆还田，促进土壤中微生物发酵，以增加作物所处生活环境中二氧化碳的浓度，以提高作物产量。
塑料大棚和玻璃室内，农民还通过二氧化碳发生装置，直接施放二氧化碳，以增加作物产量。
应用实践：CO2对光合速率影响的应用
温度通过影响______________影响光合作用。酶对温度很敏感，_______________会导致酶活性降低，光合速率也会_______。
光合速率
温度/℃
最适温度
酶的活性
低温或高温
降低
据图分析温度是如何影响光合速率的？
3.温度
烟草 薄荷 甘薯
温度适应范围/℃ 8-38 0-45 18-35
最适温度范围/℃ 25-28 20-30 23-33
部分植物光合作用的温度适应范围和最适温度范围
不同植物光合作用的温度适应范围和最适温度范围有所差异。
下表能够说明什么呢？
下表能够说明什么呢？
超市购买哈密瓜，我们会选择新疆产地的。怎样解释新疆的哈密瓜特别甜，这与当地的气候条件（昼夜温差大）有关呢？
实践应用：温度对光合速率影响的应用
新疆特产哈密瓜
光合作用制造
有机物（糖类）
细胞呼吸
消耗有机物
总光合作用速率
呼吸速率
白天光照充足，光合作用强
夜晚温度降低，细胞呼吸减弱
积累有机物（糖类）
净光合
速率
哈密瓜特别甜
水是光合作用的原料之一,充足的水分能直接影响植物的光合速率;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。
4.水和无机盐
光强度、温度和CO2浓度对光合作用的影响是综合性的。在温度较高或CO2浓度较高的情况下，光强度对光合速率的影响就比较显著，而任何一个因素的减弱都可能限制光合作用。例如，在气候寒冷时，日光再强，植物也不能以最快的速率生长，因为低温限制了光合作用。仙人掌类植物不能在森林中生长，是因为它们需要大量的光，而森林中光照不足。
光强度
光合速率
O
低温
高温
5.各种环境因素对光合作用的综合影响
NADPH、ATP ADP、NADP+ 三碳酸 五碳糖 三碳糖
光照↓
CO2↓
↓
↑
↑
↓
↑
↓
↓
↑
↓
↓
影响光合作用的因素
1
2
3
4
光照对光合速率的影响
温度对光合速率的影响
CO2对光合速率的影响
水分和无机盐对光合速率的影响

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