影响光合作用的因素
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影响光合作用的环境因素
影响光合作用的环境因素
光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
下面是小编为大家整理的影响光合作用的环境因素,仅供参考,欢迎阅读。
影响光合作用的环境因素
1.光照;
2.二氧化碳;
3.温度;
4.矿质元素;
5.水分。
在适宜的范围内,温度越高,光合作用强度越强,当温度过高时,光合作用强度减低。
二氧化碳浓度越高,光合作用强度越大。
水越丰富,光合作用强度越大。
光合作用
光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的`过程。
其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
光合作用的过程
光合作用的过程是一个比较复杂的问题,从表面上看,光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程,但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。
根据现代的资料,整个光合作用大致可分为下列3大步骤:
①原初反应,包括光能的吸收、传递和转换;②电子传递和光合磷酸化,形成活跃化学能(ATP和NADPH);③碳同化,把活跃的化学能转变为稳定的化学能(固定CO2,形成糖类)。
影响“光合作用”的因素及相关曲线分析一、影响光合作用的因素(一)光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CO 2的速度也相应增加。
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CO 2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO 2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CO 2浓度的限制。
蚕豆(阳生植物)和酢浆草(阴生植物)的光合速率与光照强度的关系光补偿点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。
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,必须栽培于阴湿条件下。
2.光照时间:延长光照时间,可增加光合作用合成时间。
从而提高农作物产量。
3.光质:光质也影响植物的光合速率,白光为复色光,光合作用能力最强,单色光中红色光作用最快,蓝、紫光次之,绿光最差。
4.日变化:光合速率在一天当中有变化,一般与太阳辐射进程相符合。
无云的晴天,从早晨开始,光合作用逐渐加强,中午达到高峰,以后逐渐降低,到日落则停止,成为单峰曲线。
但当晴天无云而太阳光照强烈时,光合进程便形成双峰曲线。
※ 在生产上的应用①适当提高光照强度。
②延长光合作用时间。
③增加光合作用面积——合理密植。
④对温室大棚用无色透明玻璃。
若要降低光合作用则用有色玻璃,如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合作用较白光弱,但较其他单色光强。
光合作用的影响因素影响光合作用的因素可分为内部因素和外部因素。
一、内部因素主要是叶片和光合产物输出(源库流关系)。
叶片的结构和叶片的叶龄。
叶片的结构如叶片厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。
它们受遗传因素和环境因素的共同作用。
植物叶片栅栏组织细胞长,排列紧密,叶绿体密度大,叶绿素含量高,光合活性也高,而海绵组织中情况则相反。
阳生植物叶栅栏组织要比阴生植物叶发达,因而阳生叶有较高光合速率。
此外,C4植物因为叶片具有花环结构等特性,光合作用速率通常大于C3植物。
光合作用随叶龄增长出现“低-高-低”的规律。
嫩叶叶片组织发育不健全,叶绿体小,片层结构不发达,光和色素含量低,捕光能力弱,光合酶含量与活性低,因此表观光合速率低。
随着幼叶的成长,光合速率不断提高。
当叶片伸展至叶面积最大和厚度最大时,光合作用速率达最大值。
以后随着叶片衰老,叶绿体含量与Rubisco酶活性下降,以及叶绿体内部结构的解体,光合速率下降。
源库流关系影响光合速率。
光合作用场所的光合产物是“源”,如果源库流受到影响,光合产物就会积累,当积累达一定水平之后,会影响光合速率,其主要原因有:○1反馈抑制。
例如,蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性,使F-6-P的积累又反馈抑制果糖-1,6-二磷酸酯酶活性,是细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加,从而影响CO2固定。
○2淀粉粒的影响。
叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中的淀粉合成和淀粉粒的形成,过多的淀粉粒一方面会压迫和损伤叶绿体,另一方面,由于淀粉粒对光有遮挡,从而阻碍光合膜对光的吸收。
二、外部因素有光照、CO2、温度、水分和矿质营养等。
光照光强-光合曲线,也称光响应曲线。
在暗中无光合作用,CO2(图中OA段为呼吸速率)。
随CO2扩散和固定速率的影响。
有很大差别。
光补偿点高的植物一般光饱和点也高,草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物;阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物。
影响光合作用的因素
光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
以下是一些影响光合作用的因素:
1. 光强度:光合作用的速率受到光强度的影响。
较高的光强度通常会促进更多的光合作用。
2. 温度:适宜的温度可以促进酶的活性,从而增加光合作用的速率。
然而,过高或过低的温度都会抑制光合作用。
3. 二氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用的原料之一。
较高的二氧化碳浓度可以增加光合作用速率,而较低的浓度则会限制光合作用。
4. 水的供应:水是光合作用的必需品,因为它是光合作用中的电子供体。
适量的水可以维持光合作用的进行,而水的限制会降低光合作用速率。
5. 叶绿素含量:叶绿素是植物中的主要光合色素,它能够吸收阳光中的光能。
充足的叶绿素可以提高光合作用的效率。
这些因素的变化都会对光合作用的速率和效率产生不同程度的影响。
《影响光合作用的环境因素》知识清单光合作用是绿色植物将光能转化为化学能,并将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
这一过程对于地球上的生命至关重要,它不仅为植物自身的生长和繁殖提供了物质和能量基础,也为其他生物提供了食物和氧气。
而光合作用的效率会受到多种环境因素的影响,下面我们就来详细了解一下。
一、光照光照是光合作用的能量来源,其强度、光质和光照时间都会对光合作用产生影响。
1、光照强度在一定范围内,光合作用速率随光照强度的增加而增加。
但当光照强度达到一定值时,光合作用速率不再增加,此时的光照强度称为光饱和点。
不同植物的光饱和点不同,阳生植物的光饱和点高于阴生植物。
在光照强度低于光补偿点时,植物的光合作用速率低于呼吸作用速率,植物不能积累有机物。
2、光质不同波长的光对光合作用的影响不同。
叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,因此这两种光的光合作用效率较高。
在农业生产中,可以通过使用不同颜色的塑料薄膜来改变光质,从而提高光合作用效率。
3、光照时间光照时间越长,植物积累的有机物越多。
但植物也有一定的光周期现象,即植物的开花、结果等生理过程受到光照时间长短的调控。
二、温度温度通过影响酶的活性来影响光合作用。
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应中的酶对温度的变化不敏感,而暗反应中的多种酶的活性在一定温度范围内随温度的升高而增强,超过一定温度则会下降。
一般来说,植物光合作用的最适温度在 25 30℃之间。
在低温环境下,酶的活性降低,光合作用速率下降;高温会破坏叶绿体和细胞质的结构,使酶变性失活,从而影响光合作用。
三、二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用的原料之一,其浓度的高低直接影响光合作用的速率。
在一定范围内,光合作用速率随二氧化碳浓度的增加而增加。
但当二氧化碳浓度达到一定值时,光合作用速率不再增加,此时的二氧化碳浓度称为二氧化碳饱和点。
大气中的二氧化碳浓度通常较低,是限制光合作用的一个重要因素。
在农业生产中,可以通过增施农家肥、通风换气等措施来增加二氧化碳浓度,提高光合作用效率。
【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1.单因子因素(1)光照强度①原理分析:光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段,制约ATP和[H]的产生,进而制约暗反应阶段。
②图像分析:A点时只进行细胞呼吸;AB段随着光照强度的增强,光合作用强度也增强,但是仍然小于细胞呼吸强度;B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度;BC 段随着光照强度的增强,光合作用强度也不断增强;C点对应的光照强度为光饱和点,限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。
③应用分析:欲使植物正常生长,则必须使光照强度大于B点对应的光照强度;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)光照面积①图像分析:OA段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点。
随叶面积的增大,光合作用强度不再增加,原因是有很多叶被遮挡,光照不足。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用强度不再增加,但叶片随叶面积的不断增加,呼吸量(OC段)不断增加,所以干物质积累量不断降低(BC段)。
②应用分析:适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。
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。
(3)CO2浓度①原理分析:CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段,制约C3生成。
②图像分析:图1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2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应用分析:大气中的CO2浓度处于OA′段时,植物无法进行光合作用;在农业生产中可通过“正其行,通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度,提高光合作用速率。
(4)温度①原理分析:是通过影响酶活性进而影响光合作用。
②图像分析:低温导致酶的活性降低,引起植物的光合作用速率降低,在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强;温度过高会引起酶活性降低,植物光合速率降低。
影响光合作用的因素分析及应用:1、内部因素(1)植物种类不同光合作用速率不同。
(2)同一叶片的不同生长发育时期光合作用速率不同。
2、单因子外界因素对光合作用速率的影响(1)光照强度:①曲线分析:曲线1:表示在一定的光照强度范围内..........,光合作用的速率随着光照强度的增加而加快,超过一定的强度,光合作用速率不再加快。
(图中S点表示实行光合作用所需要的最低光照强度,Q点对应的光照强度称为光饱和点。
)曲线2:●A点光照强度为零,只实行细胞呼吸,A点即表示植物呼吸速率。
●AB段表示随光照强度增强,光合作用逐渐增强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;B点表示细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度,称B为光补偿点。
●BC段表示随光照强度持续增强,光合作用强度持续增强,到C点以上不再增强了。
C点对应的光照强度为光饱和点。
(C点对应的CO2吸收值表示表观光合速率)②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如虚线所示,在林生产上间作、套种、林带树种的配置,合理采伐都要考虑阳生植物要给予较强的光照,阴生植物不需要太强的光。
(2)CO2浓度:①曲线分析:曲线1:表示在一定的..范围内...,光合作用的速率随着CO2浓度的增加而加快,超过一定的...浓度浓度,光合作用速率不再加快。
(图中S点表示实行光合作用所需要的最低CO2浓度,Q点对应的CO2浓度称为CO2饱和点。
)曲线2:●A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度。
AB表示随CO2浓度增加,光合作用持续增强,到B点以上不再增强了。
B点对应的光照强度为CO2饱和点。
(B点对应的CO2吸收值表示表观光合速率)②应用:在农业生产上能够通过“正其行,通其风”,增施农家肥等措施适当提升CO2浓度,提升光合作用速率。
(3)温度:①曲线分析:温度是通过影响与光合作用相关酶的活性而影响光合作用的速率的。
探究光合作用的影响因素实验光合作用是一种重要的生物化学过程,它使植物能够将光能转化为化学能,进而合成有机物。
在进行光合作用实验时,我们常常会通过改变一些影响因素来观察其对光合作用速率的影响。
本文将探究几个常见的影响因素实验,包括光照强度、二氧化碳浓度和温度。
一、光照强度对光合作用的影响光照强度是指单位面积上光的能量流密度,它对光合作用有着直接的影响。
为了探究光照强度对光合作用的影响,我们可以选择不同光照强度下的植物进行实验。
实验步骤:1. 收集同一种植物的苗作为实验材料。
2. 将苗分为几组,分别置于不同光照强度下,如强光、弱光和遮光。
3. 在相同的时间段内,测量每组苗的光合作用速率。
结果观察与分析:我们可以发现,在强光条件下,光合作用速率较高;而在弱光条件下,光合作用速率下降;在遮光条件下,光合作用速率进一步降低或甚至停止。
这说明光照强度对光合作用有着显著的影响,较高的光照强度能够提高光合作用速率。
二、二氧化碳浓度对光合作用的影响二氧化碳是光合作用的底物之一,它对光合作用速率也有重要影响。
为了研究二氧化碳浓度对光合作用的影响,我们可以调节二氧化碳浓度,并观察光合作用速率的变化。
实验步骤:1. 准备同一种植物的苗作为实验材料。
2. 分为几组,分别置于不同二氧化碳浓度的环境中,如高浓度、常浓度和低浓度。
3. 测量每组苗的光合作用速率,并记录下结果。
结果观察与分析:我们会发现,当二氧化碳浓度较高时,光合作用速率也较高;而当二氧化碳浓度较低时,光合作用速率下降。
这表明二氧化碳浓度是影响光合作用速率的重要因素,较高的二氧化碳浓度可以促进光合作用的进行。
三、温度对光合作用的影响温度是影响光合作用速率的另一个重要因素。
为了探究温度对光合作用的影响,我们可以在不同温度下进行实验。
实验步骤:1. 选择合适的植物苗作为实验材料。
2. 将苗分为几组,分别放置于不同温度的环境中,如高温、常温和低温。
3. 测量每组苗的光合作用速率,并记录下实验结果。