1、光合作用（二）光合作用（二） - -光合速率的影響因光合速率的影響因素素光合速率（光合強度）：光合速率（光合強度）：是指是指一定量的一定量的植物（如一定的葉面積）植物（如一定的葉面積）在在單位時間單位時間內內進行多少光合作用。進行多少光合作用。提高植物的光合速率提高植物的光合速率提高農作物產量提高農作物產量研究環境因素研究環境因素應用于農業生產應用于農業生產表示方法表示方法: :一定量的植物在單位時間內光合作用一定量的植物在單位時間內光合作用產生糖的量產生糖的量或或消耗消耗COCO2 2的量的量或或產生產生O O2 2的量的量如在某溫度某光照強度下，一個小時內，每如在某溫度某光照強度下，一個小

2、時內，每100100平方平方厘米葉片消耗的二氧化碳為厘米葉片消耗的二氧化碳為44mg44mg，則光合作用強度，則光合作用強度可表示為可表示為44mgCO44mgCO2 2/100cm/100cm2 2小時。小時。（2011 2011 年浙江高考）下列有關葉綠體及年浙江高考）下列有關葉綠體及光合作用的敘述，正確的是光合作用的敘述，正確的是判斷：判斷：C C與夏季相比，植物在冬季光合速率低的與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短主要原因是光照時間縮短走近高考走近高考規律規律: :葉片由小到大的過程中葉片由小到大的過程中, ,葉面積逐漸增大葉面積逐漸增大, ,葉肉細葉肉細胞中葉綠體

3、逐漸增多胞中葉綠體逐漸增多, ,光合作用效率逐漸增強光合作用效率逐漸增強. .生長到一生長到一定程度定程度, ,葉片面積和光合色素等達到穩定狀態葉片面積和光合色素等達到穩定狀態, ,光合作用光合作用效率也基本穩定效率也基本穩定. .伴隨著葉片的衰老伴隨著葉片的衰老, ,部分色素遭到破壞部分色素遭到破壞, ,光合作用效率有所下降光合作用效率有所下降. .應用應用: :合理密植合理密植, ,適當修剪適當修剪, ,增加有效光合作用面積增加有效光合作用面積, ,提高提高光能利用率光能利用率. .摘除老葉摘除老葉, ,殘葉殘葉. .相關激素：細胞分裂素相關激素：細胞分裂素 6CO2 + 12H2O光能光

4、能葉綠體葉綠體C6H12O6+ 6H2O + 6O2 CO2CO2濃度濃度 水水 分分 光光 照照 礦質元素礦質元素 溫溫 度度某研究性學習小組想研究影響海藻光合作用的環境因某研究性學習小組想研究影響海藻光合作用的環境因素。素。該小組把海藻放在光照為該小組把海藻放在光照為500lux500lux，COCO2 2濃度為濃度為0.3%0.3%的條的條件下，發現海藻光合作用非常弱。你會怎樣設計實驗件下，發現海藻光合作用非常弱。你會怎樣設計實驗繼續進行探究呢？繼續進行探究呢？方案一方案一光強度光強度800lux800lux，COCO2 2濃度不變。濃度不變。 結果：光合速率增強。結果：光合速率增強。改

5、進一改進一光強度不變，光強度不變，COCO2 2濃度濃度1%1%。 結果：光合速率不變。結果：光合速率不變。改進二改進二結論：在光強度較低的條件下，結論：在光強度較低的條件下， 是光是光合作用的限制因素。合作用的限制因素。方案二方案二該小組根據方案一持續提高光強度至該小組根據方案一持續提高光強度至5000lux5000lux，這，這時海藻光合作用強度不再增強，為什么時海藻光合作用強度不再增強，為什么? ?該小組在光強度該小組在光強度5000lux5000lux下，提高下，提高COCO2 2濃度濃度1%1%，這，這時海藻光合速率增強。時海藻光合速率增強。方案三方案三光強度光強度光照光照500lu

6、x500lux光照光照800lux800luxCOCO2 2濃度濃度1%1%COCO2 2濃度濃度0.3%0.3%光飽和點光飽和點光合速率光合速率P PQ Q綜上所述：光照強度和綜上所述：光照強度和COCO2 2濃度都會影響海藻燈的濃度都會影響海藻燈的光合速率。光合速率。光合速率光合速率光飽和點光飽和點原理分析：光照強度是通過影響原理分析：光照強度是通過影響光反應階段光反應階段，制，制約約ATPATP和和NADPHNADPH的產生，進而制約碳反應階段的產生，進而制約碳反應階段 在一定范圍內，光在一定范圍內，光合作用速率隨合作用速率隨光強光強度的度的增加而增大，但當增加而增大，但當光強光強度度增

7、加到一定數值后，增加到一定數值后，光合作用速率不再增加光合作用速率不再增加。光照光照適當提高光強度適當提高光強度例如：溫室大棚采用無色透明玻璃；合理密例如：溫室大棚采用無色透明玻璃；合理密 植；合理采伐，適當修剪。植；合理采伐，適當修剪。農業指導農業指導 在一定范圍內，光合作用速率隨在一定范圍內，光合作用速率隨CO2濃度濃度的增加而增大，但當的增加而增大，但當CO2濃度增加到一定范圍濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。后，光合作用速率不再增加。農業指導農業指導適當提高適當提高C0C02 2濃度濃度例如：多施有機肥，通風，化學燃燒法，放一定量例如：多施有機肥，通風，化學燃燒法，放一定量的

8、干冰。的干冰。原理分析：原理分析：COCO2 2濃度是通過影響濃度是通過影響碳反應碳反應階段，制階段，制約約三碳酸三碳酸的生成。的生成。曲線分析：圖曲線分析：圖1 1和圖和圖2 2都表示在一定范圍內，光合作用速都表示在一定范圍內，光合作用速率隨率隨COCO2 2濃度的增加而增大，但當濃度的增加而增大，但當COCO2 2濃度增加到一定范圍濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。后，光合作用速率不再增加。兩圖中的兩圖中的B B 和和BB都表示都表示COCO2 2飽和點。飽和點。區分圖區分圖1 1和圖和圖2 2中中A A和和AA含義含義? ?A A： COCO2 2補償點即光合作用速率等于細胞呼

9、吸速率時補償點即光合作用速率等于細胞呼吸速率時 的的COCO2 2濃度濃度A A ：表示進行光合作用所需：表示進行光合作用所需COCO2 2的最低濃度的最低濃度該小組還想就溫度對光合速率的影響進行探究，該小組還想就溫度對光合速率的影響進行探究，他們設計了他們設計了2 2組實驗，實驗方案如下：組實驗，實驗方案如下：原來溫度原來溫度t1 t1 ，提高了，提高了55。結果：光合速率增強。結果：光合速率增強。原來溫度原來溫度t2 t2 ，提高了，提高了55。 結果：光合速率下降。結果：光合速率下降。第一組第一組第二組第二組問題：請分析第一組和第二組的實驗結果，將分析過問題：請分析第一組和第二組的實驗結

10、果，將分析過程結合曲線說明。程結合曲線說明。方案四方案四原理分析：溫度主要是通過影響與光合作用有原理分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關的關的酶的活性酶的活性而影響光合作用速率。而影響光合作用速率。B B點表示：點表示： ；BCBC段表示：段表示： ； 此溫度條件下，光合速率最高此溫度條件下，光合速率最高超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降超過最適溫度，光合速率隨溫度升高而下降溫度溫度農業指導農業指導 冬天，溫室栽培可適當提高溫度，夏冬天，溫室栽培可適當提高溫度，夏天也可適當降低溫度。白天調到光合作天也可適當降低溫度。白天調到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚用最適溫度，以提高光合作

11、用速率；晚上適當降低溫室的溫度，以降低細胞呼上適當降低溫室的溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物的積累。吸，保證植物有機物的積累。H H2 2O O是光合作用的是光合作用的原料原料，也是光合產物在植物體內，也是光合產物在植物體內運運輸輸的介質。但植物光合作用消耗的水分是其吸收水分的介質。但植物光合作用消耗的水分是其吸收水分的很小一部分，的很小一部分，作為原料對光合作用影響很小。作為原料對光合作用影響很小。 植物缺水，氣孔關閉，嚴重影響植物缺水，氣孔關閉，嚴重影響COCO2 2的吸收，的吸收，空氣中空氣中COCO2 2通常使植物處于饑餓狀態，所以氣通常使植物處于饑餓狀態，所以氣孔關閉將嚴重影響植

12、物的碳反應過程孔關閉將嚴重影響植物的碳反應過程 。植物缺水，體內礦質元素運輸受影響，植物相關物質植物缺水，體內礦質元素運輸受影響，植物相關物質合成受阻也會影響光合作用合成受阻也會影響光合作用 。水分太多，影響植物呼吸作用，嚴重還會引起植物爛水分太多，影響植物呼吸作用，嚴重還會引起植物爛根根 。相關激素：脫落酸相關激素：脫落酸（20122012浙江高考浙江高考) )某植物在停某植物在停止供水和恢復供水條件下止供水和恢復供水條件下, ,氣孔氣孔開度開度( (即氣孔開放程度即氣孔開放程度) )與光合與光合速率的變化如圖所示。請回答速率的變化如圖所示。請回答: :走近高考走近高考(1)(1)停止供水后

13、停止供水后, ,光合速率下降。這是由于水是光合速率下降。這是由于水是的的原料原料, ,又是光合產物在植物體內又是光合產物在植物體內的主要介質。的主要介質。(2)(2)在溫度、光照相同的條件下在溫度、光照相同的條件下, ,圖中圖中A A點與點與B B點相比點相比, ,光飽和點光飽和點低的是低的是點點, ,其主要原因是其主要原因是_。光合作用光合作用運輸運輸B BB B點缺水點缺水, ,氣孔開度小氣孔開度小,CO2,CO2吸收少吸收少, ,光合作用弱光合作用弱( (答出一項即可答出一項即可) )NN：P P：磷脂、磷脂、K K：MgMg： N,Mg,Fe,MnN,Mg,Fe,Mn等是葉綠素合成所必

14、須的的元素等是葉綠素合成所必須的的元素,K,P,K,P參與碳水化合物代謝參與碳水化合物代謝, ,缺乏時會影響糖類的轉變和運缺乏時會影響糖類的轉變和運輸輸,P,P參與葉綠體膜的構成及光合作用中間產物的轉變參與葉綠體膜的構成及光合作用中間產物的轉變和能量的傳遞和能量的傳遞. . 在在一定濃度范圍內，增大必需元素的供應一定濃度范圍內，增大必需元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水，會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水而萎蔫。而萎蔫。水、礦質元素水、礦質元素合理灌溉、合理施肥合理灌溉、合理施肥農業指導農業指導

15、 光照強度、溫度和光照強度、溫度和CO2濃度對光合作用的濃度對光合作用的影響是影響是綜合性綜合性的，但在某些情況下會有一個的，但在某些情況下會有一個起起限制性限制性的主要因素。的主要因素。 如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要如：夏季早晨和正午光合作用下降，主要因素分別是光照強度、因素分別是光照強度、CO2等。等。曲線分析：曲線分析：P P點時，限制光合作用速率的因素應為橫坐標所表示的點時，限制光合作用速率的因素應為橫坐標所表示的因子因子，隨其因子的不斷加強，光合作用速率不斷提高。當到，隨其因子的不斷加強，光合作用速率不斷提高。當到Q Q點時點時，橫坐標所表示的因素不再是影響光合作用速率的因子

16、，橫坐標所表示的因素不再是影響光合作用速率的因子，要想提，要想提高光合作用速率，可適當提高圖示中的其他因子。高光合作用速率，可適當提高圖示中的其他因子。提高農作物產量的措施提高農作物產量的措施( (提高單位面積土地的光能利用率提高單位面積土地的光能利用率) )延長光合作用時間延長光合作用時間: :增加光合作用面積增加光合作用面積: :提高凈光合作用速率提高凈光合作用速率: :提高光合作用強度提高光合作用強度 ( (光合速率光合速率) )輪種輪種, ,補充光照補充光照合理密植合理密植, ,間作套種間作套種控制適宜光照強度控制適宜光照強度控制光質控制光質控制控制COCO2 2供應供應控制必須礦質元

17、素供應控制必須礦質元素供應維持適當的晝夜溫差維持適當的晝夜溫差注：延長光合作用時間注：延長光合作用時間-輪種輪種; ;增加光合作用面積增加光合作用面積-間間種種, ,套種套種; ;可提高農作物的產量可提高農作物的產量, ,但不能提高光合作用速率但不能提高光合作用速率. . 初夏在密閉透明薄膜大棚內，一天中的光照強度與初夏在密閉透明薄膜大棚內，一天中的光照強度與棚內植物制造有機物量分別如圖中曲線棚內植物制造有機物量分別如圖中曲線、曲線、曲線所示所示。在采取某項措施后，棚內植物制造有機物量如圖中曲。在采取某項措施后，棚內植物制造有機物量如圖中曲線線所示。采取的這項措施是所示。采取的這項措施是 (

18、( ) ) A A降低溫度降低溫度 B B提高溫度提高溫度 C C增加增加COCO2 2濃度濃度 D D增加增加O O2 2濃度濃度C C下圖中表示盛夏一天下圖中表示盛夏一天2424小時中，植物吸收和釋放小時中，植物吸收和釋放COCO2 2量的變化，盛夏植物午休現象的原因？量的變化，盛夏植物午休現象的原因？CO2吸收量吸收量CO2釋放量釋放量0時間時間ACDEFGHIBJ思考：思考：影影響響因因素素過程過程外因外因過程過程場所場所過過程程光光 合合 作作 用用光反應光反應碳反應碳反應類囊體膜（光合膜）類囊體膜（光合膜）水光解為水光解為H H+ +、O O2 2和和e e- -、ADP+Pi+ADP+Pi+能量能量ATPATPH H+ +e+e- -+NADP+NADP+ +NADPHNADPH場所場所葉綠體基質葉綠體基質卡爾文循環卡爾文循環3RuBP+