人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用第3课时学案设计

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》二 光合作用的原理和应用第3课时学案设计，共20页。
5.4 光合作用和能量转化（3）
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1.通过设计和实施探究环境因素对光合作用强度影响的活动，理解光照强度、二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。
2.通过实施探究环境因素对光合作用强度影响的活动，进一步学会控制自变量，观察和检测因变量变化及设置对照实验的方法和技能。
3.通过总结影响光合作用强度的因素及原理分析，解释农业生产提高农作物产量的管理措施，并增强节约粮食的意识。
知识精讲

知识点01 影响光合作用强度的因素
1.光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。光合作用的强度还可以表示为植物在单位时间内消耗CO2的数量或制造O2的数量。
2.影响光合作用的因素包括水、光照强度、CO2浓度、温度及无机营养等。

知识点02 探究环境因素对光合作用的影响

1.实验原理：利用真空渗水法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排出O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。
2.实验步骤：①取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm 的打孔器打出圆形小叶片30片（避开大的叶脉）。
②将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体溢出。这一步骤可能需要重复2〜3次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。
③将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
④取3只小烧杯，分别倒入富含CO2 的清水o
⑤向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后分别置于强、中、弱三种光照下。实验中，可用5 W的LED灯作为光源, 利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。
⑥观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。
知识点03 化能合成作用
自然界中存在某些种类的细菌，细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但能利用体外环境中某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物，这一过程就称为化能合成作用。生活在土壤中的硝化细菌，能够利用氨（NH3）氧化为亚硝酸（HNO2）和亚硝酸（HNO2）氧化为硝酸（HNO3）所释放的能量，将CO2和H2O合成糖类，维持自身的生命活动。
能力拓展

考法01 光照强度对光合作用的影响
光是绿色植物光合作用的能量来源，光照强度直接影响光合速率。
1.原理：光直接影响光反应阶段，制约NADPH和ATP的生成，进而制约暗反应阶段。光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的ATP和NADPH增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
2.在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，但光照强度增加到一定强度时，光合速率不再加快，甚至降低(细胞灼伤)。绿色植物光照强度对光合作用强度影响曲线如下图所示：

①曲线分析
项目
曲线
点、段
进行的生理过程
气体转移情况
对应的生理状态模型
A点
只有呼吸作用，没有光合作用。细胞呼吸产生的CO2释放到外界环境，细胞呼吸消耗的O2全部从外界环境吸收。
吸收O2、释放CO2

AB段
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度>光合作用强度。细胞呼吸产生的CO2一部分进入叶绿体用于光合作用，一部分释放到外界环境，细胞呼吸消耗的O2一部分来自叶绿体的光合作用，一部分从外界环境吸收。
吸收O2、释放CO2

B点
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度＝光合作用强度。细胞呼吸产生的CO2全部进入叶绿体用于光合作用，细胞呼吸消耗的O2全部来自叶绿体的光合作用。
不与外界进行气体交换

B点以后
细胞呼吸、光合作用同时进行且细胞呼吸强度