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正版影响光合作用的因素


一、探究:环境因素对光合作用强度的影响 叶肉细胞中叶绿体 的数量;叶绿体中 1、实验原理 基粒的数量等 (1)影响光合作用的因素有哪些? 内因: 酶、色素等 外因: 光照、CO2、温度、水、矿质元素等 (2)如何定量表示光合作用的强度? 光合作用的强度可通过测定一定时 间内 原料的消耗或产物生成 的 数量来定量的表示。 CO2消耗量

O2的生成量


一、探究:环境因素对光合作用强度的影响
实验原理: 利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气, 充以水分,使叶片沉于水中。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。

一、探究:环境因素对光合作用强度的影响

⑴实验材料的选择及处理: 大小相同,避 同种生长旺盛的绿叶 开大的叶脉 打孔器 小圆形叶片30片 让叶片内部气体逸出(方法)

放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用

一、探究:环境因素对光合作用强度的影响 ⑵分析变量: 自变量: 光照强弱 控制方法: 改变台灯与烧杯之间的距离

因变量: 光合作用强度 (O2的产生量) 观察方法: 同一时间段内各实验装置中 小圆形叶片浮起的数量 无关变量: ①实验叶片: 同种、生长状况相同、小圆 形叶片大小相同、等量? ②烧杯中清水:等量,有足够的CO2

观察与记录

不同光照强度对光合作用强度的影响
烧杯 光照 距离 5CM 30CM 50CM 光照 强度 叶子圆片上浮所需时间
第一片 第二片 第三片 第四片

1

40W











2
3

40W
40W









结论: 在一定光照强度范围内,光合作用随着光照强 度的增强而增强

二、影响光合作用的因素
(一)影响光合作用强度的因素——光 1、光照强度
停止 光照 光 合 速 率
0

光反应 停止

[H] ↓ ATP↓
CO2 吸 收 量 mg/dm2·h

还 原 受 阻

C3 ↑ C5 ↓

C

A

光照强度

CO2

0
A

释 放 量

B

光照
强度

1、光照强度
阳生植物水稻、玉米、向日葵 阴生植物胡椒、绿豆、三七

CO2 吸收

C

0 CO2 A 释放

B

光照强度

? 关键点含义: –A点: –只进行呼吸作用 –B点: –光补偿点(光合作用 强度=呼吸作用强度) –C点: –光饱和点 –受暗反应中酶和CO2供 应量

植物白天的光照强度必须大于B点以上才能正常生长

农业生产应用:大田中可用阳生与阴生植物间行种植提高光能利用率。(间作)

2、光的波长:
色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多,吸收绿光最少

?蓝紫光下:产
物中蛋白质和脂

肪较多;
?红光下:产物

中糖类较多;
?白光的光合效

率比单色光高。

3、光照时间的影响

光照时间越长,产生的光合产物越多。
措施:

延长光合作用时间—— 一年两熟或一年三熟
4、光照的间接影响: ①叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件 ②影响气孔开闭.

合理密植

(立体种植)套 种

(二)影响光合作用强度的因素 ——温度:主要影响暗反应
光 合 速 率
A 0 10 20 30

B

? 关键点含义: –B点: –最适宜温度
C 40 50 ℃

温度主要影响酶的活性.一般植物在10℃-35 ℃ 下正常进行光合作用,35℃以上光合作用的酶活性 下降,50℃左右光合作用完全停止。

应用:适当增加昼夜温差

哈密瓜

新疆的哈密地区:

位于我国高纬度地区

1、夏季的白天长 2、阳光充足,光照强烈

光合作用时 间长,强度 大,积累的 糖类较多。

3、夜间温度比较低。 细胞呼吸相对比较弱,消耗的糖 类物质比较少。 昼夜温差较大, 积存的糖类比较多

对应训练 在温室中栽培农作物,如遇到持续的阴雨连绵 天气、为保证作物的产量,对温度的控制应当 ( A ) A、降低温室温度,保持昼夜温差 B、提高温室温度,保持昼夜温差 C、提高温室温度,昼夜恒温 D、降低温室温度,昼夜恒温

(三)影响光合作用强度的因素 ——二氧化碳浓度(主要影响暗反应)
光合 速率

B

0 A
CO2浓度

? 关键点含义: –A点: –植物进行光合作 用的最低CO2浓度 –B点: –CO2饱和点 C3 ↓ C5 ↑

CO2 ↓

固定 停止

c
b a

d
e

b:CO2的补偿点

c:CO2的饱和点

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。

如何提高温室中二氧化碳的浓度?
? 1.施用干冰。 ? 2.使用农家肥。 ? 3.将植物的秸秆深耕埋于地下。 ? 4.使用NH4HCO3做肥料。 ? 5.合理密植和通风透光。

对应例题:下列相关叙述,正确的是 (

D



A.如果光照强度适当降低,a B.如果光照强度适当降低,a C.如果光照强度适当增强,a D.如果光照强度适当增强,a

点左移,b 点左移,b 点右移,b 点左移,b

点左移 点右移 点右移 点右移

【解析】光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线图
可知:a点时,CO2吸收速率为0,此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强 度,b点时,CO2吸收速率最大,CO2浓度达到饱和点。当光照强度适当增 强时,光合作用增强,由于呼吸作用强度不变,此时CO2浓度只有小于a点 时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度,故a点左移。光照 强度增强,光能增多,光反应增强,CO2浓度成为限制光合作用达到最大 值的主要因素,因此CO2浓度只有大于b点时的浓度,光合作用强度才能达 到最大值,故b点右移。此题的答案为D。

(四)、影响光合作用强度的因素——矿质营养
N:光合酶及NADP+和ATP的重要组分 ?P:NADP+和ATP的重要组分;维持叶绿体正常结构和功能 ?K:既使茎秆健壮抗倒伏,同时又促进淀粉的形成和向储存器
?

官(块茎)的运输。 ?Mg:叶绿素的重要组分

超过一定浓度,会导致土壤 溶液浓度过高而导致植物渗 透失水。 ?适时、适量施肥。 N、P、K等元素
合理施肥——少肥高效

下图中的甲、乙两图为—昼夜中某作物植株对C02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E点(外界环境中C02浓度变化为 零)处,植株处于何种生理活动状态? 呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量 (2) 根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中 的 BF 段,其中光合作用强度最高的是 D 点,植株积 累有机物最多的是 E 点

光照强度逐步 ⑶乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为 , 减弱 以致光反应产生的 ATP 和 NADPH 逐渐减少,从而影 响了碳反应强度,使化合物数量减少,影响了C02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 温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了C02 。 原料的供应

(五)、影响光合作用强度的因素——水

植物夏季为何“午休”?
水分

①水分既是光合作用的原料,又是化学反应的媒介; ②水分是植物蒸腾的对象。缺水→气孔关闭→CO2进入受 阻→间接影响光合作用

应用: 合理灌溉——适时、适量;少水高效

对应例题:导致植物夏季中午光合作用“午休”的 直接原因是( ) C
A.温度过高,蒸腾过强,缺乏光反应原料水 B.温度过高,酶活性降低 C.气孔关闭,缺乏CO2 D.呼吸作用过强,无有机物积累

光 合 速 率 的 日 变 化
光 合 作 用 强 度 6

B
D C A 8 10 12 E 14 16 18 时间

光照强度

B C A
O

D

光合作用强度

E
一天的时间

10 11 12 13 14 15

多因素综合影响
光 合 速 率

30℃ 20℃ 10℃

光 合 速 率

高CO2浓度
中CO2浓度

低CO2浓度

P

Q

光照强度

P

Q

温度

曲线达到P点之前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示

的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。
从P点到Q点之间,横坐标因子和其他因子共同影响光合速 率。

多因素综合影响
光 合 速 率

30℃ 20℃ 10℃

光 合 速 率

高CO2浓度 中CO2浓度 低CO2浓度

P

Q

光照强度

P

Q

温度

到达Q点之后,横坐标所表示的因素,不再是影响

光合速率的因子。要想提高光合速率,可采取适当提
高图中其他因子的方法。

三、增加农作物产量的措施 ——提高光合作用的强度
1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度 4、增加昼夜温差
白天适当提高温度,

5、合理灌溉
6、合理施肥
在生活中的应用

夜晚适当降低温度

清晨或夜间不在密林中锻炼

化能合成作用
——能够利用体外环境中的某些无机物氧化 时所释放的能量来制造有机物的合成作用

例如:硝化细菌、硫细菌、铁细菌 2NH3+3O2
硝化细菌

2HNO2+2H2O+能量

2HNO2+O2

硝化细菌

2HNO3+能量

6CO2+6H2O

能量

2C6H12O6+ 6O2

信息补充:新陈代谢
概念:活细胞中全部有序的化学变化的总和,

又称细胞代谢
把从外界环境中获取的营养物 质,转变成自身的组成物质

新 陈 代 谢

同化作用 矛 同 盾 时 统 进 一 行 异化作用
储存能量 分解自身的一部分组成物质, 把分解的最终产物排出体外

物质代谢

能量代谢
释放能量

新陈代谢的基本类型
同化作用
按能否利用无机物制造有机物分类

光能自养型: 无机物 自养型
无机—有机

光能

有机物 如:绿色植物

化学能 有机物 如:硝化细菌 化能自养型:无机物

异养型:有机物——自身的有机物。如:动物、细菌、真菌 异化作用 需氧型 厌氧型 兼氧型
对氧的需求状况

人、动植物、大多数的细菌、真菌 蛔虫、乳酸菌、体内寄生的生物 酶母菌

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。

光合面积 (叶面指数)

D

OA段——随叶面积的增大,光合作用实际量不 断增大,A点为光合作用面积的饱和点。超过A 点,光合作用不再增强,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强而增加。B 点以后干物质的量不再增加,原因是光合总量不 变,但呼吸消耗量增大,所以干物质积累量不断 降低如BC段。 叶面积指数不能超过 出,无法生活下去。

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。

D

点,否则植物将入不敷

光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用

途径
延长光照时间

措施或方法
补充光照 间作、合理密植 控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施 肥(供应适量必需矿质元素) 维持适当昼夜温差(白天适当升温,晚上适当降

增大光合
作用面积 提高光合 作用效率 提高净光合

作用速率

温)

(2)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 净光合速率 呼吸速率 O2 产生(生成)速 率 O2 释放速率 黑暗中 O2 吸收 速率 CO2 固定速率 CO2 吸收速率 黑暗中 CO2 释放 速率 有机物产生(制造、 生成)速率 有机物积累速率 有机物消耗速率


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