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【转载】(引用)对于光合作用的补偿点和饱和点的左右移动的分析分析  

2013-10-09 19:21:02|  分类: 1呼吸与光合 |  标签: |举报 |字号 订阅

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(引用)对于光合作用的补偿点和饱和点的左右移动的分析分析 - 蓝色创想 - 蓝色创想

 

光合作用是Photosynthesis  是植物、藻类利用叶绿素等光和色素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。这里我们只讨论植物的光合作用。

(引用)对于光合作用的补偿点和饱和点的左右移动的分析分析 - 蓝色创想 - 蓝色创想

      光合作用分为光反应和暗反应,光反应为暗反应提供[H]ATP ,光反应和暗反应在总体来说呈现一个动态平衡。暗反应速率受到光反应的制约(暗反应速率要加快必然需要光反应产生HATP的速率跟得上),而光反应速率也会受到暗反应的影响(暗反应如果变慢消耗的HATP速度就减缓,造成HATP的堆积也会抑制光反应的进行)那么当我们改变一些条件时,光合作用的相应饱和点和补偿点会出现怎样的变化呢?本文将重点分析这个问题。

首先我们分析这几个点的含义:

1:光补偿点:所谓光补偿点是指植物在一定的光照下.光合作用吸收CO2的呼吸作用数量达到平衡状态时的光照强度。植物在光补偿点时,有机物的形成和消耗相等,不能累积干物质。当在光补偿点时: 此时的光照强度下,光合作用=呼吸作用(也可表示为:二氧化碳的吸收量=二氧化碳的释放量或氧气的吸收量=氧气的释放量)也就是说此时植物不在积累有机物。光补偿点的时候,植物应该处于一个光合作用很弱的状况下,此时 二氧化碳相对来说是充足的,也就是说二氧化碳此时不是限制光合作用的一个因素,那么光补偿点和什么有关?应该是和植物的呼吸作用强度有关,呼吸作用越强,那么就需要适当的提高光照强度以提高光合作用的速率来实现光合作用和呼吸作用强度相等。

2:光饱和点:超过光补偿点后,随着光照强度增强,光合强度逐渐提高,这时光合强度就超过呼吸强度,植物体内积累干物质。但达到一定值后,再增加光照强度,光合强度却不再增加,此即光饱和现象,达到光饱和时的光照强度,即光饱和点。为什么有一个光饱和点呢?此时的限制条件就是暗反应,也就是在这个点上,暗反应合成的有机物的速率已经达到了最大,而此时的光照强度下产生HATP的速率刚好可以满足暗反应对HATP的需要,如果光照强度继续增强,就会出现HATP的堆积。那么在此时我们可以看到一切影响暗反应的因素都会影响光补偿点。如果暗反应所能达到的最大速率增强了,那么其消耗的HATP的速率就会增强,那么需要更强的光照才能满足暗反应对HATP的需求。那么达到饱和点的光照强度也应该相应增强,应该右上移。

 例题:如图为某植物在25摄氏度不同光照强度下光合作用强度的曲线,如果已知植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25摄氏度30摄氏度

(引用)对于光合作用的补偿点和饱和点的左右移动的分析分析 - 蓝色创想 - 蓝色创想

 

如果    增大二氧化的浓度

  将温度从25摄氏度提高到30摄氏度

如果图中是阳生植物,那么改成阴生植物时

abc将怎样移动?

分析归纳

:增大二氧化的浓度,此时暗反应所能达到的最大速度将增大,也就是说消耗HATP的速度增大,单位时间内可以消耗的HATP将增大,那么也就能以一个更快的速率吸收光能,此时的需要一个更强的光照才能与最大的暗反应速率实现同步因此此时的光饱和点C往右上方移动,即能吸收更强的光照达到一个更大的光合作用速率。(但是这里有个前提,即二氧化碳尚未达到二氧化碳饱和点,如果已经达到二氧化碳的饱和点继续增大二氧化碳的浓度是不会使暗反应加快的,此时的光饱和点也就不会移动)此时的光补偿点呢,因为此时呼吸作用强度是没有变化的,所以光补偿点应该是不会移动的

 :温度从25摄氏度提高到30摄氏度,此时光合作用减弱,呼吸作用增强,因此首先光补偿点应该是向右移动的。那么光饱和点呢?温度主要是影响酶的活性,主要影响的是暗反应,此时的暗反应速率减慢,暗反应所能达到的最大速率减慢,此时只需要一个较弱的光照强度就能实现与暗反应速率的同步了。此时将在一个较弱的光照强度下,达到饱和,并且此时的最大光合速率减慢。所以此时饱和点应该是向左下方移动。

如果图中是阳生植物,那么改成阴生植物,阴生植物常分布在光线较暗的地方,因此同阳生植物相比较,光合作用较弱,同样其呼吸作用也较弱,因此其补偿点向左移动,饱和点向左下方移动。

条件改变

A

光补偿点b

光饱和点c

增大二氧化碳浓度

不变

不变

向右上移动

温度从25摄氏度提高到30摄氏度

下移

向右移动

向左下方向移动

阴生植物

上移

向左移动

向左下方移动

适当增加光照强度

不变

向左移动

向右上移动

光补偿点和光饱和点

一般阳生植物的光补偿点比阴生植物的高;

一般阳生植物的光饱和点比阴生植物的高;

一般碳4植物的光补偿点比碳3植物的低;但是,玉米比大豆光补偿点高。

一般碳4植物的光饱和点比碳3植物的高,而且玉米比大豆光饱和点高。

一般温度升高,光补偿点和光饱和点均升高,反之则降低。

一般提高二氧化碳浓度,光补偿点降低,而光饱和点升高

 光合作用补偿点与饱和点分析

植物光合作用的补偿点与饱和点的改变,对于植物光合作用净产量的改变有着重要的影响,这与生产实际密切相关。以此为切入点,在近几年的高考命题中从不同侧面进行了考查,而这正是高三复习中的一个难点,学生理解掌握却有困难。笔者根据实际情况给学生专题讲解与训练,收到了良好的教学效果。                 
     
一.光补偿点与光饱和点                 
      1
、光补偿点的概念:同一片叶子在同一时间内,光合过程中吸收的二氧化碳和呼吸过程释放的二氧化碳等量时的光照强度,就称为光补偿点。                 
      2
、光补偿点特点:一般来说,阳生植物的光补偿点在全光照的35%,而阴生植物的光补偿点则在全光照的1%以下。其主要原因有二,(1)一般来说阴生植物呼吸速率较阳生植物低。(2)就叶绿体而言,阴生植物与阳生植物相比,前者有较大的基粒,基粒片层数目多得多,叶绿体含量又较高,这样阴生植物就能够在较低的光照强度下,就能保证光合作用速率等于呼吸作用速率,因此阴生植物光补偿点就低。                 
      3
、光补偿点的实际意义:植物在光补偿点时有机物的形成与消耗相等,不能积累有机物,而且晚上还要消耗有机物,因此从全天来看,植物所需的最低光照强度,,必须高于光补偿点。才能使植物正常生长。这在实践上有很大意义,间作和套种使作物种类的搭配,林带树种的配置,间苗、修剪、采伐的程度、冬季温室栽培蔬菜等等都与光补偿点有关。                 
      4
、光饱和点的概念:在一定范围内,光合速率随光照强度的增加而加快,但超过一定范围后,光合速率增加转慢,当达到一定光照强度时,光合速率就不在增加,此时的光照强度称为光饱和点。                 
      5
、光饱和点的特点:
      (1)
阴生植物的光饱和点全光照的1030%,而阳生植物则为全光照的100%。以原因有二:因为阴生植物叶片的疏导组织比阳生植物稀疏,当光照强度很强时,水分对叶片供应不足。由于其叶绿体独特特点,使其在较低光照强度下就能充分吸收光线使光合速率达到最大。
     
2)碳三植物的光饱和点为全日照的1/5,碳四植物远大于碳三植物的光饱和点。                 
     
3)群体植物大于个体植物的光饱和点,群体枝叶繁茂,但外部单叶达到饱和点以上时,内部的光照强度仍在饱和点以下,中、下层就比较充分地利用群体的透射光和反射光,群体对光能利用充分,光饱和点就会上升。        

      4)同一植物在不同生长发育期,光饱和点也不相同,一般在苗期和发育后期光饱和点低而在生长旺盛时期饱和点高。                 
     
5)光质不同,色素对不同波长的光的吸收量不同,导致光饱和点不同,一般来说红橙光、蓝紫光较低,绿光较高。                 
     
二.二氧化碳的补偿点与饱和点:                 
      1
、二氧化碳的补偿点:当光合吸收的二氧化碳的量等于呼吸释放的二氧化碳的量,这时外界二氧化碳的量,叫二氧化碳的补偿点。                 
      2
、二氧化碳的补偿点的特点:                 
      (1)
阳生植物二氧化碳的补偿点高于阴生植物二氧化碳的补偿点。其主要原因是一般情况下阴生植物的呼吸作用较阳生植物低。                 
      (2)   C3
植物二氧化碳的补偿点高于C4植物二氧化碳的补偿点。其原因主要是C3植物固定CO2RUBP羧化酶比C4植物固定CO2PEP羧化酶催化效率低。                 
      3
、二氧化碳的饱和点的概念:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,但超过一定范围后,光合速率增加转慢,当达到一定二氧化碳浓度时,光合速率就不在增加,此时的二氧化碳浓度称为二氧化碳的饱和点。                 
      4
、二氧化碳的饱和点的特点:                 
     
1)阳生植物二氧化碳的饱和点大于阴生植物二氧化碳的饱和点。                 
     
2)当光照强度一定时,碳四植物的二氧化碳的饱和点小于碳三植物二氧化碳的饱和点。

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