影響光合作用的因素及曲線分析

1、】影響光合作用的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用1. 單因子因素(1) 光照強(qiáng)度 原理分析：光照強(qiáng)度影響光合速率的原理是通過影響光反響階段，制約ATP和H的產(chǎn)生，進(jìn)而制約暗反響階段。 圖像分析：A點(diǎn)時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；AB段隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)， 光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng)，但是仍然小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；B點(diǎn)時代謝特點(diǎn)為光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；BC段隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)；C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，限制 C點(diǎn)的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。 應(yīng)用分析：欲使植物正常生長，那么必須使光照強(qiáng)度大于 B點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度； 適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。(2) 光照面積 圖像分析：0

2、A段說明隨葉面積的不斷增大， 光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn) 為光合作用面積的飽和點(diǎn)。隨葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不再增加，原因是有很 多葉被遮擋，光照缺乏。OB段說明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(0C段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段) 應(yīng)用分析：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，防止徒長。封行過早，使中 下層葉子所受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。(3)CO2濃度 原理分析：CO2濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反響階段，制約C3生成。 圖像分析：圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼

3、吸速率時的C02濃度，即C02補(bǔ)償點(diǎn)，而圖2中的A'點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需 CO2的最低濃度；兩圖中的B和B'點(diǎn)都表示C02飽和點(diǎn)，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度增加而增大。 應(yīng)用分析：大氣中的 CO2濃度處于0A段時，植物無法進(jìn)行光合作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風(fēng)和增施農(nóng)家肥等措施增加C02濃度，提高光合作用速率。溫度 原理分析：是通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用。 圖像分析：低溫導(dǎo)致酶的活性降低， 引起植物的光合作用速率降低，在一定 范圍內(nèi)隨著溫度的升高酶活性升高進(jìn)而引起光合速率也增強(qiáng)；溫度過高會引起酶活 性降低，植物光合速率降低晚上 應(yīng)用分析：溫

4、室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率;適當(dāng)降低溫室的溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物積累。(5)必需礦質(zhì)元素 圖像分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供給，可提高光合作用 速率，但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。 應(yīng)用分析：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。2. 多因子因素(1) 曲線分析：P點(diǎn)時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)?Q點(diǎn)時，橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影 響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。

5、(2) 應(yīng)用：溫室栽培時，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時，要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和 C02濃度以提高光合速率。易錯警示 光合作用影響因素中的2個易忽略點(diǎn)(1)易忽略溫度改變對光合作用的影響。溫度改變時，不管是光反響還是暗反 應(yīng)均會 受影響，但主要影響暗反響，因?yàn)閰⑴c暗反響的酶的種類和數(shù)量都比參 與光反響的多。(2)易忽略C02濃度對光合作用的影響。C02濃度很低時，光合作用不能進(jìn)行;當(dāng)C02濃度大于某值時，光合作用才能進(jìn)行。對于植物來說，也存在CO2的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)，C02濃度過大時，會抑制植物的呼吸

6、作用，進(jìn)而影響到光合作用?！径客饨绛h(huán)境變化對C3 C5的影響請結(jié)合下列圖，分析當(dāng)光照與C02濃度發(fā)生如表變化時，表格中相關(guān)信息如何填充條件C3C5H和ATP模型分析光照由強(qiáng)到 弱, C02供給不變增加減少減少或沒有光照由弱到強(qiáng)，CO2供給不變減少增加增加光照不變，CO2由充足減少增加增加到缺乏光照不變，CO2由缺乏到充足增加減少減少【三】光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度關(guān)系曲線圖中各點(diǎn)移動1.光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線圖各點(diǎn)涵義光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線圖如圖1所示，a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,那么此時植物只進(jìn)行呼吸作用，該點(diǎn)表示該植物在該溫度下的呼吸作用強(qiáng)度，而且整條曲線的呼吸作用強(qiáng)度不變，因此，在溫度改

7、變的情況下，a點(diǎn)的文職可能上移或下移，進(jìn)一步影響b點(diǎn)和c點(diǎn)的位置。B點(diǎn)表示同一種子在同一時間內(nèi)，光合作用吸收CO2與呼吸作用放出CO2量相等，該點(diǎn)稱之為光補(bǔ)償點(diǎn)，植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時，有機(jī)物形 成和消耗相等，不能夠積累于物質(zhì)，而且夜間好要消耗于物質(zhì)，因此，從全天來看， 植物所需要的最低光照強(qiáng)度必須高于補(bǔ)償點(diǎn)，才能使植物正常生長，一般情況，陽 生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)高于陰生植物。C點(diǎn)光照強(qiáng)度不再為光合作用強(qiáng)度的限制因素，即光合作用不再隨著光照強(qiáng)度增大而增大，此點(diǎn)興盛的原因是電子傳遞反響，酶活性等成為限制因子，CO2代謝與吸收光能不同步，因此，通常認(rèn)為此時光合作用強(qiáng)度被 CO2的濃度限制，植物的 飽和光強(qiáng)與

8、品種、葉片厚度、單位葉面積、葉綠素含量多少等有關(guān)，大體上，陽生植物葉片飽和和光強(qiáng)為 360450mol.m-2s-1或更高，陰生植物的飽和光強(qiáng)為90 180mol m-2s-1，上述飽和光強(qiáng)的數(shù)值是指單葉而言，對群體那么不適用，因?yàn)榇筇镒?物群體對光能利用與單株葉片不同，群體枝葉繁茂，當(dāng)外部光照很強(qiáng)，到達(dá)單葉飽 和光強(qiáng)以上時，而群體內(nèi)部的光照強(qiáng)度仍在飽和強(qiáng)度以下，中、下層葉片就比擬充 分利用全體中的透射光和反射光，群體對光能利用更充分，飽和光強(qiáng)就會上升，因 此，整個曲線圖只能對單株葉片而言，不對整株。2.曲線各點(diǎn)移動的分析2.1溫度在最適溫度以下升高溫度合作用和如圖1所示，如升高溫度，但溫度對

9、光升溫，呼吸J呼吸作用而言，都還在最適溫度以下，那么有，作用加強(qiáng)，且強(qiáng)度遠(yuǎn)大于光合作用，a點(diǎn)向下移動，b點(diǎn)向右移動，需要較強(qiáng)光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物，c點(diǎn)那么向右上方移動，溫度升高，光反響與暗反響的酶活性都升高，那么可利用更強(qiáng)的光照。溫度超過最適溫度另一種升溫對圖象各點(diǎn)移動的影響，那么是光合作用與呼吸作用最適溫度不同， 而且升高溫度，會使其中之一超過最適溫度如下題：例1.假設(shè)某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25和30,如圖曲線表示該植物在25時光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系，假設(shè)將溫度提高到 30的條件 下原光照強(qiáng)度和 CO2濃度不變，理論上分析曲線 C D點(diǎn)位置如何

10、變化？解析：該類題型與前一類題型有一個明顯不同之處，光合作用與呼吸作用最適溫度不同，該題中溫度由 25升高到30，呼吸速率是增大，到達(dá)最適溫度，而光合 作用卻是下降，超過最適溫度，因而有，a點(diǎn)因呼吸作用加強(qiáng)而往下移，c點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，往右移有兩個方面的原因，一方面是呼吸作用加強(qiáng)，需較強(qiáng)的黃找強(qiáng)度才能 產(chǎn)生呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物，另一方面的原因是光合速率下降，產(chǎn)上有機(jī)物 速率也下降，也需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與原來相等的有機(jī)物量。d點(diǎn)那么因溫度超過最適溫度，酶活性下降，而往下移。答案：c點(diǎn)往右移d 點(diǎn)往下移如圖2中虛線所示2. 2 C02濃度C02濃度也是影響光合作用的重要因素之一，C02濃度對光強(qiáng)與光合作用速率關(guān)系曲線圖的影響，一般認(rèn)為是在 C02濃度，不影響呼吸作用的前提下進(jìn)行的，CO2濃度與光合作用速率的關(guān)系曲線圖如圖3所示，從該圖可知，一定范圍內(nèi)提高 CO2濃度，可以促使光合作用，因此，在一定范圍內(nèi)提高C02濃度，光合作用速率與光照強(qiáng)度關(guān)系曲線圖，圖中各點(diǎn)位置應(yīng)如下列圖4虛線所示：a點(diǎn)：不移動。因?yàn)?C02A濃度的適當(dāng)提升，不會抑止呼吸作用b點(diǎn)：不移動。b點(diǎn)限制因子是光照強(qiáng)度，升高 C02濃度不影響該點(diǎn)c點(diǎn)：右上方移動。C點(diǎn)光飽和點(diǎn)，其限制因子為 C02濃度或濕度，適當(dāng)提高C02濃度，可促進(jìn)植物利用更高光強(qiáng)的生物活動2. 3陰生和