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1、影响光合作用的因素及应用影响光合作用的因素及应用201107影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？ CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）Mg、N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影响。酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；光照强度、光质、光照时间；气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭CO2供应供应影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？内因：内因：外因：外因：光（强度、光质）光（强度、光质） CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分 酶的种类、数量酶的种类、数
2、量叶面指数（疏密）叶面指数（疏密）mg/dmmg/dm2 2hh 净光合速率净光合速率=实际光合速率实际光合速率呼吸速率呼吸速率1、光、光 对应训练：对应训练：(07年高考山东卷年高考山东卷) 以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光指标，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。下列分析正确的是如图所示。下列分析正确的是( )A.光照相同时间，光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与30时相时相等等B.光照相同时间，在光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多条件
3、下植物积累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，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量相等A 制造的、产生的制造的、产生的 值值测定的、积累的测定的、积累的 值值总总净净应用：应用：控制好光强控制好光强 措施：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，至少要在光补偿点之上；少要在光补偿点之上； 根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强根据阳生植物和阴生植物对光照的不同
4、要求，控制光照强弱。弱。2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最进行光合作用所需最低外界低外界CO2浓度浓度B:CO2饱和点饱和点光合速率光合速率0外界外界CO2浓度浓度A BA:呼吸作用强度呼吸作用强度C: CO2补偿点补偿点 S:CO2饱和点饱和点应用：应用：温室栽培时适当提高温室栽培时适当提高CO2的的浓度浓度措施：措施：大田生产大田生产“正其行，通其风正其行，通其风”，即为提高，即为提高CO2浓度、增加产量。提高光合作用速率。浓度、增加产量。提高光合作用速率。 对应例题对应例题1：（10全国卷）全国卷） 下列四种现象中，可以用下下列四种现象中，可以用下图表示的是（图表示的是（ ） A、
5、在适宜条件下光合作用强度随、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化含量的变化 B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化、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、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化含量随时间的变化 D、理想条件下种群数量随时间的变化、理想条件下种群数量随时间的变化解析：解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；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，不会项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直
6、为增函数，不会出现饱和效应；出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了；项对应的曲线就更不正确了；D项曲线为种项曲线为种群的群的“J”型增长曲线。型增长曲线。Ammg/dmmg/dm2 2hh 净光合速率净光合速率=实际光合速率实际光合速率呼吸速率呼吸速率1、光、光2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最进行光合作用所需最低外界低外界CO2浓度浓度B:CO2饱和点饱和点光合速率光合速率0外界外界CO2浓度浓度A BA:呼吸作用强度呼吸作用强度C: CO2补偿点补偿点 S:CO2饱和点饱和点对应例题对应例题2：下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是 （ ）A如果光照强度适当降低，如果光照强度
7、适当降低，a 点左移，点左移，b 点左移点左移 B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a 点左移，点左移，b 点右移点右移 C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点右移，点右移，b 点右移点右移 D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a 点左移，点左移，b 点右移点右移【解析】【解析】光合作用强度受光照强度和光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线浓度的综合影响。分析曲线图可知：图可知：a点时，点时，CO2吸收速率为吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，强度，b点时，点时，CO2吸收速率最大，吸收速率最大
8、，CO2浓度达到饱和点。浓度达到饱和点。当光照强度适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，此时只需要小于当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时只需要小于a 的的CO2浓度就能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故浓度就能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故a点左移点左移。光照光照强度增强，光能增多，光反应增强，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浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此值的主要因素，因此CO2浓度只有大于浓度只有大于b点时的浓度，光合作用强度才能点时的浓度，光合作用强度才能达到最大值，故达到最大值，故b点右移
9、。点右移。此题的答案为此题的答案为D。D3.温度温度4.矿质元素矿质元素 矿质元素是光合作用的产物矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响就会影响ATP、NADPH的合成；缺少的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。就会影响叶绿素的合成。应用措施：应用措施：合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。进叶片面积增大，提高酶的合成率
10、，提高光合作用速率。 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；缺水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；缺水会直接影响到光合作用。水会直接影响到光合作用。水分是植物蒸腾的对象。缺水水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭气孔关闭CO2进入进入受阻受阻间接影响光合作用间接影响光合作用应用措施：应用措施：根据作物需水规律合理灌溉。根据作物需水规律合理灌溉。植物夏季为何植物夏季为何“午休午休”？对应例题：对应例题：导致植物夏季中午光合作用导致植物夏季中午光合作用“午休午休”的的直接原因是（直接原因是（ ） A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水 B
11、.温度过高，酶活性降低温度过高，酶活性降低 C.气孔关闭气孔关闭,缺乏缺乏CO2 D.呼吸作用过强呼吸作用过强,无有机物积累无有机物积累C6.叶龄叶龄OA段段幼叶。随幼叶的不断生幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段段壮叶。叶片面积、叶绿壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。合速率稳定。BC段段老叶。随叶龄的增加，老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。下降。 应用措施：应用措施：农作物、果树管理后期
12、农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗可降低其呼吸作用消耗有机物。有机物。 内因：内因：外因：外因：基因决定酶种类基因决定酶种类数量不同数量不同光（强度、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分不同植物光合作用不同；不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结影响光合作用因素总结1.光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径途径措施或方法措施或方法延长光照时间延长光照
13、时间补充光照补充光照增大光合增大光合作用面积作用面积间作、合理密植间作、合理密植提高光合提高光合作用效率作用效率控制适宜光强、提高控制适宜光强、提高CO2浓度浓度(如通风如通风)、合理施、合理施肥肥(供应适量必需矿质元素供应适量必需矿质元素)提高净光合提高净光合作用速率作用速率维持适当昼夜温差维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降白天适当升温，晚上适当降温温)2.光合速率与呼吸速率的关系光合速率与呼吸速率的关系(二氧化碳的释放或吸二氧化碳的释放或吸收量）收量）植物在黑暗条件下测得的数值为呼吸速率。植物在黑暗条件下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绿色植物组织在
14、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（二氧化碳吸收进行，测得的数据为净光合速率（二氧化碳吸收量）。量）。实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：实际光合速率净光合速率呼吸速率实际光合速率净光合速率呼吸速率三者的常用表示方法：三者的常用表示方法：6(2010浙江理综浙江理综，29，)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适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“改变植物组织培养改变植物组织培养 条件缩短试管苗适应过程条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜
15、温度下进行，图甲的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和和 图乙表示其中的两个实验结果。图乙表示其中的两个实验结果。请回答：请回答：(1)图甲的实验是在大气图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中的培养基中 和和 更高。更高。(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内内CO2浓度变化曲浓度变化曲线。图中线。图中bc段段CO2浓度升高缓慢是因为浓度升高缓慢是因为 ，cd段段CO2浓度急剧下降是因为试管苗浓度急剧下降是因为试管苗 。若。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速
16、率点时打开培养瓶塞，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、根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、 和和 可缩短试管苗的适应过程。可缩短试管苗的适应过程。光合速率光合速率 光饱和点光饱和点 CO2浓度过高使细胞呼吸减弱浓度过高使细胞呼吸减弱 进行光合作用吸收了进行光合作用吸收了CO2 提高提高适当提高适当提高CO2浓度浓度 适当提高光照强度适当提高光照强度 解析：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。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因变量是光合速率，指真正光合
17、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。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，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，温度都会影响呼吸速率，温度不变，只能考虑不变，只能考虑CO2浓度过高。浓度过高。cd段段CO2浓度急剧下降说明试管苗光浓度急剧下降说明试管苗光合速率远远大于呼吸速率。合速率远远大于呼吸速率。d点点CO2浓度低于大气，浓度低于大气，CO2浓度已成为限制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，提高因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞
18、，提高CO2浓度，光合速浓度，光合速率提高。率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养条件，提高光合速率，从本实验的核心是改变植物组织培养条件，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。的、相等的、不是变量，不予考虑。8(
19、2010安徽理综安徽理综，29，)为探究影响光合作用强度的因素，将同为探究影响光合作用强度的因素，将同 一品种玉米苗置于一品种玉米苗置于25条件下培养，实验结果如图所示。请回答：条件下培养，实验结果如图所示。请回答：(1)与与D点相比，点相比，B点条件下限制玉米点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是吸收量的因素是_，C点条件下限制玉米点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是吸收量的主要因素是_。(2)实验结果表明，在实验结果表明，在 的条件下施肥效果明显。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
20、玉米的光能利用率。措施能提高玉米的光能利用率。光照强度光照强度(或光强或光强) 土壤含水量土壤含水量 土壤含水量土壤含水量40%60% 合理密植合理密植解析解析：(1)由图示曲线知：由图示曲线知：D点与点与B点相比，土壤含水量、施肥情况相同，点相比，土壤含水量、施肥情况相同，而光强不同。而光强不同。D点与点与C点相比，光强、施肥情况相同，而土壤含水量不点相比，光强、施肥情况相同，而土壤含水量不同，故与同，故与D点相比，点相比，B、C点条件下限制玉米点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素分别吸收量的主要因素分别是光强与土壤含水量。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判断
21、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：在土壤含水量吸收量的变化幅度，由图示知：在土壤含水量40%60%条件下施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。能利用率。四、综合应用能力四、综合应用能力9(2010江苏生物江苏生物，33)不同生态环境对植不同生态环境对植 物光合速率会产生影响。某课题组测定物光合速率会产生影响。某课题组测定 生长于生长于A地地(平原平原)和和B地地(山区山区)银杏叶片银杏叶片 不同时间的光合速率，结果如图。不同时间的光合速率，结果如图。 (1)植物
22、中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环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 境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿 素。素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表：采样日期采样日期(月日月日)A地银杏叶绿素含量地银杏叶绿素含量(mg/g)B地银杏叶绿素含量地银杏叶绿素含量(mg/g)总量总量游离型游离型结合型结合型总量总量游离型游离型结合型结合型712.340.112.232.430.212.22812.300.122.182.360.292
23、.07911.920.211.712.110.581.531011.580.291.291.750.810.941111.210.410.801.441.050.39请完成总叶绿素含量与采样日期请完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图。关系的二维曲线图。答案答案：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，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，还应加入还应加入 。经快速研磨、。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，试管内的氧含量后，试管内的氧含量 。(3)a、b是是7月月1日和日和10月月1日日B地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测地银杏叶绿体亚显微结构典型照片，推测_(填字母填字母)是是10月月1日的叶绿体照片，理由是日的叶绿体照片，理由是结合型叶绿素含量降低结合型叶绿素含量降低酒精酒精(丙酮丙酮)、碳酸钙、石英砂、碳酸钙、石英砂(二氧化硅二氧化硅) 基本不变基本不变 a 10月月1日的光合速率日的光合速率低，低，a中叶绿体中的类囊体膜结构破坏中叶绿体中的类囊体膜结构破坏。