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影响光合作用的因素及其应用
01 影响光合作用强度因素的分析
目录
02 各种因素在农业生产上的应用
▼光合作用影响因素的实验探究
▼影响光合作用强度的因素分析
传统大田种植
智能植物工厂
在三种不同的种植方式中如何实现农作物的高产和优产？
温室大棚种植
单位时间内光合作用________________、______________、______________。
制造有机物的量
固定CO2的量
产生O2的量
光合作用强度（光合作用速率）是光合作用反应强弱的指标。
光合产物的积累
O2浓度光呼吸
气孔开闭情况
无机营养
任务一：请根据光合作用的反应式，从内因、外因分析影响光合作用强度的因素有哪些？
一、影响光合作用强度的因素分析
1、探究案例：探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理：
①利用抽气法排出叶片细胞间隙中的 ，使其沉入水中。
②通过 控制光照强度。
③光合作用产生O2, 叶片上浮。
根据 ，判断不同光照强度下光合作用强度的大小。
气体
LED台灯与烧杯之间的距离
O2充满细胞间隙
单位时间内圆形小叶片上浮的数量
CO2缓冲液
任务二：
请根据教材探究案例分析本实验的原理及变量
一、影响光合作用强度的因素分析
相同时间圆形小叶片浮起的数量
(2)变量分析
自变量：
因变量：
无关变量：
光照强弱
光合作用强度
温度、CO2浓度，光照时间、叶圆片数量等
控制方法
检测方法
烧杯与光源（台灯）的距离来调节光照强度
1、探究案例：探究光照强度对光合作用强度的影响
任务二：
请根据教材探究案例分析本实验的原理及变量
一、影响光合作用强度的因素分析
CO2缓冲液
相同且适宜
(3)实验步骤
①取材
②排气
③沉水
④分组
⑤光照
⑥观察记录
用打孔器制备30片圆形小叶片
用注射器抽取叶片内的空气（真空渗水法）
放置黑暗处，让细胞沉入烧杯底部
取3只烧杯，分别倒入20mlCO2缓冲液，放入10片小叶圆片
分别对这三组进行强、中、弱光的照射处理
记录相同时间内各组装置中小圆叶片上浮的数量
(4)实验结果及结论
台灯灯泡的功率（W） 40 40 40
台灯与烧杯的距离（cm） 10 20 30
叶片上浮 的数量 5min
10min
15min
20min
光照强度对光合作用强度有影响，在一定的范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度也不断增强。
不同光照强度处理下叶片浮起的情况（室温25℃）
2 0 0
7 5 2
10 8 5
10 10 8
光照强度
叶圆片全部上浮的时间
时间
叶圆片上浮的数量
光照强度
叶圆片上浮的数量
思考：下面哪个坐标图可以直观表示表格中的数据变化？其他图形可以反映光照强度与光合作用强度的关系吗？
A B C
A、C都可以反映一定范围内光合作用强度随光照强度的增强而增大。C同时可以反映除光照外可能还有其他影响因素。
任务三：请根据本实验的原理，思考利用类似的实验装置还能探究哪些因素对光合作用强度的影响，并分析自变量填入下表。
自变量 控制方法 光照强度 强光强 中光强 弱光强
预实验
正式实验
缩小
自变量
梯度
光质
温度
CO2浓度
植物种类
蓝色
绿色
红色
20℃
25℃
30℃
1%NaHCO
2%NaHCO
3%NaHCO
吊兰叶
菠菜叶
绿萝叶
2. 光照强度
光照强度
A
C
CO2吸收量
CO2释放量
B
D
任务四：
1、从光合作用过程分析光照强度影响光合作用强度的原理，并描述曲线变化趋势？
一、影响光合作用强度的因素分析
影响光反应阶段ATP和NADPH的产生，进而影响暗反应阶段。一定范围内，随光照强度增强，光合作用强度逐渐增大，达到某一光照强度时，光合作用强度达到最大并保持不变。
A：温度、O2浓度；
CO2固定量
光照强度
2、分析A、B、D点的影响因素可能有哪些？
B：光照强度、CO2浓度、温度、色素、酶 等
D：CO2浓度、温度、色素、酶 等
植株 叶肉细胞 叶绿体
B点 光补偿点
C点 光饱和点
C
光照
强度
0
CO2吸收量
CO2释放量
A
B
D
(3) 据图简要分析植物、叶肉细胞和叶绿体对应的B、C（D）点含义。
阴生植物
阳生植物
叶肉细胞的光合作用强度=各类细胞的呼吸作用强度之和
叶肉细胞的光合作用强度=自身细胞的呼吸作用强度
植株达到最大光合作用强度所需的最低光照强度
叶肉细胞达到最大光合作用强度的最低光照强度
只有叶肉细胞可以光合作用，但所有细胞能进行呼吸作用
既可进行光合作用又进行呼吸作用
只能进行光合作用
不存在
最大光合作用强度的最低光照强度
阴生植物的光补偿点和饱和点均低于阳生植物，适合种植在较弱光照环境中（间作套种）。
假设呼吸作用强度不发生变化。
一、影响光合作用强度的因素分析
3. CO2浓度
A：CO2补偿点
A′：进行光合作用所需
CO2的最低浓度
影响暗反应阶段C3的生成
思考：①大棚种植和大田种植条件下，哪种方式更容易受到CO2浓度的影响，可采取什么措施提高其浓度？
大棚种植。大棚种植条件下，CO2 随大气流通性较差，更容易缺少CO2 ，可以通过增施有机肥料，增加通风等措施来提高CO2 浓度。
大气中CO2 浓度升高虽然能促进农作物的光合作用，增加产量，但其引起的温室效应对全球气候带来了更多不可逆的改变和危害，需要进行控制。
②大量煤和石油的使用导致大气中CO2浓度升高会引起温室效应。某同学认为CO2浓度升高促进了农作物的光合作用，有利于增加产量，因此不必控制CO2浓度升高。你对此怎么看？
4. 温度
通过影响酶的活性来影响反应速率
思考：据图分析，保持适当的昼夜温差可以提高作物产量的原理是什么？
一、影响光合作用强度的因素分析
白天温度控制为D点（或接近D点）时，有利于植物光合作用产生有机物，同时呼吸作用消耗有机物较少；晚上温度较低时可以明显减少植物有机物的消耗。一天内植物积累的有机物更多，有利于提高作物产量。
5. 水和无机营养（矿质元素）
K：促进光合产物向贮藏器官运输
N：光合酶、ATP和NADPH的组分
P：类囊体膜、ATP和NADPH的组分
Mg：叶绿素的重要组分
①水是光合作用的原料
②缺水会导致叶片气孔关闭，限制
CO2进入叶片
③水是体内各种化学反应的介质
④水具有运输物质的作用
思考：种植农作物时，施肥的同时往往也要灌溉(浇水)，为什么？
一、影响光合作用强度的因素分析
①防止土壤中盐溶液渗透压过高引起植物吸水困难；
②有利于植物根系对矿质元素的吸收及矿质元素在植物体内的运输。
①脐橙树上的两片叶子的光合速率相同吗？
②脐橙树和树下的杂草的光合速率相同吗？
叶片位置不同，叶龄不同，叶片面积不同，叶绿体数量、色素含量、酶的含量和活性都可能不同，因此光合速率不同。
一、影响光合作用强度的因素分析
植物品种不同，光合速率不同。
基因不同，决定酶的种类、数量及活性不同、色素的种类和含量不同。
6. 植物自身的影响
大田种植 温室大棚种植
任务五：请根据影响光合作用强度的因素，思考下列提高产量措施可以在哪种种植方式中实施，选择填入下表。
①使用无色薄膜 ②作物轮作 ③适时播种 ④喷雾灌溉 ⑤使用CO2发生器 ⑥作物间作或套种 ⑦白天适当升温，夜晚适当降温 ⑧摘除老叶和林冠下层叶
⑨正其行，通其风 ⑩施用农家肥 合理密植 阴雨天补充蓝光或红光
①

②
③
④
⑨
⑤
⑥
⑦
⑧

⑩
⑩
二、各种影响因素在农业生产上的应用
④
⑥

农业生产就是要尽可能多的利用太阳能
例1.(多选)(2022·湖南卷，13)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是(　 　)
A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分
关闭，进入体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，
呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
AD
例2(2023新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放
②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理
③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏
④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长
⑤合理密植，即裁种作物时做到密度适当，行距、株距合理
⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是（ ）
A. 措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B. 措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C. 措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D. 措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
A
【解析】A、措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A正确；
B、措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高光能利用率，促进光合作用，B错误；
C、措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C错误；
D、措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D错误。

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