施金順

光合作用和呼吸作用是教材的重點(diǎn)、難點(diǎn),也是高考的熱點(diǎn)之一。學(xué)生在對(duì)光合作用與呼吸作用的綜合曲線(xiàn)圖進(jìn)行識(shí)別時(shí),常常誤讀、錯(cuò)解。筆者針對(duì)學(xué)生的出錯(cuò)點(diǎn)和疑惑點(diǎn),采用了有的放矢的復(fù)習(xí)策略,綜合分析限制光合速率和呼吸速率的因素,教會(huì)學(xué)生解題方法。

解答這類(lèi)問(wèn)題,一要三看:一看縱坐標(biāo)(因變量),二看橫坐標(biāo),三看曲線(xiàn)的起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn);二要控制相關(guān)量(無(wú)關(guān)量),分析其他量(自變量)對(duì)因變量的影響;三要記住限制光合速率與呼吸速率的內(nèi)、外部因素及光合速率和呼吸速率的關(guān)系,結(jié)合通常與密閉狀態(tài)下的具體情況進(jìn)行分析。

一、在通常狀態(tài)下的情況

例1 一定實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)得某植物光合作用速率與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系、呼吸作用與氧氣濃度的關(guān)系及光合作用速率與溫度的關(guān)系如下圖,請(qǐng)據(jù)圖回答:

(1)影響圖甲a曲線(xiàn)A點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外因是________。(2)由圖丙可知,這株植物重量的增加在_________℃時(shí)為最大,其原因是____________。(3)圖丙中,在40℃時(shí),植物體________(填“能”或“不能”)顯示生長(zhǎng)現(xiàn)象,理由是________。(4)在圖甲、乙中分別繪制下列有關(guān)曲線(xiàn)圖:①請(qǐng)改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用強(qiáng)度,并繪出光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線(xiàn);②繪出無(wú)氧呼吸CO2的釋放量與O2濃度的關(guān)系。

解析 這題綜合考查了限制光合和呼吸速率的因素,由圖甲可知,曲線(xiàn)上、下移,真正光合速率是恒定的(無(wú)關(guān)量),而呼吸速率(因變量)分別增大、減小,說(shuō)明是溫度(自變量)影響了呼吸速率。植物重量的增加由實(shí)際光合作用速率與呼吸作用速率差值決定,差值越大、重量越大,分析圖丙曲線(xiàn)可知,在25℃時(shí),真正光合作用速率與呼吸作用速率差值最大。同理,在40℃時(shí)真正光合作用速率小于呼吸作用速率,實(shí)測(cè)光合速率為負(fù)值,不能生長(zhǎng)。呼吸作用吸收O2的量與釋放CO2的量相等,光合作用吸收CO2的量與釋放O2的量相等(圖1)。無(wú)氧呼吸速率在O2濃度為零時(shí)最大,當(dāng)O2濃度為10%時(shí),其速率為零(圖2)。

二、在密閉狀態(tài)下的情況

例2 將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi),用全素營(yíng)養(yǎng)液置于室外進(jìn)行培養(yǎng)(如圖3所示),假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中植物的生理狀態(tài)相同,且空氣濕度對(duì)植物蒸騰作用的影響和微生物對(duì)CO2濃度的影響均忽略不計(jì)。現(xiàn)用CO2濃度測(cè)定儀測(cè)定了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況,繪制成如圖4所示曲線(xiàn)。請(qǐng)據(jù)圖分析回答:

(1)上圖顯示,影響光合作用的外界因素有________。(2)BC段與AB段相比,曲線(xiàn)上升較緩,其原因是________;CD段與AB段相比,曲線(xiàn)上升較緩,其原因是________。(3)D點(diǎn)時(shí)植物生理活動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)是________。(4)EF段說(shuō)明此時(shí)植物光合作用速率(填“較快”或“較慢”),其原因最可能是________;(5)限制G點(diǎn)下降的主要內(nèi)因是________。

解析 由題干“全素營(yíng)養(yǎng)液”可知,水肥充足(無(wú)關(guān)量),CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度三者(自變量)是影響光合作用(因變量)的外因。在密閉狀態(tài)下, BC段表示凌晨4時(shí)左右,夜間溫度較低,影響了呼吸酶的活性,呼吸速率下降,使CO2 濃度上升較緩。CD段上升較緩是因?yàn)樵绯?時(shí)左右,植物光合作用吸收了部分的CO2。D點(diǎn)呼吸速率最大, CO2 濃度達(dá)到最大值,說(shuō)明此點(diǎn)是光補(bǔ)償點(diǎn),即真正光合速率等于呼吸速率。EF段為10~14時(shí),溫度過(guò)高,植物為減少蒸騰量,關(guān)閉部分氣孔 ,進(jìn)入的CO2量減少,從而減慢了光合作用速率。限制G點(diǎn)下降的主要內(nèi)因是植物葉綠體色素含量、酶的活性和量?！?作者單位:江西省德興市第一中學(xué))

□責(zé)任編輯:周瑜芽