影响光合作用的环境因素课件

影响光合作用的环境因素及应用影响光合作用的环境因素及应用影响光合作用的环境因素及应用1影响光合作用影响光合作用的环境（外界）的环境（外界）因素因素光照强度光照强度COCO2 2浓度浓度温度温度水分水分矿质元素矿质元素CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体 影响光合作用影响光合作用的内因的内因色素的含量色素的含量酶的酶的数量、酶的数量、酶的活性活性影响光合作用的环境（外界）因素光照强度CO2浓度温度水分矿质2光合作用强度光合作用强度:葡萄葡萄糖糖的产生的产生量量植物在植物在单位时间内单位时间内通过通过光合光合作用作用制造制造糖糖类类的数量。的数量。表示方法表示方法O O2 2产生产生量量COCO2 2消耗消耗量量（光合作用速率）（光合作用速率）净光合速率净光合速率真正光合速率真正光合速率葡萄葡萄糖的糖的积累积累量量O O2 2释放释放量量COCO2 2吸收吸收量量呼吸速率呼吸速率细胞呼吸消耗细胞呼吸消耗葡萄葡萄糖糖量量细胞呼吸细胞呼吸耗氧耗氧量量细胞细胞呼吸呼吸释放释放COCO2 2量量=+=+光合作用强度:葡萄糖的产生量植物在单位时间内通过光合作用制造3（一）（一）光照光照强度强度一、单因子对光合作用强度的一、单因子对光合作用强度的影响影响光照强度光照强度 COCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出ABC图图1 1（一）光照强度一、单因子对光合作用强度的影响光照强度 CO24（1）曲线分析）曲线分析A点：点：释放的释放的COCO2 2量可表示此时量可表示此时细胞呼吸的细胞呼吸的速率速率AB段：段：细胞呼吸细胞呼吸速率速率大于大于光合作用光合作用速率速率B点：点：细胞呼吸细胞呼吸速率速率等于等于光合作用光合作用速率速率 BC段：段：光合作用光合作用速率速率大于大于细胞呼吸细胞呼吸速率速率C点：点：B B点所示光照强度称为点所示光照强度称为光补偿点光补偿点光合作用光合作用速率达到速率达到最大值最大值C C点所示光照强度称为点所示光照强度称为光饱和点光饱和点限制因素：限制因素：COCO2 2浓度、温度浓度、温度酶的数量、酶的活性、色素的含量酶的数量、酶的活性、色素的含量图图1 1 光照强度光照强度 COCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出ABC光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点（1）曲线分析A点：释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的速率51 1、光照强度满足什么条件，植物才能正常生长、光照强度满足什么条件，植物才能正常生长？讨论讨论2 2、阴生植物与阳生植物相比，、阴生植物与阳生植物相比，A A点、点、B B点、点、C C点分点分别怎样移动？别怎样移动？（阴生植物指耐阴性强，能在阴地（阴生植物指耐阴性强，能在阴地生长的植物，且阴生植物的呼吸速率小）生长的植物，且阴生植物的呼吸速率小）结合图结合图1 1回答下列问题回答下列问题1、光照强度满足什么条件，植物才能正常生长？讨论2、阴生植物61 1、下图、下图表示表示某绿色植物某绿色植物3030光合作用、细胞呼吸与光照强光合作用、细胞呼吸与光照强度的关系（已知光合作用、细胞呼吸的最适温度分别为度的关系（已知光合作用、细胞呼吸的最适温度分别为2525和和3030）。若温度降到）。若温度降到25（原光照强度和二氧化碳浓度不原光照强度和二氧化碳浓度不变变），理论上图中相应点，理论上图中相应点a a、b b、d d移动分别为（移动分别为（）A.A.下移；右移；上移下移；右移；上移B.B.下移；左移；下移下移；左移；下移C.C.上移；左移；上移上移；左移；上移D.D.上移；右移；上移上移；右移；上移练习：练习：da0bCOCO2 2吸收吸收COCO2 2释放释放光照强度光照强度 C1、下图表示某绿色植物30光合作用、细胞呼吸与光照强度的关7甲甲乙乙丙丙丁2 2、下图、下图表示表示植物植物叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。请指出请指出下下图中图中所发生的生理活动所发生的生理活动分别与图分别与图1 1曲线曲线中中哪部分哪部分相相对应对应？图图1 1 光照强度光照强度 COCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出ABCA点点AB段段B点点BC段段甲乙丙丁2、下图表示植物叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态8（2）应用）应用间作套种间作套种农作物的种类搭配农作物的种类搭配适当适当提高提高光照强度可增加大棚作物产量光照强度可增加大棚作物产量林带林带树种的配置树种的配置可合理利用光能可合理利用光能（2）应用间作套种农作物的种类搭配适当提高光照强度可增加9（二）（二）CO2浓度浓度 1 1、曲线分析曲线分析 图图2 2中的中的AA点点:图图1中中A A点点:光合作用速率等于细胞呼吸速率光合作用速率等于细胞呼吸速率进行光合作用所需进行光合作用所需COCO2 2的最低浓度的最低浓度图图1 1和图和图2 2中的中的B B和和BB点点:所示所示COCO2 2浓度浓度都表示都表示COCO2 2饱和点饱和点（光合作用光合作用速率达到最大时的速率达到最大时的COCO2 2浓度浓度）实际实际图图2图图3C CMCOCO2 2饱和点饱和点COCO2 2饱和点饱和点COCO2 2补偿补偿点点A A点所示点所示COCO2 2浓度称为浓度称为COCO2 2补偿点补偿点（二）CO2浓度 1、曲线分析 图2中的A点:102 2、应用应用在农业生产上可以通过在农业生产上可以通过“正其行，通其风正其行，通其风”，增施农家肥增施农家肥等增大等增大COCO2 2浓度，提高光合作用速率。浓度，提高光合作用速率。限制因素：限制因素：光照强度、温度光照强度、温度酶的数量、酶的活性、色素的含量酶的数量、酶的活性、色素的含量2、应用在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等11（三）（三）温度温度 1 1、曲线分析曲线分析 AB段：段：随温度的升高，随温度的升高，光合作用光合作用速率逐渐增加速率逐渐增加B点：点：所示温度为所示温度为光合作用光合作用的的最适温度最适温度BC段：段：随温度的升高，随温度的升高，光合作用光合作用速率逐渐减小速率逐渐减小 温度主要是通过影响与光合作用有关的温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性酶的活性而影响光合作用速率。而影响光合作用速率。图图4 4（三）温度 1、曲线分析 AB段：随温度的升高，光122 2、应用应用温室栽培时，温室栽培时，白天调到光合作用最适温度，以白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚提高光合作用速率；晚上适当降低温度，降低上适当降低温度，降低酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物酶的活性，以降低细胞呼吸强度，保证有机物的积累。的积累。2、应用温室栽培时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用13（四）矿质元素（四）矿质元素1、曲线分析、曲线分析 在一定浓度范围内，增大必在一定浓度范围内，增大必需需矿质矿质元素的供应，可提高光元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物而导致植物渗透失水渗透失水而萎蔫。而萎蔫。2 2、应用应用 根据作物的需肥规律，根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料适时、适量地增施肥料，可，可以以提高农作物产量。提高农作物产量。图图5 5（四）矿质元素1、曲线分析 在一定浓度范围内，增大必14（五）水分（五）水分1 1、影响影响 水是光合作用的原料，缺水既可水是光合作用的原料，缺水既可直接直接影响光影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制COCO2 2进入进入叶片，从而叶片，从而间接间接影响光合作用影响光合作用。根据作物的需水规律根据作物的需水规律合理灌溉合理灌溉。2 2、应用、应用（五）水分1、影响 水是光合作用的原料，缺水既可直接影响15下图为下图为6 6月份北方某晴天一昼夜玉米植株对月份北方某晴天一昼夜玉米植株对COCO2 2吸收、释放量的吸收、释放量的变化曲线图，据图回答：变化曲线图，据图回答：（1 1）白天是指）白天是指中的哪一段时间中的哪一段时间_；一天中植物体内；一天中植物体内有机物积累最多的时刻是在有机物积累最多的时刻是在_。（2 2）在）在出现的出现的吸收量下降是由于吸收量下降是由于_。（3 3）在）在段段吸收量下降是由于吸收量下降是由于_ （4 4）光合作用强度超过呼吸作用强度的时间段是）光合作用强度超过呼吸作用强度的时间段是_。练习练习下图为6月份北方某晴天一昼夜玉米植株对CO2吸收、释放量的变16二、多因子对光合作用强度的二、多因子对光合作用强度的影响影响1、曲线分析、曲线分析P P点点:限制光合作用速率的因素应为横坐标所表示的因子，限制光合作用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，光合作用速率不断提高。随其因子的不断加强，光合作用速率不断提高。Q Q点点:横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，横坐标所表示的因素不再是影响光合作用速率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。二、多因子对光合作用强度的影响1、曲线分析P点:限制光合作用17 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度的同时也可适当提高提高温度的同时也可适当提高COCO2 2浓度以提高光合浓度以提高光合作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度作用速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和和COCO2 2浓度以提高光合作用速率。浓度以提高光合作用速率。2 2、应用、应用 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度的同时也18净光合速率净光合速率呼吸速率呼吸速率光照强度光照强度 COCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出C图图1 1 BA真正光合速率真正光合速率净光合速率呼吸速率光照强度 CO2CO2C图1 BA真正光合19光照强度光照强度 COCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出ABC图图1 1 C B A 阴生植物与阳生植物相比，阴生植物与阳生植物相比，光光补偿点补偿点和和光光饱和点饱和点都相应都相应向向左左移动移动阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物若改变某一因素，使光合若改变某一因素，使光合速率速率增大增大(减小减小)，而呼吸，而呼吸速率速率不受影响，则光补偿点应不受影响，则光补偿点应若改变某一因素，使呼吸若改变某一因素，使呼吸速率速率增大增大(减小减小)，而光合，而光合速率速率不受影响，则光补偿点应不受影响，则光补偿点应左移左移(右移右移)；右移右移(左移左移)。光照强度 CO2CO2ABC图1 CBA阴生植物与阳生202 2、下图显示了四联藻光合作用速度与环境因素之间的关系：、下图显示了四联藻光合作用速度与环境因素之间的关系：（1）在光线弱的情况下，光合作用的速度随）在光线弱的情况下，光合作用的速度随_ 成正成正比增加，这种情况可以认为光合作用的速度受比增加，这种情况可以认为光合作用的速度受_的影响。的影响。（2）当光照强度一定时，光合作用的速度取决于）当光照强度一定时，光合作用的速度取决于_，这，这种情况可以认为光合作用的速度主要取决于种情况可以认为光合作用的速度主要取决于_的催化效率。的催化效率。（3）当温度超过）当温度超过40时，光合作用的速度会时，光合作用的速度会_，这种情，这种情况可以认为光合作用的速度受况可以认为光合作用的速度受_的影响。的影响。30402010光照强度光照强度光光合合速速率率02、下图显示了四联藻光合作用速度与环境因素之间的关系：（1213下下图表示在不同条件下，光合作用速度的表示在不同条件下，光合作用速度的变化曲化曲线，试分析：分析：(1)C与与B相比相比较，光合速度慢，光合速度慢，这是因是因为 。(2)A与与B相比相比较，光合速度快原因是，光合速度快原因是 。但但 是是，在在 弱弱 光光 下下，两两 者者 光光 合合 速速 度度 基基 本本 相相 同同，这 是是 因因 为_(3)综上所述，限制光合作用速度的因素有上所述，限制光合作用速度的因素有 。在在弱弱光光下下，限限制制光光合合作作用用的的因因素素是是 ，在在较强强光光照照下下，限限制光合作用的因素是制光合作用的因素是 。3下图表示在不同条件下，光合作用速度的变化曲线，试分析：22（一）光照强弱的控制（一）光照强弱的控制O O O Oa a a ab b b b光合作用强度光合作用强度光合作用强度光合作用强度光照强度光照强度光照强度光照强度a ba ba ba b随光照强度的增加，光合作用强度逐渐增强随光照强度的增加，光合作用强度逐渐增强随光照强度的增加，光合作用强度逐渐增强随光照强度的增加，光合作用强度逐渐增强光照强度光照强度光照强度光照强度再增加，光合作用强度保持不变再增加，光合作用强度保持不变再增加，光合作用强度保持不变再增加，光合作用强度保持不变o ao a（一）光照强弱的控制Oab光合作用强度光照强度a b随光23光照强度光照强度光照强度光照强度光合作用强度光合作用强度光合作用强度光合作用强度阴生苔藓阴生苔藓阴生草木阴生草木阳生草木阳生草木阳生草木阳生草木小麦小麦小麦小麦玉米玉米玉米玉米在适宜温度和正常的在适宜温度和正常的在适宜温度和正常的在适宜温度和正常的COCOCOCO2 2 2 2供应下各种供应下各种供应下各种供应下各种植物的光合强度植物的光合强度植物的光合强度植物的光合强度措施：措施：阳生植物应种植在阳光充裕的地方阳生植物应种植在阳光充裕的地方阴生植物应种植在荫蔽的地方阴生植物应种植在荫蔽的地方光照强度光合作用强度阴生苔藓阴生草木阳生草木小麦玉米在适宜温24光照强度光照强度abcdCO2的吸收CO2的释放a：点只能进行呼吸作用：点只能进行呼吸作用ab光合作用速率小于呼吸作用速率光合作用速率小于呼吸作用速率b点光合作用速率等于呼吸作用速率点光合作用速率等于呼吸作用速率bcd光合作用速率大于呼吸作用速率光合作用速率大于呼吸作用速率光照强度abcdCO2的吸收CO2的释放a：点只能进行呼吸作25（二）二氧化碳的供应（二）二氧化碳的供应O O O Oa a a ab b b bc c c cd d d d光合作用的强度光合作用的强度光合作用的强度光合作用的强度二氧化碳的浓度二氧化碳的浓度二氧化碳的浓度二氧化碳的浓度COCOCOCO2 2 2 2太低，农作物不能进行光合作用太低，农作物不能进行光合作用太低，农作物不能进行光合作用太低，农作物不能进行光合作用随随随随COCOCOCO2 2 2 2浓度增加，光合作用强度逐渐增强浓度增加，光合作用强度逐渐增强浓度增加，光合作用强度逐渐增强浓度增加，光合作用强度逐渐增强COCOCOCO2 2 2 2浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；浓度再增加，光合作用强度保持不变；b cb cb cb c：c dc dc dc da ba ba ba b（二）二氧化碳的供应Oabcd光合作用的强度二氧化碳的浓度C26提高二氧化碳浓度的措施：提高二氧化碳浓度的措施：农田：合理密植、通风透光、增施有农田：合理密植、通风透光、增施有机肥料、机肥料、机肥料、机肥料、深施深施深施深施“碳铵碳铵碳铵碳铵”。温室温室增施农家肥增施农家肥使用二氧化碳发生器使用二氧化碳发生器提高二氧化碳浓度的措施：农田：合理密植、通风透光、增施有机肥27N N：光合酶及光合酶及NADPNADP+和和ATPATP的重要组分的重要组分P P：NADPNADP+和和ATPATP的重要组分；维持叶绿体正的重要组分；维持叶绿体正常结构和功能常结构和功能K K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输MgMg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分（三）必需矿质元素的供应三）必需矿质元素的供应措施：措施：合理施肥：合理施肥：看作物施肥看作物施肥看土壤施肥看土壤施肥N：光合酶及NADP+和ATP的重要组分（三）必需矿质元素的28（四）控制温度（四）控制温度温度影响酶的活性，进而影响光合作用的过程。温度影响酶的活性，进而影响光合作用的过程。abc光合强度光合强度温度温度O白天适当增加温度，且适当增加昼夜白天适当增加温度，且适当增加昼夜温差可提高农作物的产量温差可提高农作物的产量（五）提供适宜的水分（五）提供适宜的水分合理灌溉合理灌溉措施：措施：措施：措施：ab 随温度的增加光合随温度的增加光合作用逐渐增强作用逐渐增强b表示最适温度下的最大表示最适温度下的最大光合强度光合强度bc随温度的增加光合作随温度的增加光合作用逐渐减弱用逐渐减弱（四）控制温度温度影响酶的活性，进而影响光合作用的过程。ab29【特别提醒】当外界条件变化时，当外界条件变化时，CO2(光光)补偿点移动规律如下：补偿点移动规律如下：若若呼呼吸吸速速率率增增加加，CO2(光光)补补偿偿点点应应右右移移，反反之之应应左移。左移。若若呼呼吸吸速速率率基基本本不不变变，条条件件的的改改变变使使光光合合速速率率下下降降时，时，CO2(光光)补偿点应右移，反之应左移。补偿点应右移，反之应左移。阴阴生生植植物物与与阳阳生生植植物物相相比比，CO2(光光)补补偿偿点点和和饱饱和和点都相应向左移动。点都相应向左移动。【特别提醒】30