1、第五章第五章 第四节第四节能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用（二）（二）光合作用强度通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。影响光合作用强度的内部因素影响光合作用强度的内部因素1.1.叶龄叶龄 新长出的嫩叶，光合速率很低。其主要原因新长出的嫩叶，光合速率很低。其主要原因有：有：(1)(1)叶组织发育未健全，气孔尚未完全形成或开度小，叶组织发育未健全，气孔尚未完全形成或开度小，细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速率低；细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速率低；(2)(2)叶绿体小，片层结构不发达，光合色素含量低，叶绿体小，
2、片层结构不发达，光合色素含量低，捕光能力弱；捕光能力弱；(3)(3)光合酶，尤其是光合酶，尤其是RubiscoRubisco的含量与活性低。的含量与活性低。(4)(4)幼叶的呼吸作用旺盛，因而使表观光合速率降低。幼叶的呼吸作用旺盛，因而使表观光合速率降低。但随着幼叶的成长，叶绿体的发育，叶绿素含量与但随着幼叶的成长，叶绿体的发育，叶绿素含量与RubiscoRubisco酶活性的增加，光合速率不断上升；当叶片酶活性的增加，光合速率不断上升；当叶片长至面积和厚度最大时，光合速率通常也达到最大值，长至面积和厚度最大时，光合速率通常也达到最大值，以后，随着叶片衰老，叶绿素含量与以后，随着叶片衰老，叶绿
3、素含量与RubiscoRubisco酶活性酶活性下降，以及叶绿体内部结构的解体，光合速率下降。下降，以及叶绿体内部结构的解体，光合速率下降。2.叶的结构叶的结构 叶的结构如叶厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。叶的结构一方面受遗传因素控制，另一方面还受环境影响。同一叶片，不同部位上测得的光合速率往往不一致。例如，禾本科作物叶尖的光合速率比叶的中下部低，这是因为叶尖部较薄，且易早衰的缘故。3.光合产物的输出光合产物的输出 光合产物(蔗糖)从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面
4、会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。光合作用效光合作用效率外部因素率外部因素1 1、光照强度、光照强度3 3、COCO2 2浓度浓度4 4、温度、温度6 6、水、水 （合理灌溉）（合理灌溉）5 5、矿质元素（合理施肥）、矿质元素（合理施肥）2 2、光质、光质影响光合作用强度的外部因素影响光合作用强度的外部因素(一一)光照光照光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光照因素中有光强、光质与光照时间，这些对光合作用都有深刻的影响。一天的时间光合作用强度光合
5、作用强度O光照强度121410光合作用强度与光照强度、时间的关系1（2013菏泽）如图表示一段时间内某植物叶片吸收菏泽）如图表示一段时间内某植物叶片吸收二氧化碳与光照强度关系示意图以下分析正确的是二氧化碳与光照强度关系示意图以下分析正确的是（）（）Aac段表示该植物的光合作用不断地增强段表示该植物的光合作用不断地增强Bb点表示该植物既不进行光合作点表示该植物既不进行光合作用，也不进行呼吸作用用，也不进行呼吸作用C当光照强度当光照强度n1，时，该植物开，时，该植物开始进行光合作用始进行光合作用 D当光照强度当光照强度n2时，表示该时，表示该植物不再进行光合作用植物不再进行光合作用 暗中叶片不进行
6、光合作用，只有呼吸作用释放暗中叶片不进行光合作用，只有呼吸作用释放CO2。随着光强的增高，光合速率相应提高，当到。随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于吸收量等于CO2释放量，表观光合速率为零，释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。在低光强区，光合速率这时的光强称为光补偿点。在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加；当超过一定光强，随光强的增强而呈比例地增加；当超过一定光强，光合速率增加就会转慢；当达到某一光强时，光合光合速率增加就会转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再增
7、加，而呈现光饱和现象。开始达到光速率就不再增加，而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的合速率最大值时的光强称为光饱和点，此点以后的阶段称饱和阶段。比例阶段中主要是光强制约着光阶段称饱和阶段。比例阶段中主要是光强制约着光合速率，而饱和阶段中合速率，而饱和阶段中CO2扩散和固定速率是主要扩散和固定速率是主要限制因素。限制因素。不同波长的光线照射对光合作用的影响不同波长的光线照射对光合作用的影响2有甲、乙、丙、丁有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，甲品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红光照射；乙绿色光照射；丙添加品
8、红色滤光片A；丁添加；丁添加绿色滤光片绿色滤光片B（如图），经过一段时间，各盆中长势最旺的（如图），经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（和长势最差的依次是下列哪一组（）A甲、乙甲、乙 B乙、丙乙、丙 C甲、丁甲、丁 D丙、丁丙、丁 在自然条件下，植物或多或少会受到不同波在自然条件下，植物或多或少会受到不同波长的光线照射。例如，树木的叶片吸收红光和蓝长的光线照射。例如，树木的叶片吸收红光和蓝光较多，故透过树冠的光线中绿光较多，由于绿光较多，故透过树冠的光线中绿光较多，由于绿光是光合作用的低效光，因而会使树冠下生长的光是光合作用的低效光，因而会使树冠下生长的本来就光照不足的
9、植物利用光能的效率更低。本来就光照不足的植物利用光能的效率更低。“大树底下无丰草大树底下无丰草”就是这个道理。就是这个道理。水层同样改变光强和光质。水层对光波中的水层同样改变光强和光质。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分，深水层的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分，深水层的光线中短波长的光相对较多。所以含有叶绿素、光线中短波长的光相对较多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层；而含有吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层；而含有藻红蛋白、吸收绿、蓝光较多的红藻则分布在海藻红蛋白、吸收绿、蓝光较多的红藻则分布在海水的深层，这是海藻对光适应的一种表现。水的深层，这是海藻对光适应
10、的一种表现。acbdeb b:CO:CO2 2的补偿点的补偿点c c:CO:CO2 2的饱和点的饱和点 光合作用是在光合作用是在酶的催化下进行酶的催化下进行的，温度直接影的，温度直接影响酶的活性。一响酶的活性。一般植物在般植物在10103535下正常进下正常进行光合作用。行光合作用。影响光合作用的因素影响光合作用的因素温度温度3以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的
11、量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等NN：P P：K K：MgMg：影响光合作用的因素影响光合作用的因素矿质营养矿质营养水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%，因此缺水影响光合作用主要是间接的原因。水分过多也会影响光合作用。土壤水分太多，通气不良妨碍根系活动，从而间接影响光合影响光合作用的因素影响光合作用的因素水分水分延长光合作用时间延长光合作用时间增加光合作用面积增加光合作用面积增加光能利用率增加光能利用率提高光合作用效率提高光合作用效率控制光照强弱控制光
12、照强弱控制光质控制光质控制温度控制温度控制控制COCO2 2供应供应控制必需矿质元素供应控制必需矿质元素供应控制控制H H2 2O O供应供应提高复种指数（轮作）提高复种指数（轮作）温室中人工光照温室中人工光照合理密植合理密植间作套种间作套种通风透光通风透光在温室中施有机肥，在温室中施有机肥，使用使用COCO2 2发生器发生器阴生阴生植物植物阳生植物阳生植物提高农作物产量的措施提高农作物产量的措施白光、红光和蓝紫光白光、红光和蓝紫光适时适量施肥适时适量施肥合理灌溉合理灌溉保持昼夜温差保持昼夜温差4将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于室外进行培养（如甲图将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用
13、全素营养液置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对腾作用的影响、微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定浓度测定仪测定了该玻璃罩内了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：浓度的变化情况，绘制成如乙图所示曲线。请据图分析回答：（1）上图显示，影响光合作用的外界因素有）上图显示，影响光合作用的外界因素有 。（2）BC段与段与AB段相比，曲线上升较缓，原因是段相比，曲线上升较缓，
14、原因是 ；CD段与段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是段相比，曲线上升较缓，其原因是 。（3）D点时植物生理活动过程的特点是点时植物生理活动过程的特点是 。（4）EF段说明此时植物光合作用速率段说明此时植物光合作用速率 （填（填“较快较快”或或“较慢较慢”），其原因最可），其原因最可能是能是 _ _。（5）EF段与段与DE段相比，其叶肉细胞中段相比，其叶肉细胞中C5的含量较的含量较 。（6）24点与点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是点相比，植物体内有机物总量的变化情况是 。光照强度光照强度 温度温度 CO2 浓度浓度 夜间温度较低影响了呼吸酶的活性夜间温度较低影响了呼吸酶的活性 光合作用吸收了部分的光合作用吸收了部分的CO2 光合作用速率与呼吸作用速率相等光合作用速率与呼吸作用速率相等 较慢较慢 光照过强，温度过高，气孔关闭光照过强，温度过高，气孔关闭 大大 增加增加
