1、 一、光合作用原理的应用1光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。2影响因素(1)空气中CO2浓度。(2)土壤中水分含量。(3)光照的时间、强度以及光的成分。(4)温度的高低。3应用控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中CO2的浓度来提高光合作用强度。4光照强度影响光合作用强度的实验(1)实验流程：打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿 叶上打出(直径1 cm)抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆叶片)抽 出叶片内气体(O2等)小圆叶片沉入水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放 入黑暗
2、处盛有清水的烧杯内，小圆形叶 片全部沉到水底实验处理及结果： 项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起的数量甲10片20 mL强最多乙10片20 mL中较多丙10片20 mL弱较少 (2)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度不断增强(同一时间内产生O2越多，浮起的叶片越多)。二、化能合成作用1化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。(2)实例：硝化细菌能利用氧化NH3释放的化学能将CO2和H2O合成为糖类，供自身利用。2自养生物和异养生物(1)自养生物：特点：能将无机环境中的CO2和H2O转化为有机物的生物。代表生物：
3、进行光合作用的生物(如绿色植物)；进行化能合成作用的生物(如硝化细菌)。(2)异养生物：特点：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。代表生物：人、动物、真菌以及大多数细菌。一、影响光合作用的因素1光照强度对光合作用强度的影响(1)阅读教材P104P105探究内容，思考并讨论下列问题：探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据的原理是什么？提示：叶片含有空气上浮叶片下沉充满细胞间隙，叶片上浮。该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么？提示：自变量是光照的强弱；设置方法是调节台灯与实验材料之间的距离。(2)如图表示光照强度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线讨论并回答：A点时，光照强度为0
4、，对应的CO2来源于哪些生理过程？其释放量的含义是什么？提示：A点时，光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，其单位时间内释放的CO2量，可表示此时的细胞呼吸速率。B点时，所对应的CO2吸收量和释放量为0，试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B点的含义。提示：B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合速率呼吸速率，此点为光补偿点。C点时，CO2吸收量达到最高，请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么？提示：当达到C点后，光合作用不再随光照强度的升高而增加，称之为光饱和点。CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是光照强度，CO2吸收量达到最高后的主要限制因素
5、为温度和CO2浓度。2CO2浓度对光合作用强度的影响根据图示分析：(1)分析E点的含义。提示：E表示进行光合作用的最低CO2浓度。(2)描述曲线变化规律。提示：在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度的增加而加快；但达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。3温度对光合作用强度的影响如图表示温度对光合作用强度的影响曲线，分析曲线，讨论下列问题：(1)温度对光合作用强度的影响是怎样起作用的？提示：温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用强度的。(2)尝试描述曲线的意义。提示：DG段随温度的升高光合速率逐渐加强；至G点时达到最大；GH段表示随温度的升高，光合速率快速下降，
6、直至光合作用完全停止。二、化能合成作用阅读教材P105最后两自然段，回答下列问题：1归纳判断自养生物与异养生物的依据，并分析它们的本质区别。提示：判断依据：看能否把无机物合成为有机物。本质区别：能把无机物合成为有机物的生物是自养生物，以现成的有机物为食的生物是异养生物。2试从物质变化和能量变化角度，分析化能合成作用与光合作用具有哪些异同点？提示：相同点：均能把无机物合成为有机物，储存能量。不同点：合成有机物时利用的能量不同。光合作用利用的是光能；化能合成作用利用的是无机物氧化时所释放的化学能。一、影响光合作用速率的因素1外界因素除光照强度、CO2浓度外，还有温度、土壤中水分、矿质离子(如Mg2
7、)等。2植物内部因素有叶绿体数量、光合色素含量、酶的数量及活性、离子载体数量等，由植物体内的遗传因素决定。二、细胞呼吸和光合作用的曲线分析植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是真正光合速率，而是表观光合速率。图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。结合图2与图1中的曲线分析如下：1图1中a点光照强度为0，表示只进行呼吸作用，与图2中B图对应。2图1中ab段由于光照强度较弱，光合速率小于呼吸速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体吸收，另一部分释放出去，与图2中A图对应。3图1中b点表示光合速率与呼吸
8、速率相等，CO2表现为既不吸收也不释放，与图2中C图对应。4b点以后，由于光照强度变得较大，光合速率大于呼吸速率，呼吸作用释放的CO2不能够满足光合作用的需求，表现为从外界吸收CO2，与图2中D图对应。三、光合作用与细胞呼吸的相关计算上面图1中，Oa段表示植物呼吸速率，Od段表示植物表观光合速率(即净光合速率)，OaOd段表示真正光合速率(即实际光合速率或总光合速率)，它们的关系为：真正光合速率表观光合速率呼吸速率。具体表述为：1光合作用消耗的CO2总量从外界吸收的CO2量呼吸作用产生的CO2量。2光合作用产生的O2量释放到外界的O2量呼吸作用消耗的O2量。3一昼夜有机物的积累量(用CO2量表
9、示)白天从外界吸收的CO2量晚上呼吸作用释放的CO2总量。例1某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。取甲、乙、丙、丁四株都有5片叶的小白菜，分别用直径1 cm的打孔器打出叶圆片10片，并设法抽去叶片内气体使之下沉，置于光下。取100 mL三角瓶4个，编号14，按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。编号实验处理30 min内上浮叶圆片数(片)叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHCO3(克)1甲1040022乙1040163丙1040344丁104055下列评价或修正不合理的是()A自变量二氧化碳浓度的限制不严格B只要控制光照、温度相同即可C实验材料本身存在的差异会影响实验结果
10、D制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处解析本实验中存在多个自变量，材料的来源不同，CO2的浓度不同，所以在一个实验中存在着多个自变量，得出的实验结果是不可靠的，一个实验中只能存在一个自变量，除了这个自变量外其他变量应保持相同。由于抽取气体后在光下还有可能产生气体，所以抽取气体后应进行黑暗处理。答案B例2(重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图，下列有关叙述正确的是()At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多Bt2t3，暗反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于
11、光反应速率不变、暗反应速率增强Dt4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低解析光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上而不是叶绿体基质中，A项错误；图示t2t3，限制光合作用的主要因素是CO2浓度而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光合速率不再提高，B项错误；充足光照条件下，在t3时刻补充CO2，光照强度不变，暗反应增强消耗光反应产物H和ATP增加，一定程度增强了光反应速率，C项错误；将充足光照下的植物置于暗处，短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D项正确。答案D课堂归纳网络构建填充：光照暗反应酶的活性硝化细菌关键语句1光合作用强度的表示方法：一定时间内原料消耗量或产物生成量。2光合作用强度的影响因素：光照、二氧化碳浓度、温度、水分和矿质元素等。3硝化细菌能利用氧化NH3释放的化学能将CO2和H2O合成有机物。4同化作用主要有自养和异养两种类型，代表生物分别是绿色植物和动物、真菌等。
