第3讲 影响光合作用的因素-2021年高考生物一轮专题复习

第3讲 影响光合作用速率的因素及光合作用和细胞呼吸的 关系和细胞呼吸的关系 知识梳理 一　　光合作用的影响因素及应用 1．光 (1)光照时间：(2)光质 ①原理 a．叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 b．叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。 c．单色光中，蓝紫光下光合速率最快，红光次之，绿光最差。 ②应用 a．大棚薄膜的选择：无色透明大棚能透过日光中各色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。 b．补充单色光的选择：蓝紫光。 (3)光照强度 ①原理 光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。 ②植物三率间关系 a．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。 b．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所吸收的CO2量或释放的O2量。 c．真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 ③曲线模型及分析 在一定范围内随光照强度的增加，光合作用速率加快，光照强度增强到一定程度后光合作用速率就不再增加(限制因素：酶、光合色素和CO2浓度等)。 O点：只进行呼吸作用，不进行光合作用。 OA段：光合作用速率小于呼吸作用速率。 A点：光合作用速率等于呼吸作用速率。此时的光照强度为光补偿点。 AC段：光合作用速率大于呼吸作用速率且随光照强度的增强而增大。 C点：光合作用速率达到最大。 B点：光饱和点，即达到最大光合速率时的最低光照强度。 ④应用：间作套种农作物和林带树种的合理搭配可以提高光能利用率；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 (4)同一植株中气体在不同状况下代谢特点及代谢强度的规律 ①黑暗状况时，植物只进行细胞呼吸，此时植物从外界吸收O2，并将细胞呼吸产生的CO2释放到体外(如图所示)。 ②有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。 a．若细胞呼吸的速率大于光合速率，线粒体不仅吸收光合作用产生的O2，还需从外界环境中摄取O2，细胞呼吸释放的CO2被叶绿体吸收，多余的被排出。(如图1) b．若细胞呼吸速率等于光合速率，植物与外界不进行气体交换，即细胞呼吸产生的CO2正好被光合作用暗反应吸收，光合作用产生的O2正好被细胞呼吸第三阶段所利用。(如图2) c．较强光照时，植物光合速率大于细胞呼吸速率，释放的O2除部分用于细胞呼吸外，还有部分被释放出去。(如图3) 2．CO2浓度：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。 (1)描述：在一定范围内随CO2浓度的增大，光合速率逐渐增加，当CO2浓度达到一定值时，再增大CO2浓度，光合作用速率将不再增加。图乙中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 (2)CO2饱和点和补偿点 ①CO2饱和点：光合速率达到最大值时环境中CO2浓度称CO2饱和点(B点和B′点)。 ②CO2补偿点：植物光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点(A点)。 (3)应用：在农业生产上可以通过“正其行、通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。 3．温度：温度对光合作用的影响是通过影响与光合作用有关的酶的活性来实现的(主要制约暗反应)。 (1)描述：在一定范围内，随温度的升高，酶的活性增强，光合作用速率提高。超过最适温度，随温度的升高，光合作用速率下降。 (2)应用 温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用强度；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸强度，保证植物有机物的积累。 4．水：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还能影响气孔的开闭，从而间接影响CO2进入植物体，所以水对光合作用有较大的影响。 应用：生产上为保证植物光合作用的正常进行，常采用预防干旱(如雨后中耕松土，其目的之一就是减少土壤中水的散失；地膜覆盖，一方面是为了保温，另一方面是为了保水)和及时灌溉等措施。 5．矿质元素：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。 例如： N：是蛋白质、叶绿素的组成元素。 P：是细胞膜及ATP的组成元素。 Mg：是叶绿素的组成元素。 应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 6．多因素对光合速率影响 (1)多因素对光合速率影响的曲线变化规律分析如图所示： (2)曲线分析：①P点前，限制光合速率的因素为横坐标所表示的因素，随该因素的不断加强，光合速率不断提高。 ②当到Q点时，横坐标所表示的因素不再是限制光合速率的因素，要想继续提高光合速率，可适当提高图示中的其他因素的强度。 ③PQ间的主要因素有两个：一是横坐标表示的