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1、影响光合作用效率的因素及在生产上的应用一、教学内容及考纲要求知识内容要求影响光合作用速率的环境因素探究环境因素对光合作用的影响生产上提高光合作用效率的方法C二、重要的结论性语句:1.农业生产中要紧通过延长光照时间、增加光照面积与增强光合作用效率等途径提高光能利用率。2 .增加光照面积的措施包含:套种、合理密植等。3 .提高光合作用的措施包含:利用大棚适当延长光照时间、提高二氧化碳浓度、提高温度等。4 .影响光合作用的环境因素要紧包含:光照强度、光质、光照时间、二氧化碳浓度、温度等。三、重、难点知识归类、整理1.影响光合作用的环境因素:(1)光:在一定范围内,光照强度逐步增强光合作用中光反应强度
2、也随着加强;但光照增强到一定程度时,光合作用强度就不再增加。另外光的波长也影响光合作用的速率,通常在红光下光合作用最快,蓝紫光次之,绿光最慢。*在黑暗中呼吸所放出的CChflt在生产上的应用:延长光合作用时间:通过轮种,延长全,年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间,是合理利用光能的一项重要措施。增加光合作用面积:合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用:光补偿点:当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所汲取的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时的光照强度,这时光合作用强度要紧是受光反应产物的限制。光饱与点:当光照强度
3、增加到一定强度后,植物的光合作用强度不再增加或者增加很少时的光照强度,如今的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性与CO2浓度的限制。通常阳生植物的光补偿点与光饱与点比阴生植物高。总光合作用:指植物在光照下制造的有机物的总量(汲取的CO2总量)。净光合作用:指在光照下制造的有机物总量(或者汲取的C02总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或者释放的COD后,净增的有机物的量。(2) CO2:%补偿点光饱和点光强CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CQ达到一定浓度时,植物才能进行光合作用。大气中二氧化碳的含量是0.03%假如浓度提高到0.1%,产量可提高一倍左右。浓
4、度提高到一定程度后,产量不再提高。假如二氧化碳浓度降低到0.005%,光合作用就不能正常进行。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称之CO2的补偿点,即在此C02浓度条件下,植物通过光合作用汲取的CQ2与植物呼吸作用释放的C0?相等。通常来说,在一定的范围内,植物光合作用的强度随co?浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度就不再增加或者增加很少,这时的co?浓度称之CO2的饱与点。在生产上的应用:温室栽培植物时,施用有机肥,可适当提高室内二氧化碳的浓度。(3)温度:温度能够通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用;在一定范围内随温度的提高,光合作用加强;温度过高时也会影响前的活性,使光
5、合作用强度减弱。在生产上的应用:适时播种;温室栽培植物时,能够适当提高室内温度。(4)水分:水既是光合作用的原料,又是体内各类化学反应的介质。水分还能影响气孔的开闭,间接影响C02进入植物体内(如夏季的“午休”现象)。在生产上的应用:预防干旱;适时适量灌溉。(5)矿质元素:如Mg是叶绿素的构成成分,N是光合酶的构成成分,P是ATP分子的构成成分等等。在生产上的应用:合理施肥,适时适量地施肥光照、CO2浓度、温度与光合速率基本关系见图:2.提高作物产量的途径途径措施或者方法延长光时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操纵适宜光强、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需
6、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)四.典型例题例1下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的汲取与释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请据图回答问题:(1)甲图曲线中C点与正点(外界环境中CO2浓度变化为零)处,植株处于何种生理活动状态?(2)根据甲图推测该植物同意光照的时间是曲线中的一段,其中光合作用强度最高的是点,植株积存有机物最多的是点。(3)乙图中FG段CCh汲取量逐步减少是由于,以致光反应产生的与逐步减少,从而影响了暗反应强度,使化合物数量减少,影响了C02固定。(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可
7、能是由于解析:本例要紧考查影响光合作用因素:Co2浓度、光强,与光合速率、呼吸速率与表观速率的关系(表观速率=光合速率一呼吸速率)。首先,要认真看清坐标的含义,然后进行曲线分析;其次,要把光合作用与呼吸作用联系起来考虑,并用两个生理过程进行的条件与时间进行分析。注意光合作用强度决定的制造有机物量与有机物总积存量之间的联系与区别;第三,乙图的E点C02汲取率降低的机理,不仅要从外界因子的整天变化情况及如今的限制因素考虑,还要联系植株的其他生理活动进行思考。答案:(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用汲取CO2的量时(2) BF;D;E(3)光照强度逐步减弱;ATP;NADPH(4)温度高,蒸腾
8、作用过强,气孔关闭,影响了CCh原料的供应课堂练习单项选择题1 .下列哪条曲线反映了绿色植物叶片光合作用与空气中二氧化碳浓度的关系?()2 .在农作物生产中,套作与轮作是提高农作物产量的重要措施,两者()A.都是为了提高光能利用率B.都能够减少病虫害的发生C,都能够充分利用土壤中的矿质资源D.都能够提高农田中的能量传递率3 .对某植株作如下处理:持续光照Iomin;光照5s后再黑暗处理5s,如此连续交替进行20min。若其他条件不变,则在两种情况下,植株所能制造的有机物总量及积存的有机物总量()A.均多于B.少于;多于C.与均相等D.无法确定4 .我国政府为把2008年的北京奥运会办成绿色奥运
9、,正在北京地区实施大规模的绿化工程。绿化北京的根本目的是为了调节()A.北京地区的气温B.北京地区的湿度C.北京地区氧气与二氧化碳的浓度D.北京地区氯气与二氧化硫的浓度二.非选择题5 .(7分)下图表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化过程,请据图分析:(I)C3的产生与消耗要紧发生于叶绿体的中。(2)AB段C3含量较高,其要紧原因是什么?(3)点出现的可能是由于白天该地区天气暂时由晴转阴所造成的。(4)G点C3含量极少,其原因是什么?(5)G点与F点相比,叶绿体中NADPH含量较.O (填写“高”或者“低”)闭,缺少C2, 不能转化为C3(5)高(6)请在下列坐标图中画一条
10、曲线,表示上图中的HI段(15时至19时)小麦叶肉细胞中C5相对含量的变化趋势(设a点为15时的Cs含量)。(1)基质(2)无光照,不能进行光反应,不能产生H与ATP,C3不能还原成有机物(3) D(4)气孔关6.光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响,图中4条曲线(a、b、c、d)为不一致光照强度与不一致Co2浓度下,马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱,Co2很少(远小于003%);b适当遮荫(相当于全光照的1/25)CO2浓度为003%,c全光照(晴天不遮荫),Co2浓度为0.03%;d全光照,CO2浓度为L22%。请据图回答:(I)随着光照强度与CO2浓度的提高,植物光合
11、作用(以净光合速率为指标)最适温度的变化趋势是O(2)当曲线b净光合速率降为零时,真光合速率是否为零?为什么?(3)在大田作物管理中,采取下列什么措施能够提高净光合速率?(A.通风B.增施有机肥C.延长生育期D.施碳酸氢镂(1)逐步提高(2)不为零,由于在b实验条件下,呼吸速率不为零(3)ABD反馈练习一、选择题1 .有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下,甲品红光照射;乙绿色光照射;丙添加品红色滤光片A;丁添加绿色滤光片B(如图),通过一段时间,各盆中长势最旺的与长势最差的依次是下列哪一组A.甲、乙B.乙、丙C.甲、丁D.丙、丁2 .光照强度与Ca浓度是影响光合作用的两个要紧外界因素,
12、下列图像是北方夏季天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线,请指出正确的图解是(C)6 4 2 超朝旺世仙射超朝EEFe0(6)在一定的CO?浓度与适宜温度下,把某植物叶片置于5千勒克司(光合作用速度44mgCO2lOOcm*2*5叶小时)光照下14小时,其余时间置于黑喑中(呼吸作用速度6.6ngCO2100Cm2叶小时),则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积存量为。答案:(1)19:00、5:0010:00、15:00(每格1分)(2)b(,分)(3)中午光照强烈,为减少体内水分散失,气孔关闭,通过气孔进入的CCh量减少(2分)(4)在10:00-.15:OO时之间,光合作用速度为负值,其余时间为正值.(2分)(5)ab.C(I分)(6)78(2分)