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影响光合作用的因素及应用【问题分析】•什么是光合作用强度？•光合作用强度的表示方法有哪些？•实验室可测定的是净光合速率还是真光合速率？呼吸速率怎么测定？那总光合速率怎么得到呢？•简单地说，是指植物在单位时间内通过光合作用•制造糖类的数量。净光合速率检测指标：CO2的吸收量、有机物积累量和O2释放量总光合速率检测指标：CO2的固定量、O2的产生量和有机物的产生量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酶的种类、数量叶面指数（疏密）AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量CO2两种表示方法有什么区别呢？1.光光合速率0光照强度A光的三要素：光照强度光质光照时间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·hCO2阳生植物阴生植物A：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①不过原点的曲线代表的是净值；②题干交代“测定”的值——一定是净值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）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——值总净应用：控制好光强措施：①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。如间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的搭配等。对应例题：下图为四种植物（ⅠⅡⅢⅣ）在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最适于在荫蔽条件下生长的植物是（）A、ⅠB、ⅡC、ⅢD、ⅣD2.CO2浓度A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点光合速率0外界CO2浓度ABA:呼吸作用强度C:CO2补偿点S:CO2饱和点应用：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浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。对应例题1：（10全国卷）下列四种现象中，可以用下图表示的是（）A、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化C、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化D、理想条件下种群数量随时间的变化解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点m（m＞0）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于0；D项曲线为种群的“J”型增长曲线。Am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。D3.温度应用措施：（1）大田中适时播种（2）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差。（3）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用？。能请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、呼吸作用？净光合速率曲线怎样绘制？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、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A对应训练对应例题：下图4条曲线为不同光照、不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于全光照的1/25），CO2浓度为0.03％；c为全光照（晴天不遮阴），CO2浓度为0.03％；d为全光照，CO2浓度为1.22%；请据图回答：净光合速率40302010010－1020304050温度0C（1）根据图中提供信息，你能得出什么结论?bcda光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响。(2)随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？为什么？（3）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大。不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风透光，增施有机肥等措施提高净光合产量4.矿质元素矿质元素矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADP+的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。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。应用措施：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。5.水分水分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措施：合理灌溉。植物夏季为何“午休”？对应例题：导致植物夏季中午光合作用“午休”的直接原因是（）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CO2D.呼吸作用过强,无有机物积累C6.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。7.光合面积（叶面指数）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。DD①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。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：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：内因：外因：基因决定酶种类数量不同光（强度、光质）CO2浓度温度矿质元素水分【光合时间、光合面积（叶面指数）】不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结多因子影响图象含义P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可适当提高图示的其他因子多因子应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率呼吸速率、净光合速率的测定：①测量什么?、。②烧杯中装、。③条件？、。呼吸速率光合速率NaOH黑暗NaHCO3光下④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项目物种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净光合速度/mol·m-2·s-1欧州蕨2.1813.73.625.81石楠1.3746.75.4315.62蒸腾比率/mol·mol-1欧州蕨1.4062.32.223.86石楠0.2570.660.712.10*蒸腾比率：植物消耗1摩尔水，通过光合作用固定的CO2微摩尔数。A、CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显B、两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨C、由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠D、两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于355mol·mol-1（09四川卷）大气中CO2浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。为探究有关生态因子的变化对植物的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。下列相关分析，不正确的是（）C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措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)(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：