影响光合作用的因素及光合作用原理的应用
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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。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。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。
影响光合作用的因素
一、外界条件对光合速率的影响
光合作用的指标是光合速率(photosynthetic rate)。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表
示,一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内,所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数,
叫做表观光合速率(apparent photosynthetic rate)或净光合速率(net photosynthetic rate)。如果我们同时测定其呼吸速率,
把它加到表观光合速率上去,则得到真正光合速率(true photosynthetic rate)。
真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率
(一)光照
光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强度的增加而加快。在一定范围内几乎是呈正相关。但超
过一定范围之后,光合速率的增加转慢;当达到某一光照强度时,光合速率就不再增加,这种现象称为光饱和现象(light
saturation)。各种作物的光饱和点(light saturation point)不同,与叶片厚薄、单位叶面积叶绿素含量多少有关。水稻和棉花
的光饱和点在40~50klx,小麦、菜豆、烟草、向日葵和玉米的光饱和点较低,约30klx。上述光饱和点的数值是指单叶而
言,对群体则不适用。因为大田作物群体对光能的利用,与单株叶片不同。群体叶枝繁茂,当外部光照很强,达到单叶光
饱和点以上时,而群体内部的光照强度仍在光饱和点以下,中、下层叶片就比较充分地利用群体中的透射光和反射光。群
体对光能的利用更充分,光饱和点就会上升。例如,水稻在抽穗期前后到乳熟期,在自然日照条件下,其光照强度与光合
作用的关系基本是直线关系,即光照越强,群体的光合作用越大,也就是说,其群体光饱和点可上升到60~80klx,甚至
更高。
根据对光照强度需要的不同,可把植物分为阳生植物(sun plant)和阴生植物(shadeplant)两类。阳生植物要求充分直
高二生物问题导学单24 请同学们按顺序保存好
2015——2016学年度下学期高一年级生物学科
《光合作用的影响因素及其应用》导学单
(编写:李春辉 高娃 闫丽杰 )
课题:第五章第四节第三课时 课型:问题综合解决课 时间 :
学习目标:1、学生通过对光合作用过程的分析能够总结出影响光合作用的因素。
2、学生通过举例能够理论联系实际,说出在生产实践中光合作用的应用。
3、学生通过练习能够初步分析说明有关光合作用和呼吸作用的相关曲线。
学习重点:学生能够自主分析光合作用的影响因素及应用。
学习难点:学生通过练习能够初步分析相关的曲线。
【自主学习】
一:光合作用归纳
1.光反应
①条件:光、叶绿素、____。
②场所:叶绿体________。
③物质变化:将水分解成____和O2。
④能量变化:将光能转变成___
2.暗反应
①条件:多种____的催化。
②场所:叶绿体内的____中。
③物质变化:CO2首先被一个______固定,生成两个三碳化合物,三碳化合物被[H]还原生成有机物,并将____释放的化学能储存在有机物中。
④能量变化:ATP中的化学能转变为______中稳定的化学能。
3.总反应式____
二:结合光合作用所需的条件,总结影响光合作用的因素有哪些?
【自我检测】
1.科学家在两种二氧化碳浓度和两个温度条件下,研究了不同光强度对黄瓜光合速率的影响,实验结果如图所示,以下相关叙述中不正确的是( ) 备注
A.从图中曲线可以看出,在温度较高或二氧化碳浓度较高的情况下,光强度对光合速率的影响比较显著
B.从图中曲线可以看出,环境因素中的温度、二氧化碳浓度或光强度的降低都能减弱光合作用
光合作用的影响因素和原理的应用
复习
一、下图是光合作用过程图解,请分析后回答下列问题:
1.图中A是 ,B是 ,它来自于 的光解。
2.图中C是 ,它被传递到叶绿体的 部位,用于 。
3.图中D是 ,在叶绿体中合成D所需的能量来自 。
4.图中G是 ,F是 ,J是 。
5.图中的H表示 反应,I表示 反应,H为I提供 和 。
6.如果突然停止光照,C和D F G J 。(填增多/减少)
如果突然降低CO2浓度,C和D F G J 。(填增多/减少)
7.强光下,D从 向 移动
探究点一 探究光照强弱对光合作用强度的影响
1.光合作用强度的表示方法
单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO2的量单位时间内光合作用放出O2的量
2.探究光照强弱对光合作用强度的影响
(1)实验原理:抽去小圆形叶片中的气体后,浮力下降,叶片在水中下沉,光照下叶片进行光合作用产生氧气,充满细胞间隙,浮力增加,叶片又会上浮。光合作用越强,单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。
(2)实验流程
打出小圆形叶片(30片):用打孔器在生长旺盛的绿叶
↓ 上打出(直径=1 cm)
抽出叶片内气体:用注射器(内有清水、小圆形叶片)
↓ 抽出叶片内气体(O2)等
小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入
黑暗处盛有清水的烧杯中,小圆形叶
片全部沉到水底
强、中、弱三种光照处理:取3只小烧杯,分别倒入20 mL富含CO2的清水,各放入10片
↓ 小圆形叶片,用强、中、弱三种光照分别照射