3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 课件(共35张PPT) 2023-2024学年高一生物苏教版（2019）必修1
文档属性
| 名称 | 3.4 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 课件(共35张PPT) 2023-2024学年高一生物苏教版（2019）必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 993.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 16:51:49 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
细胞中能量的转换和利用
章
三
第
干旱、洪涝、霜冻等自然灾害会严重影响农业生产,其本质是这些灾害影响了农作物的光合作用和细胞呼吸等生命活动。其实,在不受灾害的情况下,农作物的光合作用和细胞呼吸过程也会受到许多环境因素的影响。有人推测光照强度是影响植物光合作用的重要因素。我们能先对这个观点进行判断,再通过实验对这个观点进行验证吗
情境引入
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。
积极思维
事实：
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。
积极思维
思考：
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
除了光照强度外,植物光合作用还会受到哪些环境因素的影响
讲授新课
上述实验表明,光照强度是影响光合作用的重要因素之一。
一、影响光合作用的环境因素
有人用黑藻进行实验,在其他条件不变的情况下,分别测定了光照强度(可以用单位叶面积上所接收的可见光能量来表示)、CO 浓度对光合速率(可以用单位时间单位叶面积上的CO 固定量或 O 释放量来表示)的影响,实验结果如图3-4-2所示。
积极思维
哪些环境因素会影响光合作用
事实：
分析 根据图3-4-2,分析光照强度、CO 浓度是如何影响光合速率的。
积极思维
思考：
光照是植物进行光合作用的必要条件,光照强度会影响光合速率。
在一定范围内,光合速率随着光照强度的增强而相应增加;当达到某一定值后,光照强度即使继续增强,光合速率也不再增加。
归纳
1.光照强度
叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值。实验表明,叶绿素 a和叶绿素b在蓝光区和红光区各有两个吸收高峰,类胡萝卜素的吸收高峰在蓝光区。
走进实验室
探究不同光质的光对植物光合作用的影响
探究不同环境因素(如光质)对光合作用的影响。
实验目的
实验器材和试剂
盆栽植物:记号笔,镊子,剪刀,烧杯,酒精灯,纸巾,
500 mL烧杯,培养皿,黑色遮光纸,蓝色、红色、
绿色的玻璃纸;碘液等。
1.阅读下列背景资料:
(1)回顾初中生物学课程中做过的“绿叶在光下产生淀粉”的实验(图3 -4-3):
A.对天竺葵进行暗处理24 h;
B.用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分;
C.对天然葵进行光照处理;
D.去除黑纸片,剪下天竺葵叶片,放在隔水加热的酒精中脱色;
E.滴加碘液,天竺葵的遮光部分呈现淡黄色,未遮光部分呈现蓝紫色,结果说明光合作用产生淀粉
走进实验室
实验指导
走进实验室
A
B
C
D
E
建议:对天竺葵进行暗处理,用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分,将天竺葵叶片放在隔水加热的酒精中脱色,考虑这样做的目的是什么。
走进实验室
(2)实验表明,叶绿体中的色素不吸收或很少吸收绿光。
2.问题与假设:
小组讨论,提出问题。例如,植物吸收哪一种光,光合速率更高 红光比绿光对植物光合速率的影响更大吗
3.设计与实验:
(1)根据假设,在小组讨论的基础上设计实验方案。
(2)按照实验方案,分工合作,完成实验。
建议:蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光.
走进实验室
植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多,光合速率更高。
结果与分析
CO 是光合作用的原料之一。在一定范围内,植物光合速率随着环境中CO 浓度的上升而增加,在CO 浓度达到某一定值后,再增加CO 浓度,光合速率也不再增加。
归纳
2.CO 浓度
温度对光合作用中酶活性的影响很大,因而对光合速率也有明显的影响。酶对温度很敏感,低温或高温会导致酶活性降低,光合速率也会降低。
讲授新课
3.温度
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。
讲授新课
4.水和无机盐
因素 影响机理 曲线模型 应用
温度
氧气
CO2 浓度
H2O
①低温贮存果蔬和粮食。
②大棚蔬菜栽培过程中夜间适当降温，降低有机物消耗。
适当减低O2浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，如果蔬保鲜
果蔬保鲜中，适当增加CO2浓度可提高保鲜效果
温度影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸速率
O2作为原料，影响细胞呼吸的速率和性质
增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用
在一定范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而加强，随着含水量的减少而减弱。
粮食要晒干入库
总结归纳
1.温度：温度影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。
讲授新课
在一定的温度范围内,酶活性因温度的升高而提高,呼吸速率也会增高;到达最高值后，因温度高于酶的最适温度,酶活性降低,因而呼吸速率也随着温度的升高而下降。细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异。
植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度因此,当细胞呼吸处于最适温度时,细胞呼吸旺盛,而光合作用可能已经有所减弱
二、影响细胞呼吸的环境因素
O2浓度(%)
CO2
释放量
有氧呼吸产生的CO2
O
呼吸产生的CO2总量
B
C
M
N
无氧呼吸产生的CO2
A
P
2.氧气：氧是细胞进行有氧呼吸的必要条件
讲授新课
①当氧气浓度为0时，细胞只进行 。
②当氧气浓度在0～P之间， 。
无氧呼吸
有氧呼吸与无氧呼吸并存
O2浓度(%)
CO2
释放量
有氧呼吸产生的CO2
O
呼吸产生的CO2总量
B
C
M
N
无氧呼吸产生的CO2
A
P
③当氧气浓度大于或等于P时，只进行 。
④当氧气浓度为M时，植物进行无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 倍。
⑤当氧气浓度为 时，有机物消耗量最少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。
只进行有氧呼吸
N
3
讲授新课
（1）增加光照面积、延长光照时间
三、光合作用和细胞呼吸的应用
讲授新课
（2）适当增强细胞呼吸：露田、晒田、松土（促进根系进行有氧呼吸，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；稻田需定期排水，否则会使根部无氧呼吸产生酒精的毒害作用，使根部腐烂）
（3）合理密植
（4）储藏蔬果：粮食贮存：低温、低氧、干燥
果蔬保鲜：低温、低氧、保湿
讲授新课
本节练习
1.鸢尾是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中,对尾植株不同部位的成熟叶片(不做遮光处理)进行检测,一般不能直接测得的是（ ）
A.氧气释放量 B.二氧化碳吸收量
C.净光合速率 D.呼吸速率
一、思辨题
本节练习
1.从古至今,为了提高土地生产力,我国劳动人民在生产实践中总结了各种各样的方法如轮作、套种等,设法提高作物光合作用的效率。有人测定了不同植物在不同光照强度下的生长情况并将结果绘制成下图。
二、应用题
本节练习
(1)玉米在图中某一点上对 CO 的吸收量,能代表玉米在该点上的有机物生成量吗
本节练习
(2) 如果利用CO 吸收量的大小表示植物光合速率的高低,那么,苔藓和藻类的光合速率为什么较低 采取什么措施能够提高它们的光合速率
本节练习
(3)通过提高 CO 浓度来增加作物产量的同时,还要考虑哪些因素的影响 农业上又该采取哪些相应的措施
本节练习
2.每到丰收的季节,农民就会在房前屋后的晒谷场上晾晒稻谷、小麦、
玉米等粮食。
(1)农民在储藏粮食前,为什么要先晾晒粮食
(2)晾晒好的粮食放入粮仓中保存,还会受到哪些环境因素的影响
(3)果蔬储藏时需要先晾晒吗 果蔬保鲜储藏时,需要考虑哪些环境条件
3.新疆产的哈密瓜特别甜,这与当地的气候条件(如昼夜温差大)有关。如果让我们在其他地区采用大棚种植哈密瓜,上述事实会对我们有何启示
课外探究
小组讨论,提出一个问题,如“二氧化碳浓度对植物的光合作用有影响吗”。
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
提出问题
实验器材和试剂
黑藻;lcm 移液管、橡胶管、铁架台、100 cm 塑料大针简、台灯;
NaHCO 、蒸馏水。
课外探究
根据提出的问题,作出假设。例如,针对上述问题,作出假设,如“二氧化碳浓度对植物的光合作用有影响”“随着二氧化碳浓度的升高,光合速率也升高”或“随着二氧化碳浓度的升高，光合速率降低”
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
作出假设
设计和实施实验
氧气是植物光合作用的产物,可以通过植物释放氧的速率来估量光合速率。针筒内水生藻类光合作用释放出的氧导致气压上升,而气压上升会导致移液管内的液面下移。通过观察液面的移动情况,便可得知光合速率的变化。
课外探究
建议:NaHCO 在溶液中不稳定,易分解生成二氧化碳。考虑以下问题:如何用NaHCO 配置不同浓度梯度的溶液以表示不同浓度的二氧化碳 如何配置不含二氧化碳的溶液
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
1.配置质量分数分别为5%、10%、15%的NaHCO;溶液各100 mL。
2.将100mL蒸馏水烧开后,冷却至室温,作为不含二氧化碳的溶液。
课外探究
3.选取四株大小相似的黑藻,如右图所示,组装成四组实验装置。在针筒中分别加入100 mL烧开冷却后的蒸馏水和上述不同浓度梯度的NaHCO 溶液。
4.调校针筒活塞的位置,使移液管中的溶液液面停在移液管的上半部。
课外探究
5.在距离黑藻10cm处放置台灯,作为光源。
6.静置10min后,记录移液管中液面的起始位置;15 min后,再测量及记录液面高度的变化。
建议:当液面降至移液管的下半部时,便要调校针筒活塞的位置,使液面回到移液管的上半部。
课外探究
黑藻的光合速率随着二氧化碳浓度的变化而发生改变，说明二氧化碳浓度对光合作用有一定影响。
结果与分析
本实验仍有需要改进的地方,如减小黑藻成熟程度的差异、减少灯光对针筒内水温变化的影响,以尽量保持实验变量的单一。
谢谢您的聆听
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第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
细胞中能量的转换和利用
章
三
第
干旱、洪涝、霜冻等自然灾害会严重影响农业生产,其本质是这些灾害影响了农作物的光合作用和细胞呼吸等生命活动。其实,在不受灾害的情况下,农作物的光合作用和细胞呼吸过程也会受到许多环境因素的影响。有人推测光照强度是影响植物光合作用的重要因素。我们能先对这个观点进行判断,再通过实验对这个观点进行验证吗
情境引入
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。
积极思维
事实：
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。
积极思维
思考：
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
除了光照强度外,植物光合作用还会受到哪些环境因素的影响
讲授新课
上述实验表明,光照强度是影响光合作用的重要因素之一。
一、影响光合作用的环境因素
有人用黑藻进行实验,在其他条件不变的情况下,分别测定了光照强度(可以用单位叶面积上所接收的可见光能量来表示)、CO 浓度对光合速率(可以用单位时间单位叶面积上的CO 固定量或 O 释放量来表示)的影响,实验结果如图3-4-2所示。
积极思维
哪些环境因素会影响光合作用
事实：
分析 根据图3-4-2,分析光照强度、CO 浓度是如何影响光合速率的。
积极思维
思考：
光照是植物进行光合作用的必要条件,光照强度会影响光合速率。
在一定范围内,光合速率随着光照强度的增强而相应增加;当达到某一定值后,光照强度即使继续增强,光合速率也不再增加。
归纳
1.光照强度
叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值。实验表明,叶绿素 a和叶绿素b在蓝光区和红光区各有两个吸收高峰,类胡萝卜素的吸收高峰在蓝光区。
走进实验室
探究不同光质的光对植物光合作用的影响
探究不同环境因素(如光质)对光合作用的影响。
实验目的
实验器材和试剂
盆栽植物:记号笔,镊子,剪刀,烧杯,酒精灯,纸巾,
500 mL烧杯,培养皿,黑色遮光纸,蓝色、红色、
绿色的玻璃纸;碘液等。
1.阅读下列背景资料:
(1)回顾初中生物学课程中做过的“绿叶在光下产生淀粉”的实验(图3 -4-3):
A.对天竺葵进行暗处理24 h;
B.用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分;
C.对天然葵进行光照处理;
D.去除黑纸片,剪下天竺葵叶片,放在隔水加热的酒精中脱色;
E.滴加碘液,天竺葵的遮光部分呈现淡黄色,未遮光部分呈现蓝紫色,结果说明光合作用产生淀粉
走进实验室
实验指导
走进实验室
A
B
C
D
E
建议:对天竺葵进行暗处理,用黑纸片夹住天竺葵叶片的一部分,将天竺葵叶片放在隔水加热的酒精中脱色,考虑这样做的目的是什么。
走进实验室
(2)实验表明,叶绿体中的色素不吸收或很少吸收绿光。
2.问题与假设:
小组讨论,提出问题。例如,植物吸收哪一种光,光合速率更高 红光比绿光对植物光合速率的影响更大吗
3.设计与实验:
(1)根据假设,在小组讨论的基础上设计实验方案。
(2)按照实验方案,分工合作,完成实验。
建议:蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过蓝光、红光、绿光.
走进实验室
植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多,光合速率更高。
结果与分析
CO 是光合作用的原料之一。在一定范围内,植物光合速率随着环境中CO 浓度的上升而增加,在CO 浓度达到某一定值后,再增加CO 浓度,光合速率也不再增加。
归纳
2.CO 浓度
温度对光合作用中酶活性的影响很大,因而对光合速率也有明显的影响。酶对温度很敏感,低温或高温会导致酶活性降低,光合速率也会降低。
讲授新课
3.温度
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。
讲授新课
4.水和无机盐
因素 影响机理 曲线模型 应用
温度
氧气
CO2 浓度
H2O
①低温贮存果蔬和粮食。
②大棚蔬菜栽培过程中夜间适当降温，降低有机物消耗。
适当减低O2浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，如果蔬保鲜
果蔬保鲜中，适当增加CO2浓度可提高保鲜效果
温度影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸速率
O2作为原料，影响细胞呼吸的速率和性质
增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用
在一定范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而加强，随着含水量的减少而减弱。
粮食要晒干入库
总结归纳
1.温度：温度影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。
讲授新课
在一定的温度范围内,酶活性因温度的升高而提高,呼吸速率也会增高;到达最高值后，因温度高于酶的最适温度,酶活性降低,因而呼吸速率也随着温度的升高而下降。细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的种类和生理状态的不同而有较大差异。
植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度因此,当细胞呼吸处于最适温度时,细胞呼吸旺盛,而光合作用可能已经有所减弱
二、影响细胞呼吸的环境因素
O2浓度(%)
CO2
释放量
有氧呼吸产生的CO2
O
呼吸产生的CO2总量
B
C
M
N
无氧呼吸产生的CO2
A
P
2.氧气：氧是细胞进行有氧呼吸的必要条件
讲授新课
①当氧气浓度为0时，细胞只进行 。
②当氧气浓度在0～P之间， 。
无氧呼吸
有氧呼吸与无氧呼吸并存
O2浓度(%)
CO2
释放量
有氧呼吸产生的CO2
O
呼吸产生的CO2总量
B
C
M
N
无氧呼吸产生的CO2
A
P
③当氧气浓度大于或等于P时，只进行 。
④当氧气浓度为M时，植物进行无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 倍。
⑤当氧气浓度为 时，有机物消耗量最少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。
只进行有氧呼吸
N
3
讲授新课
（1）增加光照面积、延长光照时间
三、光合作用和细胞呼吸的应用
讲授新课
（2）适当增强细胞呼吸：露田、晒田、松土（促进根系进行有氧呼吸，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；稻田需定期排水，否则会使根部无氧呼吸产生酒精的毒害作用，使根部腐烂）
（3）合理密植
（4）储藏蔬果：粮食贮存：低温、低氧、干燥
果蔬保鲜：低温、低氧、保湿
讲授新课
本节练习
1.鸢尾是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中,对尾植株不同部位的成熟叶片(不做遮光处理)进行检测,一般不能直接测得的是（ ）
A.氧气释放量 B.二氧化碳吸收量
C.净光合速率 D.呼吸速率
一、思辨题
本节练习
1.从古至今,为了提高土地生产力,我国劳动人民在生产实践中总结了各种各样的方法如轮作、套种等,设法提高作物光合作用的效率。有人测定了不同植物在不同光照强度下的生长情况并将结果绘制成下图。
二、应用题
本节练习
(1)玉米在图中某一点上对 CO 的吸收量,能代表玉米在该点上的有机物生成量吗
本节练习
(2) 如果利用CO 吸收量的大小表示植物光合速率的高低,那么,苔藓和藻类的光合速率为什么较低 采取什么措施能够提高它们的光合速率
本节练习
(3)通过提高 CO 浓度来增加作物产量的同时,还要考虑哪些因素的影响 农业上又该采取哪些相应的措施
本节练习
2.每到丰收的季节,农民就会在房前屋后的晒谷场上晾晒稻谷、小麦、
玉米等粮食。
(1)农民在储藏粮食前,为什么要先晾晒粮食
(2)晾晒好的粮食放入粮仓中保存,还会受到哪些环境因素的影响
(3)果蔬储藏时需要先晾晒吗 果蔬保鲜储藏时,需要考虑哪些环境条件
3.新疆产的哈密瓜特别甜,这与当地的气候条件(如昼夜温差大)有关。如果让我们在其他地区采用大棚种植哈密瓜,上述事实会对我们有何启示
课外探究
小组讨论,提出一个问题,如“二氧化碳浓度对植物的光合作用有影响吗”。
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
提出问题
实验器材和试剂
黑藻;lcm 移液管、橡胶管、铁架台、100 cm 塑料大针简、台灯;
NaHCO 、蒸馏水。
课外探究
根据提出的问题,作出假设。例如,针对上述问题,作出假设,如“二氧化碳浓度对植物的光合作用有影响”“随着二氧化碳浓度的升高,光合速率也升高”或“随着二氧化碳浓度的升高，光合速率降低”
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
作出假设
设计和实施实验
氧气是植物光合作用的产物,可以通过植物释放氧的速率来估量光合速率。针筒内水生藻类光合作用释放出的氧导致气压上升,而气压上升会导致移液管内的液面下移。通过观察液面的移动情况,便可得知光合速率的变化。
课外探究
建议:NaHCO 在溶液中不稳定,易分解生成二氧化碳。考虑以下问题:如何用NaHCO 配置不同浓度梯度的溶液以表示不同浓度的二氧化碳 如何配置不含二氧化碳的溶液
探究二氧化碳浓度对光合作用的影响
1.配置质量分数分别为5%、10%、15%的NaHCO;溶液各100 mL。
2.将100mL蒸馏水烧开后,冷却至室温,作为不含二氧化碳的溶液。
课外探究
3.选取四株大小相似的黑藻,如右图所示,组装成四组实验装置。在针筒中分别加入100 mL烧开冷却后的蒸馏水和上述不同浓度梯度的NaHCO 溶液。
4.调校针筒活塞的位置,使移液管中的溶液液面停在移液管的上半部。
课外探究
5.在距离黑藻10cm处放置台灯,作为光源。
6.静置10min后,记录移液管中液面的起始位置;15 min后,再测量及记录液面高度的变化。
建议:当液面降至移液管的下半部时,便要调校针筒活塞的位置,使液面回到移液管的上半部。
课外探究
黑藻的光合速率随着二氧化碳浓度的变化而发生改变，说明二氧化碳浓度对光合作用有一定影响。
结果与分析
本实验仍有需要改进的地方,如减小黑藻成熟程度的差异、减少灯光对针筒内水温变化的影响,以尽量保持实验变量的单一。
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