[9A文]影响光合作用的因素及曲线分析

发布时间:2019-05-11 10:20:23   来源:文档文库   
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影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用

1.单因子因素

(1)光照强度

原理分析:光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段,制约ATP[H]的产生,进而制约暗反应阶段。

图像分析:A点时只进行细胞呼吸;AB段随着光照强度的增强,光合作用强度也增强,但是仍然小于细胞呼吸强度;B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度;BC段随着光照强度的增强,光合作用强度也不断增强;C点对应的光照强度为光饱和点,限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。

应用分析:欲使植物正常生长,则必须使光照强度大于B点对应的光照强度;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。

(2)光照面积

图像分析:OA段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大,光合作用强度不再增加,原因是有很多叶被遮挡,光照不足。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用强度不再增加,但叶片随叶面积的不断增加,呼吸量(OC)不断增加,所以干物质积累量不断降低(BC)

应用分析:适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。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。

(3)CO2浓度

原理分析:CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段,制约C3生成。

图像分析:图1A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点,而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度;两图中的BB′点都表示CO2饱和点,两图都表示在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度增加而增大。

应用分析:大气中的CO2浓度处于OA′段时,植物无法进行光合作用;在农业生产中可通过正其行,通其风和增施农家肥等措施增加CO2浓度,提高光合作用速率。

(4)温度

原理分析:是通过影响酶活性进而影响光合作用。

图像分析:低温导致酶的活性降低,引起植物的光合作用速率降低,在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强;温度过高会引起酶活性降低,植物光合速率降低。

应用分析:温室中白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用速率;晚上适当降低温室的温度,以降低细胞呼吸,保证植物有机物积累。

(5)必需矿质元素

图像分析: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光合作用速率下降。

应用分析:在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时、适量地增施肥料,可以提高作物的光能利用率。

2.多因子因素

(1)曲线分析:P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

(2)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用酶的活性,提高光合速率,也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率,当温度适宜时,要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。

易错警示 光合作用影响因素中的2个易忽略点

(1)易忽略温度改变对光合作用的影响。温度改变时,不管是光反应还是暗反应均会 受影响,但主要影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的 多。

(2)易忽略CO2浓度对光合作用的影响。CO2浓度很低时,光合作用不能进行;当CO2浓度大于某值时,光合作用才能进行。对于植物来说,也存在CO2的补偿点和饱和点,CO2浓度过大时,会抑制植物的呼吸作用,进而影响到光合作用。

外界环境变化对C3C5的影响

请结合下图,分析当光照与CO2浓度发生如表变化时,表格中相关信息如何填充

光照强度与光合作用强度关系曲线图中各点移动

1.光照强度与光合速率的关系曲线图各点涵义

光照强度与光合速率的关系曲线图如图1所示,a点光照强度为0,则此时植物只进行呼吸作用,该点表示该植物在该温度下的呼吸作用强度,而且整条曲线的呼吸作用强度不变,因此,在温度改变的情况下,a点的文职可能上移或下移,进一步影响b点和c点的位置。B点表示同一种子在同一时间内,光合作用吸收CO2与呼吸作用放出CO2量相等,该点称之为光补偿点,植物在光补偿点时,有机物形成和消耗相等,不能够积累于物质,而且夜间好要消耗于物质,因此,从全天来看,植物所需要的最低光照强度必须高于补偿点,才能使植物正常生长,一般情况,阳生植物的光补偿点高于阴生植物。

C点光照强度不再为光合作用强度的限制因素,即光合作用不再随着光照强度增大而增大,此点昌盛的原因是电子传递反应,酶活性等成为限制因子,CO2代谢与吸收光能不同步,因此,通常认为此时光合作用强度被CO2的浓度限制,植物的饱和光强与品种、叶片厚度、单位叶面积、叶绿素含量多少等有关,大体上,阳生植物叶片饱和和光强为360—450mol.m-2s-1或更高,阴生植物的饱和光强为90—180molm-2s-1,上述饱和光强的数值是指单叶而言,对群体则不适用,因为大田作物群体对光能利用与单株叶片不同,群体枝叶繁茂,当外部光照很强,达到单叶饱和光强以上时,而群体内部的光照强度仍在饱和强度以下,中、下层叶片就比较充分利用全体中的透射光和反射光,群体对光能利用更充分,饱和光强就会上升,因此,整个曲线图只能对单株叶片而言,不对整株。

2.曲线各点移动的分析

2.1温度

2.1.1在最适温度以下升高温度

如图1所示,如升高温度,但温度对光合作用和呼吸作用而言,都还在最适温度以下,则有,升温,呼吸作用加强,且强度远大于光合作用,a点向下移动,b点向右移动,需要较强光照强度才能产生与呼吸作用消耗量相当的有机物,c点则向右上方移动,温度升高,光反应与暗反应的酶活性都升高,则可利用更强的光照。

2.2.2温度超过最适温度

另一种升温对图象各点移动的影响,则是光合作用与呼吸作用最适温度不同,而且升高温度,会使其中之一超过最适温度如下题:

1.若已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为2530,如图曲线表示该植物在25时光合作用速率与光照强度的关系,若将温度提高到30的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),理论上分析曲线CD点位置如何变化?

解析:该类题型与前一类题型有一个明显不同之处,光合作用与呼吸作用最适温度不同,该题中温度由25升高到30,呼吸速率是增大,达到最适温度,而光合作用却是下降,超过最适温度,因而有,a点因呼吸作用加强而往下移,c点为光补偿点,往右移有两个方面的原因,一方面是呼吸作用加强,需较强的黄找强度才能产生呼吸作用消耗量相当的有机物,另一方面的原因是光合速率下降,产上有机物速率也下降,也需较强的光照强度才能产生与原来相等的有机物量。d点则因温度超过最适温度,酶活性下降,而往下移。

答案:c点往右移d点往下移(如图2中虚线所示)

22CO2浓度

CO2浓度也是影响光合作用的重要因素之一,CO2浓度对光强与光合作用速率关系曲线图的影响,一般认为是在CO2浓度,不影响呼吸作用的前提下进行的,CO2浓度与光合作用速率的关系曲线图如图3所示,从该图可知,一定范围内提高CO2浓度,可以促使光合作用,因此,在一定范围内提高CO2浓度,光合作用速率与光照强度关系曲线图,图中各点位置应如下图4虚线所示:

a点:不移动。因为CO2A浓度的适当提升,不会抑止呼吸作用

b点:不移动。b点限制因子是光照强度,升高CO2浓度不影响该点

c点:右上方移动。C点光饱和点,其限制因子为CO2浓度或湿度,适当提高CO2浓度,可促进植物利用更高光强的生物活动

23阴生和阳生

阴生植物,顾名思义就是指生活需要较低光照强度的植物。阳生植物,则反之,原因不论是表示阴生植物还是阳生植物,改变后,其各点都会移动,其各点移动情况如图5所示:

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/1b3cfd39d0f34693daef5ef7ba0d4a7303766c34.html

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