影响光合作用因素ppt课件.ppt

光合作用速率表示方法 通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2 CH2O 等产物的生成数量来表示 光合作用的强度 可以通过一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示 由于测量时的实际情况 光合作用速率又分为净光合速率和真正光合速率 1 1 呼吸速率 植物在黑暗环境中 测定CO2释放量 O2的吸收量 有机物的分解量或实验容器内CO2增加量 O2减少量 有机物减少量 为使问题简单 在温度不变的情况下一般认为光照与否不影响单位时间内的呼吸消耗 即光照条件下与黑暗条件下的呼吸速率相等 2 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 2 净光合速率 O2产生量 CO2固定量或有机物产生量 O2释放量 容器中增加量 CO2吸收量 容器中减少量 有机物的积累量 容器中增加量 3 真正光合速率 3 真光合作用和净光合作用及呼吸作用的联系 真光合作用 净光合作用 呼吸作用 a b c d 植物生长的生理基础 净光合作用 0 4 1 若为坐标曲线形式 当光照强度为0时 CO2吸收值为0 则为真正 实际 光合速率 若是负值则为净光合速率 2 若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值 则为净光合速率 判定方法 5 实际光合作用速率 净光合作用速率 6 注意以下几条基本原理 在有光和无光条件下 植物都能够进行呼吸作用 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 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 净生产量 实际光合作用量 呼吸作用量 光合作用和呼吸作用的计算总结 7 呼吸速率 净光合速率的测定 测量 烧杯中装 条件 呼吸速率净光合速率 NaOH 黑暗 NaHCO3 光下 测定方法 1 呼吸速率 将植物置于黑暗中 测定实验容器中CO2增加量 O2减少量或有机物减少量 2 净光合速率 将植物置于光下 测定实验容器中O2增加量 CO2减少量或有机物增加量 8 影响光合作用的因素 外部因素 反应条件 光 温度 必需矿质元素反应原料 CO2浓度 水多因子影响 内部因素 9 一 内部因素对光合作用速率的影响 曲线分析 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 同一植物的不同生长发育阶段 10 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶 2 同一叶片的不同生长发育时期 叶龄 曲线分析 应用 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 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 老叶时 随叶龄增加 叶内叶绿素被破坏 光合速率下降 BC段 11 3 与植物自身的遗传性有关 如阴生植物 阳生植物 12 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 应用措施 叶面积指数不能超过点 否则植物将入不敷出 无法生活下去 D 增加光合作用面积 如合理密植 间作和套种 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 4 叶面积指数 光合面积 13 10上海 光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响 某植物正处于结果期 如右图 若只留一张叶片 其他叶片全部摘除 如右图 则留下叶片的光合速率 原因是 枝条上仅剩一张叶片 总光合产物减少 但结果期的植物对营养的需要量大 因此叶中光合作用产物会迅速输出 故光合速率增加 增加 练习 14 二 环境因素对光合作用强度的影响及应用1 光照 光质 光的波长 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 复色 白色 光 蓝紫光 红光 绿光 15 0 吸收量 光照强度 A B C B 光补偿点 C 光饱和点 CO2 B 光补偿点 光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度 或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放CO2的量 C 光饱和点 光合速率最大时的光照强度 光合速率达到最大值 随光照强度增强光合作用强度不再增强 释放量 CO2 A点 光照强度为零 只有呼吸作用 主要受光反应产物的限制 主要受暗反应酶活性和CO2浓度限制 光照强度 16 光补偿点移动规律如下 1 若呼吸速率增加 光补偿点应右移 反之则左移 2 若呼吸速率基本不变 条件的改变使光合速率下降时 光补偿点应右移 反之应左移 1 阴生植物的呼吸速率 光补偿点 光饱和点一般比阳生植物低 2 适当提高温度或增加CO2浓度 光饱和点增大 移 右 光饱和点移动规律如下 17 对应例题2 下列相关叙述 正确的是 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 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 D 18 考点归纳 10上海 分析有关植物光合作用的资料 回答问题 在一定浓度的CO2和适当的温度条件下 测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率 结果如下表 据表中数据回答问题 1 与B植物相比 A植物是在光照条件下生长的植物 判断的依据是 弱光 因为A植物在光饱和时光照强度低于B植物 A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物 2 当光照强度为9千勒克司时 B植物的总光合速率是 mgCO2 100cm2叶 小时 当光照强度为3千勒克司时 A植物与B植物固定的CO2量的差值为 mgCO2 100cm2叶 小时 19 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 适宜光下 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 20 练习 1 乙植物在1天内 12小时白天 12小时黑夜 要使有机物积累量为正值 白天平均光照强度必须大于 Klx 4 21 练习 2 甲植物在光照强度为8Klx时 5小时中单位叶面积光合作用固定CO2 mg 而植物从环境中实际吸收CO2的速度为 mg h 单位叶面积 25 3 22 练习 3 当在 Klx光照强度条件下 甲植物的实际光合速度与乙植物最大的实际光合速度相同 5 23 将某绿色植物放在特定的实验装置内 研究温度对光合作用与呼吸作用的影响 其余的实验条件都是理想的 实验以CO2的吸收量与释放量为指标 实验结果如下表所示 下列对该表数据分析正确的是 练习 A 昼夜不停地光照 温度在5 时该植物不能生长B 昼夜不停地光照 该植物生长的最适宜温度是30 C 每天交替进行12小时光照 12小时黑暗 温度均保持在20 的条件下 该植物积累的有机物最多D 每天交替进行12小时光照 12小时黑暗 温度在30 时 该植物积累的有机物是温度在10 时的2倍 答案 C 24 2 温度 影响酶的活性 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 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 适当提高温度 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 25 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25 30 如图曲线表示该植物在25 时光合作用强度与光照强度的关系 若将温度调节到30 的条件下 原光照强度和CO2浓度不变 从理论上讲 图中相应点的移动分别是A a点上移 b点左移 m值增加B a点上移 b点左移 m值不变 C a点下移 b点右移 m值下降D a点下移 b点不移 m值上升 答案 C 26 曲线分析 CO2浓度很低时 绿色植物不能进行光合作用 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 3 CO2浓度 曲线如下所示 应用 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 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 增施有机肥 使土壤微生物分解有机物增多 放出CO2增多 深施NH4HCO3肥料 27 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深度超过一定限度 将引起原生质体中毒或气孔关闭 抑制光合作用 a c b d e 有机物积累 28 例3 将某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 以吸收CO2速率表示 测定结果如图2所示 下列相关叙述正确的是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 D 29 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 30 叶绿体处不同条件下 C3 C5 NADPH ATP以及 CH2O 合成量的动态变化 31 4 H2O 含水量 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 应用 OA段 在一定范围内 水越充足 光合作用速率越快 根据作物需水规律合理灌溉 预防干旱洪涝 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 32 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 5 矿质元素 33 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 曲线分析 应用 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 34 温度 光照强度 CO2的含量 水分 矿质元素等 影响光合作用的主要外界因素 应用 光合作用的正常进行要受多种因素的影响 一个生物兴趣小组研究了CO2浓度 光照强度和温度对光合作用的影响 下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线 你认为不正确的是 D 35 光合速率的日变化 两个时间段为何光合速率不同 36 内因 外因 基因决定酶种类数量不同 影响光合作用因素总结 37 考点 多因子变量 38 多变量坐标图分析 讨论 1 P点限制光合速率的变量是什么 为什么 2 Q点限制光合速率的变量是光照强度 对吗 3 光照强度 温度 CO2浓度等环境因素都对光合作用强度产生影响 生产实践中应如何操作 从而达到增产的目的 39 发现规律 P点时 限制光合速率的因素应为所表示的因子 随其因子的不断加强 光合速率不断提高 到Q点时 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 可采取适当提高图示的其他因子 横坐标 横坐标 40 07北京理综 科学家研究CO2浓度 光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响 得到实验结果如右图 请据图判断下列叙述不正确的是A光照强度为a时 造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B光照强度为b时 造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度的不同C光照强度为a b 曲线I II光合作用强度随光照强度升高而升高D光照强度为a c 曲线I III光合作用强度随光照强度升高而升高 练习 答案 D 41 图中甲 乙 丙分别表示几种环境因素对小麦光合作用强度的影响 除各图中所示因素外 其他因素均控制在小麦生长的适宜范围 请据图回答以下问题 能力提升 42 1 甲图P点 限制小麦光合作用强度的因素为 乙图Q点 高CO2浓度条件下 若要进一步提高光合作用应注意满足植物生活的条件 请依据上述三图作答 预计丙图Q点之后3条曲线的变化趋势为 2 夏天中午光照强烈时 小麦光合作用强度低的主要原因可以用图来说明 具体解释为 3 在气候寒冷时 即使在全日照下玫瑰也不能以最快的速度生长 可以用图来说明 这是因为的缘故 光照强度 适宜温度 3条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势 乙 光照强烈时小麦叶片气孔逐渐关闭 导致体内CO2浓度降低 光合作用强度下降 甲和丙 气温较低 酶活性受限制 43 应用 1 延长光合作用时间 如暗处补充光照 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 光质增加光合作用速率 提高光能利用率措施 套种 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 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 44 下图表示温室内光照强度 E 与作物光合速率 v 的关系 在温度 水分和无机盐均适宜的条件下 当EC时 可采取 措施 保证作物的最大光合速率 如遇连续阴天 温室需补光 选用 光最有效 增大光照强度 CO2浓度 遮光 红 蓝紫 45 练习 将某植物的叶肉细胞放在含低浓度NaHCO3的培养液中 并用石蜡油覆盖液面 先照光一段时间 然后在相同光照强度下不同时间测定叶肉细胞的光合作用强度 下列示意图中能正确反映测定时间与光合作用强度关系的是 答案C 46 2012 设置不同CO2浓度 分组光照培养蓝藻 测定净光合速率和呼吸速率 光合速率 净光合速率 呼吸速率 结果见右图 据图判断 下列叙述正确的是A 用d3浓度相比 d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的 H 多B 与d2浓度相比 d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C 若d1 d2 d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1 K2 K3 则K1 K2 K3D 密闭光照培养蓝藻 测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 答案A 47 09北京 小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化 如右图 下列相关叙述不正确的是A 小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关B CO2浓度在100mg L 1时小麦几乎不固定CO2C CO2浓度大于360mg L 1后玉米不再固定CO2D 玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2 答案C 48 练习 农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响 将实验结果绘制成如下曲线 据此提出以下结论 你认为合理的是A 光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度B 阴影部分表示5 35 时蔬菜的净光合速率小于零C 光照越强 该蔬菜新品种的产量越高D 温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25 30 答案 D 49 ab a b 08山东 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 答案 A 50 12山东 夏季晴朗的一天 甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率变化如图所示 下列说法正确的是A 甲植株在a点开始进行光合作用B 乙植株在e点有机物积累量最多C 曲线b c段和d e段下降的原因相同D 两曲线b d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 答案 D 51 11广东 观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化 长期干旱条件下 蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中 图1正常和长期干旱条件下蝴蝶兰CO2吸收速率的日变化 图2正常和长期干旱条件下蝴蝶兰的干重增加量 1 依图1分析 长期干旱条件下的蝴蝶兰在0 4时 填 有 或 无 ATP和 H 的合成 原因是 此时段 填 有 或 无 光合作用的暗反应发生 原因是 10 16时无明显CO2吸收的直接原因是 气孔关闭 有 呼吸作用合成 无 叶绿体在无光时不能合成ATP和 H 2 从图2可知 栽培蝴蝶兰应避免 以利于其较快生长 此外 由于蝴蝶兰属阴生植物 栽培时还需适当 长期干旱 遮阴 52 11年新课标卷 番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后 与对照组相比 其叶片光合作用强度下降 原因是A 光反应强度升高 暗反应强度降低B 光反应强度降低 暗反应强度降低C 光反应强度不变 暗反应强度降低D 光反应强度降低 暗反应强度不变 答案 B 53 若图1中装置甲与装置乙敞口培养相同数量的小球藻 研究光照强度对小球藻产生氧气量的影响 绘制成曲线如图2 净氧量 光合作用产生的氧气量 呼吸作用消耗的氧气量 据图分析 下列叙述不正确的是A P处净氧量为负值 是因为小球藻不进行光合作用 且呼吸作用消耗氧气B Q处净氧量为零 是因为Q处小球藻不进行光合作用C 甲与乙两管净氧量差异的原因是乙管小球藻叶绿体合成受阻 影响光合作用D 由图2可知 光照强度可影响光合作用强度 答案B 54 10安徽 为探究影响光合作用强度的因素 把同一品种的玉米苗置于25 条件下培养 实验结果如图所示 请回答 1 与D点相比 B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是 C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是 2 实验结果表明 在 的条件下施肥效果明显 除本实验所涉及的因素外 从增加光合面积的角度考虑 采取 措施能提高玉米的光能利用率 光照强度 土壤含水量 土壤含水量40 60 合理密植 55 典型例题 将一植物放在密闭的玻璃罩内 置于室外进行培养 假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同 用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况 绘制成如图所示的曲线 下列有关说法不正确的是A CO2浓度下降从DE段开始 说明植物进行光合作用从D点开始B BC段较AB段CO2浓度增加减慢 是因为低温使植物呼吸作用减弱C FG段CO2浓度下降不明显 是因为气孔关闭叶片对CO2的吸收减少D H点CO2浓度最低 说明此时植物积累有机物最多 答案 A 56 十一 光合作用 细胞呼吸与农作物增产 1 从光合作用看 57 2 从细胞呼吸看 生产实践中 常根据需要采取一定措施促进或抑制呼吸作用 促进呼吸作用 抑制呼吸作用 采用中耕松土 防止土壤板结等措施 促进根细胞的有氧呼吸 为增加有机物的积累 往往采取加大昼夜温差的方法提高白天光合作用强度 降低夜晚呼吸作用强度 温室栽培时如遇到连续的阴雨天 白天也应适当降低温室内的温度 58 例 将酵母菌研磨 离心后 得到上清液 含细胞质基质 和沉淀物 含细胞器 把等量的上清液 沉淀物和未曾离心的均浆分别防入甲 乙 丙3个试管中 进行四项独立实验 见下图 59 1 向3个试管中分别加入等量的葡萄糖 各试管的最终产物是 甲乙丙 2 向3个试管中分别加入等量的丙酮酸 各试管的最终产物是 甲乙丙 3 在隔绝空气的情况下 重复实验 1 各试管的最终产物是 甲乙丙 丙酮酸 无反应 CO2和H2O 无反应 CO2和H2O CO2和H2O 酒精和CO2 无反应 酒精和CO2 60 2 光合作用和呼吸作用的比较 相互提供什么物质 两反应在什么细胞中可进行 两反应在什么时间可进行 影响光合作用的因素可影响呼吸作用吗 61 延长光合作用时间增加光合作用面积 增加光能利用率 提高光合作用效率 控制光照强弱控制光质控制温度控制CO2供应控制必需矿质元素供应控制H2O供应 提高复种指数 轮作 温室中人工光照 合理密植间作套种 通风透光在温室中施有机肥 使用CO2发生器 阴生植物阳生植物 应用小结 提高农作物产量的措施 红光和蓝紫光 适时适量施肥 合理灌溉 保持昼夜温差 62 诊断 回答有关光合作用的问题 2005年上海高考题 下图表示当影响光合作用的因素X Y和Z变化时 光合作用合成量和光强度的关系 1 图中X1 X2 X3的差异是由于某种原因如 影响了光合作用的 所导致 要提高大棚作物的光合作用合成量 由X3增加为X1 最常采取的简便而有效的措施是 2 图中Y1 Y2 Y3的差异是由于 影响了光合作用的 所导致 3 图中Z1 Z2 Z3的差异在光合作用中 反应的不同 如果Z因素代表植物生长发育期 则代表幼苗期 营养生长和现蕾开花期的曲线依次是 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 Z1 Z2 Z3 CO2浓度或温度 暗反应阶段 施用农家肥 施放干冰或适当升温 光波长 光反应阶段 光反应和暗反应 Z3 Z2 Z1 63 例4 下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况 除各图中所示的因素外 其他环境因素均控制在最适范围 下列分析错误的是A 甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B 乙图中d点比c点在相同时间内叶肉细胞中生成C5的速率快C M N点的限制因素是光照强度 P点的限制因素是温度D 丙图中 随着温度的升高 曲线走势将稳定不变 D 64 四 光合作用的日变化温暖 晴朗 水分供应充足时 光合速率日变化呈单峰曲线 日出后光合速率逐渐提高 中午前后达到高峰 之后降低 日落后净光合速率出现负值 气温过高 光照强烈 光合速率日变化呈双峰曲线 大的峰出现在上午 小的峰出现在下午 中午前后光合速率下降 呈现光合 午休 现象 引起光合 午休 的原因是大气干旱和土壤干旱或蒸腾作用失水过多 引起气孔部分关闭 CO2供应不足 65 例5 下图中的甲 乙两图为 昼夜