影响光合作用强度的因素

色素分子可见光C52C3ADP+PiATP2H2OO24[H]多种酶酶(CH2O)CO2吸收光解能固定还原酶光反应暗反应光合作用总过程：影响光合作用强度的因素１．内部因素２．外部因素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。光合作用强度6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体影响光合作用强度的因素？CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）①Mg、N等矿质元素；②酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；气体反应物①作为反应物和反应的媒介；②水分→气孔关闭→CO2供应影响光合作用强度的因素？内因：外因：光（强度、光质）CO2浓度温度矿质元素水分基因决定的酶的种类、数量叶龄叶面积指数（疏密）叶龄OA段——幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段——壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段——老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。ABC叶龄光合作用强度O叶面积指数应用措施：①增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种；②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。在一定的范围内，作物的产量随叶面积指数的增大而提高。当叶面积增加到一定的限度后，呼吸作用加强，净产量反而下降。是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数。即:叶面积指数=叶片总面积/土地面积。就是在前一季作物生长后期，播种下一季作物。是一种解决前、后季作物之间季节矛盾的复种方式。如在小麦成熟之前，在垄间播种棉花。名词解释间作：在一块田地上同时、间隔种植两种作物。如在同时间隔播种玉米和谷子。增大了光合作用面积；增加了单位土地面积上光合作用时间，提高了光能利用率；同时还有利于不同作物对不同矿质元素的充分吸收；避免了同种作物长时间种植易患某种病虫害的可能。套种：意义：1.光光的三要素：光照强度光质光照时间①.光质(光的波长)1、光照对光合作用的影响②.光照时间：应用：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•全色(白色)光﹥蓝紫光﹥红光﹥绿光光的三要素：光照强度光质光照时间③光照强度1.A点的含义2.B点的含义3.C点所对应的横坐标的含义ABCOCO2吸收量CO2释放量光照强度•请思考以下问题：•1.A点的含义;•2.B点的含义；•3.C点所对应的横坐标的含义；A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。B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细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为光补偿点。C点所示光照强度称为光饱和点4.AB段曲线的含义5.BC段曲线的含义AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上就不再加强了阴生植物ABCOCO2吸收量CO2释放量光照强度阴生植物与阳生植物阳生植物AB光照强度0吸收CO2C释放CO21.光照强度B：光补偿点指在一定光强范围内，光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。C：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。A:无光照植物只能进行呼吸作用,所释放的CO2量代表呼吸作强度。在生产上的应用：延长光合作用时间：通过轮种，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，是合理利用光能的一项重要措施。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。阴生植物阳生植物阳生植物＞阴生植物①纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？②ABC点各代表的意义？③如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点C释放量CO2净光合速率呼吸速率实际光合速率（总值）净光合速率光合速率（强度）阴生植物的光补偿点、光饱和点阳生植物＜净值=总值（实际值）－呼吸消耗值1.光光合速率与呼吸速率的关系:①绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。②绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率④三者的常用表示方法：真正光合速率O2产生(生成)速率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率BB当光合作用强度呼吸作用强度时，会发生图中过程。当光合作用强度=呼吸作用强度时，会发生图中过程。当光合作用强度呼吸作用强度时，会发生图中过程。pqpqmnpqgh3.图像分析：已知M、N为同一细胞中的两种细胞器，g、ｈ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ为相关的两种气体分子，回答问题：甲图乙图[例2]下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：（1）甲图曲线中C点和正点（外界环境中CO2浓度变化为零）处，植株处于何种生理活动状态？（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的段，其中光合作用强度最高的是点，植株积累有机物最多的是点。（3）乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为，以致光反应产生的和逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使化合物数量减少，影响了CO2固定。（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为答案：（1）呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量时（2）BF；D；E（3）光照强度逐步减弱；ATP；NADPH（4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响CO2的供应AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2S1S2S3呼吸消耗量：净积累量：总光合作用量：DEOA与OD围成的面积（S1+S3）AC与AE围成的面积—呼吸消耗（S2—S1）净值+呼吸消耗量（S2+S3）呼吸速率、净光合速率的测定：①测量什么?、。②烧杯中装、。③条件？、。呼吸速率NaOH黑暗NaHCO3光下净光合速率NaOHNaHCO3④测呼吸速率原理测光合速率原理黑暗处，只进行呼吸作用消耗O2，产生的CO2被NaOH吸收气压下降，液滴左移液滴左移的距离（体积）即为O2的消耗量也即呼吸速率光下，光合作用＞呼吸作用光合作用产生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2维持稳定气压增大，液滴右移液滴右移的距离（体积）即为O2的产生量也即净光合速率对应训练：(07年高考山东卷)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等A制造的、产生的——值测定的、积累的——值总净问题3.请说出光照强度是如何影响光合作用强度的？其影响有什么特点？答案：光照强度主要影响光合作用的光反应。光合作用强度随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。问题4.不同光质又是怎样影响光合作用的？答案：光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。2.CO2浓度对光合作用强度的影响（2）点含义：①图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；②图2中的A′点表示进行光合作用所需环境中CO2的最低浓度；应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度措施：①多施有机肥或农家肥；②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量；③释放一定量的干冰或给植物施NH4HCO3。3.温度对光合作用速率的影响•(1)曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用：白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。光合速率吸水量或矿质元素吸收量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.水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内（如夏季的“午休”现象）。矿质元素如：N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分P：NADP+和ATP的重要组分；维持叶体常结构和功能K：促进光合产物向贮藏器官运输Mg：叶绿素的重要组分合理灌溉、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。4.水、矿质营养C10时1214光合作用强度186ABDE例：植物的光合午休现象晴朗的夏季的一天C10时1214光合作用强度186ABDE例：AB段：光照增强，光合强度增大C点：中午时光照最强叶片蒸腾作用最强叶片大量失水叶表面大量气孔关闭CO2进入受阻叶片中的CO2减少光合强度减弱DE段：光照减弱，光合强度减小植物的光合午休现象晴朗的夏季的一天光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物光合作用合成的有机物中所含的能量，与这块土地所接受的太阳能之比。光能利用率1、延长光合作用时间，如暗处补充光照；一年种2季改为种3季。2、增加光合作用的面积。如合理密植、间作套种等。3、控制光强、光质、CO2、温度、矿质元素、水分等。提高光能利用率措施：•（2）相关移动问题•①上图代表是阴生植物，如果改为阳生植物，a、b两点则如何移动？•阳生植物的光补偿点和光饱和点都高于阴生植物，故a、b点均应向右移。•②当温度或CO2浓度改变时，植物的光补偿点在坐标轴上的位置将怎样移动?•植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，它们会随外界条件的变化而变动。例如，当温度降低时，呼吸作用减弱，因此光补偿点降低，a点向左移。探究点二：探究环境因素对光合作用的影响（难点）答案：实验过程中人为改变的变量称为自变量，随着自变量变化而变化的变量称为因变量。设计对照实验要遵循遵循科学性原则、单一变量原则、平行重复原则、对照性原则等。问题1.为保证探究活动顺利有序开展，请同学们回顾以下几个问题：什么叫自变量、无关变量和因变量？设计对照实验要遵循哪些原则？问题2.请说出你要探究的问题。答案：探究光照强度对光合作用强度的影响或者是探究温度、二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。问题3.请小组讨论明确好实验原理。答案：取叶圆片用真空渗入法，排除叶内细胞间隙的空气，充以水分使叶片下沉。植物照光后，由于光合作用放出的氧气在水中的溶解度很小，而积累于细胞间隙，叶圆片即由下沉转为上浮。根据上浮所需时间，即能比较光合作用的强弱。问题4.请小组讨论确定出实验步骤。答案：可参考，一、用打孔器打下生长旺盛的绿叶70片叶圆片，避开叶脉，放入预先装好冷开水的注射器内，反复抽气，至叶片下沉，遮光备用。二、取6个小烧杯，加入清水，放入叶圆片每杯10片，按不同光照、温度和二氧化碳条件进行处理。三、观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的时间。