光合作用影响因素及化能合成作用

影响光合作用的因素及应用李珊珊暗反应阶段[H]H2OO2ADP＋PiATP还原多种酶（CH2O）2C3C5固定CO2供能水的光解供氢光反应阶段ADP＋PiATP水的光解光反应阶段类囊体薄膜[H]H2OO2酶NADP+还原型辅酶Ⅱe-H+一、总结光合作用中各元素的来源或去向糖类（CH2O）C来自H来自O来自生成物O2中的O来自若将CO2用14C标记，则14C的转移途径是[H]H2OO2ADP＋PiATP还原多种酶（CH2O）2C3C5固定CO2供能水的光解供氢CO2H2OCO2H2OCO2→C3→（CH2O）条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应各种物质合成量的动态变化暗反应阶段[H]H2OO2ADP＋PiATP还原多种酶（CH2O）2C3C5固定CO2供能水的光解供氢光反应阶段条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应增加减少减少减少或没有各种物质合成量的动态变化暗反应阶段[H]H2OO2ADP＋PiATP还原多种酶（CH2O）2C3C5固定CO2供能水的光解供氢光反应阶段条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变光照不变停止CO2供应增加减少减少减少或没有减少增加增加减少各种物质合成量的动态变化光合作用强度光合速率或光合速度：是衡量光合作用强弱的指标。其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,也可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。二、光合作用与呼吸作用的关系是指植物在光下实际把二氧化碳转化成有机物的量，即在单位时间、叶面积从外界吸收和自身呼吸释放的二氧化碳的量。总光合作用：净光合作用：不算呼吸作用放出的二氧化碳量，只算从外界吸收的二氧化碳量，即是在光下测定的二氧化碳的吸收量。(总光合)真光合速率=净光合速率+呼吸速率黑暗条件下：只有呼吸作用ABCO2O2（呼吸）O2消耗量=（呼吸）CO2产生量植物只消耗有机物，不制造有机物，植物长期处于黑暗环境中最终会死亡。较弱光照下：呼吸作用光合作用ABCDCO2O2O2CO2(呼吸)O2消耗量=O2吸收量(外界)+(光合)O2产生量(呼吸)CO2产生量=CO2释放量(外界)+(光合)CO2固定量当呼吸作用光合作用时，植物有机物积累量=0，并且还有储存的有机物被消耗掉，长此以往，植物将无法正常生长。弱光下：呼吸作用=光合作用ABO2CO2呼吸O2消耗量=（光合）O2产生量=呼吸CO2产生量=（光合）CO2固定量当呼吸作用=光合作用时，植物既不积累有机物，也不额外消耗的储存有机物，植物在这种环境中，可以生存下来，但不能正常生长。较强光照下：呼吸作用光合作用ABCDCO2O2O2CO2(光合)O2产生量=O2释放量(外界)+(呼吸)O2消耗量(光合)CO2固定量=CO2吸收量(外界)+(呼吸)CO2产生量(总光合)真光合速率=净光合速率+呼吸速率有机物的制造量=有机物的积累量+呼吸消耗的有机物量当呼吸作用光合作用时，植物有机物积累量0，植物通过光合作用不断积累有机物，由小长大，健康成长。1.总光合作用=净光合作用+呼吸作用2.(光合作用)制造的有机物=合成的有机物=积累的有机物(干物质量)+消耗的有机物(呼吸作用)3.叶绿体固定的CO2=光合作用所需要的CO2=从外界吸收的CO2+呼吸释放的CO2几个关键的生物量实测CO2吸收量＝光合作用CO2吸收量-呼吸作用CO2释放量实测O2释放量＝光合作用O2释放量-呼吸作用O2消耗量几个关键的生物量=光合作用有机物制造量（总光合作用）—呼吸作用消耗量光合作用有机物积累量(净光合作用)影响光合作用强度的因素１.内部因素２.外部因素１.内部因素①同一植物的不同生长发育阶段影响光合作用强度的因素在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。１.内部因素②同一叶片的不同生长发育时期（叶龄）影响光合作用强度的因素a.随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合速率不断增加（OA段）。１.内部因素②同一叶片的不同生长发育时期（叶龄）影响光合作用强度的因素b.壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定（AB段）１.内部因素②同一叶片的不同生长发育时期（叶龄）影响光合作用强度的因素c.老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降（BC段）。应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶１.内部因素③与植物自身的遗传性有关，如阴生植物、阳生植物影响光合作用强度的因素１.内部因素④叶面积指数：（光合面积）影响光合作用强度的因素图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是_________________________。有很多叶被遮挡，光照不足１.内部因素④叶面积指数：（光合面积）影响光合作用强度的因素OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后____________不再增加，但叶片随叶面积的不断增加______(OC段)不断增加，所以干物质积累量不断_____(BC段)。光合作用强度呼吸量降低１.内部因素④叶面积指数：（光合面积）影响光合作用强度的因素a.增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种。b.适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。应用：影响光合作用强度的因素１.内部因素２.外部因素2.外部因素①光照影响光合作用强度的因素a.光质(光的波长)复色(白色)光﹥蓝紫光﹥红光﹥绿光2.外部因素①光照影响光合作用强度的因素b.光照时间：延长光合作用时间大田：复种（一年种两茬或三茬）温室：人工光照应用：2.外部因素①光照影响光合作用强度的因素c.光照强度光合速率0光照强度AAB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2考虑呼吸作用主要影响阶段光反应AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？A点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放CO2的量表示植物的呼吸作用强度AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2呼吸作用增强，A点移下AB段：随光照强度增强，光合作用强度逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，因为呼吸作用释放的CO2一部分用于光合作用，此时呼吸作用强度大于光合作用强度AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于呼吸作用强度，光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长。B点所对应的光照强度称为光补偿点AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2植物缺Mg，B点移右AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2BC段：随着光照强度不断加强，光合作用强度，并且光合作用强度呼吸作用强度，光合作用所固定的CO2一部分来自，一部分通过叶片的从大气中吸收。C点所对应的光照强度称为光饱和点不断增强大于呼吸作用气孔AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2C点之前限制光合作用的因素主要是C点之后限制光合作用的因素主要是光照强度CO2浓度和温度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响_______阶段，制约_________的产生，进而制约______阶段。ATP和[H]光反应暗反应例1②图像分析：A点时只进行_________；AB段随着光照强度的增强，_________强度也增强，但是仍然小于_______强度。B点时代谢特点为__________________________；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度仍不断增强。C点对应的光照强度为_________，限制C点的环境因素可能有__________等。细胞呼吸光合作用细胞呼吸光合作用强度等于细胞呼吸强度光饱和点温度或二氧化碳浓度例1A点:B点:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换A点:A点:B点:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换AB段:A点:B点:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换B点:A点:B点:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换BC段:A点:植物细胞与外界环境间、植物细胞内线粒体和叶绿体之间的气体交换欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于__点对应的光照强度；适当提高_________可增加大棚作物产量。应用：B光照强度阴生植物的光补偿点、光饱和点阳生植物＜2.外部因素②CO2浓度影响光合作用强度的因素考虑呼吸作用考虑呼吸作用①CO2浓度达到一定含量时才开始进行光合作用，并在一定范围内，光合速率随CO2浓度增大而加快；当CO2达到一定浓度时，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加，甚至减弱（因为细胞呼吸被抑制），这时的CO2浓度称为CO2饱和点(B、F点）；而植物光合速率和呼吸速率相等时的CO2浓度称为CO2补偿点（E点）；A、D点进行光合作用所需CO2的最低浓度。考虑呼吸作用•(1)温室可通过放干冰的方法来提高室内CO2的浓度。•(2)大田中：•①控制好农作物的密度（合理密植）和水肥管理，使农田后期通风良好。•②增施有机肥，使土壤微生物分解有机物增多，放出CO2增多。应用：考虑呼吸作用当外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律(1)若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(2)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(3)阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。2.外部因素③温度影响光合作用强度的因素光合作用是在的催化下的,温度直接影响B点表示BC段表示：酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降2.外部因素③温度影响光合作用强度的因素温室栽培中，白天可___________，夜间____________，适当_____________，从而提高作物产量（有机物积累量）。适当降低温度提高昼夜温差阴雨天白天适当_______，维持昼夜温差。降温适当提高温度应用：2.外部因素④H2O影响光合作用强度的因素1.光合作用的原料2.植物体内各种生化反应的介质3.影响气孔的开闭光合作用强度O时间：盛夏A710121418•A点的含义是：温度过高，气孔关闭，CO2供应不足光合速率下降根据作物需水规律合理灌溉，预防干旱洪涝。应用：BC2.外部因素⑤矿质元素影响光合作用强度的因素N：酶及ATP的重要组分P：磷脂、ATP的重要组分；维持叶绿体膜的正常结构和功能Mg：叶绿素的重要组分2.外部因素⑤矿质元素影响光合作用强度的因素应用：在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料可提高农作物产量。四.晴朗一天中光合作用强度的变化曲线四.晴朗一天中光合作用强度的变化曲线四.晴朗一天中光合作用强度的变化曲线AB段呼吸大于光合BC段光合大于呼吸B点光合等于呼吸CD段光合大于呼吸DE段呼吸大于光合D点呼吸等于光合探究光照强弱对光合作用强度的影P105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。1.实验原理是什么？应如何衡量光合作用的强弱？探究光照强弱对光合作用强度的影P1052.实验步骤①.取材：取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片（注意避开大的叶脉）探究光照强弱对光合作用强度的影P105②.排气：将小圆形叶片置于