2018版高中生物浙科版必修一学案：3-5-3 环境因素影响光合速率 精品

影响光合速率的环境因素1、某生物兴趣小组利用下列材料用具设计实验，探究光照强度对光合作用的影响。

请帮助完成下列实验方案。

材料用具：打孔器、注射器、40W台灯（不可调节亮度）一盏、烧杯、直尺、菠菜叶片等实验步骤：①取生长旺盛的菠菜叶片，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片。

②将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。

③将内部气体逸出的小圆形叶片放入处盛有清水的烧杯中待用。

④取3只小烧杯，编号甲、乙、丙，分别倒入20mL富含的清水。

⑤分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别。

⑥观察并记录。

请回答：（1）设置步骤②使小圆形叶片内的气体逸出的目的是。

（2）请在上述实验步骤的横线上完成填空。

(3)某小组在进行实验操作时，在台灯与小烧杯之间放了盛水的玻璃柱（如图），目的是（4）此实验属于定（“性”或“量”）实验。

2、将某植物放在特殊的密封探究装置内，给予不同的光照强度（其他条件保持不变），测量该植物O2释放量。

他们在相同的1小时内，记录到如下表所示的实验结果。

请回答下列问题：光照强度（lx）组次O2释放量（ml）0黑暗500 1002003000 40050060001 -4.2 -2.3 0 6.4 11.7 15.7 18.3 18.32 -4.1 -2.2 0.1 6.2 11.5 15.4 18.0 18.13 -4.3 -2.1 -0.1 6.3 11.6 15.4 18.3 18.2(1)根据上表，在下面方框内画出光照强度与CO2吸收量的坐标曲线图。

(2)当光照强度为1000lx时，该植物叶肉细胞光合作用释放O2的速率叶肉细胞呼吸作用吸收O2的速率；下图表示该植物某叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内叶肉细胞CO 2释放量和叶绿体O2产生总量的变化，则光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率呼吸作用速率，光照强度为c时，单位时间内该叶肉细胞从周围吸收单位的CO2。

第 2 课时 光反应和碳反应、光照对光合作用的影响1．光反应(1) 场所：叶绿体的 ______ 。

(2) _____________ 条件： ___、 ________ 、 等。

(3) __________________ 产物：氧气、 、 ATP 等。

(4) 光反应中发生的变化主要有① ________________________ 光能被吸收并转化为 和 中的化学能。

② ____________________________ 水在光下裂解为 和电子。

③ ___________________________________ 水中的氢 (H ＋＋ e －) 在光下将 还原为2．碳反应(1) 场所： ______________(2) __________________ 条件：酶、 、 __ (3) 卡尔文循环① 过程上述过程总结如下：a ．反应过程： 3 个 CO 2与 3 个 RuBP 结合形成 6 分子的三碳酸分子， 又被 ___ 、 _______还原为 6 个三碳糖分子， 5 个三碳糖分子经反应再生为RuBP 。

b．糖的积累：每 3 个CO2 分子进入卡尔文循环，可形成_______ 三碳糖，其中________ 用于RuBP 的再生，_______ 三碳糖则离开卡尔文循环。

净积累一个三碳糖需消耗______ CO 2分子。

②产物的去向场所：小部分变化：合成、蛋白质、场所：大部分大部分变化：转变成③ ______________________ 能量变化：贮存在和中的化学能转化为贮存在有机物（三碳糖）中的稳定的化学能。

3．联系：光反应为碳反应提供 _____ ，碳反应为光反应提供________ 和________ ，如图：图是光合作用的过程图解，请据图分析：1．图中①～⑥各种物质分别是什么？2．过程Ⅰ、Ⅱ分别是什么？发生的场所分别在哪里？3．光反应为碳反应提供了哪些物质？碳反应为光反应又提供了哪些物质？4．叶绿体中ATP 和NADPH 、ADP 和NADP 的移动方向是怎样的？5．若突然停止光照，光反应和碳反应如何变化？6．如果给植物提供14CO2，光合作用中放射性依次出现在哪些物质中？7．如果给植物提供H128O，光照下较长时间后，放射性会出现在哪些物质中？知识整合在光合作用中，光反应为碳反应提供了ATP 和NADPH ；碳反应为光反应提供了NADP ＋、ADP 和Pi ；光照停止，光反应立即停止，碳反应仍能进行一小段时间，最终也停止。

“探究环境因素对光合作用的影响”教学设计一、实验教学分析1.教材分析：本课内容为浙科版高中生物必修一第三章《细胞的代谢》第五节《光合作用》中的活动《探究环境因素对光合作用的影响》。

学科指导意见对这块内容的基本要求是：“在进行‘探究环境因素对光合作用的影响’时，运用提出问题、建立假设、下操作性定义、控制变量、数据解释等科学探究方法，设计单因子对照实验方案。

”因此将实验方案的设计作为本节课的重点之一。

同时学科指导意见指出本活动的发展要求是：“阐明科学探究的基本过程，提出值得探究的问题，建立合理的假设，领悟提出问题、搜寻事实、捕获信息和立论解释的科学思维过程。

”因此为了更好地提升学生搜寻事实，捕获信息等科学理性思维，将实验操作和实验数据的分析也作为本节课的重点。

2.学情分析：学生对实验设计原则和方法在前面《酶》这节中已经学过，所以这节的实验方案放在课前进行，学生基本上能根据实验目的，提出假设，分析实验的自变量、因变量和观察指标。

但毕竟只是第二次接触实验设计，所以在课堂上要求学生汇报本组的实验方案，通过生生互评的方式，进行修改和落实。

另外我们的学生基础和能力均很薄弱，所以课堂上需要老师有更多的引导，因此由于课堂时间有限，实验方案的设计得放在课前，实验结果的曲线分析得放在课后。

3.教学条件分析：教材中对实验装置没有明确的介绍，学校也没有现成的测定光合速率的装置，所以本人在进行实验前，设计了一套便于进行定量测定光合速率的实验装置，以便更好地开展实验。

由于本实验对光照强度要求，而教学条件缺乏室内强光照，因此课前手工制作了光照室，为实验过程提供光照。

但人工光照和太阳光照还是相差太远，所以如果天气晴朗，可在进行课堂实验时，机动灵活的将实验操作过程放到室外强光照下进行。

二、实验教学目标1.知识与技能：（1）通过引导学生回忆已经学过的叶绿体的结构和光合作用过程等知识，让学生能说出影响光合作用的环境因素，树立结构与功能相适应的生命观念。

第三课时影响光合作用的环境因素学习目标1．分析影响光合作用的环境因素(重点)。

2.概述光合作用原理的实践应用(重难点)。

|基础知识|一、影响光合作用的环境因素1．光照强度光照强度低时，植物光合速率低。

光照强度增强，光合速率变大；光照强度进一步提高，光合速率增加幅度减小；光照强度超过某一定值时，光合速率不再增加。

2．CO2的浓度CO2是光合作用的原料之一。

在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率不再增加。

3．温度温度影响酶活性，因而对光合速率也有明显的影响。

(1)不同植物光合作用的最适温度不同，一般在25～30 ℃左右。

(2)低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。

(3)高温下光合速率变低的原因主要是高温使植物失水过多，影响气孔的开闭，减少了CO2进入细胞的量。

4．水和营养元素会直接或间接地影响植物光合速率。

(1)水是光合作用的原料，能直接影响植物光合速率；(2)氮素可以促进叶片面积的增大和叶片数目的增多，从而增加光合面积，间接地影响植物光合速率。

二、光合作用原理的应用1．农业生产中提高光能利用率的途径：增加光照面积、延长光照时间和增强光合作用效率等。

(1)大田：套种、合理密植等措施充分吸收阳光以达到目的。

(2)大棚：适当延长光照时间，提高CO2浓度和温度以提高光合作用效率。

(3)提供适合浓度的营养元素，如施用含N、P、K、Mn、Zn元素的肥料。

2．植物缺乏症：缺乏光合作用必需的营养元素时，植物叶片变黄、变小，或叶上有斑点、叶边缘呈现烧焦状等缺乏病症。

|自查自纠|判断正误：(1)农业生产中提高光能利用率的措施包括增加光照面积，延长光照时间和增强光合作用效率。

() (2)施用含N、P、K、Mn、Zn等元素的肥料，可促进光合作用效率的提高。

() (3)大棚栽培不仅可适当延长光照时间，还可适当提高CO2浓度和温度，来提高光合作用效率。

() (4)CO2浓度越大光合作用效率就越高。

高三生物——环境因素对光合速率的影响知识梳理1．光合速率(或称光合强度)(1)概念：一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。

(2)表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。

2．影响光合速率的外界因素(1)光强度：在一定范围内，光合速率随光强度的增加而增加，当光强度达到一定值时，光强度再增加光合速率也不会增加，此时的光强度称为光饱和点。

但在光强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的速率。

(2)温度：低于最适温度，随着温度升高，光合速率加快；超过最适温度，随着温度升高，酶的活性降低，光合速率减慢。

不同种类的植物光合作用的最适温度不同，一般为25 ℃左右，在0 ℃条件下光合作用可能完全停止或十分微弱。

(3)CO2浓度：大气中CO2浓度约为0.035%，当这一浓度增加至1%以内时，光合速率随CO2浓度的增高而增高，在CO2浓度增加到一定值时，光合速率可达到最大值。

(1)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短(×)(2)延长光照时间，能提高光合作用强度(×)(3)仙人掌类植物可以在森林中生长(×)(4)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应(√)(5)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×)(6)“风吹麦旺”体现了蒸腾作用对光合速率的影响(×)1．光合速率与呼吸速率的常用表示方法项目表示方法(表观)净光合速率(向外界环境)释放O2速率、(从外界环境)吸收CO2速率、有机物积累速率真正(总) 光合速率O2产生速率、CO2固定速率、CO2同化(消耗)速率、有机物产生(制造)速率、叶绿体CO2吸收速率、光合作用CO2吸收速率、光合作用O2释放速率呼吸速率(黑暗中测量)O2吸收速率、CO2释放速率、有机物消耗速率2.表观光合速率与真正光合速率的内涵(1)曲线分析①A点时，只进行细胞呼吸；绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A 点)。

光合作用的影响因素和原理的应用一、教学目标1.知识目标说出光合作用原理的应用。

2.能力目标尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

3.情感目标通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而乐于学习生命科学。

二、教学重点光合作用原理的应用。

三、教学难点探究影响光合作用强度的环境因素。

四、教学流程二、影响光合作用强度的因素讲述：影响光合作用强度的因素有外因和内因，内因由自身遗传物质决定，外因主要为光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等。

农业生产主要通过调控光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等来增加光合作用强度，从而提高产量。

1.实验：探究环境因素对光合作用强度的影响讲解参考案例——探究环境因素对光合作用强度的影响，引导学生分析实验原理、进行变量分析、理清步骤，根据结果分析得到结论。

参照案例思路，通过小组讨论，确定实施实验方案，力求探索出提高农作物光合作用强度有效和实用措施。

（1）实验原理利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。

在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。

（2）控制变量自变量的设置：强、中、弱三种光照。

因变量的检测：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量无关变量的控制：使小圆形叶片内的气体逸出；放入黑暗处待用。

（3）实验步骤①选取生长健全、年龄近似、厚薄均匀的成长叶片数片，用直径约1cm 的打孔器打小圆片30片（注意避开大的叶脉）。

②堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。

重复几次。

③将内部气体逸出的叶片，放入烧杯中，放在暗处备用。

这些叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。

④取3只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水。

⑤分别放入10片叶片，然后进行不同强度的光照。

观察浮起叶片的数量。

（4）实验结果（5）实验结论在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，超过一定值后光合作用强度趋于稳定。

活动：探究影响光合速率的因素-浙科版必修1 分子与细胞教案1. 活动简介本活动旨在通过设计实验探究影响光合速率的因素，从而深入了解植物细胞的光合作用以及相关概念和实验方法。

本活动适合于浙科版必修 1 分子与细胞课程，建议分为两节课完成。

2. 实验设计2.1 实验材料•洋葱、菠菜等植物叶片•漂白粉•酒精•高锰酸钾（KMnO4）•氯化钙（CaCl2）•正常渗透压甘露醇溶液•不透光的黑色布/纸板•分光光度计/光照强度计/定量荧光仪等测量工具2.2 实验步骤1.将洋葱或菠菜叶片切成小块，加入酒精，煮沸2-3分钟，熄火后加入漂白粉，振荡，待植物组织变白后，用生理盐水彻底清洗，并放入高锰酸钾液中浸泡1小时以上，以摆脱氧化反应所产生的氧气，保证实验可靠性。

2.取一个水槽，加入一定量的氯化钙，使其达到饱和状态，然后加入一定量正常渗透压甘露醇溶液，并静置至少1小时，以建立高浓度的渗透压甘露醇溶液。

3.将处理好的植物叶片切成均匀大小，将一部分放入正常渗透压甘露醇溶液中，将另一部分放入蒸馏水中，作为对照组。

4.用分光光度计或光照强度计测量两组叶片在强度相等的白光下叶绿素吸收的光的强度。

5.用定量荧光仪等工具测量两组植物叶片的荧光强度。

6.在上述实验条件下，在高浓度渗透压甘露醇溶液和蒸馏水中分别浸泡1小时以上，再次测量两组叶片在相同强度白光下叶绿素吸收的光强度和荧光强度，并记录结果。

7.通过比较两组叶片在不同处理条件下的吸收光和荧光强度，分析影响光合速率的因素和机理。

3. 实验要点1.实验过程中需要严格避免暴露于强光下，避免叶绿素光解，影响实验结果。

2.荧光强度的测量需要在完全暗的条件下进行。

3.实验数据需要多次检验和重复，以确保实验结果的可靠性和有效性。

4. 实验结果通过上述实验，我们可以比较两组植物叶片在渗透压甘露醇溶液和蒸馏水中的光合速率，得到以下结论：1.不同浓度和类型的溶液对光合速率有显著影响，高浓度渗透压甘露醇溶液会降低光合速率。

第3课时环境因素影响光合速率知识点一光合速率1．光合速率也称__光合强度__，是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行的__光合作用__(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。

2．光合速率的表示方法：植物叶片在单位时间、单位面积释放__氧气__或消耗__二氧化碳__的量。

知识点二环境因素影响光合作用1．光强度在一定范围内，光合速率随光强度的增加而__增加__，当光强度达到一定值时，光强度再增加，光合速率也不会增加，此时的光强度称为__光饱和点__。

但在光强度达到全日照之__前__，光合作用已达到光饱和点时的速率。

2．温度：低于最适温度，随着温度升高，光合速率加快；超过最适温度，随着温度升高，酶的活性__降低__，光合速率__减慢__。

不同种类的植物光合作用的最适温度__不同__，一般温带植物的最适温度为25 ℃左右，在0 ℃条件下光合作用可能__完全停止__或__十分微弱__。

3．CO2浓度大气中CO2浓度约为0.035%，当这一浓度增加至__1%__以内时，光合速率随CO2浓度的增加而__增加__，在CO2浓度达到一定值时，光合速率达到最大值。

活动：探究光强度对光合作用的影响1．实验假设：在一定范围内，光合速率随光强度的增加而__增加__。

2．实验过程(1)组装下图装置三套，分别编号为甲、乙、丙；(2)分别向三支试管内加入__等量__的小球藻和5%的NaHCO3溶液；(3)记录有色液滴的起始位置；(4)取三只100 W灯泡，分别置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm处，一段时间后，记录液滴位置。

3．变量分析(1)自变量：光强度，通过100 W灯泡距实验装置的距离远近控制。

(2)因变量：光合速率，通过单位时间内O2的释放量测定，以单位时间内有色液滴的移动距离作为检测指标。

(3)无关变量：各组实验植物(如金鱼藻、小球藻)的数量相同，温度、CO2浓度相同。

4．实验拓展(1)设置温度作为自变量用上述装置探究温度对光合速率的影响，可通过将试管分别置于装有不同温度水的烧杯中来控制温度。

影响光合作用的因素【教学目标】1．尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

2．了解植物的自身特性影响光合速率。

3．通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，同时增强学生的社会责任意识。

【教学重难点】影响光合作用的环境因素。

【教学过程】一、导入新课走进一座现代化的温室，你可能会发现用于补充光照的LED灯发出的光并非白光，还可能发生器，这些措施有何意义呢？（通过实例，导入新课，引发学注意到田间散布着一台台CO2生思考，激发学生兴趣和探究欲）二、讲授新课浓度和温度等环境因素影响光合速率（二）光照强度、CO2寻找证据——实验阅读P126页资料，根据实验获得的信息，思考下列问题：1．影响光合速率的因素有哪些？2．在实践中有哪些人为提高光合速率的措施？每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。

教师点评。

1．光照强度在一定范围内，光合速率随着光照强度的增加而升高，几乎成正比。

当光照强度达到某一点时，光合速率就不再随光照强度的增加而增加，这种现象称为光饱和现象，这时的光照强度称为光饱和点。

随着光照强度的减弱，光合速率逐渐降低，在某一光照强度下，有机物的产生速率和消耗速率相等，这时的光照强度称为光补偿点。

植物正常生长所需的最低光照强度必须高于光补偿点。

应用：①阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低。

间作套种时应注意农作物的种类搭配；②阴雨天温室大棚中适当提高光照强度可以增加光合作用强度。

2．CO2浓度为什么植物会出现光饱和点？每个学生先自己独立思考，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。

教师点评。

植物出现光饱和点的实质是在强光下碳反应跟不上光反应，从而限制了光合速率的提高。

如果在光饱和点提高CO2浓度，往往会引起光合速率上升，由此可以看出，CO2浓度也是影响光合速率的一个重要外界条件。

当光合作用吸收CO2的速率与呼吸作用释放CO2的速率相等时，外界的CO2浓度称为CO2补偿点。