光合作用与农业精.ppt

光合作用与农业第1页，本讲稿共26页影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体(色素、酶）色素、酶）Mg、N等矿质元素；等矿质元素；酶的活性受温度等影响。酶的活性受温度等影响。光照强度、光质、光照时间；光照强度、光质、光照时间；气体反应物气体反应物作为反应物和反应的媒介；作为反应物和反应的媒介；水分水分气孔关闭气孔关闭CO2供应供应第2页，本讲稿共26页影响影响光合作用强度光合作用强度的因素？的因素？内因：内因：外因：外因：光（强度、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分酶的种类、数量酶的种类、数量叶面指数（疏密）叶面指数（疏密）第3页，本讲稿共26页AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2两种表示方法有什么区别呢？两种表示方法有什么区别呢？1.光光光光合合速速率率0光照强度光照强度A 光的三要素：光的三要素：光照强度光照强度光质光质光照时间光照时间第4页，本讲稿共26页纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？纵坐标代表实际光合速率（强度）还是净光合速率（强度）？如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？如何判断曲线图中纵坐标代表的是总的还是净值？ABC点各代表的意义？点各代表的意义？如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？如果图中曲线表示的是阳生植物，那么阴生植物的曲线应当怎样？A AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阴生植物阴生植物A A：呼吸强度；：呼吸强度；：呼吸强度；：呼吸强度；B B：光补偿点；：光补偿点；：光补偿点；：光补偿点；C C：光饱和点：光饱和点：光饱和点：光饱和点C C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2净净光光合合速速率率呼呼吸吸速速率率实实际际光光合合速速率率（总总值值）净光合速率净光合速率净光合速率净光合速率 光合速率（强度）光合速率（强度）光合速率（强度）光合速率（强度）阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点阴生植物的光补偿点、光饱和点 阳生植物阳生植物阳生植物阳生植物 净值净值=总值（实际值）总值（实际值）呼吸消耗值呼吸消耗值1.光光不过原点的曲线代表的是净值；不过原点的曲线代表的是净值；不过原点的曲线代表的是净值；不过原点的曲线代表的是净值；题干交代题干交代题干交代题干交代“测定测定测定测定”的值的值的值的值一定是净值一定是净值一定是净值一定是净值 第5页，本讲稿共26页AB光照强度光照强度光照强度光照强度0吸吸吸吸收收收收量量量量m mg g/d dm m2 2h hCO2CO2C释释释释放放放放量量量量 CO2CO2S1S2S3呼吸消耗量：呼吸消耗量：净积累量：净积累量：总光合作用量：总光合作用量：DEOA与与OD围成的面积（围成的面积（S1+S3）AC与与AE围成的面积围成的面积呼吸消耗（呼吸消耗（S2S1）净值净值+呼吸消耗量（呼吸消耗量（S2+S3）第6页，本讲稿共26页对应训练：对应训练：(07年高考山东卷年高考山东卷)以测定的以测定的CO2吸收量与释放量为指吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与时光合作用制造的有机物的量与30时相等时相等B.光照相同时间，在光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少时，光合作用制造的有机物的量开始减少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A制造的、产生的制造的、产生的值值测定的、积累的测定的、积累的值值总总净净第7页，本讲稿共26页应用：应用：控制好光强控制好光强第8页，本讲稿共26页对应例题：对应例题：下图为四种植物（下图为四种植物（）在不同光照）在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最适于在荫蔽条件下生强度下光合作用速率的曲线，其中最适于在荫蔽条件下生长的植物是（长的植物是（）A A、B B、C C、D D、D D第9页，本讲稿共26页2.CO2浓度浓度A:进行光合作用所需最低进行光合作用所需最低外界外界CO2浓度浓度B:CO2饱和点饱和点光光合合速速率率0外界外界CO2浓度浓度A BA:呼吸作用强度呼吸作用强度C:CO2补偿点补偿点S:CO2饱和点饱和点第10页，本讲稿共26页应用：应用：温室栽培时适当提高温室栽培时适当提高CO2的浓的浓度度措施：措施：多施有机肥或农家肥；多施有机肥或农家肥；大田生产大田生产“正其行，通其风正其行，通其风”，即为，即为提高提高CO2浓度、增加产量；浓度、增加产量；释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮释放一定量的干冰或给植物浇碳酸饮料料(施施NH4HCO3)。第11页，本讲稿共26页对应例题对应例题1：（10全国卷）全国卷）下列四种现象中，可以用下图表下列四种现象中，可以用下图表示的是（示的是（）A、在适宜条件下光合作用强度随、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化含量的变化B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化C、一个细胞周期中、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化含量随时间的变化D、理想条件下种群数量随时间的变化、理想条件下种群数量随时间的变化解析：解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；选项；B项对应的曲线起点项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的项对应的曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于0；D项曲线为种群项曲线为种群的的“J”型增长曲线。型增长曲线。Am第12页，本讲稿共26页对应例题对应例题2：下列相关叙述，正确的是下列相关叙述，正确的是（）A如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，点左移，b点左移点左移B如果光照强度适当降低，如果光照强度适当降低，a点左移，点左移，b点右移点右移C如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a点右移，点右移，b点右移点右移D如果光照强度适当增强，如果光照强度适当增强，a点左移，点左移，b点右移点右移【解析】【解析】光合作用强度受光照强度和光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线图可知：浓度的综合影响。分析曲线图可知：a点时，点时，CO2吸收速率为吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，b点时，点时，CO2吸收速率最大，吸收速率最大，CO2浓度达到饱和点。当光照强度适当增强时，光合作用增强，浓度达到饱和点。当光照强度适当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时由于呼吸作用强度不变，此时CO2浓度只有小于浓度只有小于a点时的浓度才能使叶片光合作用强点时的浓度才能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故度等于呼吸作用强度，故a点左移。光照强度增强，光能增多，光反应增强，点左移。光照强度增强，光能增多，光反应增强，CO2浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此CO2浓度只有大于浓度只有大于b点时的浓点时的浓度，光合作用强度才能达到最大值，故度，光合作用强度才能达到最大值，故b点右移。此题的答案为点右移。此题的答案为D。D第13页，本讲稿共26页3.温度温度应用措施：应用措施：（1）大田中适时播种）大田中适时播种（2）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温）温室栽培植物时，冬天适当增温，夏天适当降温；白天调到最适温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温度或适当提高温度，晚上适当降温；阴雨天白天适当降温，维持昼夜温差。差。（3）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。）适时浇水，使气孔开放，加强蒸腾，降低植物体温度。生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用？生活在寒带地区的植物能否正常进行光合作用？。能能请判断图中曲线哪条代表的请判断图中曲线哪条代表的是光合作用、呼吸作用？净是光合作用、呼吸作用？净光合速率曲线怎样绘制？光合速率曲线怎样绘制？第14页，本讲稿共26页 在温室中栽培农作物，如遇到持续的阴雨在温室中栽培农作物，如遇到持续的阴雨连绵天气、为保证作物的产量，对温度的控制连绵天气、为保证作物的产量，对温度的控制应当（应当（）A A、降低温室温度，保持昼夜温差、降低温室温度，保持昼夜温差 B B、提高温室温度，保持昼夜温差、提高温室温度，保持昼夜温差 C C、提高温室温度，昼夜恒温、提高温室温度，昼夜恒温 D D、降低温室温度，昼夜恒温、降低温室温度，昼夜恒温A对应训练对应训练第15页，本讲稿共26页对应例题：对应例题：下图下图4 4条曲线条曲线为不同光照、不同为不同光照、不同CO2浓度下，马铃浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线，薯净光合速率随温度变化的曲线，a光照非常弱，光照非常弱，CO2很少（远很少（远小于小于0.03%);b适当遮阴（相当于全光照的适当遮阴（相当于全光照的1/25），），CO2浓度为浓度为0.03；c为全光照（晴天不遮阴），为全光照（晴天不遮阴），CO2浓度为浓度为0.03；d为全光照，为全光照，CO2浓度为浓度为1.22%；请据图回答：；请据图回答：净净光光合合速速率率 40 30 20 10 0 10 10 20 30 40 50温度温度0C（1）根据图中提）根据图中提供信息，你能得供信息，你能得出什么结论出什么结论?b cda光合作用受光照光合作用受光照强度、强度、CO2浓度、浓度、温度等影响。温度等影响。第16页，本讲稿共26页(2)随着光照强度和随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以浓度的提高，植物光合作用（以净光合作用为指标净光合作用为指标)最适温度的变化趋势是怎样的呢？最适温度的变化趋势是怎样的呢？为什么？为什么？（3）当曲线）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是净光合速率降为零时，真光合速率是 否为否为零？为什么？零？为什么？（4）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？）上述结果给我们的生产实践提供了什么指导？逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时逐渐提高，因为当光照强度和二氧化碳浓度提高，此时限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活限制光合作用的因素是酶的活性，在一定范围内酶的活性随温度的提高而增大。性随温度的提高而增大。不为零，因为在不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零实验条件下，呼吸速率不为零适时播种适时播种，控制光照强弱控制光照强弱，合理密植，通风透光合理密植，通风透光，增施增施有机肥有机肥等措施提高净光合产量等措施提高净光合产量第17页，本讲稿共26页4.矿质元素矿质元素矿质元素矿质元素矿质元素是光合作用的产物矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合成许多有葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少缺少P就会影响就会影响ATP、NADP+的合成；缺少的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的就会影响叶绿素的合成。合成。K既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器既使茎秆健壮抗倒伏，同时又促进淀粉的形成和向储存器官（块茎）的运输。官（块茎）的运输。应用措施：应用措施：合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。作用速率。第18页，本讲稿共26页5.水分水分水分水分水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；水分是植物蒸腾的对象。缺水水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭气孔关闭CO2进入受阻进入受阻间接影响光合作用间接影响光合作用应用措施：应用措施：合理灌溉。合理灌溉。植物夏季为何植物夏季为何“午休午休”？第19页，本讲稿共26页对应例题：对应例题：导致植物夏季中午光合作用导致植物夏季中午光合作用“午休午休”的直接的直接原因是（原因是（）A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水B.温度过高，酶活性降低温度过高，酶活性降低C.气孔关闭气孔关闭,缺乏缺乏CO2D.呼吸作用过强呼吸作用过强,无有机物积累无有机物积累C第20页，本讲稿共26页就是在前一季作物生长后期，播种下一季作物。就是在前一季作物生长后期，播种下一季作物。是一种解决前、后季作物之间季节矛盾的复种方是一种解决前、后季作物之间季节矛盾的复种方式式。如在小麦成熟之前，在垄间播种棉花。如在小麦成熟之前，在垄间播种棉花。名词解释名词解释间作：间作：在一块田地上在一块田地上同时、间隔同时、间隔种植两种作物。如在种植两种作物。如在同时间隔播种玉米和谷子。同时间隔播种玉米和谷子。增大了光合作用增大了光合作用面积面积；增加了单位土地面积；增加了单位土地面积上光合作用上光合作用时间时间，提高了，提高了光能利用率光能利用率；同时还有利于不；同时还有利于不同作物对不同同作物对不同矿质元素矿质元素的充分吸收；避免了同种作物长的充分吸收；避免了同种作物长时间种植易患某种时间种植易患某种病虫害病虫害的可能。的可能。套种：套种：意义：意义：第21页，本讲稿共26页光能利用率光能利用率提高光能利用率措施：提高光能利用率措施：第22页，本讲稿共26页内因：内因：外因：外因：基因决定酶种类基因决定酶种类数量不同数量不同光（强度、光质）光（强度、光质）CO2浓度浓度温度温度矿质元素矿质元素水分水分【光合时间、光合面积（叶面指数）】【光合时间、光合面积（叶面指数）】不同植物光合作用不同；不同植物光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同部位（叶）光合作用不同；不同叶龄的叶光合作用不同。不同叶龄的叶光合作用不同。影响光合作用因素总结影响光合作用因素总结第23页，本讲稿共26页呼吸速率、净光合速率的测定：呼吸速率、净光合速率的测定：测量什么测量什么?、。烧杯中装烧杯中装 、。条件？条件？、。呼吸速率呼吸速率光合速率光合速率NaOH黑暗黑暗NaHCO3光下光下第24页，本讲稿共26页测呼吸速率原理测呼吸速率原理 测光合速率原理测光合速率原理 黑暗处，只进行呼吸作用黑暗处，只进行呼吸作用 消耗消耗O2，产生的，产生的CO2被被NaOH吸收吸收 气压下降气压下降，液滴左移，液滴左移 液滴左移的距离（体积）即为液滴左移的距离（体积）即为O2的消耗量也即呼吸速率的消耗量也即呼吸速率 光下，光合作用呼吸作用光下，光合作用呼吸作用 光合作用产生的光合作用产生的O2多于呼吸作用吸多于呼吸作用吸收的收的O2，而，而CO2维持稳定维持稳定气压增大气压增大，液滴右移，液滴右移 液滴右移的距离（体积）即为液滴右移的距离（体积）即为O2的的产生量也即净光合速率产生量也即净光合速率 第25页，本讲稿共26页项项目目物物种种355molmol-1的的CO2539molmol-1的的CO2不施磷肥不施磷肥施磷肥施磷肥/20kghm-2a-1不施磷肥不施磷肥施磷肥施磷肥/20kghm-2a-1净光合速度净光合速度/molm-2s-1欧州蕨欧州蕨2.1813.73.625.81石石楠楠1.3746.75.4315.62蒸腾比率蒸腾比率/molmol-1欧州蕨欧州蕨1.4062.32.223.86石石楠楠0.2570.660.712.10*蒸腾比率：植物消耗蒸腾比率：植物消耗1摩尔水，通过光合作用固定的摩尔水，通过光合作用固定的CO2微摩尔数。微摩尔数。A、CO2浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显浓度升高和施磷肥都能促进两种植物的光合作用，施磷肥的效果更明显B、两种、两种CO2浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨浓度下，施磷肥对石楠光合作用的促进作用都大于欧洲蕨C、由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠、由试验结果可推测，干旱对欧洲蕨光合作用的影响大于石楠D、两种植物光合作用的最适、两种植物光合作用的最适CO2浓度都高于浓度都高于355molmol-1（09四川卷）大气中四川卷）大气中CO2浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水浓度升高引起的温室效应，可能改变土壤水分状况和矿质元素含量。为探究有关生态因子的变化对植物的影分状况和矿质元素含量。为探究有关生态因子的变化对植物的影响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等响，有人用同一环境中生长的两种植物，在温度、光照和水分等适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。下列相关分析，不正适宜条件下做了模拟试验，测得数据如表。下列相关分析，不正确的是（确的是（）C第26页，本讲稿共26页