影响光合作用因素课件.ppt
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- 影响 光合作用 因素 课件
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1、光合作用速率表示方法:光合作用速率表示方法:通常以一定时间内通常以一定时间内CO2等原料的等原料的消耗或消耗或O2、(、(CH2O)等产物的生成等产物的生成数量来表示。数量来表示。光合作用的强度:光合作用的强度:可以通过一定时间内可以通过一定时间内原料消耗原料消耗或或产物生成产物生成的数量来定量地表示。的数量来定量地表示。由于测量时的实际情况,光合作用速由于测量时的实际情况,光合作用速率又分为率又分为净光合速率净光合速率和和真正光合速率真正光合速率。(1)呼吸速率:)呼吸速率:植物在植物在黑暗黑暗环境中,测定环境中,测定CO2释放量、释放量、O2的吸收量、有机物的分解量或实验的吸收量、有机物的
2、分解量或实验容器内容器内CO2增加量、增加量、O2减少量、有机物减少量、有机物减少量减少量 为使问题简单,在温度不变的情为使问题简单,在温度不变的情况下一般认为光照与否不影响单位时况下一般认为光照与否不影响单位时间内的呼吸消耗。即光照条件下与黑间内的呼吸消耗。即光照条件下与黑暗条件下的呼吸速率相等。暗条件下的呼吸速率相等。真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸速率呼吸速率(2)净光合速率:净光合速率:O2产生量、产生量、CO2固定量或有机物产生量固定量或有机物产生量O2释放量(容器中增加量)、释放量(容器中增加量)、CO2吸收量(容器中减少量)吸收量(容器中减少量)有机物的积累量
3、(容器中增加量)有机物的积累量(容器中增加量)(3)真正光合速率真正光合速率:(1)若为坐标曲线形式,当若为坐标曲线形式,当光照强度为光照强度为0时,时,CO2吸收值为吸收值为0,则为,则为真正真正(实际)(实际)光合速率,若是光合速率,若是负值则为净光合速率负值则为净光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物若所给数值为有光条件下绿色植物的的测定值测定值,则为,则为净光合速率净光合速率。判定方法判定方法光照强度光照强度光合速率光合速率光饱和点光饱和点实际光合作用速率实际光合作用速率净光合作用速率净光合作用速率7注意以下几条基本原理:注意以下几条基本原理:.在有光和无光条件下,植物都能够进
4、行呼吸作用。.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。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。净生产量=实际光合作用量呼吸作用量。光合作用和呼吸作用的计算总结光合作用和呼吸作用的计算总结呼吸速率、净光合速率的测定:呼吸速率、净光合速率的测定:测量测量 烧杯中装烧杯中装 条件条件 呼吸速率呼吸速率 净光合速率净光合速率NaOH NaOH 黑暗黑暗 NaHCONaHCO3 3 光下光下 测定方法测定方法(1)(1)呼吸速率:呼吸速率:将植物置于黑暗中,测定实验容器中将植物置于黑暗中,测定实验容器中CO2CO2增加量、增加量、O2O2减少量或有减少量或有
5、机物减少量。机物减少量。(2)(2)净光合速率:净光合速率:将植物置于光下,测定实验容器中将植物置于光下,测定实验容器中O2O2增加量、增加量、CO2CO2减少量或有机减少量或有机物增加量。物增加量。影响光合作用的因素外部因素外部因素反应条件:反应条件:光光、温度温度、必需矿质元素必需矿质元素反应原料:反应原料:CO2浓度浓度、水水多因子影响:多因子影响:内部因素内部因素植物种类不同植物种类不同同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同的生长发育阶段同一植物在不同部位的叶片同一植物在不同部位的叶片叶龄叶龄叶面积指数叶面积指数一、内部因素对光合作用速率的影响一、内部因素对光合作用速率的影响 曲线
6、分析:曲线分析:在外界条件相同的情况下,光在外界条件相同的情况下,光合作用速率由合作用速率由弱弱到到强强 依次是依次是_ _。幼苗期、营养生长期、开花期。幼苗期、营养生长期、开花期。应用:应用:根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,适时、适量地提供水肥及其他环境条件适时、适量地提供水肥及其他环境条件,以使植物,以使植物茁壮成长。茁壮成长。1 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农农作物、果树管理后期适当摘除作物、果树管理后期适当摘除老叶老叶、残叶残叶2 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(叶龄叶龄)曲线分
7、析:曲线分析:应用:应用:随幼叶不断生长,叶面积不断随幼叶不断生长,叶面积不断 增大增大 ,叶内,叶内叶绿体叶绿体不断增多,不断增多,叶绿素叶绿素 含量不断增加,光合速含量不断增加,光合速率不断增加(率不断增加(OA段)。段)。壮叶时,叶面积、叶绿体、叶壮叶时,叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态,光合速率绿素都处于稳定状态,光合速率基本稳定(基本稳定(AB段)段)老叶时,随叶龄增加,叶内老叶时,随叶龄增加,叶内 叶绿素叶绿素 被破坏,光合速率下降被破坏,光合速率下降(BC段)。段)。3.与植物自身的遗传性有关,与植物自身的遗传性有关,如阴生植物、阳生植物如阴生植物、阳生植物;OA段段随叶面积
8、的增大,光合作用实际随叶面积的增大,光合作用实际量不断增大,量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点。点为光合作用面积的饱和点。超过超过A点,光合作用不再增强,原因是有很点,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。多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段段干物质量随光合作用增强而增加。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积累量不断降低如BC段。段。应用措施:应用措施:叶面积指数不能超过叶面积指数不能超过 点,否则点,否则植物将入不敷
9、出,无法生活下去。植物将入不敷出,无法生活下去。D增加光合作用面积,如增加光合作用面积,如合理密植、间作和套种;合理密植、间作和套种;适当间苗、修剪,合适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免陡长,理施肥、浇水,避免陡长,封行过早,使中下层叶子封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。造成不必要的浪费。4 4、叶面积指数:、叶面积指数:(光合面积光合面积)(1010上海)上海)光合速率也受光合产物从叶中输出速率光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。某植物正处于结果期,如右图。若只的影响。某植物正处于结果期
10、,如右图。若只留一张叶片,其他叶片全部摘除,如右图,则留一张叶片,其他叶片全部摘除,如右图,则留下叶片的光合速率留下叶片的光合速率 ,原因,原因是是 。枝条上仅剩一张叶片,总光合产枝条上仅剩一张叶片,总光合产物减少,但物减少,但结果期的植物对营养结果期的植物对营养的需要量大,的需要量大,因此叶中光合作用因此叶中光合作用产物会迅速输出,故光合速率增产物会迅速输出,故光合速率增加。加。增加增加练练 习习二二.环境因素环境因素对光合作用强度的影响及应用对光合作用强度的影响及应用1.1.光照光照.光质光质(光的波长光的波长).光照时间:光照时间:应用:延长光合作用时间应用:延长光合作用时间 大田:复种
11、(一年种两茬或三茬)大田:复种(一年种两茬或三茬)温室:人工光照温室:人工光照复色复色(白色白色)光光 蓝紫光蓝紫光 红光红光 绿光绿光 B:光补偿点光补偿点:光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度,光合作用和呼吸作用达到平衡时的光照强度,或者光合作用吸收的或者光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用释放量等于呼吸作用释放CO2的量的量C:光饱和点:光饱和点:光合速率最大时的光照强度,光合速率最大时的光照强度,光合速率达到最大值,随光照强度增强光合速率达到最大值,随光照强度增强 光合作用强度不再增强。光合作用强度不再增强。A点:光照强度为零,只有呼吸作用点:光照强度为零,只有呼吸作用光光照照强强度度
12、光补偿点移动规律如下:光补偿点移动规律如下:(1)若呼吸速率增加,)若呼吸速率增加,光补偿点应光补偿点应右移右移,反之则,反之则左移左移(2)若呼吸速率基本不变,)若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应下降时,光补偿点应右移右移,反之应反之应左移左移 (1)阴生植物的呼吸速率、光补偿点、光饱和点一般比阳生植)阴生植物的呼吸速率、光补偿点、光饱和点一般比阳生植物低。物低。(2)适当提高温度或增加)适当提高温度或增加CO2浓度,光饱和点增大(浓度,光饱和点增大(移)。移)。右右光饱和点移动规律如下:光饱和点移动规律如下:对应例题对应例题2:下列相关叙述,正确
13、的是下列相关叙述,正确的是 ()A如果光照强度适当降低,如果光照强度适当降低,a 点左移,点左移,b 点左移点左移 B如果光照强度适当降低,如果光照强度适当降低,a 点左移,点左移,b 点右移点右移 C如果光照强度适当增强,如果光照强度适当增强,a 点右移,点右移,b 点右移点右移 D如果光照强度适当增强,如果光照强度适当增强,a 点左移,点左移,b 点右移点右移【解析解析】光合作用强度受光照强度和光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线浓度的综合影响。分析曲线图可知:图可知:a点时,点时,CO2吸收速率为吸收速率为0,此时叶片光合作用强度等于呼吸作用,此时叶片光合作用强度等于呼
14、吸作用强度,强度,b点时,点时,CO2吸收速率最大,吸收速率最大,CO2浓度达到饱和点。当光照强度适浓度达到饱和点。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浓度只有小浓度只有小于于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。点左移。光照强度增强,光能增多,光反应增强,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浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素,因此最大值的主要因素,因此CO2浓度只有大于浓度只有大于b点时的浓度,光合
15、作用强度点时的浓度,光合作用强度才能达到最大值,故才能达到最大值,故b点右移。此题的答案为点右移。此题的答案为D。D考点归纳考点归纳(1010上海)上海)分析有关植物光合作用的资料,回答问题。在一定浓分析有关植物光合作用的资料,回答问题。在一定浓度的度的COCO2 2和适当的温度条件下,测定和适当的温度条件下,测定A A植物和植物和B B植物在不同光照条植物在不同光照条件下的光合速率,结果如下表,据表中数据回答问题。件下的光合速率,结果如下表,据表中数据回答问题。(1 1)与)与B B植物相比,植物相比,A A植物是在植物是在 光照条件下光照条件下生长的植物,判断的依据是生长的植物,判断的依据
16、是_ 弱光弱光 因为因为A A植物在光饱和时光照强度低于植物在光饱和时光照强度低于B B植物(植物(A A植物在光合速植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于率与呼吸速率相等时的光照强度低于B B植物)植物)(2 2)当光照强度为)当光照强度为9 9千勒克司时,千勒克司时,B B植物的总光合速率植物的总光合速率 是是 (mg CO2/100 cm2mg CO2/100 cm2叶叶小时)。小时)。当光照强度为当光照强度为3 3千勒克司时,千勒克司时,A A植物与植物与B B植物固定植物固定 的的CO2CO2量的差值为量的差值为_ _ (mg CO2/100 cm2mg CO2/100 cm2
17、叶叶小时)小时)测呼吸速率原理测呼吸速率原理 测光合速率原理测光合速率原理 黑暗处,只进行呼吸作用黑暗处,只进行呼吸作用 消耗消耗O2,产生的,产生的CO2被被NaOH吸收吸收 气压下降气压下降,液滴左移,液滴左移 液滴左移的距离(体积)即液滴左移的距离(体积)即为为O2的消耗量也即呼吸速率的消耗量也即呼吸速率 适宜光下,光合作用呼吸作用适宜光下,光合作用呼吸作用 光合作用产生的光合作用产生的O2多于呼吸作多于呼吸作用吸收的用吸收的O2,而,而CO2维持稳定维持稳定气压增大气压增大,液滴右移,液滴右移 液滴右移的距离(体积)即为液滴右移的距离(体积)即为O2的产生量也即净光合速率的产生量也即净
18、光合速率 练练 习习(1 1)乙植物在)乙植物在1 1天内(天内(1212小时白天,小时白天,1212小时黑夜),要使有机物小时黑夜),要使有机物 积累量为正值,白天平均光照强度必须大于积累量为正值,白天平均光照强度必须大于_Klx_Klx4 4 练练 习习(2 2)甲植物在光照强度为)甲植物在光照强度为8Klx8Klx时,时,5 5小时中单位叶面积光合作用小时中单位叶面积光合作用 固定固定CO2CO2mgmg,而植物从环境中实际吸收,而植物从环境中实际吸收CO2CO2的的 速度为速度为_mg/h_mg/h单位叶面积。单位叶面积。25 25 3 3 练练 习习(3 3)当在)当在_Klx_Kl
19、x光照强度条件下,甲植物的实际光照强度条件下,甲植物的实际 光合速度与乙植物最大的实际光合速度相同。光合速度与乙植物最大的实际光合速度相同。5 5 将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。下列对该表下列对该表数据分析正确的是数据分析正确的是练练 习习A A昼夜不停地光照,温度在昼夜不停地光照,温度在55时该植物不能生长时该植物不能
20、生长B B昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是3030C C每天交替进行每天交替进行1212小时光照、小时光照、1212小时黑暗,温度均保持在小时黑暗,温度均保持在2020的的 条件下,该植物积累的有机物最多条件下,该植物积累的有机物最多D D每天交替进行每天交替进行1212小时光照、小时光照、1212小时黑暗,温度在小时黑暗,温度在3030时,该时,该 植物积累的有机物是温度在植物积累的有机物是温度在1010时的时的2 2倍倍答案:答案:C C2、温度、温度影响影响酶酶的活性的活性光合作用是在光合作用是在 的催化下的催化下的,温度直接影响的,温度直
21、接影响 ;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 温室栽培中,白天可温室栽培中,白天可_,夜,夜间间_,适当,适当_,从而提高作物产量(有机物积累量)从而提高作物产量(有机物积累量)。适当提高温度适当提高温度适当降低温度适当降低温度提高昼夜温差提高昼夜温差阴雨天白天适当阴雨天白天适当_,维持昼夜温差。,维持昼夜温差。降温降温 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是是2525、3030,如图
22、曲线表示该植物在,如图曲线表示该植物在2525时光合时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到3030的条件下(原光照强度和的条件下(原光照强度和CO2CO2浓度不变),从理论浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动分别是上讲,图中相应点的移动分别是A.aA.a点上移,点上移,b b点左移,点左移,m m值增加值增加 B.aB.a点上移,点上移,b b点左移,点左移,m m值不变值不变C.aC.a点下移,点下移,b b点右移,点右移,m m值下降值下降D.aD.a点下移,点下移,b b点不移,点不移,m m值上升值上升答案答案:C:C 曲线分析:曲线
23、分析:CO2浓度很低时,绿色植物不能进行光合作用浓度很低时,绿色植物不能进行光合作用,达到一定,达到一定含量时才开始进行光合作用,并在含量时才开始进行光合作用,并在一定范围内一定范围内,光合速率随,光合速率随CO2浓度增大而加快;当浓度增大而加快;当CO2达到一定浓度时,再增加达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光浓度,光合速率也不再增加,甚至减弱(因为细胞呼吸被抑制),这时合速率也不再增加,甚至减弱(因为细胞呼吸被抑制),这时的的CO2浓度称为浓度称为CO2饱和点饱和点(B、F点)点);而植物光合速率和呼吸;而植物光合速率和呼吸速率相等时的速率相等时的CO2浓度称为浓度称为CO2补偿点补偿点(
24、E点)点);A、D点点进行光进行光合作用所需合作用所需CO2的最低浓度的最低浓度。3.CO2浓度(曲线如下所示):浓度(曲线如下所示):真真正正光光合合速速率率CO2浓度浓度ABCO2浓度浓度吸吸收收CO2释释放放CO2CEFD 应用应用(1)温室温室可通过放干冰的方法来提高室内可通过放干冰的方法来提高室内CO2的浓度。的浓度。(2)大田大田中:控制好农作物的密度(中:控制好农作物的密度(合理密植)合理密植)和水和水肥管理,使农田后期通风良好;肥管理,使农田后期通风良好;增施有机肥,使土壤微生物分解有机物增多,放出增施有机肥,使土壤微生物分解有机物增多,放出CO2增多;增多;深施深施NH4HC
25、O3肥料。肥料。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acbde有机物积累有机物积累 【例【例3】将某植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调】将某植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室节小室CO2浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作浓度,在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以吸收用的强度(以吸收CO2速率表示)测定结果如图速率表示)测定结果如图2所示,所示,下列相关叙述正确的是下列相关叙述正确的是 A、如果光照强度适当降低,、如果光照强度适当降低,a点左移,点左移,b点左移点左移 B、如果光照强度适当降低,、如果光照强度适当降低,a点左移,点左移,b
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