内容正文:
第3讲 光合作用(Ⅱ)
影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)
1.通过光合作用合成有机物,储存能量(生命观念)
2.通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响;模型与建模:建立光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用影响的数学模型(科学思维)
3.探究环境因素对光合作用的影响(科学探究)
4.光合作用的原理在生产中的应用(社会责任)
考点一 影响光合作用速率的环境因素及应用
1.基本概念
(1)光照强度:单位叶面积上所接受的可见光能量。
(2)光合速率:单位时间单位叶面积上的CO2固定量。
2.影响光合作用速率的环境因素
(1)光照强度
①关系曲线
A点:光照强度为0,只进行细胞呼吸;
AB段:光合作用强度小于细胞呼吸强度;
B点:光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度);
BD段:光合作用强度大于细胞呼吸强度;
C点:光饱和点(光照强度达到C点后,光合作用强度不再随着光照强度的增大而加强)。
②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物、林间带树种的配置和冬季温室栽培等都可合理利用光能。
(2)CO2浓度
①关系曲线
图1中A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点。
②应用
a.大田要“正其行,通其风”,多施有机肥。
b.温室内可通过放干冰、使用CO2生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
(3)温度
①曲线分析
光合作用强度和细胞呼吸强度都受温度的影响,但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
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;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸强度,保证植物有机物的积累。
(4)水
①原理:水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
②曲线分析
图1 图2
图1表明在农业生产中,可根据作物的需水规律,合理灌溉。
图2曲线中间E处光合作用强度暂时降低,是因为温度高,气孔部分关闭,影响了CO2的供应。
③应用:合理灌溉,预防干旱。
(5)矿质元素
①原理:矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分,缺乏会影响光合作用的进行。例如,N是酶的组成元素,N、P是ATP的组成元素,Mg是叶绿素的组成元素等。
②曲线分析
在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用强度;但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高,植物渗透失水而导致植物光合作用强度下降。
1.生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素是光照强度。
(√)
2.延长光照时间能提高光合作用强度。
(×)
提示:延长光照时间只能提高光合作用的产物量,不能提高光合作用强度。
3.植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用。
(×)
提示:植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用。
4.停止供水,植物光合速率下降,这是由于水既是光合作用的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质。
(√)
5.夏季晴天,植物出现光合“午休”现象的主要原因是环境中CO2浓度过低。
(×)
提示:出现光合“午休”现象是因为夏季中午温度过高,引起气孔关闭,CO2吸收减少,而不是环境中CO2浓度过低。
1.北方夏季中午时,光照强度很强,植物出现“午休”现象的原因是
____________________________________________________。
提示:光照强度过强,温度升高,导致气孔关闭,细胞CO2供应不足,光合作用减弱
2.在温室大棚生产中,施用农家肥能够提高作物的产量,道理是
________________________________________________________________。
提示:农家肥中的有机物被微生物分解能够产生无机盐和CO2,为大棚作物的生长补充CO2和无机盐,提高大棚作物的产量
1.内部因素
(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。
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
2.外部因素
(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析
①光照强度
②CO2浓度
③温度
④水分和矿质元素
(2)多因子对光合速率的影响
1.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。
(2)补偿点(B点)的移动
①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
②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,C