影響光合作用的因素及曲線分析

1、1單因子因素(1) 光照強度 原理分析：光照強度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段，制約ATP和H的產(chǎn)生，進而制約暗反應(yīng)階段。 圖像分析：A點時只進行細胞呼吸；AB段隨著光照強度的增強，光合作用強度也增強，但是仍然小于細胞呼吸強度； B 點時代謝特點為光合作用強度等于細胞呼吸強度；BC段隨著光照強度的增強，光合作用強度也不斷增強；C點對應(yīng)的光照強度為光飽和點，限制C點的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。 應(yīng)用分析：欲使植物正常生長，則必須使光照強度大于B點對應(yīng)的光照強度；適當(dāng)提高光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。(2) 光照面積 圖像分析：0A段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大，

2、A點為光合作用面積的飽和點。 隨葉面積的增大，光合作用強度不再增加，原因是有很多葉被遮擋，光 照不足。0B段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點以后光合作用強度不再增加，但葉片隨葉面積的不斷增加，呼吸量(0C段)不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低 (BC段)。 應(yīng)用分析：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉 子所受的光照往往在光補償點以下，白白消耗有機物，造成不必要的浪費。(3) C02 濃度 原理分析：C02濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應(yīng)階段，制約C3生成。 圖像分析：圖1中A點表示光合作用速率等于細胞呼吸速率時的C02濃度，即C02補償點，而圖2中

3、的A'點表示進行光合作用所需 C02的最低濃度；兩圖中的 B和B'點都 表示C02飽和點，兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨C02濃度增加而增大。 應(yīng)用分析：大氣中的 C02濃度處于0A段時，植物無法進行光合作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加C02濃度，提高光合作用速率。(4) 溫度 原理分析：是通過影響酶活性進而影響光合作用。 圖像分析：低溫導(dǎo)致酶的活性降低，弓I起植物的光合作用速率降低，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的升高酶活性升高進而引起光合速率也增強；溫度過高會引起酶活性降低，植物光合速率降低。 應(yīng)用分析：溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光

4、合作用速率；晚上適當(dāng)降 低溫室的溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物積累。(5) 必需礦質(zhì)兀素 圖像分析：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率， 但當(dāng)超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物光合作用速率下降。 應(yīng)用分析：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。2 多因子因素(1) 曲線分析：P點時，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子，隨其因子的不 斷加強，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素， 要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。(2) 應(yīng)用：溫室栽培時，在一定

5、光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的 C02進一步提高光合速率， 當(dāng)溫度適宜時，要適 當(dāng)提高光照強度和 C02濃度以提高光合速率。易錯警示光合作用影響因素中的 2個易忽略點(1) 易忽略溫度改變對光合作用的影響。溫度改變時，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會受影響，但主要影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的 多。(2) 易忽略C02濃度對光合作用的影響。 C02濃度很低時，光合作用不能進行；當(dāng) C02濃度大于某值時，光合作用才能進行。對于植物來說，也存在C02的補償點和飽和點，C02濃度過大時，會抑制植物的呼吸作用，進而影響到光合作

6、用。【二】外界環(huán)境變化對C3 C5的影響請結(jié)合下圖，分析當(dāng)光照與 C02濃度發(fā)生如表變化時，表格中相關(guān)信息如何填充條件C3C5H和ATP模型分析光照由強到弱，增加減少減少或CO2供應(yīng)不變沒有光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變減少增加增加光照不變，CO2由充足到不足減少增加增加光照不變，CO2由不足到充足增加減少減少【三】光照強度與光合作用強度關(guān)系曲線圖中各點移動1.光照強度與光合速率的關(guān)系曲線圖各點涵義光照強度與光合速率的關(guān)系曲線圖如圖1所示，a點光照強度為0，則此時植物只進行呼吸作用，該點表示該植物在該溫度下的呼吸作用強度，而且整條曲線的呼吸作用強度不變，因此，在溫度改變的情況下，a點的文職可能上

7、移或下移，進一步影響b點和c點的位置。B點表示同一種子在同一時間內(nèi)，光合作用吸收C02與呼吸作用放出 CO2量相等，該點稱之為光補償點，植物在光補償點時，有機物形成和消耗相等，不能夠積累于物質(zhì)，而且夜 間好要消耗于物質(zhì)， 因此，從全天來看，植物所需要的最低光照強度必須高于補償點，才能使植物正常生長，一般情況，陽生植物的光補償點高于陰生植物。C點光照強度不再為光合作用強度的限制因素，即光合作用不再隨著光照強度增大而增大，此點昌盛的原因是電子傳遞反應(yīng)，酶活性等成為限制因子，C02代謝與吸收光能不同步，因此，通常認為此時光合作用強度被C02的濃度限制，植物的飽和光強與品種、葉片厚度、單位葉面積、葉綠

8、素含量多少等有關(guān)，大體上，陽生植物葉片飽和和光強為360或更高，陰生植物的飽和光強為90 180mol m-2s-1，上述飽和光強的數(shù)值是指單葉而言，對群體則不適用，因為大田作物群體對光能利用與單株葉片不同，群體枝葉繁茂，當(dāng)外部光照很強，達到單葉飽和光強以上時，而群體內(nèi)部的光照強度仍在飽和強度以下，中、下層葉片就比較充分利用全體中的透射光和反射光，群體對光能利用更充分， 飽和光強就會上升，因此，整個曲線圖只能對單株葉片而言，不對整株。2.曲線各點移動的分析溫度在最適溫度以下升高溫度如圖 1 所示， 如升高溫度， 但溫度對光合作用和呼吸作用而言， 都還在最適溫度以下， 則有，升溫，呼吸作用加強，

9、且強度遠大于光合作用， a 點向下移動， b 點向右移動，需要 較強光照強度才能產(chǎn)生與呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C物， c 點則向右上方移動，溫度升高， 光反應(yīng)與暗反應(yīng)的酶活性都升高，則可利用更強的光照。溫度超過最適溫度另一種升溫對圖象各點移動的影響，則是光合作用與呼吸作用最適溫度不同，而且升 高溫度，會使其中之一超過最適溫度如下題：例 1若已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 和 30 ，如圖曲線表示該植物在 25 時光合作用速率與光照強度的關(guān)系， 若將溫度提高到 30 的條件下 （原光照強度 和C02濃度不變），理論上分析曲線 C D點位置如何變化？解析：該類題型與前一類題型有一個

10、明顯不同之處，光合作用與呼吸作用最適溫度不 同，該題中溫度由 25 升高到 30，呼吸速率是增大，達到最適溫度，而光合作用卻是下降， 超過最適溫度，因而有， a 點因呼吸作用加強而往下移， c 點為光補償點，往右移有兩個方 面的原因， 一方面是呼吸作用加強， 需較強的黃找強度才能產(chǎn)生呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C 物， 另一方面的原因是光合速率下降， 產(chǎn)上有機物速率也下降， 也需較強的光照強度才能產(chǎn) 生與原來相等的有機物量。 d 點則因溫度超過最適溫度，酶活性下降，而往下移。答案： c 點往右移 d 點往下移（如圖 2 中虛線所示）2 . 2 C02濃度C02濃度也是影響光合作用的重要因素之一，C02濃度對光強與光合作用速率關(guān)系曲線圖的影響，一般認為是在 C02濃度，不影響呼吸作用的前提下進行的，C02濃度與光合作用速率的關(guān)系曲線圖如圖 3所示，從該圖可知，一定范圍內(nèi)提高 C02濃度，可以促使光合作 用，因此，在一定范圍內(nèi)提高 C02濃度，光合作用速率與光照強度關(guān)系曲線圖，圖中各點位置應(yīng)如下圖 4 虛線所示：a點：不移動。因為 C02A濃度的適當(dāng)提升，不會抑止呼吸作用b點：不移動。b點限制因子是光照強度，升高 C02濃度不影響該點c點：右上方移動。C點光飽和點，其限制因子為 C02濃度或濕度，適當(dāng)提高 C02濃度，可促進植物利用更高光強的生物活動23 陰生和陽生陰生植物