分析影響光合作用的因素

劉文章

摘要：在各類考試中考查有關(guān)光合作用的知識點(diǎn)很多，而對光合作用影響這一知識點(diǎn)的考查更為頻繁，往往以坐標(biāo)圖等形式考查學(xué)生的理解與綜合運(yùn)用能力。學(xué)生答題效果不是很理想，對變化多端的習(xí)題顯得力不從心，現(xiàn)結(jié)合教學(xué)實(shí)際以總結(jié)和解析形式談?wù)勅绾瓮黄七@一知識難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光合作用；試題解析；突破難點(diǎn)

1、光照強(qiáng)度 在一定光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，增強(qiáng)光照強(qiáng)度可以提高光合作用速率。

如下圖

A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量表示此時的呼吸強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，光合作用也逐漸增強(qiáng)。CO2的釋放量逐漸減少，這是因為細(xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此段：呼吸作用強(qiáng)度>光合作用強(qiáng)度。

B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即呼吸作用強(qiáng)度=光合作用強(qiáng)度，B點(diǎn)叫光補(bǔ)償點(diǎn)（光照強(qiáng)度只有在光補(bǔ)償點(diǎn)以上時，植物才能正常生長）。BC段：隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)，此段：光合作用強(qiáng)度>呼吸作用強(qiáng)度。

C點(diǎn)：當(dāng)光合作用強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)時，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫光飽和現(xiàn)象，這時的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。

例：

上圖表示在適宜的溫度、水分和CO2條件下，兩種植物光合作用強(qiáng)度的變化情況。下列說法錯誤的是（ ）

A.當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定程度時，光合作用強(qiáng)度不再增加，即達(dá)到飽和

B.C3植物比C4植物光合作用強(qiáng)度更容易達(dá)到飽和

C.C4植物比C3植物光能利用率高

D.稻是陰生植物，玉米是陽生植物

解析：在確定溫度、水分和CO2為定量的前提下，光照強(qiáng)度、不同植物、光合作用強(qiáng)度為變量。當(dāng)選擇光照強(qiáng)度為單一變量時，玉米、水稻是定量，A、B選項正確；當(dāng)選擇植物為變量時，光照強(qiáng)度為定量，當(dāng)光照強(qiáng)度為a時，玉米光合作用強(qiáng)度高于水稻，表明其光能利用率高，所以C選項正確。該題答案是D。

2、CO2濃度

在一定光照強(qiáng)度下，隨CO2濃度的增加，農(nóng)作物光合速率加快。如下圖

a點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)（光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出的CO2量時外界的CO2濃度），一般是C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。

b點(diǎn)：CO2飽和點(diǎn)（光合速率不再隨CO2濃增加而增加時的CO2濃度），當(dāng)CO2濃度超過飽和點(diǎn)后，光合速率不再增加，有的植物光合強(qiáng)度甚至?xí)档?，發(fā)生CO2中毒現(xiàn)象。

例：將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測定葉片光合作用的強(qiáng)度（以CO2吸收速率表示），測定結(jié)果如右圖。下列相關(guān)敘述，正確的是（ ）

A.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)左移

B.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移

C.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)右移，b點(diǎn)右移

D.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移

解析：a點(diǎn)是CO2補(bǔ)償點(diǎn)，在此CO2濃度下，植物光合吸收CO2的速度等于呼吸釋放CO2的速度。此時，限制光合速率的因素是CO2濃度。低濃度CO2導(dǎo)致C3形成不足。（CH2O）的形成速率低，當(dāng)適當(dāng)增加光強(qiáng)時，光反應(yīng)提供的[H]和ATP增加，一方面可以加快（CH2O）和C5的形成速率，另一方面，C5的增加使得單位時間內(nèi)固定CO2的速率增加，即在較低濃度的條件下就可以保持原有的光合速率，所以a點(diǎn)左移。反之降低光強(qiáng)則a點(diǎn)右移。b點(diǎn)是CO2飽和點(diǎn)，該處限制光合速率上升的原因是光反應(yīng)提供的[H]和ATP相對不足，所以，適當(dāng)增加光強(qiáng)可提供更多的[H]和ATP，從而消耗更多的C3，進(jìn)而促進(jìn)CO2固定的進(jìn)行，故b點(diǎn)右移，反之b點(diǎn)左移。答案：D

2.下圖中的甲、乙兩圖為一晝夜中某作物植株對C02的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據(jù)圖回答問題：

甲 乙

（1）甲圖曲線中C點(diǎn)和E點(diǎn)（外界環(huán)境中C02濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動狀態(tài)？

（2）根據(jù)甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的______ 段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是_______點(diǎn)，植株積累有機(jī)物最多的是_______點(diǎn)

（3）乙圖中FG段C02吸收量逐漸減少是因為 _______，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的_______和_______逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使_______化合物數(shù)量減少，影響了C02固定。

參考答案：1、A

2、（1）呼吸作用釋放C02的量等于光合作用吸收C02的量時；（2）BF；D；E（3）光照強(qiáng)度逐步減弱；ATP；[H]；C5

參考文獻(xiàn)：

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[2]宋彩娟.影響光合作用因素課程設(shè)計與實(shí)施[J].課程教育研究，2018