光合作用因素

影響光合作用的因素化能合成作用影響光合的因素一、外界條件對(duì)光合速率的影響1光合作用的指標(biāo)

光合速率：植物在單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2或釋放O2的數(shù)量。CO２+H２O光葉綠體

(CH２O)＋O２CO2吸收量干物質(zhì)積累量O2釋放量紅外線(xiàn)CO2氣體分析儀改良半葉法氧電極法我們通常所說(shuō)的光合速率，不是植物真正的光合速率，而是植物真正光合速率與呼吸速率的差值，是凈（net）光合速率，也稱(chēng)表觀光合速率。真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率1光照一、外界條件對(duì)光合速率的影響光強(qiáng)

暗中葉片不進(jìn)行光合作用，只有呼吸作用釋放CO2。

隨著光強(qiáng)的增高，光合速率相應(yīng)提高，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一光強(qiáng)時(shí)，葉片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2釋放量，這時(shí)的光強(qiáng)稱(chēng)為光補(bǔ)償點(diǎn)。開(kāi)始凈光合的點(diǎn)。

實(shí)際光合作用速率－呼吸作用速率＝凈光合作用速率單因素影響光合作用光照強(qiáng)度二氧化碳吸收二氧化碳釋放陽(yáng)生植物陰生植物光補(bǔ)償點(diǎn)：當(dāng)植物光合作用強(qiáng)度等于呼吸強(qiáng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度。此時(shí)，光合作用吸收CO2量等于呼吸作用的CO2產(chǎn)生量光飽和點(diǎn):在某條件下，植物達(dá)到光合強(qiáng)度最大值時(shí)所需的最小光照強(qiáng)度。光照小結(jié)光強(qiáng)光補(bǔ)償點(diǎn)－當(dāng)?shù)竭_(dá)某一光強(qiáng)時(shí)，葉片的光合速率等于呼吸速率，表觀光合速率為零時(shí)的光強(qiáng)。光飽和點(diǎn)－開(kāi)始達(dá)到光合速率最大值時(shí)的光強(qiáng)。C4植物＞C3植物光抑制－當(dāng)光合機(jī)構(gòu)接受的光能超過(guò)它所能利用的量時(shí)，光會(huì)引起光合速率的降低的現(xiàn)象。光質(zhì)光合作用的作用光譜與葉綠體色素的吸收光譜大體吻合。在600～680nm紅光區(qū)，光合速率有一大的峰值，在435nm左右的藍(lán)光區(qū)又有一小的峰值。發(fā)現(xiàn)藍(lán)光下的光合速率要比紅光下的高，這可能與藍(lán)光促進(jìn)氣孔開(kāi)啟有關(guān)光照時(shí)間光合滯后期（光合誘導(dǎo)期）－從照光開(kāi)始至光合速率達(dá)到穩(wěn)定水平的這段時(shí)間。一般整體葉片的光合滯后期約30～60min，而排除氣孔影響的去表皮葉片，細(xì)胞、原生質(zhì)體等光合組織的滯后期約10min。2二氧化碳一、外界條件對(duì)光合速率的影響比例階段

CO2濃度是限制因素飽和階段RuBP的量是限制因素1）當(dāng)光合吸收的二氧化碳量等于放出的二氧化碳量，這個(gè)時(shí)候外界的二氧化碳含量就叫做CO2補(bǔ)償點(diǎn)。2）當(dāng)達(dá)到某一濃度時(shí)，光合速率便達(dá)最大值，開(kāi)始達(dá)到光合最大速率時(shí)的CO2濃度被稱(chēng)為CO2飽和點(diǎn)。3）CO2飽和點(diǎn)代表吸收強(qiáng)光的能力，CO2補(bǔ)償點(diǎn)代表吸收弱光的能力。3溫度一、外界條件對(duì)光合速率的影響三基點(diǎn)定義抑制光合的原因或范圍最低溫度(冷限)該低溫下表觀光合速率為零(0℃))低溫時(shí)膜脂呈凝膠相，葉綠體超微結(jié)構(gòu)受到破壞酶促反應(yīng)緩慢，氣孔開(kāi)閉失調(diào)，最高溫度(熱限)該高溫下表觀光合速率為零(45℃)膜脂與酶蛋白熱變性，使光合器官損傷，葉綠體中的酶鈍化；高溫刺激了光暗呼吸，使表觀光合速率下降

最適溫度能使光合速率達(dá)到最高的溫度C3陰生植物10～20℃

一般C3植物20～30℃

C4植物35～45℃光合作用的溫度范圍和三基點(diǎn)4礦質(zhì)元素一、外界條件對(duì)光合速率的影響1）葉綠體結(jié)構(gòu)的組成成分如N、P、S、Mg是葉綠體中構(gòu)成葉綠素、蛋白質(zhì)、核酸以及片層膜不可缺少的成分。2）電子傳遞體的重要成分如PC中含Cu，F(xiàn)e-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含F(xiàn)e，放氧復(fù)合體不可缺少M(fèi)n2+和Cl-3）磷酸基團(tuán)的重要作用構(gòu)成同化力的ATP和NADPH，光合碳還原循環(huán)中所有的中間產(chǎn)物中都含有磷酸基團(tuán)。4）活化或調(diào)節(jié)因子如Rubisco等酶的活化需要Mg2+；Fe、Cu、Mn、Zn參與葉綠素的合成；K+和Ca2+調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)閉；K和P促進(jìn)光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化與運(yùn)輸?shù)取?/p>

5水分水分是光合作用的原料，但光合作用利用的H2O不到植物所吸收水分的1%，因此，水分主要是間接的影響光合作用。在缺水時(shí)，光合作用降低：

1）缺水時(shí)，氣孔關(guān)閉，減少CO2的供應(yīng)；

2）缺水時(shí)促進(jìn)淀粉分解，抑制光合產(chǎn)物的外運(yùn)，發(fā)生反饋抑制。

3）嚴(yán)重缺水時(shí)，會(huì)導(dǎo)致光合器結(jié)構(gòu)的破壞。一、外界條件對(duì)光合速率的影響二、內(nèi)部因素對(duì)光合速率的影響1不同部位—葉綠素含量新葉＜成熟葉＞老葉2不同生育期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)＞生殖生長(zhǎng)【拓展】光合作用與產(chǎn)量形成

—、植物的光能利用率

是指植物光合作用所累積的有機(jī)物所含的能量，占照射在單位地面上的日光能量的比率。約為1％概念光能利用率＝(光合產(chǎn)物中積累的能量/輻射總量)×100%光能利用率為什么這么低？（1）輻射到地面的太陽(yáng)光能只是可見(jiàn)光的一部分（約占太陽(yáng)總輻射能的40～50%）。（2）照射到葉面上的光能并未全部被吸收，其中有10～15%被反射；5%透過(guò)葉片，雖然80～85%被吸收，但僅有0.5～3.5%用于光合作用，而大多以熱能消耗于蒸騰過(guò)程（76.5～

84.5%）。（3）葉片光合能力的限制，以及呼吸消耗，CO2供應(yīng)不足，水分虧缺、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不足等。二、提高光能利用率的途徑1.增加光合面積

（1）合理密植（2）改變株型2.延長(zhǎng)光合時(shí)間

(1)提高復(fù)種指數(shù)(2)補(bǔ)充人工光照3.提高光合效率（1）增加CO2濃度（2）降低光呼吸下圖表示在光照條件下某正常生理狀態(tài)的植物葉肉細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生理過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。（1）圖中D代表的物質(zhì)是

。（2）該圖字母中，能表示同一物質(zhì)的是

、

。（3）當(dāng)圖中細(xì)胞有①過(guò)程發(fā)生而沒(méi)有②過(guò)程發(fā)生時(shí)，該細(xì)胞處于的生理狀態(tài)是

；若要①過(guò)程也不發(fā)生，則對(duì)該細(xì)胞處理的方法是

。丙酮酸A和G

B和F光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度處于黑暗條件下高考考向04：光合過(guò)程中物質(zhì)變化分析

炎熱夏季的中午12：00至下午14：00，植物光合作用強(qiáng)度減弱，在這一時(shí)間段內(nèi)，葉綠體中的[H]、三碳化合物、五碳化合物的含量變化是 A．降低、升高、降低B．降低、降低、升高C．升高、降低、升高D．升高、升高、降低離體的葉綠體在光照下進(jìn)行穩(wěn)定光合作用時(shí)，如果突然中斷CO2氣體的供應(yīng)，短暫時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3化合物與C5比合物相對(duì)含量的變化是A．C3化合物增多、C5化合物減少B．C3化合物增多、C5化合物增多C．C3化合物減少、C5化合物增多D．C3比合物減少、C5化合物減少光合作用產(chǎn)生的［H］與呼吸作用產(chǎn)生的［H］分別用于A．都用于還原C3B．都用于還原O2C．前者還原O2，后者還原C3D．前者還原C3，后者還原O2CCD將某植物的葉肉細(xì)胞放在含低濃度的NaHCO3的培養(yǎng)液中，并用石蠟油覆蓋液面。先照光一段時(shí)間，然后在相同光照強(qiáng)度下不同時(shí)間測(cè)定葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度。下列示意圖中能正確反映測(cè)定時(shí)間與光合作用強(qiáng)度關(guān)系的是C高考考向05：影響光合速率因素分析及應(yīng)用

(1)從圖中曲線(xiàn)可知影響光合作用的主要非生物因素？

(2)根據(jù)你對(duì)圖中曲線(xiàn)的分析，你認(rèn)為光合作用強(qiáng)度與溫度之間的關(guān)系？(3)你認(rèn)為在溫度為40℃，光照強(qiáng)度為c時(shí)，限制光合作用進(jìn)行的內(nèi)在因素？外界因素可能是？多因素影響光合作用在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開(kāi)始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是A.C3和C5都迅速減少

B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加，C5迅速減少

D.C3迅速減少，C5迅速增加C例題：圖表示當(dāng)影響光合作用的因素X、Y和Z變化時(shí)，光合作用合成量和光強(qiáng)度的關(guān)系。（1）圖中X1、X2、X3的差異是由于___________影響了光合作用的___________所導(dǎo)致。要提高大棚作物的光合作用合成量，由X3增加為X1，最常采取的簡(jiǎn)便而有效的措施是？

（2）圖中Y1、Y2、Y3的差異是由于_____________影響了光合作用的________所致。CO2和溫度暗反應(yīng)光波長(zhǎng)光反應(yīng)請(qǐng)回答與光合作用有關(guān)的問(wèn)題：（1）甲、乙、丙三種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系如右圖所示。據(jù)圖回答：①?gòu)?qiáng)光下上述三種植物固定CO2能力最強(qiáng)的植物是＿＿＿。②乙植物達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度所需的最低光照強(qiáng)度是＿＿＿（a、b、c、d）。③當(dāng)光照強(qiáng)度從a到b時(shí)，＿＿＿植物光合作用強(qiáng)度增加的最快。（2）植物光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自H2O，還是來(lái)自CO2？請(qǐng)寫(xiě)出簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)思路證明你的結(jié)論。①甲②c③甲(2)來(lái)自于H2O分別將C18O2