(上课用)影响光合作用的因素及应用

影响光合作用的因素及应用
2011—07
影响光合作用强度的因素？
气体反应物
光照强度、光质、光照时间；
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
①Mg、N等矿质元素； ②酶的活性受温度等影响。
(色素、酶）
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？
酶的种类、数量 内因：
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
液滴右移的距离（体积）即为 O2的产生量也即净光合速率
（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
延长光照时间
措施或方法
补充光照 间作、合理密植 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) 维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降
D
2.CO2浓度
光 合 速 率
0
A
B
外界CO2 浓度
A:呼吸作用强度
C: CO2补偿点
S:CO2饱和点
A:进行光合作用所需最 低外界CO2浓度 B: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)。
CO2 吸 收 量 mg/dm2·h CO2
C
S2
释 放 量
0 S1 B A
S3
D
光照强度
E
呼吸消耗量： OA与OD围成的面积（S1+S3）
净积累量：
AC与AE围成的面积—呼吸消耗（S2—S1）
总光合作用量： 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
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
制造的、产生的——
测定的、积累的——
总值 净值
应用：控制好光强
蒸腾比率 /mol· mol-1
欧州蕨
石楠
1.40
0.25
62.3
70.66
2.22
0.71
3.86
2.10
*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355 mol· mol-1
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 、 NaOH 黑暗
、 、
光合速率 NaHCO3 光下
。 。 。
④测呼吸速率原理
黑暗处，只进行呼吸作用 消耗O2，产生的CO2被
测光合速率原理
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
不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零 （4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？
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。
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。
意义： 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；同时物长时间种植易患某种病虫害的可能。
对应训练
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
A
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
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： （1）根据图中 净40 提供信息，你能 光 得出什么结论? d 30 合 速20 光合作用受光 率 10 照强度、CO2 b c a 0 浓度、温度等 0 温度 C 影响。 10 20 30 40 50 －10
应用措施：
①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。
D
点，否则植物将入不敷
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。
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（ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ）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、Ⅰ B、Ⅱ C、 Ⅲ D、Ⅳ
355mol· mol-1的CO2 项 目 物种 欧州蕨 石楠 539mol· mol-1的CO2
不施磷肥
2.18 1.37
施磷肥 /20kg· hm-2· a-1
13.7 46.7
不施磷肥
3.62 5.43
施磷肥 /20 kg· hm-2· a-1
5.81 15.62
净光合速度 /mol· m-2· s-1
影响光合作用因素总结
不同植物光合作用不同；
内因：基因决定酶种类
数量不同
不同部位（叶）光合作用不同；
不同叶龄的叶光合作用不同。
光（强度、光质） CO2浓度
外因： 温度
矿质元素 水分 【光合时间、光合面积（叶面指数）】
多因子影响
图象
多 因 子 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 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 应用 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
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。
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
植物夏季为何“午休”？
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。
对应例题：导致植物夏季中午光合作用“午休”的 直接原因是（ ）
3.温度
应用措施：
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？
（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 。
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
m
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。
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