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1、第三课 生物的新陈代谢 第五课时 提高农作物光合作用效率及生物固 氮 要点、疑点、考点 1 光合作用的效率 光照强弱、二氧化碳的浓度、必需元素的含量等 概念 影响因素 光合作用的效率是指绿色植物通过光合作用的效率是指绿色植物通过 光合作用制造的有机物中光合作用制造的有机物中所含有的能量，所含有的能量， 与光合作用中吸收的光能的比值与光合作用中吸收的光能的比值 要点、疑点、考点 光能利用率 是指单位地面上植物光合作用积累的有机物所含 能量与照射在同一地面上日光能量的比率。 延长光合作用的时间、增加光合作用的面积 提高光能利用率的途径 要点、疑点、考点 2 生物固氮 生物固氮的概念 固氮微生物把空
2、气中的游离氮还原成氨的过程 固氮微生物种类 自生固氮微生物 共生固氮微生物 如红螺菌、蓝藻等 如根瘤菌、鱼腥藻等 要点、疑点、考点 生物固氮的过程 生物固氮的意义 e + H+ ATPADT+Pi N2 C2H2 C2H4 N3 固氮酶 生物固氮的应用 是动植物所需氮素的主要来源；在自然界氮循环中具有十分重要的作用。 提高农作物产量；保护生态环境和维护生态平衡 。 课前热身 下图为在夏季晴朗的白天某植物叶片光合作用强度的变化曲线图， 请分析回答。 课前热身 课前热身 (1)曲线AB段表明限制光合作用速率的因素是（光照强度）。 (2)C点光合作用强度减弱的原因是（中午温度高，气孔关孔，植物 吸收
3、的CO2减少）。 (3)DE段光合作用强度下降的原因是光反应为暗反应提供的（ATP、 NADPH）的生 成量大量减少。 (4)从图中可以推断，限制光合作用的环境因素有（光照强度、CO2 浓度）等。 能力、思维、方法 【例1】 下列措施不能提高阳生植物光合作用效率的是( ) A合理密植 B保证适量的必需矿质元素 C延长光合作用时间 D强的光照 C 能力、思维、方法 【解析】 光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物 中所含有 的能量，与光合作用中吸收的光能的比值，通过光照强弱的控制、 二氧化碳的供应、必需元 素的供应等可以提高光合作用的效率。而延长光合作用的时间、增 加光合作用的面积可以
4、提 高光能的利用率，有助于提高光合作用产量。对于阳生植物来说， A、B、C、D四个选项都可 以增加光合作用产物的积累，但延长光合作用的时间，不能提高光 合作用的效率。 延伸、拓展 合理密植既有利于充分利用光能，又能确保农田中的农作物通风透 光，使空气不断流过叶面 ，有助于提供较多的二氧化碳，从而提高光合作用的效率。如果种 植过于稀疏，虽然光合作 用的效率高，但对光能的利用率太低，不利于提高产量，反之，如 果种植过密，农作物得不 到充足的二氧化碳供应，光合作用效率低，虽然光能的利用率高， 但植物的呼吸作用增加、 种内竞争加剧、病虫害增多等因素，也不利于提高产量。 延伸、拓展 【例2】 根瘤菌的固
5、氮能力最强是在( ) A大豆开花之前 B大豆种子萌发时 C大豆结果时 D大豆衰老时 A 【解析】 根瘤菌与大豆之间是互利共生关系。豆科植物通过光合 作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌，根瘤菌通过生物固氮制造 的氨，则供应豆科植物。因为根瘤菌必需要从豆科植物获得有机营 养，所以豆科植物营养生长最旺盛的时候，就是根瘤菌固氮 能力最强的时候。大豆从种子萌发到开花之前，都是进行营养生长 ，在开花之前，营养生长达到最高程度，为 根瘤菌提供的有机营养最多，此时根瘤菌的固氮能力最强。植物开 花后，就从营养生长转向 生殖生长，营养生长逐步减弱。 延伸、拓展 【例3】 下图表示在不同的温度下，某一植物光合作用强
6、度与光 照强度的关系： (1)光强度为N时，没有CO2的净释放和净吸收，说明。 (2)光强度较低时，限制光合作用速率的因素是的速度。 (3)光强度为Q时，光合作用的速率取决于环境因素中的。 (4)如果温度为20，影响光合作用速率的环境因素有、等方面。 (5)图中A1曲线表示30小麦光合作用速率与光照强度的关系，如 果要表示30时胡椒的光合作用速率与光照强度的关系，P点的移 动方向是向。 延伸、拓展 【答案】 (1)光合作用强度等于呼吸作用强度 (2)光反应 (3) 温度 (4) 光照强度 二氧化碳浓度 (5)左 【解析】 上图表示了在不同温度下，光合作用强度与光照强度之间的关系 。以二氧化碳的
7、释放量与吸收量来表示光合作用强度，如果光合作用强度等于呼 吸作用强度，此时既没有二氧化碳的净释放，也没有二氧化碳的净吸收。 温度主要影响酶的活性，从而影响光合作用的强度；光照强度主要影响光反应的 强度，光反应产生的ATP与NADPH直接影响着暗反应的进程，当光反应产生的ATP 与NADPH不足时，光反应的速度限制着光合作用的强度，当光反应产生的ATP与 NADPH过量时，暗反应的速度限制着 光合作用强度，而暗反应的速度此时受酶的活性、二氧化碳浓度等因素的影响。 阴生植物不需要太强的光照，光照强度太高，不利于提高光合作用效率。它们在 光照强度较 低时，光反应产生的ATP与NADPH便足够暗反应使
8、用。 延伸、拓展 【例4】 在下列哪种条件下栽培番茄，对增产有利( ) A日温15C、夜温26C B昼夜恒温26C C日温26C、夜温15C D昼夜恒温15C C 【解析】 此题考核光合作用和呼吸作用的关系及其在作物生产实 践中的应用。 作物生长发育有赖于光合作用积累干物质。呼吸作用分解有机物， 释放能量，供生命活动之需。两者相互联系、矛盾统一，两者的强 度必须配合适当。如光合作用弱，呼吸作用强，则有机物生产少， 消耗多，就会影响作物生长而引起减产。一般植物的光合作用最适 温度为2530C，日温26C是适合栽培番茄的。 延伸、拓展 夜间不进行光合作用，只有呼吸作用；温度高了 ，有机物消耗多，所
9、以，要减少有机物的消耗，夜间温度应当比白 天温度低为好，选项C“ 日温26C、夜温15C”对增产有利，是正确的。日温15C对光 合作用不利，夜温26C太 高，有机物消耗多，所以选项A是错误的。为了保证体内有更多的 干物质积累，减少消耗， 必须保持昼夜温差，昼夜恒温对干物质积累不利，所以选项B和D都 是错误的。 延伸、拓展 【例5】 叶绿素不溶于( ) A水 B石油醚 C丙酮 D苯 A 【解析】 本题考核叶绿素的理化性质的知识。课文中细胞部分和 光合作用部分均没有提到叶绿素能溶解于哪些溶剂中。但是在“叶 绿体中色素的提取和分离”实验的方法步骤中指出，用丙酮提取包 括叶绿素在内的光合色素，这就说明了叶绿素能溶于有机溶剂丙酮 而不溶于水；进行色素分离所用的层析液由石油醚、丙酮和苯配成 ，四种光合色素随着层析液在滤纸上扩散，由于扩散速度不同而可 达到使四种色素分离的目的。只有溶于该溶 剂中的物质才能随着溶剂的扩散而扩散。这说明叶绿素可溶解于石 油醚、丙酮和苯中。 延伸、拓展 根据上述分析，可以得出结论，叶绿素溶解于石油醚、丙酮和苯， 而不溶于水。 本题实际上是考核实验内容。如果做过这个实验，而且能理解其原 理，就不难找出正确答案 ；如没有做过这个实验，或者做过实验但不理解其原理，这道题就 成了难题。这启示我们， 要重视实验课的教学，加强实验课，培养学生动手能力是素质教育 的重要部分。