影响光合作用速率的因素曲线归类

1影响光合作用速率的因素曲线归类因素曲线图对光合作用的影响在生产上的应用光照光照光照光照时间光照时间植物在夏季一天内的变化光照时间越长，产生的光合产物越多。C3植物在夏季的一天中：6—10时的光照不断增强，光合强度不断增强；12时左右气温高，蒸腾作用很强，部分气孔关闭，CO2供应减少，光合强度减弱；14—17时的光照减弱，所以光合强度不断减弱。○1夏季中午农作物避免低温水浇灌；○2光照过强的中午对农作物进行遮阴处理。光照强度光照强度在黑暗中呼吸所释放的CO2量光照强度与CO2吸收释放量的关系光补偿点：指在一定光强范围内，光合过程中吸收的CO2呼吸过程中放出的CO2等量的光照强度。光饱和点：指当达到某一光强时，光合速率就不再增加时的光强。无光照时植物只能进行呼吸作用，有光照时，随光照增强光合强度增强，但当达到光饱点后不再增强，此时限制光合强度的因素是温度或CO2浓度。延长光合作用时间：通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间可提高粮食产量。阳生植物阴生植物光照强度光照强度与阳生、阴生植物对CO2吸收释放量的关系一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。阳生植物（如水稻、小麦）种植在阳光充足的地方，阴植物（如胡椒）种植在荫蔽的地方。光合速率总光合量净光合量CO2吸收CO2释放光饱和点光补偿点CO2吸收CO2释放2光照光照光照强度300C（或高CO2）200C（或中CO2）100C（或低CO2）PQ光照强度光照强度与不同温度、不同CO2浓度对光合作用强度的影响P点以前随光照强度的增加，光合强度增大，其限制因素是光强，但达到饱点Q以后不再增加，其限制因素是温度或CO2浓度。注意：曲线开始一段都是相同的。当光照强度达到饱和点后，提高农作物产量的方法：○1适当提高温度；○2提高CO2浓度：施放干冰；利用CO2发生器；施用农家肥，利用微生物发酵产生CO2等方法。光照强度光照强度与光质、CO2浓度、温度对光合作用强度的影响图中三曲线开始时光合强度就有差异，最后也有差异，这说明跟CO2浓度、环境温度、光质都有关。植物在不同的CO2浓度、环境温度、光质下，随光照强度的增加，光合作用强度增加都可能不一样。大棚作物一般采用无色透明塑料棚；白天升温，晚上降温；大棚内施放干冰或与养殖场相连。C4植物C3植物PQ光照强度光照强度对光合作用强度的影响在P点之前，不管是C3植物还是C4植物都随光照强度的增强光合作用强度不断增强，但达到各自的光饱和点后都不再增强，其限制因素主要是温度和CO2浓度。在Q点造成两曲线差异的原因主要是C4植物比C3植物光能利用率高，C3植物比C4植物更容易达到光饱和点。注意与CO2浓度对光合强度影响的区别：在同光照、较适宜、高浓度的CO2的情况下，C3植物的光合强度反而比C4植物高。C4植物宜种植在热带地区、C3宜种植在温带地区。光质红光蓝紫光绿光光照强度光照强度与光质对光合强度的影响开始时光合强度就不同，最后达到了相同，这说明与温度、CO2浓度没有关系，除了这两个因素和光强度外重复的因素只有光质，不同的光质影响光反应，因此最初光合强度就有差异，但随光强度的增强，最终都能达到光的饱和点。农作物宜种植在全光照下，但阳生植物宜种植在阳光充裕的地方，阴生植物宜种植在阳光较弱的地方。大棚作物宜用无色塑料薄膜。光合作用强度光合作用强度光合作用强度光合作用强度3温度温度温度温度对光合作用强度的影响它主要通过影响暗反应中酶的催化效率来影响光合作用的速率。在一定温度范围内，随着温度的升高，光合速率随着增加，超过一定的温度，光合速率不但不增大，反而降低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2供应减少，从而间接影响光合速率。○1适时播种。○2增加昼夜温差，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温度，以降低呼吸作用，保证植物有机物积累。强光（或高CO2）中强光（或中CO2）弱光（或低CO2）PQ温度温度与不同光强或不同CO2浓度对光合强度的影响P点之前，限制光合速率的因素是温度，随温度的升高，其光合速率不断提高。Q点时是酶的最适温度，要提高光合速率，只有提高光强或CO2浓度。Q点后酶的活性随温度降低而降低，其光合速率也随之降低。当温度达到酶的最适温度时，可提高光照强度或提高CO2浓度来提高光合速率。温度与光合作用和呼吸作用的关系温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如左图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。措施：白天适当提高温度，晚上适当降低温度。CO2浓度外界CO2浓度外界CO2浓度对叶片光合强度的影响（注意：此图是外界CO2浓度对叶片光合强度的影响）从图中看出：外界CO2浓度很低时，绿色植物叶不能利用外界的CO2制造有机物，只有当植物达到CO2补偿点后才利用外界的CO2合成有机物。随着CO2含量的继续提高，光合作用逐渐增强；当CO2提高到一定程度时，光合作用强度不再随CO2含量的提高而增强此时限制的主要因素是温度或光照强度施用有机肥料；温室栽培植物时，可以适当提高CO2浓度。大田生产要“正其行，通其风”从而提高产量。光合作用强度光合作用强度叶片光合作用强度4CO2浓度cdbeaCO2浓度CO2对植物光合作用强度的影响（注意：此图与外界CO2浓度对叶片光合强度影响的区别）a-b:CO2太低，农作物消耗光合产物；b-c:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；c-d:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；d-e:CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。同上C3植物C4植物PCO2浓度CO2浓度对C3、C4的光合强度的影响由于C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶，对CO2的亲和力很强，可以把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来，故C4植物能利用较低的CO2进行光合作用，CO2的补偿点低，容易达到CO2饱和点。而C3植物的CO2的补偿点高，不易达到CO2饱和点。故在较低的CO2浓度下（通常大气中的CO2浓度很低，植株经常处于“饥饿状态”）C4比C3植物的光合作用强度强（即P点之前）。一般来说,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。增施CO2更有利于C3植物的光合作用，有利提高产量。水或矿质元素A吸水量或矿质元素吸收量吸水量或矿质元素吸收量对光合速率的影响水是光合作用原料之一，同时也是代谢的必须介质，缺少时会使光合速率下降。矿质元素如：Mg是叶绿素的组成成分，N是光合作用有关酶的组成成分，P是ATP的组成成分，缺少也会影响光合速率。合理灌溉、合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，增加光合作用速率。叶龄叶龄叶龄对光合速率的影响○1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；○2壮叶时，叶面积、叶绿体都处于稳定状态，光合速率基本稳定；○3老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降。农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。光合作用强度光合速率CO2吸收CO2放出光合速率5叶面指数A光合作用实际量EB干物质量C呼吸量D02468叶面指数叶面指数与物质量的关系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，光合作用不再增大，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，所以干物质的量不断降低，如BD段。E点表示光合作用实际量与呼吸量相等,干物质量积累为零。植物的叶面积指数不能超过D点，超过植物将入不敷出，无法生活下去。适当间苗、修剪，合理施肥，避免徒长，上部叶片太多，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点之下，白白浪费有机物。温室栽培植物时，可增加光合作用面积，合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。例1．（06年四川）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以CO2的吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是：0abCO2浓度A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移[解析]本题考查的CO2浓度和光照强度对光合作用的影响，二者的变动都会影响光合作用的补偿点和最大光合作用强度。本题涉及光合作用的CO2浓度和光照强度两个基本条件。假定光照强度降低，要达到补偿点a，则需要更高的CO2浓度，a点应右移，A、B选项不正确；假定光照强度升高，CO2利用率升高，要达到光补偿点a，在CO2浓度低一些的时候即可达到，a点应左移，C选项不正确，故D项正确。另外，光照强度升高，则需要更高浓度的CO2才能达到最大光合作用强度，b点应右移。例2．右下图表示水稻光合作用强#与光照强度之间的关系。曲线a是在15°C、C02浓度为0.03%的环境中测定的结果,曲线b是在B点时改变某些条件后测定的结果。下列分析不正确的是A.B点时刻，叶肉细胞与维管束鞘细胞中的叶绿体都能产生NADPHB.A点与B点相比，A点时的叶绿体中C3化合物被还原的速率较慢C.A点时刻，叶肉细胞中线粒体产生的CO2量可能多于叶绿体消耗的CO2量D.曲线b与曲线a有明显差异的原因可能是B点以后改变了CO2浓度或温度例3．为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间CO2吸收速率物质量6后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2蒸馏水浸泡水中通入空气蒸馏水浸泡水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉回答问题：（1）光照条件下，组5叶片通过__________作用产生淀粉：叶肉细胞释放出的氧气来自于___________的光解。（2）在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是______。（3）组2叶片中合成淀粉的原料是___________，直接能源物质是_________，后者是通过__________产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是___。（4）如果组7的蒸馏水中只通入N2，预期实验结果是叶片中________（有、无）淀粉。【解析】考查学生获取信息、图表分析的能力。图表分组比较是解决问题的核心所在，能够考查学生对光合作用与呼吸作用的生理过程、关系、影响因素等的掌握情况。（1）组5叶片有光照、CO2，可进行光合作用产和淀粉。叶肉细胞释放出的氧气来自于光反应中H2O的光解。（2）进行有氧呼吸的条件是有氧气，还要注意题中条件是“黑暗条件下”，组2和组6符合要求。（3）组2叶片，没有CO2，不能进行光合作用，但可以利用葡萄糖合成淀粉，此过程需要有氧呼吸产生的ATP作为直接能源物质。与组2相比，组4叶片不同的条件是组4叶片无氧气，所以组4叶片无淀粉的原因是4组无氧气，不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺少ATP。（4）如果组7的蒸馏水中只通入N2，无CO2，不能进行光合作用，预期实验结果是叶片中无淀粉。【答案】（1）光合H2O（2）组2和组6（3）葡萄糖ATP有氧呼吸4组无氧气，不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺少ATP（4）无【点评】本题综合对呼吸作