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光合作用(影响光合作用速率的因素及应用)

学生活动:书写光合作用的反应式并注明各元素的去向。



请根据光合作用反应式写出影响其速率的外界因素。

教师活动:分析光合作用过程图解,引导学生作如下推论

影响光合作用的因素分成内因和外因。内因主要指植物体的情况,如生长、发育的阶段,水分代谢,遗传特征等。外因主要是指光照强度、CO2浓度、温度、矿质元素和水。绿色植物进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素。这些环境因子是相互联系,共同通过植物体的内因起作用的。因此要注意分析这些因子的综合作用和主要限制因素。

影响光合作用的环境因素:

一、  二氧化碳浓度:CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2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%,如果浓度提高到0.1%,产量可提高一倍左右。浓度提高到一定程度后,产量不再提高。如果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浓度称为CO2的补偿点,即在此CO2浓度条件下,植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。

一般来说,在一定的范围内,植物光合作用的强度随CO2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增加很少,这时的CO2浓度称为CO2的饱和点

CO2浓度继续升高,光合作用不但不会增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。(注意:以下两图区别)






在生产上的应用——

①温室可通过放干冰、使用二氧化碳发生器,与猪舍鸡舍鸭棚连通等方法来提高室内二氧化碳浓度。

②大田温室中:A.控制好农作物的密度和水肥管理,使农田后期通风良好。

B.增施有机肥,使土壤微生物增多分解有机物,放出CO2

C.深施NH4HCO3肥料。

二、水:水分是光合作用原料之一,缺乏时可使光合速率下降。由于光合作用所需的水只是植物所吸收水分的一小部分,因此,水分缺乏主要是间接影响光合作用下降。晴天无云太阳强烈的正午,由于植物缺水而导致气孔关闭,二氧化碳供应不足,光合速率下降。

 

课后练习:


 

在生产上的应用—— 预防干旱、合理灌溉

三、光:光是光合作用的能量来源,是形成叶绿素的必要条件。

 

1.光照强度:

植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所吸收的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,这一光照强度就称为光补偿点,这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度增加到一定强度后,植物的光合作用强度不再增加或增加很少时,这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性、数量,C3、C5的含量和CO2浓度的限制。



在生产上的应用——适当提高光照强度。
2、光质:影响植物的光合速率,白光为复色光,光合作用能力最强,单色光中红色光作用最快,蓝、紫光次之,绿光最差。

在生产上的应用——对温室大棚用无色透明玻璃。若要降低光合作用则用有色玻璃,如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合作用较白光弱,但较其他单色光强。

(日变化:光合速率在一天当中有变化,一般与太阳辐射进程相符合;无云的晴天,从早晨开始,光合作用逐渐加强,中午达到高峰,以后逐渐降低,到日落则停止,成为单峰曲线。但当晴天无云而太阳光照强烈时,光合进程便形成双峰曲线。)



 四、温度:

植物所有的生活过程都受温度的影响,因为在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速度。温度过高,影响植物叶片气孔开放,影响二氧化碳供应,进而影响暗反应,从而影响光合作用速率。一般植物可在10-35℃ 下正常进行光合作用,其中25-30℃ 最宜,

在35 ℃ 以上开始下降,40-50℃时完全停止。在一定的温度范围内,正常的光照强

度下,提高温度会促进光合作用的进行,但提高温度也会促进呼吸作用。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。(如图所示)

在生产上的应用——适时播种;温室栽培植物时,可以适当提高室内温度。(增加昼夜温差。)

 五、矿质元素:

矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内,营养元素越多,光合速率就越快。氮、磷、钾三要素中以氮肥对光合作用的效果最明显。氮主要参与合成光合作用的酶;镁是叶绿素的组成成分;磷元素是ATP等的组成元素;钾元素能促进糖类物质运输到储存器官,并促进储存器官合成多糖。


生产上的应用:合理施肥


补充:  





 

 
重要的结论性语句:

1.农业生产中主要通过延长光照时间、增加光照面积和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括:套种、合理密植等。

3.提高光合作用的措施包括: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主要包括:光照强度、光质、光照时间、二氧化碳浓度、温度等。

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