有關光合作用的曲線圖的分析

2021-03-04 02:42:25 字數 4782 閱讀 8958

1. 光照強度對光合作用強度的影響

(1)、縱座標代表實際光合作用強度還是淨光合作用強度?

光合總產量和光合淨產量常用的判定方法:

1 如果co2 吸收量出現負值,則縱座標為光合淨產量;

②(光下)co2 吸收量、o2釋放量和葡萄糖積累量都表示光合淨產量;

③光合作用co2 吸收量、光合作用o2釋放量和葡萄糖製造量都表示光合總產量。

因此本圖縱座標代表的是淨光合作用強度。

(2)、幾個點、幾個線段的生物學含義:

a點:a點時光照強度為0,光合作用強度為0,植物只進行呼吸作用,不進行光合作用。淨光合強度為負值

由此點獲得的資訊是:呼吸速率為oa的絕對值。

b點:實際光合作用強度等於呼吸作用強度(光合作用與呼吸作用處於動態衡),淨光合作用強度淨為0。表現為既不釋放co2也不吸收co2(此點為)

c點:當光照強度增加到一定值時,光合作用強度達到最大值。此值為縱座標(此點為)

n點:為光合作用強度達到最大值(cm)時所對應的最低的光照強度。(先描述縱軸後橫軸)

ac段:在一定的光照強度範圍內,隨著光照強度的增加,光合作用強度逐漸增加

ab段:此時光照較弱,實際光合作用強度小於呼吸作用強度。淨光合強度仍為負值。此時呼吸作用產生的co2除了用於光合作用外還有剩餘。表現為釋放co2。

bc段:實際光合作用強度大於呼吸作用強度,呼吸產生的co2不夠光合作用所用,表現為吸收co2。

cd段:當光照強度超過一定值時,淨光合作用強度已達到最大值,光合作用強度不隨光照強度的增加而增加。

(3)、ac段、cd段限制光合作用強度的主要因素

在縱座標沒有達到最大值之前,主要受橫座標的限制,當達到最大值之後,限制因素主要是其它因素了

ac段:限制ac段光合作用強度的因素主要是光照強度。

cd段:限制cd段光合作用強度的因素主要是外因有:co2濃度、溫度等。內因有:酶、葉綠體色素、c5

(4)、什麼光照強度,植物能正常生長?

淨光合作用強度》 0,植物才能正常生長。

bc段(不包括b點)和cd段光合作用強度大於呼吸作用強度,所以白天光照強度大於b點,植物能正常生長。

在一晝夜中,白天的光照強度需要滿足白天的光合淨產量 > 晚上的呼吸消耗量,植物才能正常生長。

(5)、若該曲線是某陽生植物,那麼陰生植物的相關曲線圖如何?為什麼?

陰生植物的呼吸作用強度一般比陽生植物低,所以對應的a點一般上移。陰生植物葉綠素含量相對較多,且葉綠素a/葉綠素b的比值相對較小,葉綠素b的含量相對較多,在光照比較弱時,光合作用強度就達到最大,所以對應的c點左移。陰生植物在光照比較弱時,光合作用強度就等於呼吸作用強度,所以對應的b點左移。

(6)、已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃,則溫度由25℃上公升到30℃時,對應的a點、b點、n點分別如何移動?

根據光合作用和呼吸作用的最適溫度可知,溫度由25℃上公升到30℃時,光合作用減弱,呼吸作用增強,所以對應的a點下移。光照強度增強才能使光合作用強度等於呼吸作用強度,所以b點右移。由於最大光合作用強度減小了,製造的有機物減少了,所需要的光能也應該減少,所以n點應該左移。

(7).若實驗時將光照由白光改為藍光(光照強度不變),則b點如何移動?

把白光改為藍光(光照強度不變),相當於把其它顏色的光都替換為藍光,植物全部能被吸收,則光合作用效率提高,但呼吸作用基本沒有變,所以光照強度相對較弱時光合作用強度就等於呼吸作用強度,即b點左移,而a點不變。若把白光改為藍光,過濾掉其它顏色的光(光照強度減弱),則光合作用效率減弱,對應b點右移。

(8).若植物體缺mg,則對應的了b點如何移動

植物體缺mg,葉綠素合成減少,光合作用效率減弱,但呼吸作用沒有變,需要增加光照強度,光合作用強度才等於呼吸,所以b點右移

(9)、a點、b點產生atp的細胞結構是什麼?

a點只進行呼吸作用,產生atp的細胞結構是細胞質基質和線粒體。b點既進行光合作用,又進行呼吸作用,產生atp的細胞結構是葉綠體基粒、細胞質基質和線粒體。

(10)、處於a點、ab段、b點、bc段時,右圖分別發生哪些過程?

a點:e f(前者是co2,後者是o2)

ab段:a b e f(a是co2,b是o2)

b點:a b

bc段:a b c d(c是o2,d是co2)

(11)、c4植物光合作用的曲線怎麼畫?

在p點之前,不管是c3植物還是c4植物都隨光照強度的增強光合作用強度不斷增強,但達到各自的光飽和點後都不再增強,其限制因素主要是溫度和co2濃度。在q點造成兩曲線差異的原因主要是c4植物比c3植物光能利用率高,c3植物比c4植物更容易達到光飽和點。注意與co2濃度對光合強度影響的區別:

在同光照、較適宜、高濃度的co2的情況下,c3植物的光合強度反而比c4植物高。

(11)、光質對光合作用強度的影響的曲線怎麼畫?

開始時光合強度就不同,最後達到了相同,這說明與溫度、co2濃度沒有關係,除了這兩個因素和光強度外重複的因素只有光質,不同的光質影響光反應,因此最初光合強度就有差異,但隨光強度的增強,最終都能達到光的飽和點。

2.co2濃度對光合作用強度的影響

(1)曲線(一)

在一定範圍內,光合作用速率隨co2濃度公升高而加快,但達到一定濃度後,再增大co2濃度,光合作用速率不再加快。

[, , , ]:a點,外界co2濃度很低時,綠色植物葉不能利用外界的co2製造有機物,只有當植物達到co2補償點後才利用外界的co2合成有機物。

b點表示光合作用速率最大時的co2濃度,即[, , ],b點以後隨著co2濃度的公升高,光合作用速率不再加快,此時限制光合作用速率的因素主要是光照強度。

若co2濃度一定,光照強度減弱,a點b點移動趨勢如下:

光照強度減弱,要達到光合作用強度與呼吸作用強度相等,需較高濃度co2,故a點右移。由於光照強度減弱,光反應減弱而產生的[h]及atp減少,影響了暗反應中co2的還原,故co2的固定減弱,所需co2濃度隨之減少,b點應左移。

若該曲線表示c3植物,則c4植物的a、b點移動趨勢如下:由於c4植物能固定較低濃度的co2,故a點左移,而光合作用速率最大時所需的co2濃度應降低,b點左移,曲線如圖示中的虛線。

(2)曲線(二)

a-b:co2太低,農作物消耗光合產物;

b-c:隨co2的濃度增加,光合作用強度增強;

c-d:co2濃度再增加,光合作用強度保持不變;

d-e:co2濃度超過一定限度,將引起原生質體中毒或氣孔關閉,抑制光合作用。

(3)曲線(三)

由於c4植物葉肉細胞中含有pep羧化酶,對co2的親和力很強,可以把大氣中含量很低的co2以c4的形式固定下來,故c4植物能利用較低的co2進行光合作用,co2的補償點低,容易達到co2飽和點。而c3植物的co2的補償點高,不易達到co2飽和點。故在較低的co2濃度下(通常大氣中的co2濃度很低,植株經常處於「飢餓狀態」)c4比c3植物的光合作用強度強(即p點之前)。

一般來說,c4植物由於「co2幫浦」的存在,co2補償點和co2飽和點均低於c3植物。

3.溫度對光合作用強度的影響:

它主要通過影響暗反應中酶的催化效率來影響光合作用的速率。在一定溫度範圍內,隨著溫度的公升高,光合速率隨著增加,超過一定的溫度,光合速率不但不增大,反而降低。因溫度太高,酶的活性降低。

此外溫度過高,蒸騰作用過強,導致氣孔關閉,co2**減少,從而間接影響光合速率。

若ⅲ表示呼吸速率,則ⅰ、ⅱ分別表示實際光合速率和淨光合速率,即淨光合速率等於實際光合速率減去呼吸速率。

在一定的溫度範圍內,在正常的光照強度下,提高溫度會促進光合作用的進行。但提高溫度也會促進呼吸作用。如左圖所示。

所以植物淨光合作用的最適溫度不一定就是植物體內酶的最適溫度。在20℃左右,植物中有機物的淨積累量最大。

4.水或礦質元素對光合作用強度的影響

水是光合作用原料之一,同時也是代謝的必須介質,缺少時會使光合速率下降。礦質元素如:mg是葉綠素的組成成分,n是光合作用有關酶的組成成分,p是atp的組成成分,缺少也會影響光合速率。

5.葉齡對光合作用強度的影響

隨幼葉不斷生長,葉面積不斷增大,葉內葉綠體不斷增多,葉綠素含量不斷增加,光合速率不斷增加;

壯葉時,葉面積、葉綠體都處於穩定狀態,光合速率基本穩定;

老葉時,隨葉齡增加,葉內葉綠素被破壞,光合速率下降。

5. 葉面指數對光合作用強度的影響

oa段表明隨葉面積的不斷增大,光合作用實際量不斷增大,a點為光合作用面積的飽和點,隨葉面積的增大,光合作用不再增大,原因是有很多葉被遮擋在光補償點以下。ob段幹物質量隨光合作用增加而增加,而由於a點以後光合作用量不再增加,所以幹物質的量不斷降低,如bd段。e點表示光合作用實際量與呼吸量相等,幹物質量積累為零。

植物的葉面積指數不能超過d點,超過植物將入不敷出,無法生活下去。

6.多因素對光合作用的影響

從圖中可以解讀以下資訊:

(1)解讀圖一曲線可知:光照強度較弱時,光合作用合成量相同,即在一定範圍內增加的量均相等,當超過這一範圍後,三條曲線增加的量就不相同,說明限制因素不是光照強度,而是co2濃度和溫度,即x1、x2、x3的差異是由於溫度和co2濃度影響了光合作用的暗反應所致。

(2)圖二,三條曲線開始不同,最後達到相同,這說明與溫度、co2濃度及光照強度均沒有關係,除這些以外可重複的因素是光質,即y1、y2、y3的差異是由於光質影響了光合作用的光反應所致。

(3)圖三,三條曲線開始時不同,最後也不同,說明與co2濃度、溫度、光質均有關,這些因素導致光合作用光反應和暗反應均不同所致。

(4)圖四,p點之前,限制光合速率的因素是溫度,隨溫度的公升高,其光合速率不斷提高。q點時是酶的最適溫度,要提高光合速率,只有提高光強或co2濃度。q點後酶的活性隨溫度降低而降低,其光合速率也隨之降低。

有關光合作用和細胞呼吸中曲線的拓展延伸

有關光合作用和呼吸作用關係的變化曲線圖中,最典型的就是夏季的一天中co2吸收和釋放變化曲線圖,如圖1所示:

1.曲線的各點含義及形成原因分析

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