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5.4.3 影响光合作用强度的因素及其应用
（P105）
CO2浓度
水分
光
光质（不同波长的光）
光照强度
光照时间
光照面积
酶
色素
温度
矿质元素
气孔开闭情况
光合作用的强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
影响
因素
一、影响光合作用强度的因素
O2的产生量
CO2的固定量
1. 温度通过影响 影响光合速率。
练习：影响光合作用的因素——温度、含水量、矿质元素
酶的活性
2.水是光合作用的 ，又是细胞内化学反应的介质。同时水分还能影响 间接影响植物对CO2的吸收。
原料
气孔的开闭
3.N是合成 的原料；P是合成 的原料。
酶、NADPH、ATP
NADPH、ATP、磷脂（膜）
4.研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究，A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2＋的完全培养液中，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，检测并比较两组菠菜幼苗的干物质的量，B组明显少于A组，原因是 。
Mg2＋是合成叶绿素的原料，缺少Mg2＋不利于叶绿素的合成，光反应产生的NADPH和ATP不足，C3的还原减少，形成的(CH2O)减少。
实验：探究光照强弱对光合作用强度的影响
阅读课本P105页探究.实践，回答下列问题
1.实验自变量、因变量、无关变量分别是什么？如何设置自变量？如何检测因变量？
2.为什么要手堵住前端小孔并拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出？
3.为什么将处理过的圆形小叶片放入黑暗处待用？
4.如何提供CO2？
自变量：
因变量：
无关变量：
利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度
相同时间内圆形小叶片浮起的数量
光照强度
光合作用强度
CO2的浓度，温度，叶片的大小，灯源的功率等等
排除叶片本身气体对实验结果的影响
避免实验前光照对实验结果的影响
通过吹气方法，或者用NaHCO3溶液
实验视频：探究光照强弱对光合作用强度的影响
实验结果：
实验结论：
光照强度会影响光合作用强度。
在一定范围内，光照越强，光合作用强度越大。
思考：叶片上浮的原因是？
光合作用产生的O2大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
呼吸速率
1.该实验观测到的指标（如O2的释放量）能代表光合作用实际强度吗？
2.画出上述实验过程中在较强的光照下叶肉细胞中O2和CO2交换的情况。
a2
a
a1
b2
b
b1
CO2
O2
实际(真)光合速率：
光照条件下我们能从外界测到的量是？
a2
b2
净（表观）光合速率
如何才能算出实际光合速率？
光合速率
=
净光合速率
＋
光照条件下测得的量
黑暗条件下测得的量
计算所得的量
=
＋
O2的产生量（a）
CO2固定量（b）
=O2的消耗量（a1）+O2释放量（a2）
=CO2的释放量（b1）+CO2吸收量（b2）
练习1.某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如图所示，据图分析，下列有关说法正确的是
A. 据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35℃
B. 图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25℃
C. 温度是15℃时，每天至少光照约10小时水绵才能生长
D. 在5℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍
净光合速率
呼吸速率
总（真）光合=呼吸+净光合
依图中数据无法确定
净光合速率最大时为积累最大
总光合X光照时间 —呼吸X 24＞0
B
释放的氧气
练习2.某生物科研小组，从鸭绿江的某一深度取得一桶水样， 分装于五对黑白瓶中，剩余水样测得初始溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于五种不同的光照条件下，温度保持不变，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，请根据其记录数据（下表），求各组的真正光合量？
只进行呼吸
光合、呼吸
1.黑瓶和白瓶中溶氧量的变化代表什么量？
黑瓶：呼吸作用消耗氧气量
白瓶：光合作用产生的和呼吸作用消耗的氧气量的差值（净光合速率）
2.各组真正光合量？
a： 7 mg·L-1 b: 13 mg·L-1 c: 21mg·L-1
d: 27mg·L-1 e: 27mg·L-1
练习册P139 下图表示某高等植物叶肉细胞中的A、B两种细胞器及相关生理活动。下列有关叙述错误的是 (　　)
A．A内的光合作用强度大于B内的呼吸作用强度
B．A细胞器产生的ATP只能用于暗反应过程
C．葡萄糖进入B细胞器被彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量
D．图示叶肉细胞中有有机物的积累，这是植物得以生长的物质基础
C
根据叶肉细胞的气体交换情况，判断此时的净光合速率大小（大于/小于/等于O）。
A. B. C. D.
真正光合速率= 呼吸作用速率 + 净光合速率
有机物积累量
CO2吸收量
O2的释放量
合成有机物的量
固定或消耗CO2量
产生O2的量
=
=
=
消耗有机物的量
黑暗下CO2的释放量
黑暗下O2的吸收量
+
+
+
归纳
光照条件下测得的量
黑暗条件下测得的量
计算所得的量
=
＋
＜0
＜0
=0
＞0
净光合速率
只进行呼吸
光合 ＜呼吸
光合＝呼吸
光合＞呼吸
二、影响光合作用的因素——光照强度
根据叶肉细胞的气体交换情况，判断此时的光照强度（范围），使用下图的字母回答
只进行呼吸
光合 ＜呼吸
光合＝呼吸
光合＞呼吸
O点
OB段
CO2 吸收量
CO2
释放量
O
光照强度
A
B
C
-5
5
10
D
B点
D点
光补偿点：使光合速率=呼吸速率的光照强度.
光饱和点：使光合速率达到最大时的最低光照强度.
C点后光合速率不再增加的原因是？
CO2浓度、温度是一定的，
色素和酶的含量是一定的。
(2)图中B点、C点、D点对应条件下，光合作用CO2固定的速率依次为： 。C点时，该植物的叶肉细胞中光合速率 呼吸速率。
研究光照强度对某阳生植物的光合速率影响结果如下，据图回答相关问题：(A、B、C、D均表示曲线上的点)
(1)A点的含义：_______________________。
光照强度为0,植物只进行呼吸作用，且呼吸速率为4mg/h
3mg/h
4mg/h
12mg/h
(3)C点是_________点，上图中是 ；D'点是_________点，上图中是_________
2klx
8klx
光补偿
光饱和
D'
(4)光合作用最适温度25℃，呼吸作用最适温度30℃。这是在25℃测得曲线。
?温度由25℃改为30℃，A点 移，C点 移，D点 移
?植物缺镁,A点 移,C点 移，D点 移，D‘点_____移
下
左
左下
不
右
右
左下
总结：利于呼吸作用，A点下移。
利于光合作用，光补 ，光饱 ，最大速率点 ，否则反之。
左移
右移
右上移
大于
若将纵坐标改为光合速率，则曲线应该怎么画？在下图方框中画出。
光照强度
光合作用速率
0
若该曲线代表阳生植物光合速率与光照强度的关系，请画出阴生植物相关曲线。
阴生植物
呼吸速率、最大光合速率、光补偿点、光饱和点阴生植物都比阳生植物的低。
阳生植物
具体措施：
1.间作(几种作物同时期播种)
套种(几种作物不同时期播种)
2.合理密植,增加光合作用面积
3.温室大棚,使用无色透明玻璃
4.延长光合作用时间
5.阴雨天气补光----蓝紫光和红光
从光照的角度，提出一些科学、合理的措施使得草莓种植户产量大大增加。
目的：适当提高光强，增大光合作用强度。
三、影响光合作用的因素——CO2浓度
原理：CO2是光合作用的原料，CO2不足会导致暗反应速率降低，从而使光合作用强度下降。
CO2浓度
A
B
吸收速率
CO2
C
释放速率
CO2
A点：
对应的CO2浓度为能进行光合作用的最低CO2浓度。
CO2补偿点
光合作用速率＝呼吸作用速率
对应的D点为CO2饱和点
C点之后光合速率的外界限制因素：
主要为光照强度和温度。
B点：
C点：
D
由图2可知，外界CO2浓度达到一定值后光合作用才能进行。
从CO2浓度的角度指导农业生产，增加农作物产量。
具体措施：
1.多施有机肥或农家肥。
2.温室栽培植物时还可使用CO2发生器等。
3.大田中还要注意通风透气.正其行，通其风。
原理1：温度通过影响 影响光合作用。

曲线分析:
酶的活性
原理2:影响气孔开闭
应用措施：1.适时播种
2.温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温。
3.植物“午休”现象
4.连续阴雨天：白天和晚上均降温。
四、影响光合作用的因素——温度
P106拓展与应用1.下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题。
（1）7-10时的光合作用强度不断增强的原因是？
（2）10-12时的光合作用强度明显减弱的原因是？
（3）14-17时的光合作用强度不断下降的原因是？
（4）从图中可以看出，限制光合作用的因素有 。
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
光照强度不断减弱
光照强度、温度
（5）根据本题信息，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。
问题：温度不同或者CO2浓度不同，总光合速率曲线会如何变化？
P点前，制约因素是什么？Q点时，制约因素是什么？
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用所需酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
自变量：
光照强度
光照强度
光照强度
温度
二氧化碳浓度
内因：
外因：
基因决定酶种类数量不同
水分—应用：合理灌溉
矿质元素—应用：合理施肥
温度—影响酶的活性应用：适时播种、昼夜温差大“午休”
CO2浓度—升高CO2的浓度：通风、混养、使用农家肥、加干冰……
光质（光的颜色）
光照
光照时间： （应用：延长光照时间：一年两/三熟）
光合面积（叶面指数）（应用：合理密植、间苗、剪枝；适当升高
光强度，间作套种（提高光能的利用率）
不同植物光合作用不同；
不同部位（叶）光合作用不同；
不同叶龄的叶光合作用不同。
（应用：大棚种植用红光或
蓝紫光的灯管；无色透明的薄膜）
归纳：影响光合作用强度的因素及其应用

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