摘要:由于光合作用是歷年高考的重點、難點,而影響光合作用的因素又是學生的薄弱環(huán)節(jié),通過對幾個影響光合作用的??伎键c進行深度剖析,輔以典例,讓學生在這個方面有所突破,加深理解運用。
關(guān)鍵詞:光合作用;影響因素;高考
光合作用是歷年高考復習的重點,主要內(nèi)容包括有光合作用的過程、光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系、光合作用的影響因素等幾個方面,考查內(nèi)容側(cè)重學生對光合作用過程圖解的理解與分析,如光反應(yīng)與暗反應(yīng)的場所、條件、物質(zhì)變化、某種環(huán)境因素對光合作用的影響,以及突然發(fā)生變化的情況下,細胞中C3和C5含量變化的情況等。
我們可以將影響光合作用的因素分為兩大類:內(nèi)因,酶的種類、數(shù)量、葉面指數(shù)等;外因,光照強度、光質(zhì)、光照時間、CO2濃度、溫度、礦質(zhì)元素等,下面我就談一談影響光合作用因素的幾點突破。
一、 光照強度對光合作用的影響。
1. 原理:不管是光照強度還是光質(zhì),都是通過影響光反應(yīng)階段,影響ATP和[H]影響暗反應(yīng),從而影響整個光合作用。右圖當光照強度為0時,縱坐標對應(yīng)A點,此時植物只進行呼吸作用,只釋放CO2,OA可以表示呼吸作用強度的大小。在OB段隨光照強度的增加,光合作用逐漸增強,CO2的吸收量逐漸增加,呼吸作用中釋放的CO2,有一部分用于光合作用,所以AB呈上升趨勢;當達到B點時,呼吸作用釋放的CO2全部用于光合作用,即在B點光合強度等于呼吸強度,所以B點為光補償點。當光照強度大于B點后,呼吸作用釋放的CO2已不能夠滿足光合作用的用量,所以表現(xiàn)為從外界吸收CO2,BC段逐漸上升,光合強度不斷加強,到C點以上不再加強,C點為光合作用飽和點。
而光質(zhì),主要考慮波長,綠葉中的葉綠素和類胡蘿卜素,主要吸收紅光和藍紫光,幾乎不吸收綠光,所以白光情況下光合速率最高,綠光最低。
2. 應(yīng)用:可以通過適當提高光照強度,來提高光合作用速率,例如連續(xù)陰雨天氣,我們可以通過提供光照,促進植物的生長;利用溫室大棚種植蔬菜水果,可以使用無色透明的薄膜,增加通光量來提高作物產(chǎn)量。
右圖為一晝夜中,某植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖,BD段逐漸升高,代表隨太陽升起,光照強度變大,光合作用變強,吸收CO2的能力提高;而E點降低,是因為正午溫度太高,蒸騰作用過強,水分散失太多,為了減少水分散失,氣孔暫時關(guān)閉,使得CO2吸收減少;而FG段曲線下降,則是由于太陽西落,光照強度逐漸降低,導致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]逐漸減少,從而抑制了暗反應(yīng)強度,導致CO2吸收減少,直到H點,才沒有了光合作用。
二、 葉面積對光合作用的影響
1. 原理:葉面積增大,光合作用的面積會變大,光合作用在開始階段會不斷增大,后來隨葉面積的增大,光合作用不再增強,原因是有很多葉片會被遮擋,而葉面積增大呼吸作用也會不斷增加,所以最終干物質(zhì)的積累量也會降低。
2. 應(yīng)用:適當間苗、修剪,去掉多余的葉片,避免植物陡長,封行過早,導致中下層葉子不能接受足夠的光照,白白消耗有機物,造成不必要的浪費。也可以通過合理的密植來增加光合作用的面積,例如,柑橘在弱光環(huán)境中,可以通過增加葉面積,提高葉綠素含量,來吸收更多的光能,從而適應(yīng)弱光環(huán)境。
三、 多種因素條件下對光合作用的影響
1. 原理:當多種因素同時對光合作用有影響時,我們要把握單一變量原則,保證在其他因素都相同的情況下,觀察唯一變量如何變化。圖中O到P點,限制光合速率的因素都應(yīng)為橫坐標所表示的因素,當達到到Q點時,橫坐標所表示的因素,不再是限制光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取適當提高圖示的其他因素。
2. 應(yīng)用:通過溫室栽培農(nóng)作物,可以白天適當提高溫度,提高酶的活性,提高農(nóng)作物光合速率,也可以施用農(nóng)家肥,利用微生物分解釋放的CO2,進一步提高光合速率。
四、 光照強度、CO2濃度驟變對C3C5相對含量的變化分析。
1. 原理:分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)中各物質(zhì)的變化,通過改變光照強度,從而影響光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和[H],而ATP和[H]參與暗反應(yīng)中C3的還原,從而影響了C3C5的相對含量;而CO2濃度驟變,也會影響暗反應(yīng)中CO2的固定,暗反應(yīng)減慢,從而影響C3C5的相對含量。
2. 應(yīng)用:例如正常生長的綠藻,光照培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速罩上,相當于沒有了光照,光反應(yīng)立即停止,O2的產(chǎn)生停止,光反應(yīng)停止,暗反應(yīng)很快也停止,CO2的固定減慢,ATP、[H]也會逐漸被暗反應(yīng)耗盡,所以它們的含量也會減少。
通過對以上幾個光合作用影響因素的分析和解答,讓學生更加的深入的了解和掌握了光合作用,總之,這一類型題的解答關(guān)鍵之處,在于理解各點的含義,并能分析各點產(chǎn)生的原因及其主要限制因素,然后,在此基礎(chǔ)上結(jié)合光合作用的過程,進行綜合分析,突破各點,得出正確結(jié)論。
參考文獻:
[1]楊光莉.高中生物光合作用影響因素的復習[J].讀與寫雜志,2015,8.
作者簡介:
程明輝,廣東省東莞市,廣東省東莞市第四高級中學。