影响光合作用的因素及应用课件.ppt

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1、影响光合作用的因素及应用,1,【问题分析】,什么是光合作用强度？光合作用强度的表示方法有哪些？实验室可测定的是净光合速率还是真光合速率？呼吸速率怎么测定？那总光合速率怎么得到呢？,简单地说，是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。,净光合速率检测指标：CO2的吸收量、有机物积累量和O2释放量总光合速率检测指标：CO2的固定量、O2的产生量和有机物的产生量,2,影响光合作用强度的因素？,(色素、酶）,Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。,光照强度、光质、光照时间；,气体反应物,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,3,影响光合作用强度的因素？,4,两种表示方法有什么区别呢

2、？,1.光,光的三要素：,5,纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？ 如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？ABC点各代表的意义？如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点,C,净光合速率,光合速率（强度）,阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物,净值=总值（实际值）呼吸消耗值,1.光,不过原点的曲线代表的是净值；题干交代“测定”的值一定是净值,6,A,B,光照强度,0,C,S1,S2,S3,呼吸消耗量：净积累量：总光合作用量：,D,E,OA与OD围成的面积（S1+S3）,

3、AC与AE围成的面积呼吸消耗（S2S1）,净值+呼吸消耗量（S2+S3）,7,对应训练：(07年高考山东卷) 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是( ),A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,制造的、产生的 值测定的、积累的 值,总净,8,应用：控制好光强,措施：,大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补

4、偿点之上； 根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。如间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的搭配等。,9,对应例题：下图为四种植物（ ）在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最适于在荫蔽条件下生长的植物是（ ） A、 B、 C、 D、,D,10,2.CO2浓度,A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点,A:呼吸作用强度C: CO2补偿点 S:CO2饱和点,11,应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度,措施：,多施有机肥或农家肥； 大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量； 释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。,12,对应例题1：（

5、10全国卷） 下列四种现象中，可以用下图表示的是（ ） A、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化 B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化 C、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化 D、理想条件下种群数量随时间的变化,解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于0；D项曲线为种群的“J”型增长曲线。,A,m,13,对应例题2：下列相关叙述，正确的是 （ ）A如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移 B

6、如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移 C如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移 D如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移,【解析】光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线图可知：a点时，CO2吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，b点时，CO2吸收速率最大，CO2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CO2浓度只有小于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a点左移。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最大值的主要因素，因此CO2浓度只有大于b点时的浓度，光合作用

7、强度才能达到最大值，故b点右移。此题的答案为D。,D,14,3.温度,应用措施：（1）大田中适时播种（2）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差。（3）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。,生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用？ 。,能,请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、呼吸作用？净光合速率曲线怎样绘制？,15,在温室中栽培农作物，如遇到持续的阴雨连绵天气、为保证作物的产量，对温度的控制应当（ ） A、降低温室温度，保持昼夜温差 B、提高温室温度，保持昼夜温差 C、提高温室温度，昼夜恒温 D、

8、降低温室温度，昼夜恒温,A,对应训练,16,对应例题：下图4条曲线为不同光照、不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%);b适当遮阴（相当于全光照的1/25），CO2浓度为0.03；c为全光照（晴天不遮阴）， CO2浓度为0.03；d为全光照， CO2浓度为1.22%；请据图回答：,净光合速率,40 30 20 10 0 10,10 20 30 40 50,温度0C,（1）根据图中提供信息，你能得出什么结论?,b,c,d,a,光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响。,17,(2)随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用

9、为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？为什么？,（3）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是 否为零？为什么？,（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？,逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大。,不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零,适时播种，控制光照强弱，合理密植，通风透光，增施有机肥等措施提高净光合产量,18,4.矿质元素,矿质元素,矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADP+的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合

10、成。K既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。,应用措施：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。,19,5.水分,水分,水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭CO2进入受阻间接影响光合作用,应用措施：合理灌溉。,植物夏季为何“午休”？,20,对应例题：导致植物夏季中午光合作用“午休”的直接原因是（ ） A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水 B.温度过高，酶活性降低 C.气孔关闭,缺乏CO2 D.呼吸作用过强,无有机物积累,C,21,6.叶龄,OA段幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿

11、素含量增加，光合速率增加。AB段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。,22,7.光合面积（叶面指数）,OA段随叶面积的增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。超过A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。OB段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BC段。,应用措施：,叶面积指数不能超过 点，否则植物将入不敷出，无

12、法生活下去。,D,D,增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种； 适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，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。,23,就是在前一季作物生长后期，播种下一季作物。是一种解决前、后季作物之间季节矛盾的复种方式 。如在小麦成熟之前，在垄间播种棉花。,名词解释,间作：,在一块田地上同时、间隔种植两种作物。如在同时间隔播种玉米和谷子。,增大了光合作用面积；增加了单位土地面积上光合作用时间，提高了光能利用率；同时还有利于不同作物对不同矿质元素的充分吸收；避免了同种作物长时间种植易患某种病虫害的可能。,套种：,意义：,24,

13、光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物光合作用合成的有机物中所含的能量，与这块土地所接受的太阳能之比。,光能利用率,1、延长光合作用时间，如暗处补充光照；一年种2季改为种3季。2、增加光合作用的面积。如合理密植、间作套种等。3、控制光强、光质、CO2、温度、矿质元素、水分等。,提高光能利用率措施：,25,内因：外因：,基因决定酶种类数量不同,影响光合作用因素总结,26,多因子影响,27,呼吸速率、净光合速率的测定：,测量什么? 、 。烧杯中装 、 。条件？ 、 。,呼吸速率 光合速率,NaOH,黑暗,NaHCO3,光下,28,测呼吸速率原理 测光合速率原理,黑暗处，只进行呼吸作用,消耗O2，

14、产生的CO2被NaOH吸收,气压下降 ，液滴左移,液滴左移的距离（体积）即为O2的消耗量也即呼吸速率,光下，光合作用呼吸作用,光合作用产生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2维持稳定,气压增大 ，液滴右移,液滴右移的距离（体积）即为O2的产生量也即净光合速率,29,谢谢！,30,*蒸腾比率：植物消耗1摩尔水，通过光合作用固定的CO2微摩尔数。A、CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显B、两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨C、由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠D、两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于355 molmol

15、-1,（09四川卷）大气中CO2浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。为探究有关生态因子的变化对植物的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。下列相关分析，不正确的是（ ）,C,31,光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用,32,(2)光合速率与呼吸速率的关系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。真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率净光合速率呼吸速率三者的常用表示方法：,33,6(2010浙江理综，29，

16、)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适 应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养 条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和 图乙表示其中的两个实验结果。,34,请回答：(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中 和 更高。(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化曲线。图中bc段CO2浓度升高缓慢是因为 ，cd段CO2浓度急剧下降是因为试管苗 。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率_。(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、 和 可缩短试管苗的适应过程。,光合速率,光饱和点,CO2浓

17、度过高使细胞呼吸减弱,进行光合作用吸收了CO2,提高,适当提高CO2浓度,适当提高光照强度,35,解析：(1)图甲中自变量有两个：一是光照强度大小，二是是否加蔗糖。因变量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的试管苗光合速率和光饱和点较高。(2)bc段没有光合作用，只有呼吸作用，CO2浓度上升缓慢肯定是呼吸速率慢，温度和CO2都会影响呼吸速率，温度不变，只能考虑CO2浓度过高。cd段CO2浓度急剧下降说明试管苗光合速率远远大于呼吸速率。d点CO2浓度低于大气，CO2浓度已成为限制因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞，提高CO2浓度，光合速率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养

18、条件，提高光合速率，从而缩短试管苗的适应过程。影响光合作用的外界因素有：光照长短与强度、光的成分、温度、水分、无机盐等，从本题的变量来看只能考虑无糖培养基、适当提高CO2浓度和适当提高光照强度，其他因素都是适宜的、相等的、不是变量，不予考虑。,36,三、实验与探究能力,7(2010福建理综，26，)东海原甲藻(简称甲藻)是我国东海引发赤潮 的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理 提供重要信息。 (一)某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验： 将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、 7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12

19、h，然后在适宜光照等相同条 件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实 验结果绘制成下图。,37,(1)本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定_吸收量来计算净光合速率。(2)黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到 ，这是控制实验的_变量。,CO2,原设定的pH,自,38,(3)若甲藻长时间处于pH为10.0条件下，甲藻_(能、不能)正常生长繁殖，请据图分析并说明原因：(4)实验表明，甲藻光合作用适宜pH为6.09.0。但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的

20、 有关。,不能,因为长时间处于pH为10.0条件下，,甲藻的净光合速率为负值，甲藻不能正常生长繁殖。,富营养化(N、P含量),(二)研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为1530，最适温度为25左右，当温度为9和33时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在下图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。,39,(二)见图,解析：(一)(1)净光合速率的表示方法有多种。可以通过测定氧气的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量等来计算净光合速率。(2)该实验的自变量为藻液的pH，需要严格控制实验的自变量。(3)只有当净光合速率为正值时，植物才能正常生长

21、繁殖。(4)海水的富营养化是引发赤潮的主要原因。(二)由题干信息，可确定曲线最高点对应的温度及与横轴的交点。,40,8(2010安徽理综，29，)为探究影响光合作用强度的因素，将同 一品种玉米苗置于25条件下培养，实验结果如图所示。请回答：,(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是_，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是_。(2)实验结果表明，在 的条件下施肥效果明显。除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取_措施能提高玉米的光能利用率。,光照强度(或光强),土壤含水量,土壤含水量40%60%,合理密植,41,解析：(1)由图示曲线知：D点与B点相比，土壤含

22、水量、施肥情况相同，而光强不同。D点与C点相比，光强、施肥情况相同，而土壤含水量不同，故与D点相比，B、C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素分别是光强与土壤含水量。(2)判断施肥效果的标准是对比施肥前后植物CO2吸收量的变化幅度，由图示知：在土壤含水量40%60%条件下施肥效果明显。合理密植可有效增加光合作用面积，进而提高玉米的光能利用率。,42,四、综合应用能力,9(2010江苏生物，33)不同生态环境对植 物光合速率会产生影响。某课题组测定 生长于A地(平原)和B地(山区)银杏叶片 不同时间的光合速率，结果如图。 (1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环 境因素影响

23、下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿 素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：,43,请完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。答案：,44,从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是 。(2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入 。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下23 min后，试管内的氧含量 。(3)a、b是7月1日和10月1日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测_(填字母)是10月1日的叶绿体照片，理由是,结合型叶绿素含量降低,酒精(丙酮)、碳酸钙、石英砂(二氧化硅),基本不变,a,10月1日的光合速率,低，a中叶绿体中的类囊体膜结构破坏,。,45,