CO2浓度对光合作用强度的影响
二氧化碳浓度对光合作用的影响
二氧化碳浓度对光合作用的影响
绿色植物的光合作用强度在CO2的饱和点前,随CO2浓度的增加光合强度增加;当超过co2的饱和点后,CO2的浓度再增加,光合强度不再增加。
1Co2浓度对光合作用的影响
1、外界二氧化碳浓度很低时,绿色植物叶不能利用外界的二氧化碳制造有机物,所以二氧化碳浓度过低会抑制光合作用。
2、当二氧化碳浓度达到补偿点后,光合作用速率随二氧化碳浓度升高而加快。
3、即二氧化碳浓度达到饱和点后,在一定范围内,随着CO2浓度的升高,光合作用速率不再加快,此时限制光合作用速率的因素主要是光照强度。
4、二氧化碳浓度超过一定限度,将引起原生质体中毒或气孔关闭,抑制光合作用。
光合作用及 环境因素对光合作用的影响 (恢复)
光合作用及环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响:1.光照强度对光合作用的影响(1)曲线分析:A点光照强度为0,此时只进行,细胞内的代谢特点如所示,释放的CO2量可表示此时。
AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量,这是因为,此时细胞呼吸强度光合作用强度(此时细胞内的代谢特点如所示)。
B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于,即光合作用强度细胞呼吸强度(此时细胞内的代谢特点如所示) 。
光照强度只有在B点以上时,植物才能,B点所示光照强度称为。
BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上就不再加强了,C 点所示光照强度称为。
B点以后的细胞代谢特点可用表示。
(2)应用:阴生植物的B点,C点,如图中虚线所示,间作套种农作物的种类搭配,林带树种的配置,可合理利用光能;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
2.CO2浓度对光合作用强度的影响(1)曲线分析:图1和图2都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。
(2)点含义:①图1中A点表示光合作用速率细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点。
②图2中的A′点表示。
③图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
(3)应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用速率。
3.温度对光合作用强度的影响(1)曲线分析:温度主要是通过影响与光合作用有关而影响光合作用速率。
(2)应用:冬天,温室栽培白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当,以,保证植物。
4.必需元素供应对光合作用强度的影响(1)曲线分析: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。
(2)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。
5.水分的供应对光合作用速率的影响(1)影响:水是光合作用的原料,缺水既可直接影响光合作用,又会导致叶片气孔关闭,限制CO2进入叶片,从而间接影响光合作用。
饱和胞间co2浓度
饱和胞间co2浓度
饱和胞间CO2浓度是指在某一特定条件下,胞间CO2浓度已经达到了最大值,无法再增加的状态。
这种状态通常出现在密闭的环境中,例如温室或实验室内的植物培养箱。
在植物生长过程中,CO2是必需的养分之一,它参与了光合作用的过程,促进了植物的生长和发育。
然而,当CO2浓度过高时,会对植物的生长产生负面影响。
因此,了解饱和胞间CO2浓度的概念对于植物的生长管理和研究非常重要。
饱和胞间CO2浓度的大小取决于环境条件和植物种类。
一般来说,饱和胞间CO2浓度在1000-1500ppm之间。
当CO2浓度超过
1500ppm时,植物的生长速度会减缓,叶片变得脆弱,甚至会出现叶片烧伤的现象。
因此,在植物培养箱或温室中,需要控制CO2浓度,以保证植物的正常生长。
为了控制饱和胞间CO2浓度,可以采用以下方法:
1.通风换气:通过通风换气的方式,将室内CO2浓度降低到合适的范围。
2. CO2供应:在植物培养箱或温室中,可以通过CO2供应装置向室内补充CO2,以维持合适的CO2浓度。
3. 控制光照强度:光照强度对植物的光合作用有重要影响,过强或过弱的光照都会影响植物的生长和发育,从而影响CO2的利用和胞间CO2浓度的控制。
总之,饱和胞间CO2浓度是植物生长管理和研究中的一个重要参数,需要通过合适的控制方法来维持在适宜的范围内。
这不仅有助于提高植物的生长速度和品质,还有助于减少CO2排放,保护环境。
光合作用提高产量的措施
光合作用提高产量的措施光合作用是植物生长中不可或缺的过程,它能够将太阳能转化为化学能,为植物提供能量和有机物质。
提高光合作用的产量对于农业生产和环境保护都具有重要意义。
下面将从光合作用的影响因素、措施和实践案例三个方面展开,详细介绍如何提高光合作用的产量。
一、光合作用的影响因素1. 光照强度:光照强度是影响光合作用的最重要因素之一。
光照强度越强,植物光合作用的速率就越快,产量也就越高。
2. 温度:温度对光合作用的影响也非常重要。
温度过高或过低都会影响光合作用的进行,因此要保持适宜的温度。
3. 湿度:湿度对植物的生长和光合作用也有一定的影响。
过高或过低的湿度都会影响植物的正常生长和光合作用的进行。
4. CO2浓度:CO2是植物进行光合作用的重要原料之一,因此CO2浓度的高低也会影响光合作用的产量。
二、提高光合作用产量的措施1. 提高光照强度:可以通过增加光照时间、增加光源数量、增加光源强度等方式来提高光照强度,从而促进光合作用的进行。
2. 控制温度:可以通过加装遮阳网、增加通风设备等方式来控制温度,保持适宜的温度范围,从而促进光合作用的进行。
3. 控制湿度:可以通过增加喷雾设备、加装湿度调节器等方式来控制湿度,保持适宜的湿度范围,从而促进光合作用的进行。
4. 增加CO2浓度:可以通过增加CO2浓度的方法来促进光合作用的进行。
可以使用CO2发生器、增加通风设备等方式来增加CO2浓度。
三、实践案例1. 光照强度提高:在农业生产中,可以使用温室大棚等设施来增加光照强度,从而提高光合作用的产量。
例如,在草莓种植中,使用温室大棚可以增加光照强度,促进草莓的生长和果实的产量。
2. 控制温度:在温室大棚中,可以使用遮阳网、通风设备等方式来控制温度,保持适宜的温度范围,从而促进光合作用的进行。
例如,在番茄种植中,使用遮阳网和通风设备可以控制温度,促进番茄的生长和果实的产量。
3. 增加CO2浓度:在温室大棚中,可以使用CO2发生器、增加通风设备等方式来增加CO2浓度,从而促进光合作用的进行。
影响光合作用速率的环境因素
光 合 产 量
O a1 a a2
b1 b b2
CO2浓度
4、பைடு நூலகம்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。
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。 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)
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: 达到平衡 。 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 ? 不 能 ; 白天无积累,夜晚消耗,有机物总量减少 。 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? 左 移 ; 为什么? 阴生植物的光饱和点较低 。
主要原因是:影响酶的活性变化,进而影响反应速率。 AB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。
大气二氧化碳浓度升高对光合作用的影响_上_
·32·大气二氧化碳浓度升高对光合作用的影响(上)张其德CO 2浓度升高对植物光合速率的影响随着工农业生产的发展和人口的迅速增长,人类对能源和木材等的需求量剧增,这便导致化石燃料(煤、石油和天然气等)的大量消耗和森林的不断砍伐。
因此,大气中的CO 2浓度正在持续不断地增加,从工业革命前的270μmol ·m ol -1(ppm )已上升到了目前的350μm ol ·mol -1左右,预计到21世纪的中、后期,大气中的CO 2浓度将增倍。
CO 2是植物光合作用的原料之一,它浓度的升高,必将对光合作用产生深刻影响。
因此,植物光合作用将如何对未来高浓度CO 2作出反应,是人们所关注和迫切需要探索的问题。
为了揭示未来大气中高浓度CO 2对光合作用的影响,人们已着手进行模拟实验,即人为地为所研究的植物提供加倍浓度的CO 2,在这种可控条件下研究植物光合作用所发生的变化。
CO 2是绿色植物光合作用的原料之一,因此当大气中CO 2浓度升高时,从理论上讲,必然会有利于光合作用,使光合速率提高。
已有大量研究报道证明这一点。
CO 2浓度增加通常对光合作用有两个重要的作用效应:一是高CO 2浓度会引起植物与外界进行气体交换的气孔关闭,造成气孔导度下降,使CO 2进入叶肉细胞的阻力增大。
据报道,当大气CO 2浓度加倍后,使9种C 4植物和16种C 3植物的气孔导度平均下降了36%,从这个结果看,CO 2浓度加倍反而有可能对光合作用起限制作用。
然而,最近的研究结果表明,气孔的关闭或开放是对细胞间隙CO 2浓度而不是对大气CO 2作出响应,而且细胞间隙CO 2浓度的变化是反映叶肉细胞对CO 2的需求关系,具体地说,当叶肉细胞对CO 2的需求增加时,细胞间隙CO 2浓度下降,相反地,当叶肉细胞对CO 2的需求减少,细胞间隙CO 2浓度便升高。
因此,细胞间隙CO 2浓度的变化反映了叶肉细胞光合作用能力的大小。
新高考2023届高考生物一轮复习讲义第3单元第7课时光合作用的影响因素及其应用新人教版
第7课时 光合作用的影响因素及其应用 课标要求 探究光照强度、CO 2浓度等对光合作用强度的影响;关注光合作用与农业生产及生活的联系。
考点一 探究光照强度对光合作用强度的影响1.实验原理:叶片含有气体,上浮――→抽气叶片下沉――――→光合作用产生O 2充满细胞间隙,叶片上浮。
2.实验变量分析(1)自变量的设置:光照强度是自变量,通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。
(2)因变量是光合作用强度,可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3.实验流程4.实验结果分析光照越强,烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多,说明一定范围内,随着光照强度的不断增强,光合作用强度不断增强。
5.注意事项(1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2,释放氧气,使叶肉细胞间隙充满了气体,浮力增大,叶片上浮。
(2)打孔时要避开大的叶脉,因为其中没有叶绿体,而且会延长圆形小叶片上浮的时间,影响实验结果的准确性。
(3)为确保溶液中CO2含量充足,圆形小叶片可以放入NaHCO3溶液中。
考向光合作用影响因素的实验探究1.如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置,氧气传感器可监测O2量的变化。
已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。
下列叙述错误的是( )A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B.单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量D.拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点答案 C解析氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻净光合作用产生的O2量,即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值,C错误。
2.(2022·昆明高三期末)某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响,进行了甲、乙两组不同处理的实验,甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验,乙组将等量植物幼苗叶片切割成1mm2的叶小片进行实验,然后在适宜光照、20℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率,结果如图所示。
大气CO2浓度升高对植物光合作用的影响
明 CO2浓度倍增使得玉米(Zea mays L.)地上部 地 下部及总生物量分别增加10.0 54.3 与19.6 此与尚宗波[31]在玉米 王大力等人[32]在水稻(Oryza sativa L.)上的报道接近
由于未来大气CO2浓度升高必然伴随温度 降 水的改变 同时CO2浓度升高对植物生物量和农作 物产量的影响还与矿质营养 干旱 盐碱等多种环
大多数研究表明 CO2浓度升高能降低叶绿素 a/b的值[4-5] 说明它更有利于形成叶绿素b 以形成 更多捕光色素蛋白复合体,增强叶绿体对光能的吸 收 但也有研究表明CO2浓度增加叶绿素a/b的值不 变[3]或者升高[6]
2 CO2浓度升高对光合速率的影响
2.1 短期CO2浓度升高对光合速率的影响
中图分类号 X173
文献标识码 A
文章编号 1672-2175 2006 05-1096-05
工业革命以来 大气中CO2浓度接近上升38% , 现在已达到约370 ìmol/mol 预计本世纪中叶达到 550 ìmol/mol 本世纪末将超过700 ìmol/mol [1] CO2是主要的温室气体 它通过影响生物圈的辐射 能量平衡对地球表面温度和降雨状况产生影响 而 这二者都对植物生长发育及植物生态系统产生重 要影响 最终将影响人类的生存环境 因此 由人 类活动导致的大气中CO2浓度不断升高和增温效应 是目前人类面临的最严峻的全球性环境问题 CO2 是植物进行光合作用的底物 大气中CO2浓度增加 必然会对植物的光合作用产生影响 本文追踪前人 研究报道,拟对大气CO2浓度升高对植物光合作用 影响的研究进展予以综述 以期为今后的相关研究 提供一定的经验借鉴和研究依据
低光合器官蛋白质和其它成分的含量 来抑制光合
作用 这些机制被称为适应性反应 因为这将使氮
“探究co2浓度对光合作用强度的影响”教学设计及实施
2019年12月1日理科考试研究•综合版•63•探屯co2浓度对光合作用强度的影响教学设计及卖施郭卫华(韶关市北江中学广东韶关512026)摘要:在核心素养的理念下,设计并实施了《探究CO?浓度对光合作用强度的影响》一课,旨在探究理念落地的途径和方法,突破教学难点.关键词:实验设计;小组合作;光合作用1教材分析与设计思路光合作用是人教版高中生物《必修1*分子与细胞》的重难点,也是历年高考中的高频考点(近三年全国I卷理综第30题).CO2浓度又是影响光合作用强度的重要环境因素,因此,让学生设计并完成此实验不仅可以更好突破“CO?浓度对光合作用强度的影响”这一难点,还可以培养学生的小组协作能力,真正开展以学生为中心的多样化、多层次教学.2教学目标2.1知识目标(1)应用实验设计的基本原则.2.2能力目标学生学会设计实验、实施、分析实验数据及绘图的能力.2.3情感态度价值观(1)通过小组合作的方式,学会学习并解决问题,并在合作与交流中分享解决问题的愉悦.(2)体会科学精神并大胆的进行实践创新.3教学过程3.1课上学生活动:找茬并评价从课前学生自行设计的实验方案中选取部分学生的实验方案并投影出来,找出该实验设计不合理的(2)解释CO?浓度等环境因素对光合作用强度的地方.影响.表1学生1的主要实验方案甲组乙组丙组NaHCO3溶液20mL质量分数为5%NaHCO320mL质量分数为10%NaHC0320mL质量分数为20%NaHCO3叶片10片7片9片光照相同时间,观察并记录叶片上浮数学生1方案评价:①各组的叶片数不相同,违背是否一样,易让人误以为有二氧化碳和光照强弱两个等量原则•②只说明光照时间相同,未阐明光的强度变量,不符合单一变量原则.基金项目:韶关市级课题“高中生物分层教学研究”(项目编号:sgjkyl4008).作者简介:郭卫华(1983-),男,江西吉安人,硕士,中学一级教师,研究方向:中学生物学实验教学.•64•理科考试研究・综合版2019年12月1日表2学生2的主要实验方案甲组乙组丙组含CO?的清水20mL清水,往水中吹一口气20mL清水,往水中吹两口气20mL清水,往水中吹三口气叶片10片10片10片相同光照强度下,光照相同时间,观察并记录叶片上浮数学生2方案评价:CO?量不具体,用嘴吹气口大口小不好把握,也未提到重复实验.根据学生课前自行设计的实验方案,查阅相关文献并结合我校实验室的情况,教师与学生一同商讨并确定本节实验课的实验方案.3.2实验方案实验原理:自然状态下的叶片是浮于水面的,如果抽出叶片内的气体,叶片会沉入水底•叶片进行光合作用产生的氧气将使沉于水底的叶片上浮•观察并记录同一时间内叶片上浮数.3.2.1分组及每组具体分工:分组:每5个同学为一小组,全班一共10个小组,即有10个重复.具体分工:一个负责整理叠叶片、一个负责打孔、一个负责抽气、一个负责装NaHCOs溶液、一个负责观察并记录.3.2.2主要材料用具:直径lcm的打孔器、注射器、灯光(每张实验台上均有4盏13W的节能灯)、不同质量分数的NaHCOs溶液、烧杯、玻璃棒、量筒、黑色袋子、菠菜等•表3方法步骤甲组乙组丙组NaHCOs溶液60mL质量分数为0.25%NaHCOs60mL质量分数为0.5%NaHCOs60mL质量分数为1%NaHCOs叶片10片10片 10片距离相同的13W的节能灯(光强相同)下光照相同时间,观察并记录叶片上浮数3.2.3实验注意事项:①打孔时尽量避开大叶脉•②记录3min、5min、7min三个时间内叶片上浮数.抽气要尽,确保各烧杯沉入的都是10片.③当抽气完 3.3小组合作完成实验,分析结果并得出结论成后,把叶片放入一个烧杯,做好避光处理.④观察并表47min内各组叶片的上浮数并求出上浮的平均值1组2组3组4组5组6组7组8组9组10组平均值0.25%NaHCOs组7412624830 3.70.5%NaHCOs组8686885150 5.51%NaHCOs组810778881020 6.83.3.1对实验结果的分析:对3、8、9、10共4个组的数据进行分析,由各自组的学生成员回答:第3组:0.5%NaHCOs组与l%NaHCO3组相差1片,可以说是误差;第8、9小组:个别数据出乎意料,原因可能是虽然都是13W的节能灯,有些节能灯用的时间较长,有些是新换上的,所以,发出来的光的强度不同•即使都是新换上的,个别灯之间也很难保证发出来的光的强度一样,从物理学角度说,虽然最大功率相同,但额定功率也可能不同⑴;第10组:3个烧杯没有一片叶片上浮,可能的原因是抽气时抽得太猛,破坏了叶片中叶肉细胞及其结构,导致无法进行光合作用,所以,叶片不上浮.3.3.2结论:将10个小组的数据当场输入并计算出每组NaH-CO3浓度下上浮叶片的平均值(详见表4),尽管小组与小组之间有些差异,但还是体现出了一定的规律.根据实验结果学生总结出结论:光合作用强度随C022019年12月1日理科考试研究•综合版•65•浓度的增加而加强⑵.老师提问:这位同学回答是否准确?教师根据学生的回答进行补充:请加上一句“一定范围内”,为什么?学生回答:光合作用存在CO2饱合点,当到达CO?饱和点时,光合作用强度不会随CO2的增加再加强(2017年全国I卷第30题也曾考过),而且光合作用除受外界因素影响外,还受叶片本身(色素、酶)等影响. 3.3.3问题升华问题1:为何放入烧杯的都要10片,体现了实验设计的什么原则.如何确保每个烧杯中都是10片沉入水底?答:体现了实验设计的等量原则和平行重复性原则•每个烧杯10片就是等于做了10个重复,这样做目的是防止偶然情况对实验的影响,保证实验结果可靠性.为确保10片都沉入水底,可一次多抽气几片,未沉水的叶片去掉不用,最后,保证每个烧杯中都是10片即可.问题2:因每小组都有3个NaHCOj浓度的烧杯,当抽气完一个烧杯时是否需要将烧杯避光,这样做的目的?答:需要避光,排除烧杯未实验就受到光照的影响.等其它两个也抽气完一同进行光照,确保不同烧杯的光照时间都相同.问题3:该实验是否遵循了对照原则?叶片没上浮可能的原因?答:遵循了相互对照原则.叶片没上浮可能的原因:①抽气太久叶肉细胞已破坏,无法再进行光合作用;②NaHCO,溶液浓度过高,细胞的失水过多导致的气孔关闭,光合作用太弱等.3.3.4学生课后能力拓展:根据学生记录了3min、5min J min三个时间内叶片上浮数,画出各组不同时间内叶片上浮数,培养学生动手绘图能力.▲各组叶片上浮数目时间/min图14教学体会本节课的设计以新课程标准(2017年版)理念为指导,开展以学生为中心的多样化分层次教学•在课前先让学生动脑自行设计实验方案;教学中展示学生的作品,先肯定了学生的实验设计工作,后让其它同学也参与实验方案的修改,进而学生以小组合作探究的方式完成实验,让学生积极参与,真正的体现了学生的主体性•实验结束后学生当场输入实验数据并在投影上呈现,这让学生感受到自己的劳动成果当场被老师肯定•最后,学生对实验数据进行分析,既培养了分析实验数据的能力,又让学生满怀科学精神进行大胆的实践创新•学生在合作与交流中,通过主动探究来体验实验结论产生的过程,分享到了解决问题后的愉悦,也让他们真正地学会学习.影响该实验的因素太多,如叶片的选择与打孔,抽气的力度和来回的重复数,甚至气温、水温等等,尽管一直在尽力控制无关变量,但毕竟是人做实验而非机器,所以,组与组之间有的差异比较明显,但整体的规律是一致的(一定范围内,光合作用强度随CO?浓度的增加而加强)•为保证实验结果的可靠性,设置了10组重复.此实验当时天气为小雨,气温12T~ 16t,材料为菠菜叶,因此,实验的数据仅供参考.通过此实验发现,并不是NaHCO,溶液的浓度越高越好⑶,从(1、3、5、6)这四组实验数据也发现了0.5%NaHC03溶液与l%NaHCOj溶液在到达7分钟时差异不明显•通过实验还发现,当NaHCO,溶液的浓度太高时,同样的打孔和抽气操作,在0.25%NaHCO,溶液与0.5%NaHCC>3溶液中的叶片能沉入水底,但在NaHCOj溶液浓度太高时,不一定能沉入水底,或许这与化学上物质的量浓度(物理学上的密度)有关•此外,如果外界NaHCO3溶液浓度过高,即使发生光合作用也不一定很强,这应该与细胞的失水过多导致的气孔关闭有关,更详细原因可待进一步深究・参考文献:[1]郭卫华.探究光照强弱对光合作用的影响[J].中学生物学,2015,31(09):41-42.[2]王忠等.植物生理学[M].北京:中国农业出版社, 2000:174-175.[3]管绍荣•溶液中NaHCOj对光合作用的影响[J].生物学教学,2005,30(07):45.(收稿日期:2019-08-28)。
影响光合作用速率的环境因素及其运用
对应例题2:下列相关叙述,正确的是 (
)
D
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
D
2、温度对光合作用强度的影响
光 合 速 率
A B
0
温度: ① 曲线分析:温度是通过影响与光合 作用有关酶的活性而影响光合作用的 C 速率的。 ② 应用: (1)大田中适时播种 温度 (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
甲
光照
乙
光照
丙
温度
(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 乙 图来说明,具体解释为 光照强烈时叶片气孔逐渐关闭,导致体内CO2浓度降低,光合作用强度下降 。 (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 甲和丙 图来说明,这是因 气温较低,酶活性受限制 为 的缘故。
EHale Waihona Puke 光 合 作 用 强 度高CO2浓度
H F
中CO2浓度
E
P
光照强度
同一CO2浓度下,提高光照强度,从E点到F点, 光合作用增强;
同一光照强度下,提高CO2浓度,从E点到H点,光合作 用增强。
4、水对光合作用强度的影响
(1)直接原因:水作为光合作用的原料,但 只占蒸腾失水的1%。 (2)间接原因(主要): 缺水时气孔关闭,影响 CO2进入叶肉细胞,使 碳反应原料不足,从而 使光合速率下降。 (3)农业生产上灌溉时应注意什么? 适时适量灌溉
10实验报告环境因素对光合作用强度的影响
实验十环境因素对光合作用强度的影响一、实验原理:通过调节实验装置与光源的远近来调节光照强弱。
通过调节实验装置中吹入CO2的时间长短来调节二氧化碳浓度。
利用真空渗水法排出叶片细胞间隙中的气体,使其沉入水中。
在光合作用的过程中植物吸收CO2并排出O2,产生O2的多少与光合作用的强度密切相关。
O2溶解度很小,积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。
因此可依据一定时间内叶片上浮的数量,来比较光合作用的强弱。
二、材料用具:吸管,新鲜菠菜叶片,清水(事先煮沸)。
注射器,台灯,烧杯,镊子,标签纸,培养皿,一次性纸杯,直尺。
三、实验步骤:(一)光照强度对光合作用强度影响:1、取新鲜的菠菜叶,用打孔器打出30个直径1cm的小圆形叶片(避开大的叶脉);2、将小圆形叶片置于注射器内,将注射器吸入清水后连续抽动几次,抽出叶片中的气体,将叶片放入黑暗处盛有清水的一次性纸杯中待用(或盛有清水的培养皿中);3、取3个烧杯,编号后,分别加入清水40ml,用三根吸管同时向三个烧杯中吹入等量CO2;4、向三个烧杯中各放入10片已抽去气体的叶片;5、将3个烧杯分别放到距离台灯10cm、20cm、30cm处,并开始计时,观察并记录同一时间段内各烧杯中小叶片浮起的数量,完成下表。
四、实验结果(二)二氧化碳浓度对光合作用强度影响:1、取新鲜的菠菜叶,用打孔器打出30个直径1cm的小圆形叶片(避开大的叶脉);2、将小圆形叶片置于注射器内,将注射器吸入清水后连续抽动几次,抽出叶片中的气体,将叶片放入黑暗处盛有清水的一次性纸杯中待用(或盛有清水的培养皿中);3、取3个烧杯,编号后,分别加入清水40ml,分别吹入CO2 10秒、20秒、30秒4、向三个烧杯中各放入10片已抽去气体的叶片;5、将3个烧杯放到距离台灯10cm处,并开始计时,观察并记录同一时间段内各烧杯中小叶片浮起的数量,完成下表。
四、实验结果练习:1.生长旺盛的叶片,剪成5mm见方的小块,抽去叶内气体,做下列处理,如图,这四个处理中,沉入底部的叶片小块最先浮起的是( )2.下列措施中,不会提高温室蔬菜产量的是()A、增大O2浓度B、增大CO2浓度C、增强光照D、调节室温E、适时适量的浇水和施肥。
影响光合作用的因素
影响光合作用的因素:光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。
因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。
影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。
①光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加,同化CO2的速度也相应增加,但当光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时,这一光照强度就称为光补偿点,这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
当光照强度增加到一定强度后,植物的光合作用强度不再增加或增加很少时,这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点,此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制如图。
光补偿点在不同的植物是不一样的,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。
一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。
光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。
所以在栽培农作物时,阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率,增加产量;而阴生植物应当种植在阴湿的条件下,才有利于生长发育,光照强度大,蒸腾作用旺盛,植物体内因失水而不利于其生长发育,如人参、三七、胡椒等的栽培,就必须栽培于阴湿的条件下,才能获得较高的产量。
植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用,总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量(吸收的CO2总量)。
净光合作用是指在光照下制造的有机物总量(或吸收的CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的CO2)后,净增的有机物的量。
②温度:植物所有的生活过程都受温度的影响,因为在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速度。
光合作用也不例外,在一定的温度范围内,在正常的光照强度下,提高温度会促进光合作用的进行。
大气CO2浓度变化对植物生长的影响
大气CO2浓度变化对植物生长的影响气候变化是当今全球面临的最大挑战之一,而大气中二氧化碳(CO2)浓度的上升是其中一个重要的因素。
近年来,由于人类的活动,CO2浓度每年都在不断增加,这对于生态系统的稳定性和生物多样性带来了不可估量的影响。
特别是对于植物生长而言,大气CO2浓度的增加对它们将产生怎样的影响呢?一、CO2浓度的上升会促进植物生长CO2是植物进行光合作用必需的物质,当CO2浓度升高时,植物的光合作用速率也会加快。
研究表明,在合理的氮肥、光照和水分条件下,CO2浓度的升高可以促进植物生长。
此外,由于CO2刺激植物生长,也可能导致更多的碳被储存在地下,形成长期的碳汇,从而减缓全球变暖。
因此,有人认为,通过提高CO2浓度来促进植物生长,可能是缓解物种灭绝和气候变化的一种有效方法。
二、CO2浓度的上升会改变植物品质然而,随着CO2浓度的上升,植物发育和品质方面也会受到一些负面影响。
例如,一些早期研究表明,高CO2浓度会导致植物中碳水化合物的积累,从而影响营养和口感。
此外,一些研究还表明,高CO2浓度的环境会导致某些植物更加容易遭受病菌和虫害的侵袭。
这是因为,病菌和虫害会利用植物中积累的糖分繁殖,从而导致疾病的蔓延。
因此,CO2浓度的上升可能会导致植物品质下降,这也可能会对人类的健康和食品安全造成一定影响。
三、CO2浓度的变化可能会影响植物的种类和分布由于CO2浓度的变化可能会迫使植物适应新的生态环境,因此它们的种类和分布也可能发生变化。
例如,一些研究表明,CO2浓度的上升可能会导致某些草地植物更加耐旱,并且可以在干旱的环境中存活更长时间。
相反,一些木本植物和乔木则可能对CO2的浓度敏感,这可能会导致它们的死亡或移动。
此外,由于CO2浓度的变化可能会导致植物的生长速率和品质变化,因此还有一些植物可能会在某些地区大量繁殖,而在其他地区逐渐消失。
综上所述,CO2浓度的升高可能会同时对植物生长带来正面和负面影响。
CO2浓度与光合速率关系辨析
第37卷第12期2020 年中学生物学Middle School BiologyV〇1.37 No. 122020文件编号:1003 -7586(2020)12- 0051 - 03C02浓度与光合速率关系辨析赵晓刚高露(北京市第四中学北京 100034)(:02是光合作用的原料之一,(:02从空气扩散进入 叶片,首先通过气孔腔,然后穿过细胞间隙,最终进入 细胞和叶绿体。
在光量充足的条件下,高浓度《)2带 来高光合速率,学生在学习影响光合作用因素时比较 容易接受该观点。
在学习和备考过程中,学生围绕着(:02浓度与光 合速率关系,经常提出一些专业性较强的疑难问题,如“C02补偿点的含义”“C(V浓度与光合速率关系是否 成正相关”。
教师应引导学生从关键点入手,联系解 生产实践中的具体例子,全面分析问题。
1co2补偿点辨析图1表示甲、乙两种植物在光照等其他条件适宜 的情况下,光合作用强度对环境中c o2浓度变化的响 应特性。
学生据图1判断,乙曲线表示净光合速率,a点表 示c o2补偿点,并无异议。
但是,甲曲线代表净光合速 率,还是真光合速率?在历届高三毕业生中多数学生 判断该曲线表示的是“真光合速率”。
该判断是否正 确呢?学生做出判断的依据,可能是类比光照强度对光 合速率的影响,光照强度为〇时,若c o2固定速率为0, 即真光合速率为0,可判断为真光合速率。
但是,甲曲线横坐标为外界c o2浓度,当外界c〇2浓度为0时,c o2净固定值为0,即光合作用吸收的c〇2等于呼吸作用释放的C〇2,此时的真光合速率不为0, 所以甲曲线表示“净光合速率”。
在自然界中是否存在(:02补偿点为0的植物?c o2补偿点低具有什么生 物学意义呢?植物的c o2补偿点是指由于c o2浓度的限制,光 合速率与呼吸速率相等时环境中的c o2浓度。
c o2补 偿点一般于02体积分数为21%和温度为25T时测 得。
依据c o2补偿点的特性,可把植物分为高补偿点 植物、低补偿点植物、不定补偿点植物。
光合作用速率与光照强度
光合作用速率与光照强度光合作用是植物体内的一个重要代谢过程,通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。
由于光合作用对植物生长和发育有着重要影响,因此许多研究都集中在光合作用速率与光照强度之间的关系。
光合作用速率与光照强度之间的关系是一个经典问题,随着相关研究的不断深入,人们对此关系有了更深入的了解。
首先,光合作用速率与光照强度之间存在着严格的正相关关系。
也就是说,光合作用速率随着光照强度的升高而增加,当光照强度达到一定阈值后,速率将趋于稳定。
这是因为光照强度是促进光合作用进行的关键因素,足够强的光照能够提供足够的能量,促进光合作用中的光反应进行。
所以随着光照强度的增加,光合作用速率也会相应增加。
不过要注意的是,光合作用速率和光照强度之间的关系并不是线性的,而是一个曲线关系。
随着光照强度的增加,光照对光合作用的促进作用逐渐减弱,直至达到饱和状态。
其次,光合作用速率与光照强度之间的关系还受到其他因素的影响。
其中一个重要因素是温度。
温度对光合作用速率有着显著影响,而且是与光照强度有交互作用的。
在适宜的温度下,光照强度的增加可以显著提高光合作用速率,然而在过高的温度下,光照强度的增加却可能会导致光合作用速率的下降。
这是因为高温会导致光合作用中的一些关键酶失活,从而限制光合作用的速率。
此外,光合作用速率与光照强度之间还会受到二氧化碳浓度的影响。
二氧化碳是光合作用的底物之一,它的浓度越高,光合作用速率也就越高。
在自然条件下,二氧化碳浓度的增加通常会导致光合作用速率的增加。
然而值得注意的是,对一些C3植物来说,当光照强度较高时,二氧化碳的供应可能成为限制光合作用速率的因素。
这是因为光照强度的增加会加快植物体内CO2的消耗速率,而大气中的二氧化碳含量有限,供给可能会不足。
综上所述,光合作用速率与光照强度之间存在着明确的正相关关系,光照强度的增加能够提高光合作用速率。
不过这种关系并非线性,光合作用速率会随着光照强度的增加逐渐趋于稳定。
新人教生物必修一(学案+练习)影响光合作用的因素及应用
新人教生物必修一(学案+练习)影响光合作用的因素及应用1.光照强度对光合作用的影响及应用(1)原理:光照强度影响光反应阶段,制约ATP和NADPH的产生,进而制约暗反应。
(2)曲线分析。
①曲线上各点的含义。
A点光照强度为0,只进行细胞呼吸,AB段光合作用强度小于细胞呼吸强度B点光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度) BD段光合作用强度大于细胞呼吸强度C点光饱和点(光照强度达到C点后,光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)②实线表示阳生植物,虚线表示阴生植物。
(3)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的配置和冬季温室栽培等都可合理利用光能。
2.CO2浓度对光合作用的影响及应用(1)原理:CO2浓度通过影响暗反应阶段,制约C3的生成来影响光合作用强度。
(2)曲线分析。
图甲中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点,而图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度;两图中的B 点和B′点都表示CO2饱和点,两图都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度增加而增大。
(3)应用。
①大田要“正其行,通其风”,多施有机肥。
②温室内可通过放干冰,使用CO2生成器,施用农家肥,与猪舍、鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
3.温度对光合作用的影响及应用(1)原理:温度通过影响酶的活性影响光合作用强度。
(2)曲线分析。
光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响,但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
(3)应用:温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用强度;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸强度,保证植物有机物的积累。
4.水对光合作用的影响及应用(1)原理。
①水既是光合作用的原料,又是生物体内各种化学反应的介质,如植物缺水会导致萎蔫,使光合速率下降。
②水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
(2)曲线分析。
二氧化碳浓度升高对植物影响的研究进展
二氧化碳浓度升高对植物影响的研究进展摘要摘要:二氧化碳是作物光合作用的原料,对植物的生长发育会产生显著影响。
本文通过对国内外二氧化碳浓度升高的研究现状,归纳出其对植物的影响状况。
二氧化碳浓度的升高对植物体的生长整体上具有促进作用,主要表现在植物形态、植物生理、植物根系、产量品质、植物种群、植物群落和植物生态系统。
对植物生理的影响主要表现在植物光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、植物抗逆性等方面。
关键词:CO2;植物;影响0前言2009年11月24日发布的《哥本哈根诊断》报告指出,到2100年全球气温可能上升7°C,海平面可能上升1米以上。
世界自然基金委员会发表的另一份报告称,到2050年,全球海平面将上升50厘米,就全球而言,136座沿海大城市,价值28.21万亿美元的财产将受到影响。
为此,就要求大气中的温室气体浓度稳定在450ppm 二氧化碳当量,气温升高控制在2°C左右。
根据世界银行报告《2010世界发展报告:发展与气候变化》提供的最新资料,在过去150年,由于人类排放的温室气体,全球气温已经比工业化前升高了将近1°C;预计21世纪(指2000-2100年)全球温度将比工业化前总共升高5°C。
C02是作物光合作用的原料,C02浓度增加及其温室效应引起的气候变化,对植物的生长发育会产生显著影响。
近20年来,世界各国科学家对此作了较为详细的研究,其研究涉及到植物的形态学特征、生理生化机制、生物量及籽粒品质等多方面内容,取得了明显的进展。
1 CO2浓度升高对植物体的影响1.1对植物形态的影响CO2浓度的升高对植物形态具有一定的影响,会使植物的冠幅、高度增大;茎干中次生木质部的生长轮加宽,材积增大;节间数、叶片数增多;叶片厚度增加,栅栏组织层数增加,下表皮有的覆盖有角质层,单位面积内表皮细胞和气孔数量减少;根系数量增多,根幅扩大;果实种子增大。
1.2对植物生理的影响1.2.1对光合作用的影响光合作用作为植物物质生产的生理过程,连接植物生长、叶的化学特征、物候和生物产量分配对CO2浓度升高的反应。
二氧化碳吸收量随光照强度的变化曲线
二氧化碳吸收量随光照强度的变化曲线一、背景介绍二氧化碳吸收是植物光合作用的重要过程之一,光照强度对植物体内二氧化碳吸收量的影响一直备受关注。
光合作用是绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程,是地球生物圈中最重要的化学反应之一。
二、光照强度对二氧化碳吸收的影响1. 低光照强度条件下在低光照强度条件下,植物的光合作用受到限制,二氧化碳吸收量相对较低。
植物的光合速率与光照强度成正比,当光照强度过低时,光合作用速率会受到限制,从而影响二氧化碳的吸收量。
这也是为什么室内种植的植物需要接受足够的阳光照射的原因之一。
2. 中等光照强度条件下在中等光照强度条件下,植物的光合作用和二氧化碳吸收量达到相对平稳的状态。
此时,光照强度对二氧化碳吸收量的影响并不明显,植物可以充分利用光能进行光合作用。
3. 高光照强度条件下在高光照强度条件下,植物的光合作用和二氧化碳吸收量会随之增加。
这是因为光照强度的增加可以促进植物叶绿体内反应的进行,提高光合速率,进而增加二氧化碳的吸收量。
三、结论与展望根据以上对光照强度对二氧化碳吸收的影响的分析,我们可以得出结论:光照强度对植物二氧化碳吸收量有着显著的影响。
在不同的光照条件下,植物的光合作用和二氧化碳吸收量都会有所不同。
在进行植物种植或养护时,光照强度的合理调节是十分重要的。
未来,我们可以通过更深入的研究,进一步探讨光照强度对植物生长发育和光合作用的影响机制,为农业生产和植物栽培提供更科学的指导。
个人观点与理解从事实上,光照强度对植物体内二氧化碳吸收量的影响并不难理解。
作为植物生长所需要的养分之一,二氧化碳的吸收量会直接影响植物的生长和发育。
合理调节光照强度,可以对植物的生长发育起到积极的作用。
结合个人种植经验,我发现在阳光充足的条件下,植物的生长速度和健康状况都会较好。
为了提高植物的生长效率,我们可以根据不同植物的需求,合理调节光照强度,以促进其光合作用和二氧化碳的吸收。
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CO2浓度对光合作用强度的影响(1)曲线(一)
①在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度
升高而加快,但达到一定浓度后,再增大CO2浓
度,光合作用速率不再加快。
A点,外界CO2浓度很低
时,绿色植物叶不能利用外界的CO2制造有机物,只有当植物达到CO2补偿点后才利用外界的CO2合成有机物。
B点表示光合作用速率最大时的CO2浓度,即B 点以后随着CO2浓度的升高,光合作用速率不再加快,此时限制光合作用速率的因素主要是光照强度。
③若CO2浓度一定,光照强度减弱,A点B点移动趋势如下:
光照强度减弱,要达到光合作用强度与呼吸作用强度相等,需较高浓度CO2,故A点右移。
由于光照强度减弱,光反应减弱而产生的[H]及ATP减少,影响了暗反应中CO2的还原,故CO2的固定减弱,所需CO2浓度随之减少,B点应左移。
④若该曲线表示C3植物,则C4植物的A、B点
移动趋势如下:由于C4植物能固定较低浓度的
CO2,故A点左移,而光合作用速率最大时所需的
CO2浓度应降低,B点左移,曲线如图示中的虚线。
(2)曲线(二)
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:CO
2浓度超过一定限度,将引起原生质体中毒或气
孔关闭,抑制光合作用。
(3)曲线(三)
由于C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶,对CO2的亲
和力很强,可以把大气中含量很低的CO2以C4的形式
固定下来,故C4植物能利用较低的CO2进行光合作用,CO2的补偿点低,容易达到CO2饱和点。
而C3植物的CO2的补偿点高,不易达到CO2饱和点。
故在较低的CO2浓度下(通常大气中的CO2浓度很低,植株经常处于“饥饿状态”)C4比C3植物的光合作用强度强(即P 点之前)。
一般来说,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2补偿点和CO2饱和点均低于C3植物。
3.温度对光合作用强度的影响:
它主要通过影响暗反应
中酶的催化效率来影响光合
作用的速率。
在一定温度范
围内,随着温度的升高,光合速率随着增加,超过一定
的温度,光合速率不但不增大,反而降低。
因温度太高,酶的活性降低。
此外温度过高,蒸腾作用过强,导致气孔关闭,CO2供应减少,从而间接影响光合速率。
①若Ⅲ表示呼吸速率,则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率和净
光合速率,即净光合速率等于实际光合速率减去呼吸速率。
②在一定的温度范围内,在正常的光照强度下,提高温
度会促进光合作用的进行。
但提高温度也会促进呼吸作用。
如左图所示。
所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。
在20℃左右,植物中有机物的净积累量最大。
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