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(qiáng)度 原理分析：光照強(qiáng)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(jìn)而制約暗反應(yīng)階段。 圖像分析：A點(diǎn)時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；AB段隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也增強(qiáng)，但是仍然小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； B 點(diǎn)時(shí)代謝特點(diǎn)為光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；BC段隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，限制C點(diǎn)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(qiáng)度大于B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度；適當(dāng)提高光照強(qiáng)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(shí)際量不斷增大，

2、A點(diǎn)為光合作用面積的飽和點(diǎn)。 隨葉面積的增大，光合作用強(qiáng)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(diǎn)以后光合作用強(qiáng)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(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的浪費(fèi)。(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(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的C02濃度，即C02補(bǔ)償點(diǎn)，而圖2中

3、的A'點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需 C02的最低濃度；兩圖中的 B和B'點(diǎn)都 表示C02飽和點(diǎn)，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(shí)，植物無法進(jìn)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(jìn)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(jìn)而引起光合速率也增強(qiáng)；溫度過高會(huì)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(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)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(huì)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(shí)、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(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不 斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)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(shí)，在一定

5、光照強(qiáng)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(shí)充入適量的 C02進(jìn)一步提高光合速率， 當(dāng)溫度適宜時(shí)，要適 當(dāng)提高光照強(qiáng)度和 C02濃度以提高光合速率。易錯(cuò)警示光合作用影響因素中的 2個(gè)易忽略點(diǎn)(1) 易忽略溫度改變對(duì)光合作用的影響。溫度改變時(shí)，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)均會(huì)受影響，但主要影響暗反應(yīng)，因?yàn)閰⑴c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(duì)光合作用的影響。 C02濃度很低時(shí)，光合作用不能進(jìn)行；當(dāng) C02濃度大于某值時(shí)，光合作用才能進(jìn)行。對(duì)于植物來說，也存在C02的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)，C02濃度過大時(shí)，會(huì)抑制植物的呼吸作用，進(jìn)而影響到光合作

6、用?！径客饨绛h(huán)境變化對(duì)C3 C5的影響請(qǐng)結(jié)合下圖，分析當(dāng)光照與 C02濃度發(fā)生如表變化時(shí)，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(qiáng)到弱，增加減少減少或CO2供應(yīng)不變沒有光照由弱到強(qiáng)，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(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度關(guān)系曲線圖中各點(diǎn)移動(dòng)1.光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線圖各點(diǎn)涵義光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線圖如圖1所示，a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0，則此時(shí)植物只進(jìn)行呼吸作用，該點(diǎn)表示該植物在該溫度下的呼吸作用強(qiáng)度，而且整條曲線的呼吸作用強(qiáng)度不變，因此，在溫度改變的情況下，a點(diǎn)的文職可能上

7、移或下移，進(jìn)一步影響b點(diǎn)和c點(diǎn)的位置。B點(diǎn)表示同一種子在同一時(shí)間內(nèi)，光合作用吸收C02與呼吸作用放出 CO2量相等，該點(diǎn)稱之為光補(bǔ)償點(diǎn)，植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，有機(jī)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(qiáng)度必須高于補(bǔ)償點(diǎn)，才能使植物正常生長，一般情況，陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)高于陰生植物。C點(diǎn)光照強(qiáng)度不再為光合作用強(qiáng)度的限制因素，即光合作用不再隨著光照強(qiáng)度增大而增大，此點(diǎn)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(rèn)為此時(shí)光合作用強(qiáng)度被C02的濃度限制，植物的飽和光強(qiáng)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(qiáng)為360或更高，陰生植物的飽和光強(qiáng)為90 180mol m-2s-1，上述飽和光強(qiáng)的數(shù)值是指單葉而言，對(duì)群體則不適用，因?yàn)榇筇镒魑锶后w對(duì)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(qiáng)，達(dá)到單葉飽和光強(qiáng)以上時(shí)，而群體內(nèi)部的光照強(qiáng)度仍在飽和強(qiáng)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(duì)光能利用更充分， 飽和光強(qiáng)就會(huì)上升，因此，整個(gè)曲線圖只能對(duì)單株葉片而言，不對(duì)整株。2.曲線各點(diǎn)移動(dòng)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(duì)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(qiáng)，

9、且強(qiáng)度遠(yuǎn)大于光合作用， a 點(diǎn)向下移動(dòng)， b 點(diǎn)向右移動(dòng)，需要 較強(qiáng)光照強(qiáng)度才能產(chǎn)生與呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物， c 點(diǎn)則向右上方移動(dòng)，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(qiáng)的光照。溫度超過最適溫度另一種升溫對(duì)圖象各點(diǎn)移動(dòng)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(huì)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(shí)光合作用速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系， 若將溫度提高到 30 的條件下 （原光照強(qiáng)度 和C02濃度不變），理論上分析曲線 C D點(diǎn)位置如何變化？解析：該類題型與前一類題型有一個(gè)

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(dá)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(diǎn)因呼吸作用加強(qiáng)而往下移， c 點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，往右移有兩個(gè)方 面的原因， 一方面是呼吸作用加強(qiáng)， 需較強(qiáng)的黃找強(qiáng)度才能產(chǎn)生呼吸作用消耗量相當(dāng)?shù)挠袡C(jī) 物， 另一方面的原因是光合速率下降， 產(chǎn)上有機(jī)物速率也下降， 也需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度才能產(chǎn) 生與原來相等的有機(jī)物量。 d 點(diǎn)則因溫度超過最適溫度，酶活性下降，而往下移。答案： c 點(diǎn)往右移 d 點(diǎn)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(duì)光強(qiáng)與光合作用速率關(guān)系曲線圖的影響，一般認(rèn)為是在 C02濃度，不影響呼吸作用的前提下進(jìn)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(qiáng)度關(guān)系曲線圖，圖中各點(diǎn)位置應(yīng)如下圖 4 虛線所示：a點(diǎn)：不移動(dòng)。因?yàn)?C02A濃度的適當(dāng)提升，不會(huì)抑止呼吸作用b點(diǎn)：不移動(dòng)。b點(diǎn)限制因子是光照強(qiáng)度，升高 C02濃度不影響該點(diǎn)c點(diǎn)：右上方移動(dòng)。C點(diǎn)光飽和點(diǎn)，其限制因子為 C02濃度或濕度，適當(dāng)提高 C02濃度，可促進(jìn)植物利用更高光強(qiáng)的生物活動(dòng)23 陰生和陽生陰生植物