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苏教版（2019）必修一
第三章 细胞中能量的转换和利用
第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
第1课时
学习目标
壹
阐明影响光合作用的环境因素
贰
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
课前导入
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。
洪涝
干旱
霜冻
当然没有自然灾害，这些生理过程也受到许多环境因素的影响。
积极思维 光照强度真的会影响植物光合作用吗？
1.下图是验证光照强度影响植物光合作用的实验装置(图3-4-1)。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。
支持物
清水
黑藻
台灯为白炽灯
事实：
积极思维 光照强度真的会影响植物光合作用吗？
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。
事实：
积极思维 光照强度真的会影响植物光合作用吗？
实验结论
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
思考：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？
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。
结论：
赞同
一、光照强度对光合速率的影响
深入探究——光照强度对光合速率的影响
光照强度：可以用单位时间叶面积上所接收的可见光能量来表示。
光合速率：可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。
总光合速率
净光合速率
释放
CO2
光合作用
（CH2O）
有氧呼吸
CO2
光能
O2
O2
吸收
呼吸速率
叶肉细胞
外界环境
一、光照强度对光合速率的影响
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
一、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
一、光照强度对光合速率的影响
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
二、不同光质的光对植物光合作用的影响
探究不同光质的光对植物光合作用的影响
在太阳辐射中，对光合作用有效的是可见光。那么，光照是不是仅仅以光照强度影响植物的光合作用呢？
光质
走进实验室 不同光质对光合速率的影响？
提出问题
植物吸收哪种光，光合速率更高？
作出假设
植物吸收蓝光和红光时，光合速率更高。
设计实验
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
走进实验室 不同光质对光合速率的影响？
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）
A
C
B
得出结论、验证假设
植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多，光合速率更高。
二、不同光质的光对植物光合作用的影响
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？
塑料大棚的种植和养殖
应用实践
三、CO2对光合速率的影响
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
CO2是光合作用的原料之一，据图分析CO2浓度是如何影响光合速率的？
增加
不再增加
单一变量
三、CO2对光合速率的影响
A点：
对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。
CO2补偿点
光合作用速率＝呼吸作用速率
对应的D点为CO2饱和点
B点：
C点：
应用：
1.多施有机肥或农家肥；
2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等；
3.“正其行，通其风”大田中还要注意通风透气。
CO2浓度
A
B
吸收速率
CO2
C
释放速率
CO2
D
CO2补偿点
CO2饱和点
C点之后光合速率的限制因素：主要为光照强度和温度。
四、温度对光合速率的影响
思考：据图分析温度是如何影响光合速率的？
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
四、温度对光合速率的影响
光合作用是酶促反应，其速率受温度影响，一定范围内随温度的升高而加快。光合作用对温度比较敏感，温度过高则酶的活性减弱或丧失，所以光合作用有一个最适温度。
应用：
1.适时播种
2.温室中，白天适当提高温度，晚上适当降温
3.植物“午休”现象
四、温度对光合速率的影响
下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物光合作用强度的曲线图。
分析曲线图并回答：
（1）7～10时的光合作用强度不断增强原因：
（2）12时左右的光合作用强度明显减弱原因：
（3）14～17时的光合作用强度不断减弱原因：
A
B
D
C
E
时间
光
合
作
用
速
率
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
光照强度不断增强，光合作用强度不断增强。
温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，
二氧化碳供应减少。
光照不断减弱，光合作用强度不断减弱。
“光合午休”现象
五、水和无机盐对光合速率的影响
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。
水
光能
叶绿体
CO2 + H2O (CH2O)+ O2
五、水和无机盐对光合速率的影响
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。
无机盐
六、各种环境因素对光合作用的综合影响
光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用
思考：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？
自变量1
自变量1
自变量1
自变量2 温度
自变量2 光照强度
自变量2 CO2浓度
限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子。
横坐标不再影响光合速率，而是其他因子。
P点时或之前：
Q点时或之后：
六、各种环境因素对光合作用的综合影响
光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
课堂小测
1.影响光合作用的因素有物种本身的因素（酶、色素等）和环境因素（光、温度、水和无机盐等），下列叙述不正确的是（ ）
A.环境因素可以通过影响物种本身因素而间接影响光合作用
B.研究光合速率时因变量可以是单位时间吸收的CO2
C.当植物缺少Mg2+，叶绿素合成减少光合速率将会下降
D.光照强度越大光反应就越快，植物的光合速率就越大
解析：环境因素如温度可以通过影响内因如酶的活性而间接影响光合作用，A正确；研究光合速率时，因变量可以是单位时间吸收的CO2量或单位时间释放的O2量，B正确；Mg2+是构成叶绿素的重要元素，当植物缺少Mg2+时，叶绿素合成不足，导致光合作用光反应减弱，最终导致光合速率下降，C正确；在一定的范围内，随着光照强度的增大，光反应就越快，光合速率越大，而超过一定的光照强度，光反应不会增大，光合速率也不再增大，D错误。
D
课堂小测
2.下列关于影响光合作用的因素的叙述，错误的是（ ）
A.温度能影响光合速率，主要是影响光合作用过程中各种酶的活性
B. CO2参与光合作用的碳反应，其浓度太低会限制光合速率
C.其他条件不变，达到光饱和点时增加光照强度不能使光合速率增加
D.除温度、CO2浓度和光照强度外，其他环境因素对光合速率没有影响
解析：光合作用过程中各种酶的活性受温度影响，A正确；CO2是碳反应的原料，浓度太低会影响碳反应速率，进而影响光合速率，B正确；达到光饱和点时，增加光照强度不能使光合速率增加，此时限制因素可能为温度、CO2浓度等，C正确；除温度、CO2浓度和光照强度外，水分等对光合速率也有影响，D错误。
D
课堂小测
3.根据光合作用的原理可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。下列叙述错误的是（ ）
A.光照强度可通过影响光反应而影响光合作用
B.水只能作为光反应的原料来影响光合作用
C.温度可通过影响酶的活性而影响光合作用
D.CO2浓度可通过影响暗反应而影响光合作用
解析：光反应需要在有光的条件下进行，光照强度可通过影响光反应而影响光合作用，A正确；水作为光反应的原料影响光合作用，同时水可影响叶片气孔的开闭，进而影响CO2进入叶片进行暗反应，B错误；细胞内绝大多数化学反应是在酶的催化作用下完成的，酶的活性受温度的影响，温度可通过影响酶活性而影响光合作用，C正确；CO2浓度会因影响CO2的供应量而影响光合作用的暗反应阶段，从而影响光合作用，D正确。
B
感
谢
观
看

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