影響光合作用的因素及應用

關于影響光合作用的因素及應用第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四影響光合作用強度的因素？

CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體(色素、酶）①Mg、N等礦質元素；②酶的活性受溫度等影響。光照強度、光質、光照時間；氣體反應物①作為反應物和反應的媒介；②水分→氣孔關閉→CO2供應第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四影響光合作用強度的因素？內因：外因：光（強度、光質）CO2濃度溫度礦質元素水分酶的種類、數量葉面指數（疏密）第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四AB光照強度0吸收量mg/dm2·hCO2C釋放量

CO2兩種表示方法有什么區(qū)別呢？1.光光合速率0光照強度A

光的三要素：光照強度光質光照時間第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四①縱坐標代表實際光合速率（強度）還是凈光合速率（強度）？如何判斷曲線圖中縱坐標代表的是總的還是凈值？②ABC點各代表的意義？③如果圖中曲線表示的是陽生植物，那么陰生植物的曲線應當怎樣？AB光照強度0吸收量mg/dm2·hCO2陽生植物陰生植物A：呼吸強度；B：光補償點；C：光飽和點C釋放量

CO2凈光合速率呼吸速率實際光合速率（總值）凈光合速率光合速率（強度）

陰生植物的光補償點、光飽和點

陽生植物

＜

凈值=總值（實際值）－呼吸消耗值1.光①不過原點的曲線代表的是凈值；②題干交代“測定”的值——一定是凈值第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四AB光照強度0吸收量mg/dm2·hCO2C釋放量

CO2S1S2S3呼吸消耗量：凈積累量：總光合作用量：DEOA與OD圍成的面積（S1+S3）AC與AE圍成的面積—呼吸消耗（S2—S1）凈值+呼吸消耗量（S2+S3）第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

對應訓練：(07年高考山東卷)

以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是()A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等A制造的、產生的——

值測定的、積累的——

值總凈第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四應用：控制好光強措施：

①大棚種植陰雨天應補充光照，把光強控制在光飽和點，至少要在光補償點之上；②根據陽生植物和陰生植物對光照的不同要求，控制光照強弱。如間作套種時農作物的種類搭配、林帶樹種的搭配等。第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四對應例題：下圖為四種植物（ⅠⅡⅢⅣ）在不同光照強度下光合作用速率的曲線，其中最適于在蔭蔽條件下生長的植物是（）

A、ⅠB、ⅡC、

ⅢD、ⅣD第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四2.CO2濃度A:進行光合作用所需最低外界CO2濃度B:CO2飽和點光合速率0外界CO2濃度ABA:呼吸作用強度C:CO2補償點S:CO2飽和點第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四應用：溫室栽培時適當提高CO2的濃度措施：

①多施有機肥或農家肥；②大田生產“正其行，通其風”，即為提高CO2濃度、增加產量；③釋放一定量的干冰或給植物澆碳酸飲料(施NH4HCO3)。第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四對應例題1：（10全國卷）下列四種現象中，可以用下圖表示的是（）

A、在適宜條件下光合作用強度隨CO2含量的變化

B、條件適宜、底物充足時反應速率隨酶量的變化

C、一個細胞周期中DNA含量隨時間的變化

D、理想條件下種群數量隨時間的變化解析：如圖曲線的走勢為先增加后穩(wěn)定，曲線有兩個關鍵點：即起點m（m＞0）和飽和點。符合這一曲線的為A選項；B項對應的曲線起點不正確，曲線的走勢一直為增函數，不會出現飽和效應；C項對應的曲線就更不正確了，起點縱坐標等于終點，且大于0；D項曲線為種群的“J”型增長曲線。Am第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四對應例題2：下列相關敘述，正確的是（）A．如果光照強度適當降低，a點左移，b點左移B．如果光照強度適當降低，a點左移，b點右移C．如果光照強度適當增強，a點右移，b點右移D．如果光照強度適當增強，a點左移，b點右移【解析】光合作用強度受光照強度和CO2濃度的綜合影響。分析曲線圖可知：a點時，CO2吸收速率為0，此時葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，b點時，CO2吸收速率最大，CO2濃度達到飽和點。當光照強度適當增強時，光合作用增強，由于呼吸作用強度不變，此時CO2濃度只有小于a點時的濃度才能使葉片光合作用強度等于呼吸作用強度，故a點左移。光照強度增強，光能增多，光反應增強，CO2濃度成為限制光合作用達到最大值的主要因素，因此CO2濃度只有大于b點時的濃度，光合作用強度才能達到最大值，故b點右移。此題的答案為D。D第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四3.溫度應用措施：（1）大田中適時播種（2）溫室栽培植物時，冬天適當增溫，夏天適當降溫；白天調到最適溫度或適當提高溫度，晚上適當降溫；陰雨天白天適當降溫，維持晝夜溫差。（3）適時澆水，使氣孔開放，加強蒸騰，降低植物體溫度。生活在寒帶地區(qū)的植物能否正常進行光合作用？

。能

請判斷圖中曲線哪條代表的是光合作用、呼吸作用？凈光合速率曲線怎樣繪制？第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

在溫室中栽培農作物，如遇到持續(xù)的陰雨連綿天氣、為保證作物的產量，對溫度的控制應當（）

A、降低溫室溫度，保持晝夜溫差

B、提高溫室溫度，保持晝夜溫差

C、提高溫室溫度，晝夜恒溫

D、降低溫室溫度，晝夜恒溫A對應訓練第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四對應例題：下圖4條曲線為不同光照、不同CO2濃度下，馬鈴薯凈光合速率隨溫度變化的曲線，a光照非常弱，CO2很少（遠小于0.03%);b適當遮陰（相當于全光照的1/25），CO2濃度為0.03％；c為全光照（晴天不遮陰），CO2濃度為0.03％；d為全光照，CO2濃度為1.22%；請據圖回答：凈光合速率40302010010

－1020304050溫度0C（1）根據圖中提供信息，你能得出什么結論?bcda光合作用受光照強度、CO2濃度、溫度等影響。第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)隨著光照強度和CO2濃度的提高，植物光合作用（以凈光合作用為指標)最適溫度的變化趨勢是怎樣的呢？為什么？（3）當曲線b凈光合速率降為零時，真光合速率是否為零？為什么？（4）上述結果給我們的生產實踐提供了什么指導？逐漸提高，因為當光照強度和二氧化碳濃度提高，此時限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范圍內酶的活性隨溫度的提高而增大。不為零，因為在b實驗條件下，呼吸速率不為零適時播種，控制光照強弱，合理密植，通風透光，增施有機肥等措施提高凈光合產量第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四4.礦質元素

礦質元素

礦質元素是光合作用的產物——葡萄糖進一步合成許多有機物時所必需的物質。如缺少N，就影響蛋白質（酶）的合成；缺少P就會影響ATP、NADP+的合成；缺少Mg就會影響葉綠素的合成。K既使莖稈健壯抗倒伏，同時又促進淀粉的形成和向儲存器官（塊莖）的運輸。應用措施：合理施肥可促進葉片面積增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四5.水分

水分

①水分既是光合作用的原料，又是化學反應的媒介；②水分是植物蒸騰的對象。缺水→氣孔關閉→CO2進入受阻→間接影響光合作用應用措施：合理灌溉。植物夏季為何“午休”？第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四對應例題：導致植物夏季中午光合作用“午休”的直接原因是（）

A.溫度過高，蒸騰過強，缺乏光反應原料水

B.溫度過高，酶活性降低

C.氣孔關閉,缺乏CO2

D.呼吸作用過強,無有機物積累C第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四6.葉齡OA段——幼葉。隨幼葉的不斷生長，葉面積增大，葉綠體增多，葉綠素含量增加，光合速率增加。AB段——壯葉。葉片面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率穩(wěn)定。BC段——老葉。隨葉齡的增加，葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。應用措施：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉?？山档推浜粑饔孟挠袡C物。第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四7.光合面積（葉面指數）OA段——隨葉面積的增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用面積的飽和點。超過A點，光合作用不再增強，原因是有很多葉被遮擋在光補償點以下。OB段——干物質量隨光合作用增強而增加。B點以后干物質的量不再增加，原因是光合總量不變，但呼吸消耗量增大，所以干物質積累量不斷降低如BC段。應用措施：葉面積指數不能超過

點，否則植物將入不敷出，無法生活下去。DD①增加光合作用面積，如合理密植、間作和套種；

②適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免陡長，封行過早，使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四就是在前一季作物生長后期，播種下一季作物。是一種解決前、后季作物之間季節(jié)矛盾的復種方式。如在小麥成熟之前，在壟間播種棉花。名詞解釋間作：在一塊田地上同時、間隔種植兩種作物。如在同時間隔播種玉米和谷子。

增大了光合作用面積；增加了單位土地面積上光合作用時間，提高了光能利用率；同時還有利于不同作物對不同礦質元素的充分吸收；避免了同種作物長時間種植易患某種病蟲害的可能。套種：意義：第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

光能利用率一般是指單位土地面積上，農作物光合作用合成的有機物中所含的能量，與這塊土地所接受的太陽能之比。光能利用率1、延長光合作用時間，如暗處補充光照；一年種2季改為種3季。2、增加光合作用的面積。如合理密植、間作套種等。3、控制光強、光質、CO2、溫度、礦質元素、水分等。

提高光能利用率措施：第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四內因：外因：基因決定酶種類數量不同光（強度、光質）CO2濃度溫度礦質元素水分【光合時間、光合面積（葉面指數）】不同植物光合作用不同；不同部位（葉）光合作用不同；不同葉齡的葉光合作用不同。影響光合作用因素總結第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四多因子影響第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四呼吸速率、凈光合速率的測定：①測量什么?

、

。②燒杯中裝

、

。③條件？

、

。呼吸速率光合速率NaOH黑暗NaHCO3

光下第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四④測呼吸速率原理測光合速率原理

黑暗處，只進行呼吸作用消耗O2，產生的CO2被NaOH吸收氣壓下降，液滴左移

液滴左移的距離（體積）即為O2的消耗量也即呼吸速率

光下，光合作用＞呼吸作用光合作用產生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2維持穩(wěn)定氣壓增大，液滴右移

液滴右移的距離（體積）即為O2的產生量也即凈光合速率

第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四謝謝！第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

項目

物種355mol·mol-1的CO2539mol·mol-1的CO2不施磷肥施磷肥/20kg·hm-2·a-1不施磷肥施磷肥/20kg·hm-2·a-1凈光合速度/mol·m-2·s-1

歐州蕨2.1813.73.625.81石楠1.3746.75.4315.62蒸騰比率/mol·mol-1歐州蕨1.4062.32.223.86石楠0.2570.660.712.10*蒸騰比率：植物消耗1摩爾水，通過光合作用固定的CO2微摩爾數。A、CO2濃度升高和施磷肥都能促進兩種植物的光合作用，施磷肥的效果更明顯B、兩種CO2濃度下，施磷肥對石楠光合作用的促進作用都大于歐洲蕨C、由試驗結果可推測，干旱對歐洲蕨光合作用的影響大于石楠D、兩種植物光合作用的最適CO2濃度都高于355mol·mol-1（09四川卷）大氣中CO2濃度升高引起的溫室效應，可能改變土壤水分狀況和礦質元素含量。為探究有關生態(tài)因子的變化對植物的影響，有人用同一環(huán)境中生長的兩種植物，在溫度、光照和水分等適宜條件下做了模擬試驗，測得數據如表。下列相關分析，不正確的是（）C第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四光合作用及呼吸作用在提高作物產量方面的主要應用途徑措施或方法延長光照時間補充光照增大光合作用面積間作、合理密植提高光合作用效率控制適宜光強、提高CO2濃度(如通風)、合理施肥(供應適量必需礦質元素)提高凈光合作用速率維持適當晝夜溫差(白天適當升溫，晚上適當降溫)第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)光合速率與呼吸速率的關系①綠色植物在黑暗條件下或非綠色組織測得的數值為呼吸速率。②綠色植物組織在光下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率。③真正光合速率、凈光合速率、呼吸速率的關系：真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率④三者的常用表示方法：第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四6．(2010·浙江理綜，29，Ⅰ)試管苗的光合作用能力較弱，需要逐步適應外界環(huán)境才能往大田移栽。研究人員進行了“改變植物組織培養(yǎng)條件縮短試管苗適應過程”的實驗，實驗在適宜溫度下進行，圖甲和圖乙表示其中的兩個實驗結果。第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四請回答：(1)圖甲的實驗是在大氣CO2濃度下進行的。據圖分析，試管苗在不加蔗糖的培養(yǎng)基中

和

更高。(2)圖乙是試管苗在密閉、無糖培養(yǎng)基條件下測得的24h內CO2濃度變化曲線。圖中b～c段CO2濃度升高緩慢是因為

，c～d段CO2濃度急劇下降是因為試管苗

。若d點時打開培養(yǎng)瓶塞，試管苗的光合速率__________________________。(3)根據上述實驗結果推知，采用無糖培養(yǎng)基、

和

可縮短試管苗的適應過程。光合速率光飽和點CO2濃度過高使細胞呼吸減弱進行光合作用吸收了CO2

提高適當提高CO2濃度適當提高光照強度第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四解析：(1)圖甲中自變量有兩個：一是光照強度大小，二是是否加蔗糖。因變量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的試管苗光合速率和光飽和點較高。(2)b～c段沒有光合作用，只有呼吸作用，CO2濃度上升緩慢肯定是呼吸速率慢，溫度和CO2都會影響呼吸速率，溫度不變，只能考慮CO2濃度過高。c～d段CO2濃度急劇下降說明試管苗光合速率遠遠大于呼吸速率。d點CO2濃度低于大氣，CO2濃度已成為限制因素，該點光合速率等于呼吸速率，打開瓶塞，提高CO2濃度，光合速率提高。(3)本實驗的核心是改變植物組織培養(yǎng)條件，提高光合速率，從而縮短試管苗的適應過程。影響光合作用的外界因素有：光照長短與強度、光的成分、溫度、水分、無機鹽等，從本題的變量來看只能考慮無糖培養(yǎng)基、適當提高CO2濃度和適當提高光照強度，其他因素都是適宜的、相等的、不是變量，不予考慮。第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四三、實驗與探究能力7．(2010·福建理綜，26，Ⅰ)東海原甲藻(簡稱甲藻)是我國東海引發(fā)赤潮的藻種之一，研究甲藻光合作用的生理特性可為認識赤潮發(fā)生機理提供重要信息。

(一)某研究小組探究pH對甲藻光合作用的影響，設計了以下實驗：將生長旺盛的甲藻等量分成5組培養(yǎng)，各組藻液pH分別設定為6.0、

7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12h，然后在適宜光照等相同條件下培養(yǎng)，隨即多次測定各組氧氣釋放量并計算凈光合速率。將實驗結果繪制成下圖。第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(1)本實驗除了通過測定氧氣釋放量，還可以通過測定________吸收量來計算凈光合速率。(2)黑暗放置過程中，藻液pH會有所變化，因此在測定氧氣釋放量前，需多次將各組pH分別調到

，這是控制實驗的_____變量。CO2

原設定的pH自第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(3)若甲藻長時間處于pH為10.0條件下，甲藻________(能、不能)正常生長繁殖，請據圖分析并說明原因：(4)實驗表明，甲藻光合作用適宜pH為6.0～9.0。但海水在該pH條件下，一般不會發(fā)生赤潮，原因是發(fā)生赤潮除了與pH、溫度、光照強度等因素有關外，最主要還與海水的

有關。不能因為長時間處于pH為10.0條件下，甲藻的凈光合速率為負值，甲藻不能正常生長繁殖。富營養(yǎng)化(N、P含量)(二)研究小組進一步探究了溫度對甲藻光合作用的影響。根據實驗結果得出：甲藻生長繁殖的適宜溫度為15℃～30℃，最適溫度為25℃左右，當溫度為9℃和33℃時，甲藻不能正常生長繁殖。請根據這些信息在下圖中畫出凈光合速率隨溫度變化的示意曲線。第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(二)見圖解析：(一)(1)凈光合速率的表示方法有多種?？梢酝ㄟ^測定氧氣的釋放量、CO2的吸收量、有機物的積累量等來計算凈光合速率。(2)該實驗的自變量為藻液的pH，需要嚴格控制實驗的自變量。(3)只有當凈光合速率為正值時，植物才能正常生長繁殖。(4)海水的富營養(yǎng)化是引發(fā)赤潮的主要原因。(二)由題干信息，可確定曲線最高點對應的溫度及與橫軸的交點。第39頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四8．(2010·安徽理綜，29，Ⅰ)為探究影響光合作用強度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實驗結果如圖所示。請回答：(1)與D點相比，B點條件下限制玉米CO2吸收量的因素是____________________，C點條件下限制玉米CO2吸收量的主