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(共20张PPT)
如何提高农作物的产量？
——从净光合作用速率角度分析
情景引入
每当夜幕降临，位于遂溪县某种植基地，300亩的火龙果便缀满星星点点的灯光。目前果园里架设了黄色和紫红色两种灯光，灯光果每亩每年可增产3000多斤。
一、光合作用和呼吸作用存在物质和能量的联系
请标出图中的字母分别代表什么物质？
(浙江卷节选改编)给某植物提供14CO2，14C会依次出现哪些化合物中？
O2
ATP
ADP
C5
C3
CO2
O2
Pi
H2O
+
H2O
色素
暗反应阶段
光反应阶段
第一阶段
第二阶段
第三阶段
C3、糖类、丙酮酸、CO2
补光时光合作用和呼吸作用中的物质上存在什么联系？
补光时光合作用和呼吸作用能量如何转化？
1：物质：光合作用产生的有机物、O2可供给给呼吸作用利用。呼吸作用产生的CO2可供给给光合作用利用。
一、光合作用和呼吸作用存在物质和能量的联系
2：能量：
请圈出代表总光合、净光合、呼吸速率的箭头？
净光合速率 总光合速率 呼吸速率
总光合V
二、净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸速率
产生、合成、制造的量
黑暗中消耗的量
积累、增加或净产生的量
= -
总光合V
总光合V
呼吸速率
呼吸速率
呼吸速率
净光合V
净光合V
同化、固定、消耗的CO2量
黑暗中释放CO2量
从环境中吸收CO2量
产生、制造的O2的量
黑暗中吸收O2的量
产生、制造的O2的量
三、影响作物产量的主要因素
温度
矿质元素
温度
净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸速率
补光时净光合作用速率越大，产量越高。调控哪些因素能提高火龙果产量
三、影响作物产量的主要因素
温度
矿质元素
温度
补光时净光合作用速率越大，产量越高。调控哪些因素能提高火龙果产量
净光合作用速率=总光合作用速率-呼吸速率
补光时光质如何影响火龙果产量？
从光质的角度如何提高火龙果产量
三、影响作物产量的主要因素
原理：光质影响色素吸收光能的百分比影响光反应，进而影响光合速率。由白光改为同等强度的蓝紫光或红光，光反应加快，光合作用速率加快。
应用：补适量的蓝紫光和红光,使作物增产。
光照强度变化如何影响火龙果产量？
补光过程中应控制在什么强度？
三、影响作物产量的主要因素
原理：光照强度影响(能量输入)光反应而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生NADPH、ATP增多，暗反应加快，光合产物增加而增产。
应用：适当增强光照强度(大于补偿点小于等于饱和点)
CO2浓度如何影响代谢过程？
从CO2浓度的角度如何提高火龙果产量
三、影响作物产量的主要因素
原理：CO2浓度影响CO2固定影响暗反应进而影响光合速率。同时CO2积累过多会抑制呼吸作用速率。
应用：可通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。大棚中可投放干冰增大CO2浓度。
温度如何影响代谢作用过程？
从温度的角度如何提高火龙果产量
三、影响作物产量的主要因素
原理：温度影响酶的活性影响光合作用(主要制约暗反应速率)和呼吸作用速率。
0到25℃光合速率升高得更快，原因：
高于30℃时，光合速率下降更快，主要原因：
和呼吸作用相比，光合作用酶的活性增加得更快、活性更高。
暗反应的酶活性降低更快；部分气孔关闭CO2供应不足；叶绿体结构变化或受损。
应用：大棚栽培时，白天调到光合作用最适温度左右，使净光合作用速率最大；晚上适当降温，降低呼吸速率，从而提高产量。
三、影响作物产量的主要因素
原理：①水是光合和呼吸作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，水影响无机盐的吸收，影响气孔的开闭影响CO2的供给从而影响暗反应。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成
（叶绿素、酶类），对光合作用产生直接或间接的影响。
应用：施肥的同时，往往适当浇水，光合速率会更大。
肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。同时可以保证小麦吸收充足的水分，保证叶肉细胞中CO2的供应
原因：
水平一：必备知识训练
（P106扩展应用1改编）在晴朗无云的夏日,某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化,结果如图。分析曲线图并回答问题。
(1)影响7-10h和14-17h光合作用强度的原因是___________。
(2)10-14时左右蔬菜的光合作用强度明显减弱的主要原因是____________
______________________________________________________________。
(3)依据本题提供的信息，从光合作用和呼吸作用原理分析，提出提高蔬菜产量的措施。
光照强度
光照过强、温度更高蒸腾作用过强，导致大量气孔关闭，CO2吸收受阻,暗反应受到限制
可利用温室大棚控制光照强度、温度、CO2、水的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高光合作用强度。夜晚适当降温。
水平二：关键能力提升
配套练习： 补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响，
研究小组在温度适宜的玻璃温室中，
分别用三种强度相同的单色光对某
植物进行补光实验，补光时间为上
午7：00～10：00。结果如图所示。
(1)补光实验时，采用适宜温度的原因是避免由于温度不适影响植物光合作用速率。
(2)该实验证明，自然光照下补充450、680nm的光可以提高光合作用速率。
(3)10：00时光照突然停止，此时光合作用速率是否为0？否(填“是”或“否”)；原因是　光照停止，叶绿体依然积累有ATP和[H]，暗反应继续进行 (4)现有沉置于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液，其他材料器具自选，欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响，请写出实验思路：配制不同浓度的碳酸氢钠溶液，分别加入等量的小圆叶片，给予相同且适宜的光照，一段时间后观察、记录小圆叶片上浮的数量。
(2021·海南)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中需更换营养液,主要原因____________________
___________________________。
(2)植物工厂选用红蓝光培植生菜的依据_______________________________________
__________________________________________________。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图,培植区应设置在____点所对应的光照强度;为提高生菜产量,适当提高CO2浓度,则B点的移动方向是______。
(3)将培植区光照/黑暗时间为14h/10h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响,如上图,光合作用最适温度______呼吸作用;若将培植区温度从T5调至T6,培植24h后,与调温前相比,生菜植株的有机物积累量________。
为生菜提供大量的无机盐,以保证生菜的正常生长
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,选用红蓝
光可以提高植物的光合作用,从而提高生菜的产量　
B
右上方
低于
减少
水平二：关键能力提升
(2021·广东节选)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图10a)，测定相关指标(图10b)，探究遮阴比例对植物的影响。
(2)比较图10b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的___________，因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
光合产物
目的：
自变量： 因变量： 无关变量： 对照：
探究50%遮荫比例可能会提高作物产量
水平三：关键能力提升
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期_______一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图10a所示条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；以_______为对照，保证除________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路_________。
培养条件
A组和C组
遮阴比例/光照条件
以其他作物（或品种）为材料重复上述实验，探究最佳遮阴比例/探究产量提高的机理
水平三：关键能力提升
如何进一步提高火龙果产量？
水平四：关键能力提升
情境扩展：智慧农业
谢谢聆听！

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