光合作用與呼吸作用綜合曲線圖的復習策略

施金順

光合作用和呼吸作用是教材的重點、難點,也是高考的熱點之一。學生在對光合作用與呼吸作用的綜合曲線圖進行識別時,常常誤讀、錯解。筆者針對學生的出錯點和疑惑點,采用了有的放矢的復習策略,綜合分析限制光合速率和呼吸速率的因素,教會學生解題方法。

解答這類問題,一要三看:一看縱坐標(因變量),二看橫坐標,三看曲線的起點、拐點和終點;二要控制相關量(無關量),分析其他量(自變量)對因變量的影響;三要記住限制光合速率與呼吸速率的內、外部因素及光合速率和呼吸速率的關系,結合通常與密閉狀態下的具體情況進行分析。

一、在通常狀態下的情況

例1 一定實驗條件下,測得某植物光合作用速率與光照強度之間的關系、呼吸作用與氧氣濃度的關系及光合作用速率與溫度的關系如下圖,請據圖回答:

(1)影響圖甲a曲線A點上下移動的主要外因是________。(2)由圖丙可知,這株植物重量的增加在_________℃時為最大,其原因是____________。(3)圖丙中,在40℃時,植物體________(填“能”或“不能”)顯示生長現象,理由是________。(4)在圖甲、乙中分別繪制下列有關曲線圖:①請改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用強度,并繪出光合作用強度與光照強度的關系曲線;②繪出無氧呼吸CO2的釋放量與O2濃度的關系。

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,曲線上、下移,真正光合速率是恒定的(無關量),而呼吸速率(因變量)分別增大、減小,說明是溫度(自變量)影響了呼吸速率。植物重量的增加由實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,分析圖丙曲線可知,在25℃時,真正光合作用速率與呼吸作用速率差值最大。同理,在40℃時真正光合作用速率小于呼吸作用速率,實測光合速率為負值,不能生長。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)。無氧呼吸速率在O2濃度為零時最大,當O2濃度為10%時,其速率為零(圖2)。

二、在密閉狀態下的情況

例2 將兩株植物放在封閉的玻璃罩內,用全素營養液置于室外進行培養(如圖3所示),假定玻璃罩內植物的生理狀態和自然環境中植物的生理狀態相同,且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響和微生物對CO2濃度的影響均忽略不計。現用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內CO2濃度的變化情況,繪制成如圖4所示曲線。請據圖分析回答:

(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,曲線上升較緩,其原因是________;CD段與AB段相比,曲線上升較緩,其原因是________。(3)D點時植物生理活動過程的特點是________。(4)EF段說明此時植物光合作用速率(填“較快”或“較慢”),其原因最可能是________;(5)限制G點下降的主要內因是________。

解析 由題干“全素營養液”可知,水肥充足(無關量),CO2濃度、光照強度和溫度三者(自變量)是影響光合作用(因變量)的外因。在密閉狀態下, BC段表示凌晨4時左右,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段上升較緩是因為早晨6時左右,植物光合作用吸收了部分的CO2。D點呼吸速率最大, CO2 濃度達到最大值,說明此點是光補償點,即真正光合速率等于呼吸速率。EF段為10~14時,溫度過高,植物為減少蒸騰量,關閉部分氣孔 ,進入的CO2量減少,從而減慢了光合作用速率。限制G點下降的主要內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)

□責任編輯:周瑜芽