影响光合作用的因素及其生产实践运用

影响光合作用的因素及其生产实践运用实验三中刘世雄能量转化过程:（CH20）稳定化学能光能(光子)电能（电子）活跃化学能（[H]、ATP）还原态叶绿素a氧化态叶绿素ae-CO2C5C3（CH20）供能供氢供能O2(释放)H2OATPADP+PiH++NADP++2e-→NADPHe-酶酶酶酶酶④提高外界CO2浓度时对促进C3植物的光合作用效率更有效。一、内部因素：1、物种遗传特性不同，光能利用能力不同，适宜条件有所不同①阳生植物——较强光照；阴生植物——相对较弱光照。②高温干旱强光照条件下——C4强于C3；③外界CO2浓度相对较低——C4高于C3；例证性练习：①（2005江苏）夏季中午强烈阳光会导致植物气孔关闭。此时，下列植物中光合作用强度最高的是：A.高粱B.水稻C.大豆D.小麦[C4植物记忆小口诀：娘甘于奉献——高粱；甘蔗；玉米；苋菜。]②(2006北京海淀)右图中A、B两曲线分别表示一种C3植物和一种C4植物的光合作用速率与环境中CO2浓度的关系（其他条件相同）。下列相关叙述中不正确的是：A．B植物在较低浓度CO2时比A植物具有生长优势B．A植物的光合作用速率将随CO2浓度的升高而不断升高C．CO2浓度为n时，A、B两植物光合作用速率相等D．若能改善光照条件，两植物的m点的光合速率还可能提高CO2浓度光合速率mB0An例证性练习：2、同一植物的不同生长发育时期及同一植物不同叶片，光能利用率不同Ⅰ．叶面积指数与光合作用强度的关系（如图所示）整理信息并准确进行表述。①叶面积指数在0-K点之间，光合作用强度呼吸作用强度；K点处，光合作用强度呼吸作用强度；K点之后，光合作用强度呼吸作用强度。②最有利于有机物积累的叶面积指数区段为之间。③生产实践运用，根据上述原理可通过技术实现最佳配置。Ⅰ（光合作用）反应强度Ⅱ（呼吸作用）K叶面积指数0││││││24681012=4-6合理密植叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积。叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。右图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。下列叙述中，错误的是：A.A点处光合作用和呼吸作用强度相等B.两条曲线围成的部分代表有机物的积累量C.叶面积指数约为3-5时，对农作物增产最有利D.叶面积指数超过5时，农作物就将减产例证性练习：反应强度A2579叶面积指数光合作用呼吸作用0Ⅱ．叶龄与光合作用强度的关系如图所示：OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，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，光合速率不断增强。ABCO光合速率叶龄AB段为壮叶，叶面积、叶绿体、叶绿素保持相对稳定，光合速率也基本稳定。BC段为老叶，随叶龄的增加，叶片内叶绿素逐步被分解破坏，光合速率也随之下降。生产实践运用：作物后期管理要适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗有机物。二、外界因素：1、光照强度：对植物光合作用速率的影响（如图所示）A（呼吸作用点）B（光补偿点：）（呼吸作用强度=光合作用强度）C（光饱和点）净光合作用实际光合作用CO2吸收量光照强度（klx/h）CO2释放量0ⅠⅡ呼吸作用实际测量值意义：无光条件下，为呼吸作用值；有光条件下，为净光合作用值。实际光合作用值=净光合作用值+呼吸作用值（无光其他条件相同时测量）二、外界因素：1、光照强度：对植物光合作用速率的影响（如图所示）生产实践运用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低（如图Ⅰ曲线所示），因此，种植阴生植物应避免过强光照；阳生植物的光补偿点和光饱和点相对较高(如图Ⅱ曲线所示)，因此，种植阳生植物应给与较强光照条件A（呼吸作用点）B（光补偿点：）（呼吸作用强度=光合作用强度）C（光饱和点）净光合作用实际光合作用CO2吸收量光照强度（klx/h）CO2释放量0ⅠⅡ呼吸作用PB．光合作用与呼吸作用达到动态平衡下图表示某种植物光照强度与光合作用强度关系。P点的生物学含义是：A．无光合作用，有呼吸作用D．光合作用与呼吸作用都不进行CO2吸收量光照强度0PCO2释放量C．无呼吸作用，有光合作用2、温度——主要影响暗反应主要原因是：影响酶的活性变化，进而影响反应速率。温度/℃│││││01020304050光合速率ABCAB段（10-35℃）:随温度的升高，酶活性提高，光合速率逐渐加快。B点（35℃）：为最适温度点，光合速率最快。BC段（35-50℃）:随温度过度升高，酶活性降低，光合速率逐渐降低；C点以后（50℃）:光合作用完全停止。2、温度——主要影响暗反应主要原因是：影响酶的活性变化，进而影响反应速率。生产实践运用：大田种植应适时播种温室栽培：冬天温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。原因:白天适度提高温度，促进光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。温度/℃│││││01020304050光合速率ABC3、CO2浓度（如图所示）——主要影响暗反应CO2是光合作用的原料之一，环境中CO2浓度的高低明显影响光合速率。OA段:CO2浓度过低时，植物无法进行光合作用；AB段：光合速率随CO2浓度的增加而增加；B点以后:再增加CO2浓度，光合速率不变(B点被称为CO2饱和点)。CO2的浓度ABO光合速率3、CO2浓度（如图所示）——主要影响暗反应生产实践运用：大田种植时，要求“正其行，通其风”增加大气环流，以增大CO2浓度。温室栽培时，除适时通风外，可采用CO2发生器增施气肥；或者施用农家肥，经土壤微生物分解后，既提供各种矿质元素的同时，还能补充CO2。CO2的浓度ABO光合速率在相同光照和温度条件下，空气中二氧化碳含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如下图所示。理论上某种C3植物能更有效地利用CO2使光合产量高于m点的选项是：A．若a点在a2,b点在b2时B．若a点在a1,b点在b1时C．若a点在a2,b点在b1时D．若a点在a1,b点在b2时例证性练习：理论上CO2浓度a1aa2Ob1bb2光合产量4、矿质元素的影响：直接或间接影响光合作用。在一定范围内矿质元素越丰富光合作用速率越快。但超过饱和点后，光合作用将不再增加，甚至可能会造成危害。但应注意供应过量也可能会给农作物的生长发育带来危害。（如N肥施用过多，会造成农作物倒伏。——枝叶生长过高引起）生产实践运用：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。施用有机肥，经微生物分解后，既为植物补充CO2，又为植物提供各种矿质元素。5、水分的影响：水分是光合作用原料之一。缺水时光合速率下降的重要原因是气孔关闭会使CO2供应不足造成的。生产实践运用：为保障植物光合作用，应适时适量进行合理灌溉。1、植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。（l）下图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。请分析回答：①当光照强度为b时，光合作用强度_____________。②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为什么？；。③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动?为什么？；为什么?。CO2吸收量光照强度0aCO2释放量b达到平衡不能白天无积累,夜晚消耗,有机物总量减少左移阴生植物的光饱和点较低光照强度abcⅢCO20.01%；20℃光合作用强度ⅠCO20.04%；30℃ⅡCO20.04%；20℃2、科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如下图所示，请根据下图回答有关问题：①光照强度为a时，造成三条曲线光合作用强度无明显变化的主要外界因素是：②光照强度为b时，造成曲线Ⅰ与Ⅱ的光合作用强度差异的原因是；造成曲线Ⅱ与曲线Ⅲ的光合作用强度差异的原因则是。③请描述光照强度从a到c的连续变化过程中，曲线Ⅰ的变化趋势：。曲线Ⅲ的变化趋势：；主要限制因素是：。光照强度温度CO2浓度随光照强度逐渐增强基本保持平衡CO2浓度