影响光合作用的因素.ppt

考点考点3 影响光合作用影响光合作用速率的速率的环境因素环境因素（一）光合作用强度原理的运用（一）光合作用强度原理的运用1、概念：植物在、概念：植物在 内通过光合作用内通过光合作用制造制造 的数量。的数量。2、表示方法：、表示方法：用一定时间内用一定时间内 的数量来定量表示。（如的数量来定量表示。（如二氧化碳的吸收量或二氧化碳的吸收量或者氧气的释放量者氧气的释放量来表示）来表示）单位时间单位时间糖类糖类原料消化或产物的生成原料消化或产物的生成（一）内部因素对光合作用速率的影响及应用（一）内部因素对光合作用速率的影响及应用 1同一植物的不同生长发育阶段同一植物的不同生长发育阶段曲线分析曲线分析：在外界条件相同的情况：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到下，光合作用速率由弱到强强依次是依次是_。应用应用：根据植物在不同生：根据植物在不同生长发长发育育阶阶段光合作用速率不同，适段光合作用速率不同，适时时、适量地提供水肥及其他、适量地提供水肥及其他环环境条件，以使植物茁壮成境条件，以使植物茁壮成长长。幼苗期、幼苗期、营营养生养生长长期、开花期期、开花期二、影响光合作用速率的环境因素二、影响光合作用速率的环境因素2同一叶片的不同生长发育时期同一叶片的不同生长发育时期曲线分析曲线分析：随幼叶：随幼叶发发育育为为壮叶，叶面壮叶，叶面积积增大，叶增大，叶绿绿体不断增多，叶体不断增多，叶绿绿素含量不素含量不断增加，光合速率断增加，光合速率_；老叶内叶；老叶内叶绿绿素素被破坏，光合速率随之被破坏，光合速率随之_。应用应用：农农作物、果作物、果树树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及菜及时换时换新叶，都是根据其原理，可降低其新叶，都是根据其原理，可降低其细细胞呼吸消耗的胞呼吸消耗的有机物。有机物。增大增大下降下降温度温度pH强度强度频率频率浇水浇水Mg2+施肥施肥空气空气中的中的浓度浓度二、影响光合作用强度的外界因素二、影响光合作用强度的外界因素二、影响光合作用强度的外界因素二、影响光合作用强度的外界因素1、光照强度、光照强度2 2、二氧化碳浓度、二氧化碳浓度3、温度、温度4 4、必需矿质元素、必需矿质元素5 5、水分的供应、水分的供应6 6、多因子对光合速率的影响、多因子对光合速率的影响B B B B：光补偿点：光补偿点：光补偿点：光补偿点C C C C2 2 2 2：光饱和点：光饱和点：光饱和点：光饱和点光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量COCOCOCO2 2 2 2C2ABC1cabb(b(总光合量总光合量总光合量总光合量 )=a(a(净光合量净光合量净光合量净光合量 )+c(+c(呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用)光补偿点：光补偿点：光合作光合作用吸收的用吸收的COCO2 2和呼吸和呼吸放出放出COCO2 2相等时的光相等时的光强度强度。光饱和点：光饱和点：光合作光合作用达到用达到最强最强时所需时所需的的最低的光强度最低的光强度。净净光光合合作作用用总总光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用黑暗中呼吸作用强度黑暗中呼吸作用强度（二）外界因素对光合作用速率的影响及应用（二）外界因素对光合作用速率的影响及应用 1单因子因素单因子因素 (1)光照光照强强度度植物生长的生理基础植物生长的生理基础:净光合作用净光合作用0 0原理分析：光照原理分析：光照强强度影响光合速率的原理是通度影响光合速率的原理是通过过影响影响_阶阶段，制段，制约约_的的产产生，生，进进而制而制约约_阶阶段。段。ATP和和H光反光反应应暗反暗反应应图图像分析：像分析：A点点时时只只进进行行_；AB段随着光照段随着光照强强度的增度的增强强，_强强度也增度也增强强，但是仍然小于，但是仍然小于_强强度；度；B点点时时代代谢谢特点特点为为_；BC段随着光段随着光照照强强度的增度的增强强，光合作用，光合作用强强度仍不断增度仍不断增强强；C点点对应对应的光照的光照强强度度为为_，限制，限制C点的点的环环境因素可能有境因素可能有_等。等。细细胞呼吸胞呼吸光合作用光合作用细细胞呼吸胞呼吸光合作用光合作用强强度等于度等于细细胞呼吸胞呼吸强强度度光光饱饱和点和点温度或二氧温度或二氧化碳化碳浓浓度度例例1 1完成填空后，在下面的四幅完成填空后，在下面的四幅图图中中标标出出A点、点、AB段、段、B点和点和B点之点之后的氧气和二氧化碳后的氧气和二氧化碳转转移方向。移方向。应应用分析：欲使植物正常生用分析：欲使植物正常生长长，则则必必须须使光照使光照强强度大于度大于_点点对应对应的光照的光照强强度；适当提高度；适当提高_可增加大棚作物可增加大棚作物产产量。量。B光照光照强强度度(2)光照面光照面积积图图像分析：像分析：OA段表明随叶面段表明随叶面积积的不断增大，光合作用的不断增大，光合作用实际实际量量不断增大，不断增大，A点点为为光合作用面光合作用面积积的的饱饱和点。随叶面和点。随叶面积积的增大，光的增大，光合作用合作用强强度不再增加，原因是度不再增加，原因是_。OB段表明干物段表明干物质质量随光合作用增加而增加，而由于量随光合作用增加而增加，而由于A点以后点以后_ _不再增加，但叶片随叶面不再增加，但叶片随叶面积积的不断增加，的不断增加，_(OC段段)不断增加，所以干物不断增加，所以干物质积质积累量不断累量不断_(BC段段)。应应用分析：适当用分析：适当间间苗、修剪，合理施肥、苗、修剪，合理施肥、浇浇水，避免徒水，避免徒长长。封。封顶过顶过早，使中下早，使中下层层叶子所受的光照往往在光叶子所受的光照往往在光补偿补偿点以下，白白消点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪耗有机物，造成不必要的浪费费。有很多叶被遮有很多叶被遮挡挡，光照不足，光照不足光合光合作用作用强强度度呼吸量呼吸量降低降低COCO2 2浓度浓度光合光合速率速率C CCO2饱和点饱和点A ACO2 补偿点补偿点B B呼吸呼吸速率速率（3 3）COCO2 2浓度浓度曲线平衡阶段，限制曲线平衡阶段，限制光合作用的因素是横光合作用的因素是横坐标代表的因素之外坐标代表的因素之外的其他因素。的其他因素。0曲线上升阶段，限制光曲线上升阶段，限制光合作用的因素是横坐标合作用的因素是横坐标代表的因素。代表的因素。(1)(1)外界因素使光合作用减弱，外界因素使光合作用减弱，则则B B、C C两点向中间移动；外界因两点向中间移动；外界因素使光合作用增强，则素使光合作用增强，则B B、C C两点两点向两边移动。向两边移动。(2(2）呼吸速率增加，则）呼吸速率增加，则B B点右移，点右移，反之左移反之左移COCO2 2浓度浓度光合光合速率速率C CCO2饱和点饱和点进行光合进行光合作用作用CO2 的最低点的最低点B B呼吸呼吸速率速率01.如何提高大田和温室如何提高大田和温室中的中的CO2含量含量?CO2浓度一定范围内时，光合速率会随浓度一定范围内时，光合速率会随CO2浓度浓度的增高而增高。的增高而增高。农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。发生器等。2.请在图上画出更弱光请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线强度下光合速率的曲线?CO2浓度浓度光光合合速速率率 0AB14例例2 2、将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室、将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 COCO2 2 浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 COCO2 2 吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是确的是()()A A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点左移点左移 B B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移 C C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a 点右移，点右移，b b 点右移点右移 D D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a a 点左移，点左移，b b 点右移点右移D D已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25和和30。下图表示该植物在下图表示该植物在30时光合强度与光照强度的关系。若将温时光合强度与光照强度的关系。若将温度降低到度降低到25的条件下的条件下(原光照强度和原光照强度和CO2浓度等不变浓度等不变)，从理论，从理论上讲，图中相应点的移动应该是（上讲，图中相应点的移动应该是（）Aa点上移，点上移，b点左移，点左移，m值增加值增加 Ba点不移，点不移，b点左移，点左移，m值不变值不变 Ca点上移，点上移，b点右移，点右移，m值下降值下降 Da点下降点下降b点不移，点不移，m值上升值上升A A16(2014重重庆庆）棉花幼）棉花幼铃铃（幼果）（幼果）获获得光合得光合产产物不足会物不足会导导致其脱落。致其脱落。为为研究某种外源激素研究某种外源激素对对棉花光合棉花光合产产物物调调配的影响，某配的影响，某课题组选择课题组选择生生长长整整齐齐的健壮植株，按的健壮植株，按题题9 9图图1 1步步骤进骤进行行实验实验，激素，激素处处理方式和理方式和实验实验结结果如果如题题9 9图图2 2所示（上述所示（上述处处理不影响叶片光合与呼吸理不影响叶片光合与呼吸强强度）。度）。（1 1）该该放射性物放射性物质质中被中被标记标记的元素是的元素是 。光合作用。光合作用过过程中，含程中，含标记标记元素的化合物被光反元素的化合物被光反应应提供的提供的 还还原成糖原成糖类类。在适宜温度下。在适宜温度下测测得叶片光得叶片光饱饱和点，若其他条件不和点，若其他条件不变变，进进一步提高温度，一步提高温度，则该则该叶片光叶片光饱饱和点的和点的变变化是化是 。（2 2）由）由实验结实验结果推断，幼果推断，幼铃铃脱落脱落显显著减少的是著减少的是 组组。B B组组幼幼铃铃放射性放射性强强度百分比最低，度百分比最低，说说明明B B组组叶片的光合叶片的光合产产物物 。为优为优化化实实验设计验设计，增，增设设了了D D组组（激素（激素处处理叶片），各理叶片），各组组幼幼铃铃的放射性的放射性强强度百分比由高到度百分比由高到低排序是低排序是 。由此可知，正确使用。由此可知，正确使用该该激素可改善光合激素可改善光合产产物物调调配，配，减少棉减少棉铃铃脱落。脱落。（3 3）若）若该该激素不能促激素不能促进进插条生根，却可促插条生根，却可促进进种子萌种子萌发发和植株增高，其最可和植株增高，其最可能是能是 。碳碳NADPH（H）降低降低C输输出减少出减少 CABD赤霉素赤霉素b b:CO:CO2 2的补偿点的补偿点c c:CO:CO2 2的饱和点的饱和点 a a a ab:COb:COb:COb:CO2 2 2 2太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；太低，农作物消耗光合产物；b b b bc:c:c:c:随随随随COCOCOCO2 2 2 2的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；的浓度增加，光合作用强度增强；c c c cd:COd:COd:COd:CO2 2 2 2浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；d d d de:COe:COe:COe:CO2 2 2 2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。关闭，抑制光合作用。关闭，抑制光合作用。关闭，抑制光合作用。acbde有有机机物物积积累累光合速率的日变化光合速率的日变化:l两个时间段为何光合速率不同？两个时间段为何光合速率不同？4、温度、温度影响酶的活性影响酶的活性光光合合作作用用是是在在 的的催催化化下下进进行行的的，温温度度直直接接影影响响 ；B B点表示：点表示：；BCBC段表示：段表示：；酶的活性酶的活性酶酶此温度条件下，光合速率最高此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降超过最适温度，光合速率随温度升高而下降应用：应用：温室栽培中，温室栽培中，白天可适当提高温度，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量从而提高作物产量（有机物积累量）。（有机物积累量）。5、矿质矿质元素元素对对光合作用的影响光合作用的影响矿质矿质元素在光合作用中的作用元素在光合作用中的作用a.N是各种是各种酶酶以及以及NADP和和ATP的重要的重要组组成成分。成成分。b.P是是NADP和和ATP的重要的重要组组成成分。成成分。c.Mg是叶是叶绿绿素的重要素的重要组组成成分。成成分。d.K对对光合光合产产物的运物的运输输和和转转化起促化起促进进作用。作用。矿质元素对光合作用的影响规律：在一定矿质元素对光合作用的影响规律：在一定范围内，矿质元素越多，光合速率就越快；范围内，矿质元素越多，光合速率就越快；超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由超过一定浓度，光合速率不再增强，甚至由于于渗透失水反而使光合速率下降渗透失水反而使光合速率下降。农业生产启示农业生产启示适时适量施肥适时适量施肥，注意施肥不要过量，否则会，注意施肥不要过量，否则会造成土壤溶液浓度大于细胞液浓度造成土壤溶液浓度大于细胞液浓度导致细胞导致细胞失水（出现烧苗现象）失水（出现烧苗现象）。H H2 2OO是光合作用的原料。在一定范围内是光合作用的原料。在一定范围内,H,H2 20 0越多，光越多，光合速率越快，但到合速率越快，但到A A点时，即点时，即H H2 2OO达到饱和时，光合达到饱和时，光合速率不再增加。速率不再增加。6 6、水分、水分例例4、光合作用的正常进行要受多种因素的影响，、光合作用的正常进行要受多种因素的影响，一个生物兴趣小组研究了一个生物兴趣小组研究了CO2浓度、光照强度和浓度、光照强度和温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实温度对光合作用的影响，下面是一位同学根据实验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是验结果绘制的一组曲线，你认为不正确的是 ()D7、多因子因素、多因子因素(1)曲曲线线分析：分析：P点点时时，限制光合速率的因素，限制光合速率的因素应为应为_坐坐标标所表示所表示的因子，随其因子的不断加的因子，随其因子的不断加强强，光合速率不断提高。当到，光合速率不断提高。当到Q点点时时，_坐坐标标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高高光合速率，可采取适当提高图图示中的其他因子的方法。示中的其他因子的方法。(2)应应用：温室栽培用：温室栽培时时，在一定光照，在一定光照强强度下，白天适当提高温度下，白天适当提高温度，提高度，提高_的活性，提高光合速率，也可同的活性，提高光合速率，也可同时时充入适充入适量的量的_进进一步提高光合速率，当温度适宜一步提高光合速率，当温度适宜时时，要适当提高，要适当提高_和和_以提高光合速率。以提高光合速率。光合作用光合作用酶酶横横横横CO2光照光照强强度度CO2浓浓度度(2014新新课课标标，29)某某植植物物净净光光合合速速率率的的变变化化趋趋势势如如图图所所示。示。据图回答下列问题：据图回答下列问题：(1)当当CO2浓度为浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为时，高光强下该植物的净光合速率为_。CO2浓度在浓度在ab之间时，曲线之间时，曲线 表示表示了净光合速率随了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。浓度的增高而增高。0A、B、C(2)CO2浓浓度度大大于于c时时，曲曲线线B和和C所所表表示示的的净净光光合合速速率率不不再增加，限制其增加的环境因素是再增加，限制其增加的环境因素是_。(3)当当环环境境中中CO2浓浓度度小小于于a时时，在在图图示示的的3种种光光强强下下，该该植植物物呼呼吸吸作作用用产产生生的的CO2量量_(填填“大大于于”、“等于等于”或或“小于小于”)光合作用吸收的光合作用吸收的CO2量。量。(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑_这一因素的影响，并采取相应措施。这一因素的影响，并采取相应措施。光强光强大于大于光强光强化能合成作用化能合成作用 自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。作用称化能合成作用。2NH2NH3 3+3O+3O2 2 硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO2 2+2H+2H2 2O+O+能量能量2HNO2HNO2 2+O+O2 2硝化硝化细菌细菌2HNO2HNO3 3+能量能量COCO2 2+H+H2 2O O硝化细菌硝化细菌（CHCH2 2O O）+O+O2 2新新 陈陈 代代 谢谢同化作用同化作用把从外界环境中获取的把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身营养物质，转变成自身的组成物质的组成物质储存能量储存能量异化作用异化作用分解自身的一部分组成分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物质，把分解的最终产物排出体外物排出体外释放能量释放能量能量能量代谢代谢物质物质代谢代谢实质：自我更新实质：自我更新生物的新生物的新陈代代谢同同化化作作用用的的代代谢谢型型异养型异养型自养型自养型区别：能量来源不同区别：能量来源不同光合作用光合作用化化 能能 合成合成 作作 用用共同点：将无机物合成共同点：将无机物合成有机物，并储存能量有机物，并储存能量生物：绿色植物、光合细菌（蓝藻）；硝化生物：绿色植物、光合细菌（蓝藻）；硝化细菌、铁细菌、硫细菌等细菌、铁细菌、硫细菌等动物和人类；营腐生、寄生动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。生活的细菌和真菌等。异异化化作作用用的的代代谢谢型型需氧型需氧型厌氧型厌氧型兼性厌氧型兼性厌氧型进行有氧呼吸，也能进行暂时进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸的、部分的无氧呼吸（动植物）（动植物）只能进行无氧呼吸，氧气的存在只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用抑制其呼吸作用（如乳酸菌、破伤风杆菌）（如乳酸菌、破伤风杆菌）既能进行有氧呼吸，也能进既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸行无氧呼吸（如酵母菌）（如酵母菌）说出下列生物的新出下列生物的新陈代代谢类型：型：大部分绿色植物：大部分绿色植物：人：人：硝化细菌：硝化细菌：蓝藻：蓝藻：破伤风杆菌：破伤风杆菌：蛔虫、乳酸菌：蛔虫、乳酸菌：酵母菌：酵母菌：蘑菇：蘑菇：自养需氧自养需氧异养需氧异养需氧自养需氧自养需氧自养需氧自养需氧异养厌氧异养厌氧异养厌氧异养厌氧异养兼性厌氧异养兼性厌氧异养需氧异养需氧