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第9讲 光合作用与能量转化(第3\4\5课时)
使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物工厂是现代农业的重要组成部分,是科学技术发展到一定阶段的必然产物,是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。
植物工厂(plant factory)的概念最早是由日本提出来的。植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,
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问题1.如果你拥有一个植物工厂,你觉得从哪些方面可以提高该工厂的产出量?
选用良种、控制内部环境、加强管理
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1,作为补充光照,在一天的任何时间都可以增强光照,可以延长有效照明时间。避免由于自然环境中光照不足导致光合作用强度低而造成减产。
2,在温室或植物实验室,人工光源的强度和不同色光是可以调控的,可以根据植物生长情况进行调控,以实现蔬菜产量最大。
3,彻底解决育苗阶段看产天吃饭的情况,完全根据苗株交货期来合理安排时间,从而实验反季节生产的目的。
问题2.靠人工光源生产蔬菜有什么好处?
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问题3. 工厂的产出量体现的是“真正的光合作用强度”还是“净光合作用强度”?它们的关系是怎样的?它们的具体常用指标是什么?
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率
①光合作用消耗的CO2量=
从环境中吸收的CO2量+呼吸释放的CO2量
②光合作用产生的O2量=
释放到环境中的O2量+呼吸作用消耗的O2量
③光合作用合成的有机物=
光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物
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温馨
提示
叶绿体”吸收的CO2”量和“放出的O2”量都代表的是植物的真正光合作用强度
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(2021·辽宁大连质检)图甲表示某植物叶肉细胞光合速率随光照强度变化的关系曲线(其他条件均适宜,温度为光合作用最适温度),图乙~戊表示叶肉细胞内叶绿体和线粒体两种细胞器的气体代谢过程。下列有关叙述中错误的是
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下列有关叙述中错误的是( )
A.图甲中c点对应图乙所处的状态
B.图丁表示该叶肉细胞处于黑暗条件下
C.图丙中CO2从产生部位到利用部位穿过8层磷脂分子
D.在图甲光补偿点b时,若温度变化,则叶肉细胞从空气中吸收的CO2减少
D
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(3)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_____________。
①模块1 ②模块2 ③模块3
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
典例。人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中模块3中的甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
A
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人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如下图所示,其中模块3中的甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(4)模块3中的甲可与CO2结合,甲为_____________。若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将_____________(填“增加”“不变”或“减少”)。
五碳化合物
减少
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(5)在与植物光合作用固定的CO2量、三碳化合物还原量相等的情况下,该系统糖类的积累量_____________(填“高于”“等于”或“低于”)植物,原因是__________________________。
(6)实验人员不断加大气泵工作效率,不断增大进入该装置CO2量,但当CO2浓度提高到一定程度后,装置中糖类产生的速率不再升高,其原因可能是__________________________。
高于
植物呼吸作用消耗糖类,而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类
模块1和模块2模拟的光反应速度有限,产物有限限制了模块3模拟的暗反应;装置中五碳化合物和三碳化合物有限,限制了模块3模拟的暗反应;装置中酶系统活性有限,限制了模块3模拟的暗反应
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考点3
影响光合作用的因素及其应用
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第10讲 光合作用的影响因素及其应用
SHENG WU XUE
使设施内