影响光合作用的因素及应用

影响光合作用的因素及应用光能色素分子C52C3ADP+PiATP2H2OO2NADPHCO2吸收能固定酶多种酶还原酶（CH2O）产物和原料的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径：碳的转移途径：光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）光反应和暗反应之间的联系：

光反应是暗反应的基础，为暗反应提供【H】和ATP。光反应停止，暗反应也随即终止。同时，如果暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常进行。（1）植物由强光环境转移到弱光环境时：

C3含量变化：______C5含量变化:______

直接影响的过程:______上升下降光反应下降上升暗反应（2）降低CO2浓度时:C3含量变化：______C5含量变化:______

直接影响的过程:______光能色素分子C52C3ADP+PiATP2H2OO2NADPHCO2吸收能固定酶多种酶还原酶（CH2O）ATP和【H】三碳五碳糖类突然停止光照突然增加光照突然停止CO2供应突然增加CO2供应下降下降下降下降下降下降下降下降上升上升上升上升上升上升上升上升化能自养类型：硝化细菌、铁细菌、硫细菌、氢细菌等NH3+O2→HNO2+能量HNO2+O2→HNO3+能量CO2+H2O→(CH2O)+O2四、化能合成作用：原理：还原CO2所需要的ATP和[H]是通过氧化无机物NH4+、NO2-、H2S、H2、Fe2+等而获得的。影响光合作用强度的因素？

CO2+H2O（CH2O）+O2光能叶绿体(色素、酶）①Mg、N等矿质元素；②酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；气体反应物①作为反应物和反应的媒介；②水分→气孔关闭→CO2供应影响光合作用强度的因素？内因：外因：光（强度、光质）CO2浓度温度矿质元素水分酶的种类、数量叶面指数（疏密）光合作用速率表示方法：

通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。光合作用的强度：可以通过一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真正光合速率。探究：环境中影响光合作用强度的因素

实验原理：利用真空渗水法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。在光合作用的过程中植物吸收CO2并排除O2，产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量及时间长短，来比较光合作用的强弱。

实验步骤：

1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）

2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存4.将3个烧杯编号后，分别加入2个40mlNaHCO3溶液、1个40ml清水，并各放入10片抽去气体的叶片

5.按实验记录表进行操作烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯15cm，清水，室温6.记录实验数据实验结果烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温1592距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温0253距40W台灯15cm，清水，室温000AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2C释放量

CO2两种表示方法有什么区别呢？1.光光合速率0光照强度A光的三要素：光照强度光质光照时间光照强度与光合作用强度的关系曲线

ACBCO2吸收CO2释放光照强度ACBO2释放O2吸收光照强度线粒体叶绿体CO2线粒体叶绿体O2●●A：呼吸强度光照强度与光合作用强度的关系曲线

ACBCO2吸收CO2释放光照强度ACBO2释放O2吸收光照强度线粒体叶绿体CO2CO2线粒体叶绿体O2O2光照强度与光合作用强度的关系曲线

ACBCO2吸收CO2释放光照强度ACBO2释放O2吸收光照强度线粒体叶绿体CO2线粒体叶绿体O2●●B：光补偿点光照强度与光合作用强度的关系曲线

ACBCO2吸收CO2释放光照强度ACBO2释放O2吸收光照强度线粒体叶绿体CO2CO2线粒体叶绿体O2O2C：光饱和点ACBCO2吸收CO2释放光照强度线粒体叶绿体CO2CO2叶绿体所固定C02呼吸作用C02从外界吸收C02呼吸作用净光合作用有机物消耗量有机物净积累量光合作用总量有机物产生总量ACBO2释放O2吸收光照强度线粒体叶绿体O2O2叶绿体所产生O2呼吸作用O2释放到外界O2呼吸作用净光合作用有机物消耗量有机物净积累量光合作用总量有机物产生总量线粒体叶绿体CO2CO2表观(净)光合速率:用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率:用O2产生量、CO2固定量或有机物的制造量来表示。真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。呼吸速率、净光合速率的测定：①测量

、

。②烧杯中装

、

。③条件？

、

。呼吸速率光合速率NaOH

黑暗NaHCO3

光下④测呼吸速率原理测光合速率原理

黑暗处，只进行呼吸作用

消耗O2，产生的CO2被NaOH吸收

气压下降，液滴左移

液滴左移的距离（体积）即为O2的消耗量也即呼吸速率

光下，光合作用＞呼吸作用

光合作用产生的O2多于呼吸作用吸收的O2，而CO2维持稳定气压增大，液滴右移

液滴右移的距离（体积）即为O2的产生量也即净光合速率

29?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaHCO3缓冲液装置１如何利用下图装置１来进行光合速率的测定？思考：１．NaHCO3缓冲液的作用？２．着色液的移动方向，移动数值代表什么？３．怎样排除物理误差？持续提供CO2,保持空间CO2浓度相对稳定．右植株光合作用O2的释放量与呼吸作用O2的消耗量的差值.?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯死植株装置２NaHCO3缓冲液光合作用和细胞呼吸实验探究?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaOH溶液装置１若利用下图装置１来进行呼吸速率的测定应怎样改变装置？思考：1小时后装置1中红墨水滴向左移动，原因是什么？移动数值代表什么?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株装置２蒸馏水消耗氧气，产生的二氧化碳被吸收O2的消耗量也即呼吸速率?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株NaOH溶液装置１思考：?活塞着色液刻度管橡皮塞无色玻璃容器烧杯绿色植株装置２蒸馏水（1若甲液滴左移，乙液滴不动，则

。（2若甲液滴不动，乙液滴右移，则

。（3若甲液滴左移，乙液滴右移，则

。只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸既进行有氧呼吸，又进AB光照强度0吸收量mg/dm2·hCO2阳生植物阴生植物A：呼吸强度；B：光补偿点；C：光饱和点C释放量

CO2净光合速率呼吸速率实际光合速率（总值）光合速率（强度）阴生植物的光补偿点、光饱和点

阳生植物

＜

净值=总值（实际值）－呼吸消耗值1.光

光合速率或光合速度：其的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量表示,亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。光合作用强度一般测定光合速率的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数，称为表观光合速率或净光合速率。即表观（净）光合速率+呼吸速率=总（真正）光合速率。制造的有机物=合成的=积累的+消耗的(呼吸作用)；叶绿体固定的CO2=光合作用所需要的CO2=从外界吸收的CO2+呼吸释放的CO2；

0吸收量光照强度A1B1C1B：光补偿点C：光饱和点CO2阳生植物阴生植物阳生植物的光补偿点和光饱和点大于阴生植物的光补偿点和光饱和点。A2B2C2释放量CO2在强光环境中生长发育健壮，在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳生植物。

在较弱的光照条件下能够生长良好的植物叫阴生植物。【习题1】某植株在黑暗处每小时释放0.02molCO2，而光照强度为a的光照下(其他条件不变)，每小时吸收0.06molCO2，若在光照强度为1/2a的光照下光合速度减半，则每小时吸收CO2的量为

A．0molB．0.02molC．0.03molD．0.04mol叶绿体所固定C02呼吸作用C02从外界吸收C02呼吸作用净光合作用有机物消耗量有机物净积累量光合作用总量有机物产生总量0.02mol0.06mol0.08mol0.04mol？=0.02mol对应训练：(07年高考山东卷)

以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等A制造的、产生的——

值测定的、积累的——

值总净应用：控制好光强

措施：

①大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；②根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。如间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的搭配等。

曲线分析：

CO2浓度很低时，绿色植物不能进行光合作用，A、D点进行光合作用所需CO2的最低浓度。CO2饱和点(B、F点）；光合速率和呼吸速率相等时的CO2浓度称为CO2补偿点（E点）；3.CO2浓度（曲线如下所示）：真正光合速率CO2浓度ABCO2浓度吸收CO2释放CO2CEFD应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度措施：

①多施有机肥或农家肥；②大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量；③释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料(施NH4HCO3)。将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移a：光合作用=呼吸作用题中影响光合作用的因素：光照强度和CO2浓度光↑＞CO2↓a：光合作用=呼吸作用光↓＜CO2↑【习题】C02浓度对光合作用的影响将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C．如果光照强度适当增加，a点右移，b点右移D．如果光照强度适当增加，a点左移，b点右移题中影响光合作用的因素：光照强度和CO2浓度【习题】b：CO2饱和点，光合作用达到最大值，此时限制因素是光照光照↓光合作用减弱，b左移b光合作用增强，b右移b光照↑3、温度——影响酶的活性①光合作用是在

的催化下的，温度直接影响

；②B点表示：

；③BC段表示：

；酶的活性酶此温度条件下，光合速率最高超过最适温度，光合速率随温度升高而下降

温室栽培中，白天可___________，夜间____________，适当_____________，从而提高作物产量（有机物积累量）。适当提高温度适当降低温度提高昼夜温差阴雨天白天适当_______，维持昼夜温差。降温t1t2t3t4温度会直接影响酶的活性.（主要是影响暗反应）温度净光合速率曲线怎样绘制？应用措施：（1）大田中适时播种（2）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差。（3）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。在温室中栽培农作物，如遇到持续的阴雨连绵天气、为保证作物的产量，对温度的控制应当（）

A、降低温室温度，保持昼夜温差

B、提高温室温度，保持昼夜温差

C、提高温室温度，昼夜恒温

D、降低温室温度，昼夜恒温A对应训练4.矿质元素矿质元素

矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADP+的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。K既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。应用措施：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。N：酶及ATP的重要组分P：磷脂、ATP的重要组分；维持叶绿体膜的正常结构和功能Mg：叶绿素的重要组分5.矿质元素：K：既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。

在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。曲线分析应用：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5.水

含水量1、光合作用的原料；2、植物体内各种生化

反应的介质；3、影响气孔的开闭。应用：OA段：在一定范围内，水越充足，光合作用速率越快根据作物需水规律合理灌溉，预防干旱洪涝。光合作用强度O时间：盛夏A

710121418A点的含义是：温度过高，气孔关闭，CO2供应不足光合速率下降对应例题：导致植物夏季中午光合作用“午休”的直接原因是（）

A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水

B.温度过高，酶活性降低

C.气孔关闭,缺乏CO2

D.呼吸作用过强,无有机物积累C多变量坐标图分析注意：（1）P点光照强度较低，光合作用强度低，不同的二氧化碳浓度在此点的光合速率几乎相等。（2）Q点光照强度适宜且相同条件下，光合速率随二氧化碳浓度升高而升高，但不能认为此点是三种浓度下的饱和点，况且三个浓度的饱和点不同。在Q点升高二氧化碳浓度可提高光合速率。光照强度限制外界因素受二氧化碳浓度限制注意：（1）P点光照强度较低，光合作用强度低，不同的温度在此点的光合速率几乎相等。（2）Q点光照强度适宜且相同条件下，光合速率随温度升高而升高，但不能认为此点是三种温度下的饱和点，况且三个温度的饱和点不同。在Q点升高温度可提高光合速率。光照强度限制外界因素受温度限制发现规律P点时，限制光合速率的因素应为

所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。横坐标到Q点时，

所表示的因素不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示的其他因子横坐标6.叶龄OA段——幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段——壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段——老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。7.光合面积（叶面指数）OA段——随叶面积的增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。超过A点，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段——干物质量随光合作用增强而增加。B点以后干物质的量不再增加，原因是光合总量不变，但呼吸消耗量增大，所以干物质积累量不断降低如BC段。应用措施：叶面积指数不能超过

点，否则植物将入不敷出，无法生活下去。DD①增加光合作用面积，如合理密植、间作和套种；

②适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长，封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。内因：外因：基因决定酶种类数量不同光（强度、光质）CO2浓度温度矿质元素水分【光合时间、光合面积（叶面指数）】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。影响光合作用因素总结多因子影响光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率控制适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)(2)光合速率与呼吸速率的关系①绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。②绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率④三者的常用表示方法：6．(2010·浙江理综，29，Ⅰ)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。请回答：(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中

和

更高。(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。图中b～c段CO2浓度升高缓慢是因为

，c～d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗

。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率__________________________。(3)根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、

和

可缩短试管苗的适应过程。光合速率光饱和点CO2浓度过高使细胞呼吸减弱进行光合作用吸收了CO2

提高适当提高CO2浓度适当提高光照强度解析：(1)图甲中自变量有两个：一是光照强度大小，二是是否加蔗糖。因变量是光合速率，指真正光合速率。相比之下，不加蔗糖的试管苗光合速率和光饱和点较高。(2)b～c段没有光合作用，只有呼吸作用，CO2浓度上升缓慢肯定是呼吸速率慢，温度和CO2都会影响呼吸速率，温度不变，只能考虑CO2浓度过高。c～d段CO2浓度急剧下降说明试管苗光合速率远远大于呼吸速率。d点CO2浓度低于大气，CO2浓度已成为限制因素，该点光合速率等于呼吸速率，打开瓶塞，提高CO2浓度，光合速率提高。(3)本实验的核心是改变植物组织培养条件，提高光合速率，从而缩短试管苗的适应过程。影响光合作用的外界因素有：光照长短与强度、光的成分、温度、水分、无机盐等，从本题的变量来看只能考虑无糖培养基、适当提高CO2浓度和适当提高光照强度，其他因素都是适宜的、相等的、不是变量，不予考虑。三、实验与探究能力7．(2010·福建理综，26，Ⅰ)东海原甲藻(简称甲藻)是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。

(一)某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验：将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、

7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等相同条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成下图。(1)本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定________吸收量来计算净光合速率。(2)黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到

，这是控制实验的_____变量。CO2

原设定的pH自(3)若甲藻长时间处于pH为10.0条件下，甲藻________(能、不能)正常生长繁殖，请据图分析并说明原因：(4)实验表明，甲藻光合作用适宜pH为6.0～9.0。但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的

有关。不能因为长时间处于pH为10.0条件下，甲藻的净光合速率为负值，甲藻不能正常生长繁殖。

富营养化(N、P含量)(二)研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为15℃～30℃，最适温度为25℃左右，当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在下图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。(二)见图解析：(一)(1)净光合速率的表示方法有多种。可以通过测定氧气的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量等来计算净光合速率。(2)该实验的自变量为藻液的pH，需要严格控制实验的自变量。(3)只有当净光合速率为正值时，植物才能正常生长繁殖。(4)海水的富营养化是引发赤潮的主要原因。(二)由题干信息，可确定曲线最高点对应的温度及与横轴的交点。8．(2010·安徽理综，29，Ⅰ)为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：(1)与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是____________________，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是__________________。(2)实验结果表明，在