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高中生物 为什么含水量较高时植物光合速率反而下降了?

2022-05-25 04:58:43 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:98

生物∶光照增强到一定程度 光合作用反而下降 是为什么? 谢谢!

光照强度增强到一定程度,会使叶表面温度过高,进而引起气孔关闭,光合作用所需的CO2主要通过气孔进入叶片,这就使叶片光合作用的原料之一CO2减少,引起光合作用下降。
因为光强到一定程度之后,叶片的水分蒸发过快,为了防止叶片脱水,叶片的气孔会关闭,CO2进不了叶片,光合作用自然下降。但只是暗反应下降不是光反应,光反应会上升。
光照增强到一定程度后蒸发作用强,植物为保持水分而部分气孔关闭,从而进入的二氧化碳减少,从而使光合作用原料减少,光合作用减弱。
光照影响的是光合作用的光反应,光照足够的时候,光合作用的制约条件就是CO2浓度了。通俗一点说:就是光反应产物提供多了,但暗反应原料“相对”缺乏,所以无法进一步提升光合速率
光照增强的话温度就高,植物会关闭气孔来减少蒸腾作用来降低消耗,气孔关闭了自然光合作用就不能正常进行了。

光合速率下降的直接原因是因为供水缺乏吗

(一)外界因素氧气的浓度和二氧化碳的浓度,光照时间,温度的高低,日较差,昼夜变化 (二)内部因素对他作用的影响 1.气孔频度 2.气孔大小 3.气孔开度 4.气孔下腔大小
总的来说,
呼吸作用影响是温度、湿度、二氧化碳浓度、种子的各个时期呼吸作用也不同
水分影响最大的原因是种子的发芽时间由其影响,当水分充足时,种子就认为这是一个理想的发芽时期,通过呼吸作用产生的能量进行发芽,所以呼吸作用加快;而水分很低时,种子会因为环境不良选择休眠,保证种内的营养物质不浪费,并进入休眠期等待适合发芽环境的到来。
光合作用的影响是一、光照
光是光合作用的能量来源,是形成叶绿素的必要条件。此外,光还调节着许多酶的活性和气孔开度,因此光是影响光合作用的重要因素之一。
1、光照强度
(1)光强-光合曲线(也称需光量曲线)
在黑暗的环境中叶片无光合作用,只有呼吸作用释放CO2。随着光强的增高,光合速率相应提高,当达到某一光强时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,净光合速率为零,这时的光强称为光补偿点(light compensation point)。在一定范围内,光合速率随着光强的增加而呈直线增加;但超过一定光强后,光合速率增加转慢;当达到某一光强时,光合速率就不再随光强增加而www.rixia.cc增加,这种现象称为光饱和现象(light saturation)。光合速率开始达到最大值时的光强称为光饱和点(light saturation point)。 如下图所示:

一般来说,光补偿点高的植物其光饱和点往往也高。例如,草本植物的光补偿点与光饱和点通常高于木本植物;阳生植物的光补偿点和光饱和点高于阴生植物。

(2)光合作用的光抑制
光是植物光合作用所必需的,然而,当植物吸收的光能超过其所需时,过剩的光能会导致光合效率降低,这种现象称为光合作用的光抑制(photoinhibition of photosyn- thesis)。光抑制现象在自然条件下是经常发生的,因为晴天中午的光强往往超过植物的光饱和点,即使是群体内的下层叶,由于上层枝叶晃动,也不可避免地受到较亮光斑的影响。很多植物,如水稻、小麦、棉花、大豆等,在中午前后经常会出现光抑制,轻者光合速率暂时降低,过后尚能恢复;重者叶片发黄,光合活力便不能恢复。如果强光与其它不良环境(如高温、低温、干旱等)同时存在,光抑制现象更为严重。

2、光质
在太阳辐射中,对光合作用有效的是可见光。在可见光区域,不同波长的光对光合速率的影响也不同。光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱是大致吻合的。白光是复合光,光合作用的效率最高。单色光中红光的光合作用效率最高,其次蓝紫光,最差为绿光。
在自然条件下,植物或多或少受到不同波长的光线照射。例如,阴天不仅光强减弱,而且蓝光和绿光的比例增加;树木冠层的叶片吸收红光和蓝光较多,造成树冠下的光线中绿光较多,由于绿光对光合作用是低效光,因而使本来就光照不足的树冠下生长的植物光合很弱,生长受到抑制。
水层也可改变光强和光质。水层越深,光照越弱。水层对红光和橙光的吸收显著多于蓝光和绿光,深水层的光线中短波光相对增多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层,而含有藻红蛋白、吸收蓝绿光较多的红藻则分布在海水的深层,这是日夏养花网藻类对光照条件适应的一种表现。

二、二氧化碳
1、 CO2-光合曲线
由CO2-光合曲线可以看出,在光下CO2浓度为零时,叶片只有呼吸放出CO2。
随着CO2浓度增高光合速率增加,当光合速率与呼吸速率相等时,外界环境中的CO2浓度即为CO2补偿点。当CO2浓度继续提高,光合速率随CO2浓度的增加变慢,当CO2浓度达到某一范围时,光合速率达到最大值(Pm),光合速率开始达到最大值时的CO2浓度被称为CO2饱和点。如图所示:

2、CO2供应
陆生植物所需的CO2主要是从大气中获得的,CO2从大气到达叶绿体羧化部位的途径分别是:大气—→气孔—→叶肉细胞间隙—→叶肉细胞原生质—→叶绿体基质。提高CO2浓度差和减少阻力的因素都可促进CO2流通从而提高光合速率。如建立合理的作物群体结构,加强通风,增施CO2肥料等,均能显著提高作物光合速率。增施CO2对C3植物的效果优于C4植物,这是由于C3植物的CO2补偿点和饱和点较高的缘故。

三、 温度
光合作用是由酶催化的化学反应,其活性受温度影响,因此温度也是影响光合速率的重要因素。
光合作用有温度三基点,即光合作用的最低、最适和最高温度。温度的三基点因植物种类不同而有很大差异。耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近;而起源于热带的喜温植物,如玉米、高粱、番茄、黄瓜、橡胶树等在温度低于10℃时,光合作用即受到明显抑制。
昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度较高,日光充足,有利于光合作用进行;夜间温度较低,可降低呼吸消耗。因此,在一定温度范围内,昼夜温差大,有利于光合产物积累。

四、水分
水是光合作用的原料之一,没有水,光合作用无法进行。但是,用于光合作用的水只占蒸腾失水的1%,因此,缺水影响光合作用主要是间接原因。
1、气孔关闭
气孔运动对叶片缺水非常敏感,轻度水分亏缺就会引起气孔导度下降,导致进入叶内的CO2减少。
2、光合产物输出减慢
水分亏缺使光合产物输出变慢,光合产物在叶片中积累,对光合作用产生反馈抑制作用。
3、光合机构受损
中度的水分亏缺会影响PSII、PSI的天线色素蛋白复合体和反应中心,电子传递速率降低,光合磷酸化解偶联,同化力形成减少。严重缺水时,甚至造成叶绿体类囊体结构破坏,不仅使光合速率下降,而且供水后光合能力难以恢复。
4、光合面积减少
水分亏缺使叶片生长受抑,叶面积减小,作物群体的光合速率降低。
水分过多也会影响光合作用。土壤水分过多时,通气状况不良,根系活力下降,间接影响光合作用。

五、 矿质营养
矿质营养直接或间接影响光合作用。N、P、S、Mg是叶绿体结构中组成叶绿素、蛋白质和片层膜的成分;Cu、Fe是电子传递体的重要成分;磷酸基团在光、暗反应中均具有重要作用,它是构成同化力ATP和NADPH以及光合碳还原循环中许多中间产物的成分;Mn和Cl是光合放氧的必需因子;K和Ca对气孔开闭和同化物运输具有调节作用。因此,农业生产中合理施肥的增产作用,是靠调节植物的光合作用而间接实现的。

六、 光合作用的日变化
外界的光强、温度、水分、CO2浓度等每天都在不断变化着,因此,光合作用也呈现明显的日变化。在温暖、晴朗、水分供应充足的天气,光合速率变化随光强而变化,呈单峰曲线,日出后光合速率逐渐提高,中午前后达到高峰,以后降低,日落后净光合速率出现负值。光强相同的情况下,一般下午的光合速率低于上午的,这是由于经上午光合后,叶片中的光合产物有所积累,发生反馈抑制的缘故。如果气温过高,光照强烈,光合速率日变化呈双峰曲线,大的峰出现在上午,小的峰出现在下午,中午前后光合速率下降,呈现光合“午睡”现象(midday depression)。这种光合速率中午下降的程度随土壤含水量的降低而加剧。引起光合“午睡”的原因主要是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午,叶片蒸腾失水加剧,如果此时土壤水分亏缺,植物的失水大于吸水,引起气孔导度降低甚至叶片萎蔫,使叶片对CO2吸收减少。午间高温、强光、CO2浓度降低也会产生光抑制,光呼吸增强,这些都会导致光合速率下降。还有人提出,光合“午休”现象与气孔运动内生节奏有关。
由上述可见,光合“午休”现象是多种因素综合影响的结果。由光合“午休”造成的损失可达光合生产的30%以上,是作物产量形成的一大漏洞。在生产上要采取适当措施,如适时灌溉,选用抗旱品种等,避免或减轻光合“午休”现象。据报道,在大豆鼓粒期的干热天气下进行喷灌,可提高空气湿度,降低蒸气压亏缺和叶温,提高叶片含水量,并通过改善生理生态因子而增加气孔导度,减少气孔因素对光合作用的限制,控制非气孔限制的发生,减轻或克服光合“午睡”,有明显的增产作用

我敢保证绝对正确,不相信自己去问!!可是经专家严整过的哦!!
光合作用影响因素其中之一是水是否足够..但还有CO2的浓度...光照强度两个方面所以说是供水缺乏是不足的...还应该答上我说的那两个...
那可未必,影响光合速率还可能是光照强度,二氧化碳浓度,温度,矿物质元素等
有多种可能啊,阳光,水分,温度,CO2的量都会影响光合作用的速率
光强,水,温度,二氧化碳浓度,矿物浓度,...都影响

高中生物光合作用的一个问题

没怎么看懂这个图,能讲一下吗?涉及的问题越全越好。特别是拐点什么的为什么就是光合作用速率等于呼吸作用速率了呢。。

e → f  呼吸产生的CO2 > 光合吸收的CO2 ,CO2浓度升高  

f → h  呼吸产生的CO2 < 光合吸收的CO2 ,CO2浓度降低

h → j  呼吸产生的CO2 > 光合吸收的CO2 ,CO2浓度升高  


图中的 f、j 点在数学上叫 驻点(是指导数等于0的点)或极值点(函数单调性发生变化的地方)

(拐点大致在g、i 附近,是函数凸凹性发生变化的地方,是二阶导数等于0的点)


CO2浓度在 f、h 两点没有发生变化,那么即  呼吸产生的CO2 = 光合吸收的CO2   也就是光合作用速率 = 呼吸作用速率


 j 点的CO2浓度大于e点,说明经过这24小时,呼吸消耗的有机物>光合产生的有机物,也就是有机物不但没有积累反而消耗了


图像切线的斜率就是CO2的变化率=呼吸速率-光合速率


从图像来看,主要考虑的是光照强度对光合作用速率的影响,温度对呼吸和光合的影响并不明显

如果在温度对二者影响较大的话,比如这种植物对温度比较敏感 或者 这一天昼夜温差比较的等,还可能出现这些情况

在 12时之后的2~3个小时CO2浓度下降速率变缓、不变 甚至反而上升

    这是因为,温度越高呼吸和光合作用速率越大,但温度过高会抑制光合作用(高温会导致植物气孔关闭、由于蒸腾作用散失大量的水、以及抑制与光合相关的酶活性 等)


    2.在 0 时之后的2~3个小时CO2浓度上升速率变缓。这是因为低温会抑制呼吸作用

光合速率大于呼吸速率,则CO2浓度下降,反之上升,相等时斜率为零,,,,,即拐点处
很简单的,先回答你问的这一问吧

影响光合作用的因素有哪些?

尤其是co2含量偏高或偏低对生成氧气的影响以及其他因素
一、外界条件对光合速率的影响

光合作用的指标是光合速率(photosynthetic rate)。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示,一般测定光合速率的方法都没有把叶子的呼吸作用考虑在内,所以测定的结果实际是光合作用减去呼吸作用的差数,叫做表观光合速率(apparent photosynthetic rate)或净光合速率(net photosynthetic rate)。如果我们同时测定其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则得到真正光合速率(true photosynthetic rate)。

真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率

(一)光照

光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强度的增加而加快。在一定范围内几乎是呈正相关。但超过一定范围之后,光合速率的增加转慢;当达到某一光照强度时,光合速率就不再增加,这种现象称为光饱和现象(light saturation)。各种作物的光饱和点(light saturation point)不同,与叶片厚薄、单位叶面积叶绿素含量多少有关。水稻和棉花的光饱和点在40~50klx,小麦、菜豆、烟草、向日葵和玉米的光饱和点较低,约30klx。上述光饱和点的数值是指单叶而言,对群体则不适用。因为大田作物群体对光能的利用,与单株叶片不同。群体叶枝繁茂,当外部光照很强,达到单叶光饱和点以上时,而群体内部的光照强度仍在光饱和点以下,中、下层叶片就比较充分地利用群体中的透射光和反射光。群体对光能的利用更充分,光饱和点就会上升。例如,水稻在抽穗期前后到乳熟期,在自然日照条件下,其光照强度与光合作用的关系基本是直线关系,即光照越强,群体的光合作用越大,也就是说,其群体光饱和点可上升到60~80klx,甚至更高。

根据对光照强度需要的不同,可把植物分为阳生植物(sun plant)和阴生植物(shadeplant)两类。阳生植物要求充分直射日光,才能生长或生长良好,如马尾松(Pinus massoniana)和白桦(Betula platyphylla)。阴生植物是适宜于生长在荫蔽环境中,例如胡椒(Peperonia sp.)和酢浆草(Oxalis corniculata),它们在完全日照下反而生长不良或不能生长。阳生植物和阴生植物所以适应不同的光照,是与它们的生理特性和形态特征的不同有关。

以光饱和点来说,阳生植物的光饱和点是全光照(即全部太阳光照)的100%,而阴生植物的则是全光照的10~50%(图3-31)。因为阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏,当光照强度很大时,水分对叶片的供给不足,所以,阴生植物的叶片在较强的光照下便不再增加光合速率。

以叶绿体来说,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,叶绿素含量又较高,这样,阴生植物就能在较低的光照强度下充分地吸收光线。此外,阴生植物还适应于遮阴处的光的波长。例如,阴生植物经常处于漫射光中,漫射光中的较短波长占优势。上面已经讨论过,叶绿素a在红光部分的吸收带偏向长光波方面,而叶绿素b在蓝紫光部分的吸收带较宽。阴生植物的叶绿素a和叶绿素b的比值小,即叶绿素b的含量相对地说是较多的,所以阴生植物便能强烈地利用蓝紫光,而适应于在遮阴处生长。

以光补偿点来说,阳生植物的光补偿点高于阴生植物。当光照强度较强时,光合速率比呼吸速率大几倍,但随着光照减弱,光合速率逐渐接近呼吸速率,最后达到一点,即光合速率等于呼吸速率。同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度,就称为光补偿点(light compensation point)(图3-32)。植物在光补偿点时,有机物的形成和消耗相等,不能积累干物质,而晚间还要消耗干物质,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。一般来说,阳生植物的光补偿点在全光照的3~5%,而阴生植物的则在全光照的1%以下。

农作物虽然没有阴生植物和阳生植物之分,但不同作物对光照强度的要求是不同的。例如,各种作物达到开花结实的最低光强度是:大麦和小麦为1.8~2.0klx,玉米为8klx,番茄为4klx,豌豆为1klx。人参(Panax schinseng)、藿香(Agastache rugosa)和姜(Zingiber officinale)是耐阴植物,棉花、向日葵、烟草等是喜光植物。水稻的光补偿点,在30℃下约为600~700lx。

光补偿点在实践上有很大的意义。间作和套作时作物种类的搭配,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补偿点有关。又如,栽培作物由于过密或肥水过多,造成徒长,封行过早,中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,这些叶子不但不能制造养分,反而消耗养分,形成消费器官。因此,生产上要注意合理密植,肥水管理恰当,保证透光良好。

光是光合作用的能源,所以光是光合作用必需的。然而,光照过强时,尤其炎热的夏天,光合作用受到光抑制,光合速率下降。如果强光时间过长,甚至会出现光氧化现象,光合色素和光合膜结构遭受破坏。低温、高温、干旱等不良环境因子会加剧光抑制的危害。例如,黄瓜等对冷害敏感的植物,在暗中受冷不会影响光合作用,但在光和低温下,则光合磷酸化受抑制,细胞膜透性加大。植物本身对光抑制有一定程度的保护性反应。例如,叶子运动,调节角度去回避强光;叶绿体运动以适应光照强弱。又如,小麦幼苗在强光下,叶绿体中的捕光叶绿素a/b蛋白复合体含量低于生长在弱光下的;而负担将光能转化为化学能的反应中心复合体含量,则前者大于后者。在农业生产上,要尽可能提供作物所需的生育条件,尤其是要防止几种胁迫因子同时出现,最大限度地减轻光抑制。

光质不同也影响植物的光合速率。从图3-33可知,菜豆在橙、红光下光合速率最快,蓝、紫光其次,绿光最差。其他高等植物和绿藻都有类似结果。一般来说,不同光波影响下的光合高峰相当于叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱高峰。在自然条件下,植物会或多或少受到不同波长的光线照射的。例如,阴天的光照不仅光强减弱,而且蓝光和绿光增多;树木的叶片吸收红光和蓝光较多,故树冠下的光线富于绿光,尤其是树木繁茂的森林更是明显。水层同样改变光强和光质。水层越深,光照越弱,例如,20m深处的光强和水面的光强比较。前者为后者的二十分之一,水色不清光照更弱。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收,水下深层的光线相对富于短波长的光。所以含有叶绿素,吸收红光较多的绿藻分布海水的表层,含有藻红蛋白,吸收绿、蓝光较多的红藻,则分布在海水的深层。这是海藻对光线的适应。

(二)二氧化碳

陆生植物光合作用所需要的碳源,主要是空气中的二氧化碳,二氧化碳主要是通过叶片气孔进入叶子。大气中的二氧化碳含量,如以容积表示,仅为0.03%,但光合过程中吸收相当大量的二氧化碳,如向日葵的叶面吸收0.14CO2cm3/hcm2。以前已经讲过,气孔在叶面上所占的面积不到1%,这样小面积的气孔如何吸收大量的二氧化碳呢?根据试验结果,如小孔只占总面积的0.31%时,而CO2被NaOH吸收的速度相当于总面积的14%,即加快45倍左右。这种现象,完全符合以前所讲过的蒸汽经过小孔扩散的特点。空气中的二氧化碳经过气孔进入叶肉细胞的细胞间隙,是以气体状态扩散进行的,速度很快;但当二氧化碳通过细胞壁透到叶绿体时,便必须溶解在水中,扩散速度也大减。

陆生植物的根部也可以吸收土壤中的二氧化碳和碳酸盐,用于光合作用。试验证明,把菜豆幼苗根部放在含有14CO2的空气中或NaH14CO3的营养液中,进行光照,结果光合产物中发现14C。关于根部吸收的二氧化碳如何用于光合作用问题,据研究,二氧化碳透入根后就与丙酮酸结合成草酰乙酸,再还原为苹果酸,苹果酸沿输导组织上升而透入绿色器官——叶、茎和果实中。如果这时在光照下,则用于光合作用;如果在黑暗中,大部分的二氧化碳就排出体外。

浸没在水中的绿色植物,其光合作用的碳源是溶于水中的二氧化碳、碳酸盐和重碳酸盐,这些物质可通过表皮细胞进入叶子中去。

二氧化碳是光合作用的原料,对光合速率影响很大。前面讲过,空气中的二氧化碳含量一般占体积的0.033%(即0.65mg/L,0℃,101kPa),对植物的光合作用来说是比较低的。如果二氧化碳浓度更低,光合速率急剧减慢。当光合吸收的二氧化碳量等于呼吸放出的二氧化碳量,这个时候外界的二氧化碳数量就叫做二氧化碳补偿点(CO2compensation point)。水稻单叶的二氧化碳补偿点是55mg/LCO2(25℃,光照>10klx),其变化范围随光照强度而异。光弱,光合降低比呼吸显著,所以要求较高的二氧化碳水平;才能维持光合与呼吸相等,也即是二氧化碳补偿点高。当光强,光合显著大于呼吸,二氧化碳补偿点就低。作物高产栽培的密度大,肥水充足,植株繁茂,吸收更多二氧化碳,特别在中午前后,二氧化碳就成为增产的限制因子之一。植物对二氧化碳的利用与光照强度有关,在弱光情况下,只能利用较低的二氧化碳浓度,光合慢,随着光照的加强,植物就能吸收利用较高的二氧化碳浓度,光合加快
(三)温度
光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应,而温度直接影响酶的活性,因此,温度对光合作用的影响也很大。除了少数的例子以外,一般植物可在10~35℃下正常地进行光合作用,其中以25~30℃最适宜,在35℃以上时光合作用就开始下降,40~50℃时即完全停止。在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进行。光合作用在高温时降低的原因,一方面是高温破坏叶绿体和细胞质的结构,并使叶绿体的酶钝化;另一方面是在高温时,呼吸速率大于光合速率,因此,虽然真正光合作用增大,但因呼吸作用的牵制,表观光合作用便降低
(四)矿质元素

矿质元素直接或间接影响光合作用。氮、镁、铁、锰等是叶绿素生物合成所必需的矿质元素,钾、磷等参与糖类代谢,缺乏时便影响糖类的转变和运输,这样也就间接影响了光合作用;同时,磷也参与光合作用中间产物的转变和能量传递,所以对光合作用影响很大。图3-36说明水稻活动中心叶叶片的氮、磷、钾含量不同,光合作用就不同。在一定范围内,营养元素越多,光合速率就越快。三要素中以氮肥对光合作用的效果最明显。追施氮肥促使光合速率的原因有两方面:一方面是促进叶片面积增大,叶片数目增多,增加光合面积,这是间接的影响。另一方面是直接的影响,即影响光合能力。施氮肥后,叶绿素含量急剧增加,加速光反应;氮肥亦增加叶片蛋白态氮百分率,而蛋白质是酶的主要组成成分,也使暗反应进行顺利。由此可见,施用氮肥促进光合作用的光反应和暗反应。
(五)水分

水分是光合作用原料之一,缺乏时可使光合速率下降。水分在植物体内的功能是多方面的,叶子要在含水量较高的条件下才能生存,而光合作用所需的水分只是植物所吸收水分的一小部分(1%以下),因此,水分缺乏主要是间接的影响光合作用下降。具体来说,缺水使气孔关闭,影响二氧化碳进入叶内;缺水使叶片淀粉水解加强,糖类堆积,光合产物输出缓慢,这些都会使光合速率下降。试验证明,由于土壤干旱而处于永久萎蔫的甘蔗叶片,其光合速率比原来正常的下降87%。再灌以水,叶子在数小时后可恢复膨胀状态,可是表观光合速率在好几天后仍未恢复正常。由此可见,叶片缺水过甚,会严重损害光合进程。水稻烤田,棉花、花生炼苗时,要认真控制烤田(炼苗)程度,不能过头。
(六)氧

实验证明,当将环境的氧含量降低为1~3%时,就发现正常大气中21%的氧含量对植物光合作用是有抑制效应的,通称之为氧的胁迫。大气中21%氧含量对C3植物的光合作用抑制竟达33~50%之高,而对C4植物几乎不抑制。氧抑制光合作用的原因主要是:加强氧与二氧化碳对RuBP结合的竞争,提高光呼吸速率;氧能与NADP+竞争接受电子,NADPH会成量就少,碳同化所需的还原能力减少;氧接受电子后形成的超氧自由基,会破坏光合膜;在强光下,氧参与光合色素的光氧化,破坏光合色素,等等。植物在长期演化过程中逐渐形成一些保护性反应,例如,叶绿体中生成的超氧物歧化酶可以消除超氧自由基,抗坏血酸和谷胱甘肽可以消除过氧化氢等。在农业生产上喷施150mg/L2,3-环氧丙酸,可部分拮抗氧抑制,提高光合速率。

(七)光合速率的日变化

影响光合作用的外界条件每天都在时时刻刻变化着,所以光合速率在一天中也有变化。在温暖的日子里,如水分供应充足,太阳光照成为主要矛盾,光合过程一般与太阳辐射进程相符合: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。这是指无云的晴天而言。如果白天云量变化不定,则光合速率随着到达地面的光强度的变化而变化,成不规则的曲线。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:一个高峰在上午,一个高峰在下午。中午前后光合速率下降,呈现“午休”现象。为什么会出现这种现象呢?(1)水分在中午供给不上,气孔关闭;(2)CO2供应不足;(3)光合产物淀粉等来不及分解运走,积累在叶肉细胞的细胞质中,阻碍细胞内CO2的运输。这些都会限制光合作用的进行。南方夏季日照强,作物“午休”会更普遍一些,在生产上应适时灌溉或选用抗旱品种,以缓和“午休”现象,增强光合能力。

二、内部因素对光合速率的影响

(一)不同部位

由于叶绿素具有接受和转换能量的作用,所以,植株中凡是绿色的、具有叶绿素的部位都进行光合作用,在一定范围内,叶绿素含量越多,光合越强。就拿抽穗后的水稻植株来说,叶片、叶鞘、穗轴、节间和颖壳等部分都进行光合作用。以光合速率和光合量来说,都是叶片最大,叶鞘次之,穗轴和节间很小,颖壳甚微。在生产上尽量保持足够的叶片,制造更多光合产物,为高产提供物质基础。

以一片叶子来说,最幼嫩的叶片光合速率低,随着叶子成长,光合速率不断加强,达到高峰,后来叶子衰老,光合速率就下降。根据这个原则,同一植株不同部位的叶片光合速率,因叶子发育状况不同而呈规律性的变化。

(二)不同生育期

一株作物不同生育期的光合速率,一般都以营养生长中期为最强,到生长末期就下降。就拿水稻来说,分蘖盛期的光合速率最快,以后随生育期的进展而下降,特别在抽穗期以后下降较快。但从群体来看,群体的光合量不仅决定于单位叶面积的光合速率,而且很大程度上受总叶面积及群体结构的影响。水稻群体光合量有两个高峰:一个在分蘖盛期,另一个在孕穗期。从此以后,下层叶片枯黄,单株叶面积减少,故此光合量急剧下降。在农业生产上,通过栽培措施以延长生育后期的叶片寿命和光合功能,使生育后期光合下降缓和一些,更有利于种子饱满充实。
高中课本上的
影响光合作用的因素
1
光照
光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强度的增加而加快。但超过一定范围之后,光合速率的增加变慢,直到不再增加。光合速率可以用co?的吸收量来表示,co?的吸收量越大,表示光合速率越快。
2
二氧化碳
co?是绿色植物光合作用的原料,它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高co?的浓度能提高光合作用的速率,co?浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加,这是因为光反应的产物有限。
3
温度
温度对光合作用的影响较为复杂。由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分,光反应主要涉及光物理和光化学反应过程,尤其是与光有直接关系的步骤,不包括酶促反应,因此光反应部分受温度的影响小,甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应,明显地受温度变化影响和制约。
当温高于光合作用的最适温度时,光合速率明显地表现出随温度年升而下降,这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏,同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损;高温加剧植物的呼吸作用,而且使二氧化碳溶解度的下降超过氧溶解度的下降,结果利于光呼吸而不利于光合作用;在高温下,叶子的蒸腾速率增高,叶子失水严重,造成气孔关闭,使二氧化碳供应不足,这些因素的共同作用,必然导致光合速率急剧下降。当温度上升到热限温度,净光合速率便降为零,如果温度继续上升,叶片会因严重失水而萎蔫,甚至干枯死亡。
4
矿质元素
矿质元素直接或间接影响光合作用。例如,n是构成叶绿素、酶、atp的化合物的元素,p是构成atp的元素,mg是构成叶绿素的元素。
5
水分
水分既是光合作用的原料之一,又可影响叶片气孔的开闭,间接影响co?的吸收。缺乏水时会使光合速率下降。
co2含量偏高,光合作用会加强,生成氧气会多点,偏低光合作用会降低,甚至会呼吸氧气.
温度,阳光的强度,
绿叶素被破坏.

高中生物问题,请用高中知识解释(追+15)

植物呼吸作用速率比较: rn阳生植物、阴生植物、水生植物、陆生thDJKMPxu植物。 rn重点要解释为什么
阳生植物>阴生植物
陆生植物>水生植物

呼吸速率的影响因素

不同植物种类,呼吸速率各异,一般而言,凡是生长快的植物呼吸速率就快,生长慢的植物呼吸速率就慢。
同一植物的不同器官或组织,其呼吸速率有明显的差异,例如生殖器官的呼吸较营养器官强,生长旺盛的、幼嫩的器官的呼吸速率,较生长缓慢的、年老的器官为强,种子内胚的呼吸比胚乳强。这些都说明了呼吸作用与生命活动有密切的关系。
多年生植物的呼吸速率还表现出季节周期性的变化,在温带生长的植物,春天呼吸速率最高,夏天略降低,秋天又上升,以后一直下降,到冬天降到最低点,这种周期性变化除了外界环境的影响外,与植物体内的代谢强度、酶的活性及呼吸底物的多寡也有密切关系。

外界条件的影响

(1)温度

温度对呼吸作用的影响主要表现为温度对呼吸酶活性的影响。温度对呼吸速率的影响同对其他代谢过程的影响类似,首先是在一定范围内随温度的增高而增高,达到最高值后,继续增高温度,呼吸速率反而下降。呼吸作用最适温度是保持稳态的较高呼吸速率时的温度。一般温带植物呼吸速率的最适温度为25~35℃,呼吸作用最低温度则因植物种类不同而有很大差异。一般植物在接近0℃时,植物呼吸作用进行得很慢,而冬小麦在0℃至-7℃下仍可进行呼吸作用;耐寒的松树针叶在-25℃下仍未停止呼吸。呼吸作用的最适温度总是比光合作用的最适温度高。因此,当温度过高和光线不足时,呼吸作用旺盛,光合作用微弱,植物就会生长不良。呼吸作用的最高温度一般在35~45℃之间,最高温度在短时间内可使呼吸速率较最适温度的为高,但时间较长后,呼吸速率就会急剧下降。这是因为高温加速了酶的钝化或失活。

(2)氧气

氧是有氧呼吸途径运转的必要因素,也是呼吸电子传递系统中的最终电子受体,氧浓度的变化对呼吸速率、呼吸代谢途径都有影响,当氧浓度下降到20%以下时,植物呼吸速率便开始下降;从呼吸类型来看,氧浓度在10~20%之间,无氧呼吸不进行,全部是有氧thDJKMPxu呼吸;当氧浓度低于10%时,无氧呼吸出现并逐步增强,有氧呼吸迅速下降。一般把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10%左右)称为无氧呼吸的消失点(anaerobic respiration extinction point)。从有氧呼吸来看,在氧浓度较低的情况下,呼吸速率与氧浓度成正比,即呼吸作用随氧浓度的增大而增强,但氧浓度增至一定程度,对呼吸作用就没有促进作用了,这一氧浓度称为氧饱和点(oxygen saturation point)。氧饱和点与温度密切相关,一般是温日夏养花网度升高,氧饱和点也提高。氧浓度过高,对植物有毒害,这可能与活性氧代谢形成自由基有关。相反,过低的氧浓度会导致无氧呼吸增强,产生酒精中毒,过多的消耗体内养料,正常合成代谢缺乏原料和能量;根系缺氧会抑制根尖细胞分裂,影响根系内物质的运输,对植物生长发育造成严重危害。

(3)二氧化碳

二氧化碳是呼吸作用的最终产物,当外界环境中二氧化碳浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用受到抑制。实验证明,二氧化碳浓度高于5%时,有明显抑制呼吸作用的效应。植物根系生活在土壤中,土壤微生物的呼吸作用会产生大量的二氧化碳,加之土壤表层板结,土壤深层通气不良,积累二氧化碳可达4~10%,甚至更高,因此要适时中耕松土、开沟排水,减少CO2,增加O2,保证根系正常生长。

(4)水分

水分是保证植物正常呼吸的必备条件。干燥的种子,呼吸作用很微弱;当干燥种子吸水后,呼吸速率则迅速增加,因此,种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。整体植物的呼吸速率,一般是随着植物组织含水量的增加而升高,当受旱接近萎蔫时,呼吸速率会有所增加,而在萎蔫时间较长时,呼吸速率则会下降。

影响呼吸作用的外界因素除了温度、氧气、二氧化碳、水分之外,呼吸底物的含量(如可溶性糖的含量)多少也会使呼吸作用加强或减弱;机械损伤可促使呼吸加强;一些矿质元素(如磷、铁、铜、锰等)也对呼吸有重要影响。
不同种类植物的呼吸速率不同,

一般旱生植物,生长缓慢,呼吸速率比水生植物低;阴生植物所处的光强度较弱,呼吸也较弱,呼吸速率比阳生植物低。

(可以结合光合作用和呼吸作用的公式http://www.cbe21.com/subject/biology/html/030205/20011/200111_435.html 这里有具体的)

同一种植物在不同的生长发育时期,呼吸速率也不同,

一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期,呼吸速率增高。同一种植物的不同器官,呼吸速率也不同,一般生殖器官比营养器官高,幼嫩组织器官比衰老的组织器官高。

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本文标题: 高中生物 为什么含水量较高时植物光合速率反而下降了?
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