影响光合作用因素(实用).ppt

影响光合作用的因素及应用 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 C6H12O6 6H2O 6O 26CO2 12H2O 能量 酶 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 黑暗条件下 只有呼吸作用 CO2 O2 呼吸 O2消耗量 呼吸 CO2产生量 较弱光照下 呼吸作用 光合作用 CO2 O2 O2 CO2 呼吸 O2消耗量 O2吸收量 外界 光合 O2产生量 呼吸 CO2产生量 CO2释放量 外界 光合 CO2固定量 弱光下 呼吸作用 光合作用 O2 CO2 线粒体 呼吸O2消耗量 呼吸CO2产生量叶绿体 光合 O2产生量 光合 CO2固定量呼吸O2消耗量 光合 O2产生量呼吸CO2产生量 光合 CO2固定量针对线粒体而言 O2吸收量 外界 CO2释放量 外界 0针对叶绿体而言 O2释放量 外界 CO2吸收量 外界 0 较强光照下 呼吸作用 光合作用 CO2 O2 O2 CO2 光合 O2产生量 O2释放量 外界 呼吸 O2消耗量 光合 CO2固定量 CO2吸收量 外界 呼吸 CO2产生量真光合速率 净光合速率 呼吸速率有机物的制造量 有机物的积累量 呼吸消耗的有机物量当呼吸作用0 植物通过光合作用不断积累有机物 由小长大 健康成长 O2 CO2 光合 O2产生量 呼吸 O2消耗量 O2释放量 外界 光合 CO2固定量 呼吸 CO2产生量 CO2吸收量 外界 真光合速率 呼吸速率 净光合速率真光合速率 呼吸速率净光合速率 0有机物的制造量 呼吸消耗的有机物量 有机物的积累量有机物的制造量 呼吸消耗的有机物量有机物的积累量 0当呼吸作用 光合作用时 植物既不积累有机物 也不额外消耗的储存有机物 植物在这种环境中 可以生存下来 但不能正常生长 弱光下 呼吸作用 光合作用 较弱光照下 呼吸作用 光合作用 CO2 O2 O2 CO2 呼吸O2消耗量 O2吸收量 外界 光合 O2产生量呼吸CO2产生量 CO2释放量 外界 光合 CO2固定量 呼吸消耗的有机物量 呼吸消耗储存的有机物量 有机物的制造量呼吸速率 真光合速率呼吸消耗的有机物量 有机物的制造量当呼吸作用 光合作用时 植物有机物积累量 0 并且还有储存的有机物被消耗掉 长此以往 植物将无法正常生长 黑暗条件下 只有呼吸作用 CO2 O2 呼吸 O2消耗量 呼吸 CO2产生量植物只消耗有机物 不制造有机物 植物长期处于黑暗环境中最终会死亡 一 光合作用强度 1 什么是光合作用强度 光合作用强度通常用光合速率表示 即单位叶面积叶片在单位时间内反应物的消耗量或产物的生成量 可以测出净光合速率和呼吸速率 只能计算出总光合速率 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 产生 生成量释放 增加量 固定 利用量 需要量吸收量 减少量 制造 生产 合成 积累量 净生产量生成的量 2 测量速率的方法 1 测量呼吸速率 2 测量净光合速率 避免光合作用的影响 将植物放置在黑暗条件下 测量容器中CO2增加量 O2减少的量 有机物减少量 将植物置于光下 测密闭容器中CO2减少的量 O2增加的量 有机物增加的量 干重 光合作用速率测定装置 光合作用产生 呼吸消耗 净光合速率 黑暗环境 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率 1 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 2 真正光合速率 1 总光合作用 净光合作用 呼吸作用 2 光合作用 制造的有机物 合成的有机物 积累的有机物 干物质量 消耗的有机物 呼吸作用 3 叶绿体固定的CO2 光合作用所需要的CO2 从外界吸收的CO2 呼吸释放的CO2 这里有几个关键的生物量你要搞清楚 光合作用和呼吸作用中的化学计算 实测CO2吸收量 光合作用CO2吸收量 呼吸作用CO2释放量实测O2释放量 光合作用O2释放量 呼吸作用O2消耗量 光合作用有机物积累量 净光合作用 光合作用有机物制造量 总光合作用 呼吸作用消耗量 光合速率与呼吸速率的关系 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 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 三者的常用表示方法 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 pq pqmn pqgh 3 图像分析 已知M N为同一细胞中的两种细胞器 g 为相关的两种气体分子 回答问题 影响光合作用强度的因素 色素 酶 Mg N等矿质元素 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 作为反应物和反应的媒介 水分 气孔关闭 CO2供应 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 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 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 3 与植物自身的遗传性有关 如阴生植物 阳生植物 0 吸收量 光照强度 A1 B1 C1 B 光补偿点 C 光饱和点 CO2 阳生植物 阴生植物 阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点 A2 B2 C2 释放量 CO2 在强光环境中生长发育健壮 在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物 在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物 应用措施 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 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 2 光的波长影响 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 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 光照的间接影响 叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件 影响气孔开闭 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 两种表示方法有什么区别呢 1 光 光的三要素 0 吸收量 光照强度 A1 B1 C1 B 光补偿点 C 光饱和点 CO2 阳生植物 阴生植物 阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点 A2 B2 C2 释放量 CO2 在强光环境中生长发育健壮 在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物 在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物 当横轴为0时 曲线与纵轴的交点所表达的信息 当纵轴为0时 曲线与横轴的交点所表达的信息 两条曲线的交点表达的信息 每条曲线的拐点表达的信息 每条曲线在图中的走势变化 曲线的斜率和最终的去向 5 光合作用与呼吸作用的曲线解读 A点 光照为0 植物只进行呼吸作用 纵坐标的数值 CO2释放量 表明此时的呼吸作用强度 P69 AB段 光合作用强度小于呼吸作用强度 在此过程中 随着光照增强 植物光合作用强度逐渐增大 CO2的释放量逐渐减少 有一部分用于光合作用 B点 光的补偿点 光合作用强度等于呼吸作用强度 此时植物光合作用利用CO2的速率等于呼吸作用产生CO2的速率 植物白天的光照强度必须大于B点以上才能正常生长 BC段 光合作用强度大于呼吸作用强度 随光照增强 吸收CO2的速率逐渐增大 C点 光的饱和点 在此光照强度下 植物的光合作用强度最大 此后光照强度不再是限制因素 而CO2浓度或者温度等其他条件可能是限制因素 乙 丙 丁 甲图对应 乙图对应 丙图对应 丁图对应 甲 A点 A B点 B点 光照强度大于B点 2 真正光合速率 净光合速率 呼吸速率的关系图3 10 15 返回目录 第10讲能量之源 光与光合作用 考点核心突破 曲线中各点段分析如下表 返回目录 第10讲能量之源 光与光合作用 考点核心突破 返回目录 第10讲能量之源 光与光合作用 考点核心突破 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 ABC点各代表的意义 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 A B 光照强度 0 阳生植物 阴生植物 A 呼吸强度 B 光补偿点 C 光饱和点 C 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 不过原点的曲线代表的是净值 题干交代 测定 的值 一定是净值 光照强度 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 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 A B 光照强度 0 C S1 S2 S3 呼吸消耗量 净积累量 总光合作用量 D E OA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 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 2 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 例2 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 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 3 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 AB 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 应用 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 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 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 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 光合速率的日变化 两个时间段为何光合速率不同 例3 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 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C02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C5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 呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量时 BF D E 光照强度逐步减弱 ATP H 温度高 蒸腾作用过强 气孔关闭 影响了C02原料的供应 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 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 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 6 多因子影响 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 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 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 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 ab a b 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 实验假设实验步骤实验结果实验结论 在一定范围内随光照强度的增强 光合作用强度也增强 案例 探究光照强弱对光合作用强度的影响 三影响光合作用的因素探究 实验假设实验步骤 取生长旺盛的绿叶 用打孔器打出小圆片30片 将小圆形叶片置于注射器内 抽拉出小圆形叶片内的气体 重复几次 实验假设实验步骤 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数量 实验假设实验步骤 实验结果实验结论 A中上浮叶圆片最多 其次是B C中最少 光合作用的强度受光照强度的影响 在一定光照强度范围内 随光照强度升高光合作用速率逐渐增强 考点 多因子变量 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 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 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c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 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 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 ab a b 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 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 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 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 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 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 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 例6 某研究人员利用番茄植株进行了两组实验 实验一 二的结果分别用图中的甲 乙表示 请据图回答问题 1 实验一除满足植物对水和无机盐的需求外 还必须在适宜的 等外界条件下进行 光照强度和CO2浓度 例6 某研究人员利用番茄植株进行了两组实验 实验一 二的结果分别用图中的甲 乙表示 请据图回答问题 2 实验一的自变量是 图甲中A点条件下番茄植株相对生长速率低于B点的主要原因是