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第三课时
光合作用的影响因素及应用
第三单元
一、光合作用强度(速率)
(1)概念：
植物在单位时间内通过光合作用制造的糖类的数量
(2)表示方法：
植物在单位时间内光合作用
制造或产生有机物的量
固定或消耗CO2的量
产生或制造02的量
以上表示方法的是植物的总光合速率或称为真正、实际光合速率即v总
注意：
总光合速率
净光合速率（v净）
植物在单位时间内光合作用
积累有机物的量
吸收CO2的量
释放02的量
v总
v总 、v净与v呼三者关系：
= v净+ v呼
释放O2
吸收CO2
（可以测得）
（可以测得）
O2
CO2
（1）植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例
a、阴生植物 在弱光条件下比在强光条件下生长良好的植物。如蕨类、兰科植物石斛等
阳生植物 在强光条件下比在弱光条件下生长良好的植物。如玉米、杨、柳等常见植物。
1、内部因素
二、影响光合作用强度的因素及应用
b、阴生植物与阳生植物的光合作用强度
0
CO2释放量
CO2吸收量
A＇、A表示光补偿点即光合速率等于呼吸速率时的光照强度
B‘、B表示光饱和点即光合速率达到最大时的最低光照强度
A＇
A
B＇
B
光照强度
阴生植物
阳生植物
曲线解读
①A＇、A与B＇、B的含义
②阳生植物的光补偿点和饱和点均比阴生植物高
应用 农业生产上一般采用阳生植物与阴生植物间作
农业生产上间作实例
(2) 叶龄、叶绿素含量、酶的活性和数量对光合作用的影响
适时摘除老叶
①OA段为幼叶
②AB段为壮叶
a、曲线分析
随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,酶的活性和含量不断增加，光合速率不断增大。
叶片的面积、叶绿体和叶绿素含量都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。
随叶龄的增加，叶片中叶绿素被破坏，光合作用相关酶活性下降，光合速率也随之下降。
③BC段为老叶
b、应用
（3）有机物的输出情况 、气孔导度、 C5（RuBP）含量等
应用：适时喷施植物激素中的__ ，起到调节气孔开度的作用。叶片的有机物输出越多快，其光合速率越快。若将一株植物的果实去除，其光合速率就_________，两片相邻的叶片，若一片遮光，另一片叶的光合速率会________。
越慢
增强
脱落酸
原理：有机物的积累、气孔导度、C5含量直接影响暗反应，进而影响光合作用强度。
D
1、图像分析:0A段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是___________________________。
OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于_____________________________
____________________________________________，所以干物质积累量不断降低(BC段)。
从 点是植物不再生长的点
2、应用分析:适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封顶过早，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。
（4）植物叶面积指数
A点以后光合作用强度不再增加，
但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量（OC段)不断增加
有很多叶被遮挡，光照不足（光照处于光补偿点以下）
D
a.光质（不同波长,不同颜色光）
①原理 由于色素主要吸收可见光________________，吸收_________最少，故单色光中，红光下光合速率最高，蓝紫光次之，__________最差。不同波长的光对光合作用的影响不同。注意：与红光相比，白光（复色光）下光合作用最强；能量相同时，单色光光合效率高
②应用（1）温室大棚使用___________________的玻璃（或薄膜）（可保证照进的是白光）（2）人工补光等光照强度时，补单色光效率高
2、外部因素：光、CO2浓度、温度、水、矿质元素等
（1）光包括光照强度、光质、光照时间
蓝紫光和红光
绿光
无色透明
绿光
①原理：光照强度通过影响植物的 反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率 ，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应速率加快，从而使光合作用产物增加。
b.光照强度【单位：勒克斯（lx）】
②曲线分析随光照强度增强，光合作用强度
也逐渐增强,光照强度达到C点对应的光照强度时，光合作用强度最大，光照强度达到D点对应的光照强度时，光合作用强度下降。
③特殊点 A点光照强度为0，此时只进行 。
，B点为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度 细胞呼吸强度。C点光饱和点，光合作用强度最大时的最低光照强度。
光
加快
细胞呼吸
等于
CO2释放量
CO2吸收量
A
B
C
D
0
应用
A
B
C
D
0
CO2释放量
CO2吸收量
温室生产中，适当增强光照强度和延长光照时间以提高光合速率，使作物增产。
1、A点叶肉细胞合成ATP场所？
思考应用
A点叶肉细胞合成ATP场所为细胞质基质
2、B点叶肉细胞合成ATP的细胞器？
B点叶肉细胞合成ATP细胞器为线粒体、叶绿体
3、曲线上呼吸速率大于光合速率的区段为 ，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是 色素、C5含量、 的数量和活性，外部因素是 等除光照强度之外的环境因素。
酶
AB段，不包括A、B点
CO2浓度
光照强度太强使光合速率下降的原因
可能破坏光合作用结构；气孔导度下降，影响暗反应，进而影响光合速率
拓展应用
图中光照强度至少要达到——点，植物才能正常生长
图中OD段呼吸作用消耗有机物的量可
表示为　　　,光合作用产生有机物的量
可表示为　　　　。(用S1、S2、S3和数
学符号表示) ，判断OD段植物能否生长需
知 —— 是否＞0
S1+S2
S3+S2
S3-S1
B
温度、CO2浓度、圆叶片的大小及生长状况等
c.实验探究环境因素对光合作用强度的影响
圆形小叶片含有气体上浮 叶片下沉 充满细胞间隙，叶片上浮。
②实验变量
自变量
因变量
①实验原理
无关变量
抽气
光合作用产生02
光照强度
单位时间圆形小叶片上浮的数量或浮起相同数量的叶片所用的时间长短
③
防止改变温度。若为热光源，可在灯与烧杯之间放盛水的玻璃柱
取生长旺盛的绿叶，避开有大叶脉的地方
沉到盛有清水的烧杯底，置于黑暗处
缓慢拉动注射器活塞，可重复2-3次
冷光源，功率相同时，改变距离；距离相同，改变灯的功率
净光合速率
在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用也不断增强。
④实验结论：
思考讨论
为确保溶液中CO2含量相同且充足，圆形小叶片可以放入 溶液中，浓度不能过高，原因________________
浓度过高叶片失水影响光合作用
NaHCO3
注意：本实验测得是净光合速率，曲线没有从原点开始
①原理：CO2影响 反应阶段，
制约 的形成。
②曲线分析:
在一定范围内CO2浓度增加，光合速率增加；达到CO2饱和点，增加CO2浓度，光合速率不在增加；继续增加C02浓度，光合速率下降。
图中A′A点表示C02补偿点;B点和B′点都表示CO2饱和点。图2OA‘段表示CO2浓度太低不进行光合作用
③应用：农田：采用“正其行，通其风”多施农家肥
温室大棚 采用放干冰，与猪舍、鸡舍连通，多施农家肥等方法。
二.影响光合作用的因素及应用
（2）CO2浓度
暗
C3
3、图一中若为植物体的CO2补偿点，此时叶肉细胞的呼吸速率 （填＜、＞、＝）若为叶肉细胞的CO2补偿点，则植物体的呼吸速率 光合速率（填＜、＞、＝）。
思考：1、生产上给庄稼使用农家肥原因是什么？
2、C02浓度过高使光合速率下降的原因？
原因是有机物在微生物的分解下产生了大量的 CO2和无机盐 。
原因是抑制细胞呼吸，影响光合产物运输，使光合速率下降。
＞
＜
限制B点以后光合作用强度的内因是_____________________________________________；外因是_____________________________________
思考讨论
C5的含量、酶的数量和活性、ATP和【H】的含量等
光照强度、温度、水等
CO2的浓度不变的情况下，适当增加光照强度，图一中的A、B点如何变化？
B点往右移，A点往左移
对光合作用有利时，补偿点往左移，饱和点往右移
对光合作用不利时，补偿点往右移，饱和点往左移
归纳总结：
（3）温度
A.原理：温度通过影响 影响
光合作用。
B.曲线分析:
酶的活性
思考：高温为什么使光合速率下降？
一方面，高温降低了光合作用相关酶的活性。另一方面，温度太高，植物气孔关闭，吸收CO2减少
C.应用：冬季，温室栽培白天可适当______温度；晚上可适当_______温度，以降低_________________________________。
升高
降低
细胞呼吸，减少有机物的消耗
最适温度
（1）AB段随温度升高，酶活性升高，光合作用增强；B点酶活性最高，光合作用最强，BC段超过最适温度，随温度升高酶活性下降，光合作用下降
呼吸作用
光合作用
（2）光合作用酶比呼吸作用酶对温度敏感。
（4）水分、矿质元素
A.原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的 ，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，影响CO2进入植物体内。
介质
C.应用:
在农业生产中，可根据作物的需水、需肥规律，合理灌溉，合理施肥。
B.曲线分析:
在一定范围内，光合速率随水或矿质元素量的增加而增大。
或矿质元素
无机盐主要影响色素、酶、ATP等与光合作用有关的物质的形成
思考讨论：1、土壤中水份是不是越多越好？
2、在一定浓度范围内，增大矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但超过一定浓度后，光合速率为什么会下降？
因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透作用失水，导致光合速率下降
土壤水份过多会造成土壤缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生酒精，出现烂根。无氧呼吸产生能量少，影响根对矿质元素的吸收。
①曲线解读 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断增强Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
三、多因子对光合作用的影响
②应用：温室栽培时，光照强度适宜时，白天适当提高温度，同时适当增加 ，当温度适宜时，可适当增加 和CO2浓度均可以提高光合速率。温室可采用补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等控制光强和温度
CO2浓度
光照强度
(1)A点时叶肉细胞中 02的移动方向是
。
B点时植物光合作用制造的有机物的量——
(填“大于”“小于”或“等于）细胞呼吸消耗
的有机物的量。
(2)据图分析,光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对
温度的敏感度 (填“高”或“低”),温室栽培该植物，为获得最大经济效益,应控制温度为——
(3)限制 AB段CO2吸收速率的主要因素是 图中 点光合作用制造的有机物是细胞呼吸消图中耗有机物的2倍。(4)研究者分别用 12%的 O2和22%的02对两组幼苗的根系进行持续供氧，一段时间后,测得用12%的 O2，处理的植株的干重显著低于另一组，原因是 ————————————————————————————
1、研究者选取某植物幼苗进行了无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,请分析回答下列相关问题:
考向练习
从叶绿体移向线粒体
大于
高
20℃
温度
B、D
根呼吸速率下降，影响根对无机盐的吸减少，从而使光合作用固定的有机物减少
2、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．正确的是（ ）
A．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
B．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
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
B
3、科学家研究 CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。请据图判断，下列叙述错误的是（ ）
A.光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同
B.光照强度为b时,造成曲线I和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a~b时，曲线I、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线I、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高
D
4. 图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2 浓度的关系，下列说法正确的是（ 　）
　　A. CO2浓度大于 a 时，甲才能进行光合作用
　　B. 适当增加光照强度， a 点将左移
　　C. CO2浓度为 b 时，甲、乙总光合作用强度相等
　　D. 甲植物体内 [H] 的含量在CO2浓度为 b 时比在 a 时高
B
4. 图示适宜条件下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2 浓度的关系，下列说法正确的是（ 　）
　　A. CO2浓度大于 a 时，甲才能进行光合作用
　　B. 适当增加光照强度， a 点将左移
　　C. CO2浓度为 b 时，甲、乙总光合作用强度相等
　　D. 甲植物体内 [H] 的含量在CO2浓度为 b 时比在 a 时高
B
课堂练习

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