光補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)方向的判斷

趙懷珺

(甘肅省永靖中學(xué) 臨夏 731600)

光合速率受到光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度等環(huán)境因素的影響；在一定的范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合速率也會(huì)增強(qiáng)，當(dāng)光合速率和呼吸速率相等時(shí)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度就是光補(bǔ)償點(diǎn)，所以光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)主要受到光合速率和呼吸速率的影響。

1 判斷方法

要判斷光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向，首先分析光合速率和呼吸速率是增強(qiáng)了，還是減弱了；再通過(guò)圖形轉(zhuǎn)換，依據(jù)曲線伸展和收縮的情況去判斷光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的移動(dòng)方向。

如圖1所示，在呼吸速率相等的情況下，曲線Ⅰ的光合速率大于曲線Ⅱ的光合速率，b1、 b2分別為曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的光補(bǔ)償點(diǎn)，b2在b1的右側(cè)。如果光合速率減弱，可表示為由曲線Ⅰ轉(zhuǎn)換為曲線Ⅱ，光補(bǔ)償點(diǎn)由b1向右移動(dòng)為b2， c1向下方移動(dòng)為c2，最大光合速率減弱；如果光合速率增強(qiáng)，可表示為由曲線Ⅱ轉(zhuǎn)換為曲線Ⅰ，光補(bǔ)償點(diǎn)由b2向左移動(dòng)為b1， c2向上方移動(dòng)為c1，最大光合速率增強(qiáng)。

圖1 光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系1

如圖2所示，在真正光合速率相等的情況下，曲線Ⅱ的呼吸速率大于曲線Ⅰ的呼吸速率，a1、 a2分別表示曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的呼吸速率，a2在a1的下方，b1、 b2分別為曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的光補(bǔ)償點(diǎn)，b2在b1的右側(cè)。呼吸速率增強(qiáng)，單位時(shí)間釋放的CO2增多，曲線Ⅰ轉(zhuǎn)換為曲線Ⅱ，a1向下方移動(dòng)為a2，光補(bǔ)償點(diǎn)由b1向右移動(dòng)為b2；呼吸速率減弱，單位時(shí)間釋放的CO2減少，曲線Ⅱ轉(zhuǎn)換為曲線Ⅰ， a2向上方移動(dòng)為a1，光補(bǔ)償點(diǎn)由b2向左移動(dòng)為b1。

圖2 光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系2

2 方法運(yùn)用

例1 圖3為單位時(shí)間、單位葉面積植物CO2吸收量和釋放量隨光照強(qiáng)度變化的坐標(biāo)圖，下列敘述中正確的是(D)

圖3 單位時(shí)間、單位葉面積植物CO2吸收量和釋放量與光照強(qiáng)度的關(guān)系

A. a點(diǎn)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線粒體

B. b點(diǎn)的位置不會(huì)隨環(huán)境中CO2濃度的改變而移動(dòng)

C. 已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸最適溫度分別是25℃和30℃，若圖3表示該植物處于25℃環(huán)境中，則將溫度提高到30℃時(shí)，a點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，c點(diǎn)下降

D. 當(dāng)植物缺鎂時(shí)，b點(diǎn)將右移

解析： a點(diǎn)時(shí)光照強(qiáng)度為0，葉肉細(xì)胞不進(jìn)行光合作用，但進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；在一定的濃度范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的升高，光合速率增強(qiáng)，曲線向外伸展，b點(diǎn)向左移動(dòng)；環(huán)境溫度由25℃提高到30℃時(shí)，光合速率下降，呼吸速率增強(qiáng)，曲線向下移動(dòng)的同時(shí)向內(nèi)收縮，a點(diǎn)向下移動(dòng)，b點(diǎn)向右移動(dòng)，c點(diǎn)下降；當(dāng)植物缺鎂時(shí)，葉綠素合成受阻，含量降低，直接影響到光能的吸收和利用，光合速率下降，曲線向內(nèi)收縮，b點(diǎn)將向右移動(dòng)。

上述分析方法同樣適用于光合速率用單位時(shí)間、單位葉面積O2吸收量和釋放量表示的情況，以及CO2補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)移動(dòng)方向的判斷(圖4)。

圖4 單位時(shí)間、單位葉面積植物O2吸收量和釋放量與光照強(qiáng)度的關(guān)系

例2 (2017新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷 第30題)植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的。

回答下列問(wèn)題：

(1) 將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是，甲種植物凈光合速率為0時(shí)，乙種植物凈光合速率(填“大于0”“等于0”“小于0”)。

解析： 如圖5所示，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO2濃度為CO2補(bǔ)償點(diǎn)。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的(圖6)，即b1>b2；當(dāng)為CO2為b1時(shí)，植物甲的凈光合速率為0，而植物乙的凈光合速率大于0。

圖5 光合速率與CO2濃度的關(guān)系注： m表示進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度

圖6 光合速率與CO2濃度的關(guān)系

光合速率和呼吸速率是影響光補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)的主要原因，通過(guò)圖形轉(zhuǎn)換，形象展示了光補(bǔ)償點(diǎn)移動(dòng)與光合速率、呼吸速率的內(nèi)在聯(lián)系。

在生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，各種曲線、表格和圖像等的處理，要注重內(nèi)在知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系和遷移，這樣才有助于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，有助于提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。