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光合作用
与能量（III）
自学教材P105，5min内自学完成以下内容：
1.光合作用强度指的是什么？可以用什么观测指标来衡量？
2.影响光合作用的环境因素有哪些？
3.探究环境因素对光合作用强度的影响
四.光合作用原理的应用
六.光合作用的强度和影响因素
1.光合作用强度：植物在　 ????通过光合作用制造糖类的数量
单位时间内
2.观测指标
① 单位时间内光合作用产生O2的量
② 单位时间内光合作用固定CO2的量
③ 单位时间内光合作用产生有机物的量
CO2 +
H2O
(CH2O) +
O2
光能
叶绿体
六.影响光合作用强度的因素
内因：
（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,如图所示
阳生植物的呼吸作用强度、光补偿点、光饱和点、最大光合作用强度均高于 阴生植物
应用
在农作物种植时,将阳生农作物与阴生农作物间作或套种，可提高农作物的光能利用率
拓展延伸
间种（作）、套种、轮种
（1）阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低农业生产上一般间作
原因是：
①两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分。
②两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。
拓展延伸
（2）延长光合作用时间，通过轮作或套作
轮作：在同一块田地上，按预定的种植计划，轮换种植不同的作物【连作：在同一块地上长期连年种植一种作物】
原因是：
（1）不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同，根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同，轮作还可以均衡利用土壤中的矿质元素。
（2）每种作物都有一些专门为害的病虫杂草，轮作能够改变原有的食物链，防止病虫害；抑制杂草生长，减轻草害。
玉米，轮作花生
水稻，蘑菇轮作
拓展延伸
（3）延长光合作用时间，通过 轮作或套作
套作：在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式
玉米套种花生
果园套种油菜
六.影响光合作用强度的因素
内因：
（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
（3）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
要求：对各线段及字母含义进行分析
在一定范围内，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,光合作用强度不断增加
应用
农作物、果树管理后期适当摘除老叶残叶保证植物及时换新叶,同时可降低其呼吸作用对有机物的消耗
光（光强、光质）、CO2浓度、温度、矿质元素、水等
强度、波长光照时间
浇水
矿质元素
温度、光照
温度
pH
CO2浓度
六.影响光合作用强度的因素
六.影响光合作用强度的因素
光照强度
A
B
C
光补偿点
CO2释放速率
o
纵坐标的值实指净光合速率
A点对应的纵坐标的绝对值实指呼吸速率
光饱和点
最大净光合速率
呼吸速率
总光合速率
其大小主要受温度影响
CO2吸收速率
外因（主要外因）：
（1）光照强度
原理:影响光反应阶段,制约ATP及 NADPH的产生,进而制约暗反应
应用:温室大棚适当提高光照强度(如阴天时补光)可以提高光合速率
当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率
辨析：总光合量、净光合量和呼吸量
（1）相关曲线
（2）曲线分析：曲线Ⅰ表示总光合量，曲线Ⅲ表示呼吸量，曲线Ⅱ表示净光合量；
交点D对应点 E ，此时净光合量为0，B点时植物生长最快。
?
（3)细胞呼吸速率：植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测
得的值——单位时间内一定量组织的 CO2 释放量或 O2 吸收量。
(4)净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积
的 CO2 吸收量或 O2 释放量。
(5)真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。
?
②根据关键词判定
检测指标
细胞呼吸速率
净光合速率
真正光合速率
CO2
释放量（黑暗）
吸收量（植物）、
减少量（环境）
利用量、固定量、消耗量、同化量
O2
吸收量（黑暗）、
消耗量（黑暗）
释放量（植物）、
增加量（环境）
产生量、生成量、制造量
有机物
消耗量（黑暗）
积累量、增加量
产生量、生成量、制造量、合成量
检测指标
细胞呼吸速率
净光合速率
真正光合速率
释放量（黑暗）
吸收量（植物）、
减少量（环境）
利用量、固定量、消耗量、同化量
吸收量（黑暗）、
消耗量（黑暗）
释放量（植物）、
增加量（环境）
产生量、生成量、制造量
有机物
消耗量（黑暗）
积累量、增加量
产生量、生成量、制造量、合成量
自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
(1)自然环境中,绿色植物一昼夜内CO2的吸收与释放速率的曲线分析
?
(1)ob段:
只进行细胞呼吸
(2)a点:
凌晨3～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放量减少。
(3)b点:
上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
(4)bc段:
由于光照较弱，光合作用小于呼吸作用。
(5)c点:
上午7时左右，光合作用等于呼吸作用。
(6)ce段:
上午7时至下午6时左右，光合作用大于呼吸作用。
自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较
(7)d点:
温度过高，失水过多部分气孔关闭，出现“光合午休”现象。
(8)e点:
下午6时左右，光合作用等于呼吸作用。
(9)ef段:
光合作用小于呼吸作用,f点之后植物停止光合作用。
积累有机物时间段:
bf段；
ce段；
制造有机物时间段:
消耗有机物时间段:
og段；
一天中有机物积累最多的时间点:
e点；
一昼夜有机物的积累量:
SP－SM－SN
(2)相对密闭的环境中,一昼夜CO2含量的变化曲线分析
(1)AC段和FG段:
CO2浓度上升, 光合速率小于呼吸速率。
(2)CF段:
CO2浓度下降, 光合速率大于呼吸速率。
(3)C点和F点:
光合速率等于呼吸速率。
(4)DE段:
气孔关闭，“午休”现象。
(与图乙中的d点和h点)
(与图乙中的dh段)
(与图乙中的ad点和hi点)
(5)cd段:
(与图乙中的eg段)
(与图甲中的BC段)
(与图甲中的AB段)
课后反馈
光照强度逐渐增大
此时温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，致使光合作用暗反应受到限制
光照强度逐渐减弱
光照强度、温度
可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式,如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等,提高绿色植物光合作用强度。
【典例5】（不定项）(2022·潍坊模拟)下图为某植物 CO2 消耗速率和 CO2 吸收速率随
时间的变化曲线。下列说法正确的是( )。
?
BC
A.该植物在7：00开始进行光合作用
B.在18：00时，该植物有机物的积累量达到最大
C.与18：00相比，7：00时 C3 的还原速率较快
D.曲线 b 在10：00—12：00下降的主要原因是气孔关闭导致
暗反应减弱
?
【典例6】（不定项）(2022·衡阳调研)图1表示空
气中的 CO2 含量对某绿色植物净光合作用的影响，
图2表示一天（24小时）内蔬菜大棚内 CO2 浓度随
时间的变化曲线（水平虚线为实验开始时大棚内的 CO2
?
B
A.图1中的 M 点及图2中的 D 点和 H 点光合速率与呼吸速率相等
B.图2中积累有机物最多的点是 I 点
C.由图2分析可知，经过24小时大棚内植物体内有机物的含量增加
D.图3中乙表示叶绿素 a ，丁在层析液中的溶解度最大
?
浓度），图3是绿叶中色素的提取和分离实验的结果，下列说法错误的是( )。
六.影响光合作用强度的因素
释放CO2
吸收CO2
CO2浓度
O
CO2饱和点
CO2补偿点
A′
B ′
光合作用强度
CO2的浓度
A
B
外因：
（2）CO2浓度
原理:影响暗反应阶段,制约C3的生成
应用:a.大田中增加空气流动,以增加CO2浓度,如“正其行,通其风”;b.温室中可增施有机肥，有机肥被微生物分解可产生CO2,以增大CO?浓度
六.影响光合作用强度的因素
外因：
（3）温度
原理:通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)
应用:a.大田中适时播种;
b.温室中,适当增加昼夜温差,
保证植物有机物的积累
六.影响光合作用强度的因素
外因：
（4）水
六.影响光合作用强度的因素
外因：
（5）矿质元素
原理:可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接的影响(如K+可影响光合产物的运输和积累)
应用:a.合理施肥促进叶面积增加，提高酶合成速率，加快光合速率;b.施用有机肥,有机肥被微生物分解后既可补充CO又可提供各种矿质元素
六.影响光合作用强度的因素
外因（6）多因子对光合速率的影响及应用
光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用
P点及P点之前：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 。
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。
提高
七.环境因素对光合作用的影响
1.实验原理：在正常情况下，叶片细胞间隙中充满空气，可采取真空渗入法排出细胞间隙内的空气，使细胞间隙充满水分，叶片沉于水中，在光合作用的过程中，利用不断产生的氧气在细胞间隙中的积累，使下沉的叶片又逐渐上浮。
2.实验步骤:
取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录
（1）取材(打孔）：
用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出30片小圆形叶片（注意避开大的叶脉）
七.环境因素对光合作用的影响
2.实验步骤:
（2)排气：用注射器（内有清水、小圆形叶片）抽出叶片内气体
2.实验步骤:
(3)沉水：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底
七.环境因素对光合作用的影响
2.实验步骤:
(4)分组实验：分别将10片叶圆片投入3只20ml
NaHCO3的小烧杯中并调整40W台灯距离（10、20、30CM）
NaHCO3缓冲液的作用是：
维持装置中CO2浓度的稳定，为光合作用提供CO2
七.环境因素对光合作用的影响
2.实验步骤:
无关变量：
要求相同且适宜
吸收光的热量，避免光照时实验装置中温度的变化对实验结果造成干扰
七.环境因素对光合作用的影响
2.实验步骤:
(5)观察记录同一时间段内各烧杯中小圆片浮起数量

c. 无关变量：
分析变量：
光照强弱
改变台灯与烧杯之间的距离
光合作用强度
（O2的产生量）
同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量
①实验叶片：
同种、生长状况相同、小圆形叶片大小相同、等量…
②烧杯中清水：等量，有足够的CO2
a.自变量：
控制方法：
b.因变量：
观察方法：
项目　 　
烧杯　 　
小圆形叶片
加富含CO2
的清水
距离
光照强度
叶片浮
起数量
甲
10片
20 mL
5CM
强
多
乙
10片
20 mL
30CM
中
中
丙
10片
20 mL
50CM
弱
少
在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)
实验结果：
实验结论：
在上述实验基础，还可以设计哪些因素对光合作用的影响？
控制温度、光照强度相同，在各烧杯中加入不同浓度的NaHCO3溶液，可以用于探究CO2浓度对光合速率的影响。
NaHCO3溶液浓度太高，使叶片渗透失水，不利于光合作用
（1）细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。
（2）细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点右移，反之左移。
细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补
偿点右移，反之左移。
（3）相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。
2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
【典例7】(2022·九江联考)下图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，下列叙
述不正确的是( )。
B
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加
值，则补偿点 B 应相应地向右移动
B.若增加二氧化碳浓度， B 点左移， C 点左移， D 点向右上
方移动
C. D 点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图示曲线为阳生植物的光合速率曲线，则换为阴生植物， B 点
向左移动， D 点向左下方移动
?
[解析] 若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增强，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B不正确。

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