光合作用的影響范文

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關鍵詞 遮光；光合作用；葉綠素；光合速率；影響

中圖分類號 S161.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）03-0074-01

光合作用是植物、藻類和某些細菌在可見光的照射下，經過光反應和暗反應，利用光合色素將二氧化碳（或硫化氫）和水轉化為有機物，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過程。植物種類不同，進行光合作用的光飽和點也不同，對于陽生植物，充足的光照有利于生長，但超過光飽和點的光照會產生光破壞；對于陰生植物，夏季充足的光照，對生長尤其不利。因此，對植物進行遮光處理，會達到增產增收的目的。

1 遮光后植物體內葉綠素含量的變化

1.1 葉綠素含量的變化

葉綠素是植物體進行光合作用的主要色素。葉綠素吸收大部分的紅橙光和藍紫光但反射綠光，所以葉綠素呈現綠色，它在光合作用的光吸收中起核心作用[1]。葉綠素含量受到光照、溫度、礦質元素、逆境等外界因素及核基因、質基因等內在因素的共同影響，在外部因素中光對葉綠素的合成與分解起主導作用。將大白菜放在光下幾天后會變成綠色，放在避光處又會變成黃色，可以證明植物體中葉綠素的合成和分解處于一個動態平衡中，葉綠體光照后，才能順利地合成葉綠素，但形成葉綠素所要求光照強度相對較低，除680 nm以上波長以外，可見光中各種波長的光照都能促使葉綠素形成，光過強反而會發生光氧化而受破壞。

在遮光條件下，集光色素蛋白在光合單位中的相對含量會增加，從而導致結合態葉綠素增加。與此同時，降低了葉綠素的降解和光氧化，所以遮光后葉綠素的含量會增加。遮蔭環境下，植物通過增加單位葉面積色素密度和葉綠素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是對弱光環境的一種適應。

1.2 遮光后葉綠素a/b比值的變化

從葉綠素吸收光譜圖可知，葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a寬。在遮光的條件下，以藍紫光為主的散光占比增加，所以提高葉綠素b的含量（葉綠素b主要存在于集光色素蛋白中，主要是吸收、傳遞光能），更利于吸收藍紫光，所以葉綠素a/b的比值降低，弱光下的吸收能力就增強。

葉綠素a和葉綠素b的合成、分解速度影響了葉綠素a/b的比值，但調節葉綠素a/b的比值主要通過“葉綠素循環”實現[2]。葉綠素a和葉綠素b的相互轉化稱為“葉綠素循環”，在遮光條件下，葉綠素a向葉綠素b的轉化加快（葉綠素a水解形成脫植基葉綠素a，脫植基葉綠素a再轉化為脫植基葉綠素b，最后合成葉綠素b），從而降低了葉綠素a/b的比值。弱光下葉綠素b的相對含量增高有其生理適應，有利于對弱光的利用，所以遮光不會減少光合作用所需的葉綠素。

2 遮光對光合速率的影響

2.1 強光對植物生長的影響

植物光呼吸增加，導致大量有機物消耗，從而降低了凈光合速率，光呼吸是所有使用卡爾文循環進行碳固定的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程，其發生的場所為葉綠體、過氧化物酶體和線粒體，光呼吸過程中要消耗氧氣、能量、[H]，它是卡爾文循環中一個損耗能量的副反應，會抵消約30%的光合作用。光照增強會增加光呼吸消耗的有機物，從而降低了凈光合速率。

2.2 光照增強對植物光合速率的影響

光照增強引起溫度升高、蒸騰作用增強，葉片細胞失水過多，細胞滲透壓升高，引起氣孔關閉，導致細胞吸收CO2減少，從而影響卡爾文循環，降低光合作用的暗反應，所以凈光合速率降低。光抑制導致光合速率降低，降低凈光合速率。

2.3 遮光后，降低光強度對光合速率的影響

在低光照強度時，植物的呼吸作用使消耗的有機物減少，進而增加了光合速率。低光照強度可降低蒸騰作用，細胞滲透壓降低，氣孔開放，吸收更多的CO2 使光合作用的暗反應增強，進而提高了光合速率，避免強光照射，還會減少葉片、葉綠體、類囊體膜、PSⅡ顆粒或放氧顆粒的光破壞[3-4]。因此，在強光下進行適當的遮光處理，使光照強度接近飽和點，不但不會降低光合速率，反而會使光合速率增加。

3 遮光對植物體內干物質形成的影響

遮光的目的不是單純地為了減少植物光照的時間，而是為植物的生長創造一個合適的光飽和條件，從而增加植物體內葉綠素的含量，提高光合速率，降低呼吸速率，以達到積累更多有機物的目的。遮光的同時，還可以降低植物生長環境的溫度，一般來說，低溫有利于植物體內糖類、淀粉類以及植物體內特有的某些物質的積累。如春季和秋季的西紅柿口感要比夏季的好，其中一個原因就是春秋季節的光照強度低于夏季，氣溫也低于夏季，糖類物質得以貯存。

4 參考文獻

[1] 李厚華，張萬春，葛紅心，等.漢中盆地萬畝油菜示范片超高產集成配套栽培技術[J].陜西農業科學，2010（2）：215-216.

[2] 祁秀萍，計秀紅.油菜高產創建綜合栽培技術[J].農業科技與信息，2011（11）：32.

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了解二氧化碳濃度變化對光合作用的影響。

【實驗原理】

1.一般說來影響植物光合作用強度的因素分為外界因素和內部因素。外界因素主要有光強、光質、溫度、二氧化碳濃度，而影響光合作用的內部因素主要有葉片葉綠素的含量、葉片含水量、葉

片的發育階段等等。

2.光合作用的強度指標可以從光合作用原料的消耗情況或者是光合作用的產物生成情況上得以反應。

3.陸生植物的葉片一般是浮在水面的，因為氣孔和氣腔中有空氣，使得整個葉片的密度小于水；負壓處理后由于氣孔和氣腔中的空氣被抽掉，植物葉片的密度會因為大于水而沉于水底，但一旦隨著光合作用的不斷進行，葉片的氣孔和氣腔中又會充滿光合作用制造的氧氣從而使葉片密度小于水以致葉片重新上浮于水面，進而會形成一個有趣的葉片動態上浮過程。

【實驗材料和用具】

大號打孔器、大號注射器、大燒杯、小燒杯、碳酸氫鈉、高瓦數聚光燈、小葉女貞葉或者小白菜葉。

【實驗步驟】

1.配制濃度梯度為0%、5%、10%、15%的碳酸氫鈉溶液50毫

升并分別置于編號為A、B、C、D的四個小燒杯中（為光合作用提供二氧化碳）。

2.選一片生長成熟的小白菜葉，在葉片上用大號打孔器選取適當位置打取足夠數量的小圓片（50片左右）。

3.把打好的小圓片放入大號注射器中，加入三分之一的水，裝入注射器塞，接著推排出注射器中的空氣，再用左手一個手指堵住注射器針空位，右手用力抽拉活塞，可見其中冒出大量氣泡。重復幾次上述的排氣和抽拉動作，直至注射器靜止不動，小圓葉片就能夠全部沉在水底才停止上述動作。

4.選取上述處理好的葉片各10片，分別放入已經編號的A、B、C、D四個小燒杯中并分散均勻，將A、B、C、D四個燒杯等距

30厘米置于聚光燈邊，然后打開聚光燈。

5.觀察葉片動態上浮過程，并記錄相同時間內A、B、C、D四個燒杯內葉片的上浮情況。

【實驗現象】

A、B、C、D四個燒杯中葉片上浮的速度不一樣，燒杯中的碳酸氫鈉溶液濃度越大，葉片上浮的速度就越快。

【實驗結論】

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關鍵詞 楠木；植物生長調節劑；光合特征

中圖分類號 S792.99 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）15-0154-02

楠木（Phoebe zhennan）屬樟科、楠屬，高大喬木，高逾30 m。葉革質，橢圓形，少為披針形或倒披針形。花期4―5月，果期9―10月[1]。楠木是我國特有的樹種，位列江南四大名木之首[2]。

植物生長調節劑是通過人工合成的能夠調節植物生長發育的激素類化學物質，按其生理功能可分為5類，即生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、乙烯和脫落酸[3]。本研究在3種不同的植物生長調節劑中設置9個不同濃度梯度，通過以光合指標為參考，篩選出最能促進楠木生長的植物生長調節劑濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗所選用的楠木種苗均來自于廣東省中山市樹木園苗圃三年生袋苗。苗木的苗高、地徑基本一致，均定植于規格為直徑30 cm、高35 cm的美植袋中，栽培基質用黃心土和高效營養基質土混合，配制比例為10∶1，定植后及時澆水。

將NAA、IAA、ABT-3等3種植物生長調節劑，每種設置3個濃度，每個濃度重復數為10株，共100株。在澆灌植物生長調節劑前每天定時定量澆水，并定期除草、松土，保證苗木生長狀況良好，無病蟲害。

1.2 試驗設計

待植物整體恢復后，選擇5株長勢較好、生長指標一致的苗木進行本底數據的測定。然后將選定的3種不同植物生長調節劑分別配制成50、100、150 mg/L這3種濃度梯度，另設清水處理作對照（CK），共10個處理。溶液配制完成后，采用灌根法施用。2個月后測定植株的光合特性指標。3次重復。

1.3 試驗方法

光合特性指標采用Lico-6400便攜式光合儀測定，在9：00―11：00進行，測定時使用LI-6400-2B紅藍光源，設定光照強度為1 000 μmol/（m2?s），葉溫為30～35 ℃，相對濕度60%左右，大氣CO2濃度400 μmol/（m2?s）。測定指標選用凈光合速率[Pn，μmol/（m2?s）]、蒸騰速率[Tr，mol H2O/（m2?s）]、水分利用效率（WUE，μmol/mmol）、Ci/Ca（胞間CO2濃度與大氣CO2濃度之比）和胞間CO2濃度（Ci，μmol CO2/mol）。

1.4 數據處理

本研究采用Excel 2003進行數據處理，采用SAS 8.0進行Duncan檢驗和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 植物生長調節劑對楠木凈光合速率的影響

由圖1可知，處理2個月后，濃度為50 mg/L的IAA所處理苗木Pn值最大；濃度為150 mg/L的ABT-3處理的苗木Pn值最小。用ABT-3生根粉處理楠木的Pn值隨濃度的升高呈下降趨勢，到濃度為100～150 mg/L間下降幅度明顯。用IAA處理的楠木Pn值在達到最高值后隨著濃度的增加呈下降趨勢。用NAA處理的楠木Pn值呈先上升后下降趨勢。

2.2 植物生長調節劑對楠木胞間CO2濃度的影響

由圖2可知，處理2個月后，濃度為100 mg/L的NAA處理下苗木的Ci值最大；其次由高到低分別是IAA 100 mg/L、IAA 50 mg/L、NAA 50 mg/L、ABT-3 100 mg/L、ABT-3 50 mg/L、NAA 150 mg/L和ABT-3 150 mg/L，IAA 150 mg/L處理的苗木Ci值最小。用3種植物生長調節劑處理的楠木Ci值均隨濃度升高呈先上升后下降的趨勢。

2.3 植物生長調節劑對楠木蒸騰速率的影響

由圖3可知，處理2個月后，濃度為100 mg/L的NAA處理的苗木Tr值最大，濃度為150 mg/L的ABT-3處理下的苗木Tr值最小。用ABT-3生根粉和NAA處理的楠木Tr值隨著濃度的升高呈下降趨勢，而用IAA處理的楠木Tr值隨著濃度的升高一直呈下降趨勢。

2.4 植物生長調節劑對楠木胞間CO2濃度與大氣CO2濃度之比的影響

由圖4可知，處理2個月后，濃度為100 mg/L的NAA處理的Ci/Ca值最大，濃度為150 mg/L的IAA處理的苗木Ci/Ca值最小。用ABT-3生根粉和NAA處理的楠木Ci/Ca值隨著濃度的升高呈先升后降趨勢；用IAA處理的楠木Ci/Ca值隨著濃度的升高呈先持平后下降趨勢。

2.5 植物生長調節劑對楠木水分利用效率的影響

由圖5可知，處理2個月后，濃度為150 mg/L的IAA所處理的苗木WUE值最大，濃度為100 mg/L的NAA處理的苗木WUE的值最小。用ABT-3生根粉和NAA處理的楠木WUE值隨著濃度的升高呈先降后升的趨勢。用IAA處理楠木的WUE值隨著濃度的升高呈上升趨勢，在100 mg/L和150 mg/L區間內上升趨勢明顯。對照楠木的WUE值比3種植物生長調節劑處理下的楠木的WUE值都要低。

2.6 植物生長調節劑對楠木光合特性聚類分析

采用3種植物生長調節劑的3個濃度處理2個月后的楠木凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率、胞間CO2濃度與大氣CO2濃度之比和水分利用效率5個光合指標進行多性狀聚類分析。由圖6可知，當閾值確定為0.75時，聚類結果可以分為3類：Ⅰ類為一般促進作用，包括對照CK組；Ⅱ類為中等促進作用，包括濃度為50、100、150 mg/L的ABT-3；濃度為150 mg/L的IAA；濃度為150 mg/L的NAA；Ⅲ類為最有效促進作用，包括濃度為50、100 mg/L的IAA；濃度為50、100 mg/L的NAA。

3 結論與討論

光合作用為植物生長發育提供物質基礎，是衡量植物光合效率的重要指標，外界環境條件以及內部因素的變化都會對其產生重要影響[4-5]。植物生長調節劑也可被稱為植物激素，它是在通過人工合成的與植物體內同源激素具有相同功效甚至更為有效的人工合成激素[6-7]。植物生長調節劑可用于對植物體內核酸、蛋白質和酶合成的調控，對植物生長發育過程起到調節和控制作用[8]。植物生長調節劑因其對植物生長顯著的控制和調節效果，因而被廣泛地應用在林木生產中，研究其在林木生長中的作用是近代植物生理學一重大進展[9-10]。

本研究探討了不同濃度的3種植物生長調節劑對楠木種光合作用指標的影響。研究結果表明：濃度為100 mg/L的NAA對楠木的凈光合速率、胞間CO2濃度和蒸騰速率的促進作用最大。因此，濃度為100 mg/L的NAA對楠木的生長有著較強的促進作用。

本試驗僅對3種植物生長調節劑分別設置50、100、150 mg/L這3個濃度梯度，初步得出了最能促進楠木生長發育的生長調節劑的種類及濃度，如果設置更多的濃度處理組，試驗結果可能更詳細，這方面有待今后研究工作的進一步開展。

4 參考文獻

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京：科學出版社，1996.

[2] 種高軍.珍貴樹種楠木的育苗技術[J].上海農業科技，2004（6）：94-95.

[3] 楊秀榮，劉亦學，劉水芳，等.植物生長調節劑及其研究和應用[J].天津農業科學，2007，13（1）：23-35.

[4] 劉存宏.18個葡萄品種的光合特性比較[J].中國農學通報，2006（7）：404-406.

[5] 李合生.現代植物生理學[M].北京：高等教育出版社，2002：19-137.

[6] 王作明，蟻偉民，余作岳，等.豆科植物回接根瘤菌的研究[J].植物生態學，1996（4）：363-370.

[7] 劉坤成.三種植物生長調節劑對格木幼苗生長及生理特性的影響[D].南寧：廣西大學，2013.

[8] 傅華龍.植物生長調節劑的研究與應用[J].生物加工過程，2008（4）：7-11.

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具體對植物的影響：

1、光合作用是一系列復雜的代謝反應的總和，是生物界賴以生存的基礎，也是地球碳氧循環的重要媒介。

2、植物利用光能將無機物轉換為有機物，再把有機物儲存起來，以備需要再使用。

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“探究環境因素對光合作用強度的影響”是“光合作用”一節中可以開展的一個探究實驗。該實驗與生產實際聯系緊密，是高中生物學實驗教學的好素材，能培養和提高學生實驗設計的能力。然而在實際教學中，如果教師按課本內容進行操作，該實驗過程復雜、耗時長、很難在一節課內完成。筆者通過改進實驗材料和操作方法、優化教學設計，克服了上述困難，將探究實驗融入課堂教學，快速獲得實驗結果，收到了良好的效果。

1 原實驗不足及改進

實驗材料及實驗步驟的不足及改進：教材建議選用菠菜葉作為實驗材料，但菠菜葉片較薄，用直徑為1 cm的打孔器制取的葉圓片多會卷邊或破損，很難保證葉圓片大小一致，且其葉片較小，若全年級開展相關實驗，需要大量實驗材料，延長了材料制備的時間，影響了實驗進程。真空滲水法的原理是通過抽動活塞的方式降低注射器內氣壓，使常壓下隱匿于葉圓片中的氣泡變大，最后逃逸出來，而留下的空隙就會被水所占據，從而達到排除葉肉細胞間隙中空氣的目的。教材建議采用此方法時，需用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，重復幾次使葉圓片內的氣體逸出。實際操作時發現，學生一手堵緊注射器前端并握緊注射器，另一手很難同時拉動注射器活塞，常常是堵不緊、拉不動，無法快速抽除葉圓片內的氣體，影響課堂實驗的進程。

經過多次摸索和試驗，用黑藻代替菠菜葉，將黑藻倒置，用排水法觀察（圖1），無須再準備打孔器與注射器。改進后的實驗裝置可以一次探究多種外界因素對光合作用強度的影響，包括光照強度、二氧化碳濃度、光質和溫度四個因素。

2 教學設計

2.1 教學目標

（1） 知識目標：探究環境因素對光合作用強度的影響。

（2） 能力目標：制定可行的實驗方案并進行實驗操作；運用數學分析方法處理實驗數據。

（3） 情感、態度與價值觀目標：體驗實驗探究的基本過程，形成尊重事實的科學態度。

2.2 教學重點和難點

（1） 重點：設計可行的實驗方案及對實驗數據的整理和分析。

（2） 難點：變量分析；根據控制變量原則和對照原則，設計探究影響植物光合作用強度的環境因素的實驗。

2.3 教學策略

本節課旨在讓學生體驗科學探究的過程，掌握科學探究的基本方法，最終能夠設計出“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗。但對于高一學生來說，一節課中既要能獨立選材，又要學會控制變量和設計實驗是具有一定難度的。因此，興趣小組在課前先開展“不同光照強度對光合作用強度影響”的探究活動，在活動中發現問題，修訂探究方案，改進實驗器材和實驗方法。正式上課時，教師再將小組活動成果進行匯報，并引導學生分析的“探究不同濃度CO2對光合作用強度的影響”的實驗思路，放手讓學生進行自主設計、實施操作，借助現代化手段快速完成數據與圖形的轉換，構建數學模型，在探究活動中獲得知識，達到知識內化和實驗能力的養成。

2.4 教學過程

2.4.1 創設問題情境，激發學生探究興趣

播放當前全球糧食危機的視頻，教師提出問題：如何解決糧食危機問題，怎樣提高糧食產量？教師引導學生回顧已學知識，從光合作用發生條件和反應原料上分析影響光合速率的因素及影響糧食產量的過程，讓學生從原有認知基礎出發，構建新知識。

2.4.2 明確探究要求，突破重點（進一步探究二氧化碳濃度對光合作用強度的影響）

（1） 背景資料：

材料與工具：長勢和生理狀況基本相同的黑藻，10、20、30、40、50、60、70 mmol/L的NaHCO3溶液，長頸漏斗，試管，臺燈等。

（2） 問題探討：

① 自變量、因變量、無關變量分別是什么？如何排除無關變量對實驗現象的影響？

② 為黑藻提供不同濃度的NaHCO3，目的是什么？

③ 通過哪種氣體產生量來檢測黑藻的光合作用強度？

（2） 實驗方案的設計：

① 分別取 不同NaHCO3溶液，依次加入到1～7號燒杯中。

② 取 的黑藻，分別放入7只燒杯中，使黑藻與液面距離及在燒杯內靜止姿態相同，將燒杯置于臺燈下5 cm處呈扇形擺放。

③ 待黑藻在臺燈下適應1 min后，開始計數5分鐘內產生的氧氣數量；將數據記錄在實驗結果記錄表中；匯報實驗數據。

（4） 實驗結果分析：根據表1中實驗數據，在圖1中繪制曲線。

（5） 實驗結論：在一定范圍內，隨著 增加，光合作用強度也在 ，超過一定濃度，光合作用強度 。

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【關鍵詞】光合作用 光補償點 光飽和點 二氧化碳 光照強度

引言

在高中生物的學習過程中光合作用無疑是一大教學重點，特別是針對光合作用隨著光照強度、二氧化碳等因素的不斷變化而引起的一系列變化更是高考中經常出現的經典例題。為了夯實學生光合作用知識的基礎，使學生的生物學科在高考中取得理想的成績，本文主要對光合作用中對光補償點與光飽和點具有重要影響的兩大因素進行了知識的全面整合，使學生可以準確、清晰地掌握有關于光合作用的知識點。

一、 光飽和與光補償點的含義

1.光補償點光，是植物在光合作用中在一定的光照范圍下，所吸收的二氧化碳剛好與植物呼吸作用所產生的二氧化碳含量相等。因此植物長時間處于光補償點的環境中，其有機物的合成與消耗一直處于一種動態平衡的狀態，不利于植物的物質積累。

2.光飽和點在一定的光照強度的范圍內，植物的光合作用會隨著光照強度的增加而不斷地提高，但是當光照強度上升到一定的數值時，光合作用速率將趨近于平衡，不再隨著光照強度的增加而增加。不同的是，植物的光飽和點的位置并不相同，一般來說陽生植物的光飽和點高于陰生植物。

二、光照強度對于光飽和點與光補償點的影響

光合速率是我們用來表示光合作用中植物光合速度快慢的一個量，一般來說主要表示的是單位葉面積在單位時間內所吸收的二氧化碳量。生物考試一直將影響光合作用的因素作為一個重要的考點，其中最為常見的就是對于光照強度的考查，因此為了幫助學生們更好地掌握這一知識點，本文首先對光照強度對光飽和點以及光補償點的影響進行了知識的整合。通過一系列的生物實驗探究最終將光照強度與光合速率的關系如圖所示。

三、二氧化碳含量對于光飽和點與光補償點的影響

CO2濃度是影響植物光合作用的重要因素之一，由于其直接參與到光合作用中的暗反應中，因此一般在考查影響光合作用的重要因素時都會與其主要作用以及所引起的植物內部物質的變化進行綜合性的考查，因此一直是我們高中生物知識總結中的一大重點知識。CO2濃度對植物的光合作用以及其光照強度之間的變化可以用如下的曲線圖進行表示，但值得注意的是下圖的繪制旨在設定CO2濃度并沒有影響到呼吸作用的大前提下所統計繪制的。

CO2濃度與光合作用速率的關系曲線圖如右圖所示，根據圖中的曲線我們可以看出，在一定的范圍內，植物的光合作用強度會隨著CO2濃度的升高而升高，因此二氧化碳濃度對植物的光合作用起到促進的作用。而如果在一定范圍內提高植物所處環境的CO2濃度，光合作用速率與光照強度關系曲線圖，圖中各點位置應如下圖虛線所示：

a點：不移動。因為CO2濃度的適當提升，不會抑制呼吸作用。b點：向左移。因為CO2濃度的適當增大，光合速率增大，呼吸速率不變。c點：右上方移動。c點光飽和點，其限制因子為CO2濃度或溫度，適當提高CO2濃度，可促進植物利用更高的光強進行生命活動。

四、教學反思

通過對光合作用中光照強度以及二氧化碳含量對光飽和點以及光補償點的影響所進行的知識總結，幫助同學們系統地歸納總結了有關光合作用的曲線圖以及知識點，提高了學生對于生物知識綜合運用的能力，在日常的測試以及隨堂的習題中大大提高了學生做題的準確性。

【參考文獻】

[1]人民教學出版社，課程教材研究所，生物課程教材研究開發中心.生物3必修《穩態與環境》教師教學用書[M]. 北京：人民教學出版社，2004：32-33.

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關鍵詞：穗狀狐尾藻；光合作用；光補償點；環境因子

沉水植物通過光合作用改善水中的溶氧條件。光合作用受溫度、光照和pH值等多種環境因子的綜合影響。了解沉水植物的光合特征是解釋各種沉水植物在水中的分布格局和群落演替的基礎，也是人工配置沉水植物群落時，選擇種類及群落種類配置的科學基礎。

穗狀狐尾藻（MyriophyllumspicatumL.）是一種多年生沉水植物。適應性極強，為世界廣布種。在我國分布于南北各地池塘、湖泊、河溝、沼澤中。本實驗研究了若干環境因子對穗狀狐尾藻光合作用的影響，為沉水植物恢復重建時物種選擇及正確選擇深度適宜的區域種植穗狀狐尾藻提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料及器材

穗狀狐尾藻采自重慶大足龍水湖，移植于西南農業大學水產與水文學院的實驗池塘中。試驗時選取茁壯程度比較一致的植株。

穗狀狐尾藻的室內培養在LRH-150-G光照培養箱中進行，光照強度用JD-1A型水下照度計測定，pH值用PH-1S型pH計測定，溶氧用碘量法測定。

1.2試驗方法

1.2.1光照、溫度對穗狀狐尾藻光合作用的影響

選取形狀一致、質量（0.3001±0.0008g）相同的新鮮穗狀狐尾藻頂枝，向175ml的磨口透明試劑瓶中加入充分曝氣的自來水，用小鑷子將新鮮穗狀狐尾藻頂枝放入黑白瓶中，使其充分舒展開來，且瓶中無氣泡。用口向瓶中水體吹氣10s，以提供光合作用所需的CO2。瓶子加蓋后放置于已調好溫度的水浴盆中，并將水浴盆放入光照培養箱中。在5℃，某一光照條件下進行培養，2h后取出，測定瓶中溶解氧的變化，推算在此條件下穗狀狐尾藻的凈產氧量。通過開燈管數來調節光照強度。用相同方法測定10℃、15℃、20℃和25℃，在不同光照條件下穗狀狐尾藻的凈產氧量。回歸分析計算出穗狀狐尾藻在不同溫度下的光補償點[1，2，3]。

1.2.2pH值對穗狀狐尾藻光合作用的影響

重慶地區人工水域（池塘、水庫等）和自然水域（湖泊、江河）的pH值大多呈中性偏酸，即使在水生植物大量生長季節也很難超過9，據此本試驗設定pH值范圍為4.1～10.0。

用濃度為0.1N的HCl、NaOH、NaHCO3溶液調節曝氣12h的自來水pH值至4.1、5.4、6.4、7.2、8.2、9.1、10.0，分別加入到150ml的磨口透明試劑瓶中。穗狀狐尾藻頂枝加入和處理同1.2.1。瓶子加蓋后放置于水溫為12.5℃的水浴盆中，光照強度設定為6000lx。

1.2.325℃穗狀狐尾藻光飽和點的測定

選擇水溫為25℃時測定穗狀狐尾藻的光飽和點，原因是重慶地區常年云霧多、日照少，當水溫高于25℃時（8月份），強光照的天數比較多，易引起光抑制。

在8月份，選擇光照強烈的晴天中午，于150ml的磨口試劑瓶中裝滿經充分曝氣的自來水，穗狀狐尾藻頂枝加入和處理同1.2.1。把瓶加蓋橫放于室外盆內水浴中。盆內水溫用冰塊控溫，溫度控制在25℃±1℃。用遮蔭的辦法調節光照強度。每次試驗曝光時間2h，其間每15min測定一次光照強度，各次測定數據的平均值作為2h試驗期間的光照強度。2h后用碘量法測定瓶中的溶解氧含量。推算其在某一光照下穗狀狐尾藻的凈產氧量，找出光飽和點值。

2結果與討論

2.1溫度和光照強度對穗狀狐尾藻光合作用的影響

在不同溫度條件下，穗狀狐尾藻凈產氧量的測定結果如下:

圖15℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖210℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖315℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖420℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖525℃時光照度與穗狀狐尾藻凈產氧量的關系

圖6穗狀狐尾藻在不同溫度下的呼吸耗氧量

由圖1～圖5可知,在每個溫度水平上，光照強度0lx～6000lx時，穗狀狐尾藻的凈產氧量隨著光照強度的增強而增加，穗狀狐尾藻的凈產氧量與光照度成線性關系。

由圖6可知，穗狀狐尾藻的呼吸耗氧量隨溫度的上升而增大。

光補償點是植物的光合強度和呼吸強度達到相等時的光照度值。對水生植物來說，光補償點所在深度是光補償深度，是沉水植物在湖泊等自然水體中向深層分布的界限。在光補償點以上，植物的光合作用超過呼吸作用，可以積累有機物質。光補償點以下，植物的呼吸作用超過光合作用，此時非但不能積累有機物質，反而要消耗貯存的有機物質。如長時間在光補償點以下，植株將逐漸枯黃以致死亡。因此植物正常生長所需的最低光照度必須高出其補償點，由回歸方程求得，5℃時穗狀狐尾藻的光補償點為45lx；10℃為173lx；15℃為308lx；20℃為418lx；25℃為495lx。由此可見，穗狀狐尾藻的光補償點隨溫度的升高而增大。原因是當溫度升高時，呼吸作用增強，光補償點隨之上升。

劉國才[4]對白音花水庫冰下水生維管束植物的研究表明，穗狀狐尾藻的光補償點為160lx，但未指明水溫，但水溫應該在0～4℃。劉國才[5]在對冰下水生維管束生產力的研究中測得穗狀狐尾藻光補償點為207lx（2.5℃，pH7.5）。而據任南[6]等人的有關環境因子對東湖幾種沉水植物生理的影響研究結果表明，狐尾藻4℃下為2331x；15℃下為4241x；20℃下為658lx。劉國才、任南以及本試驗所測得穗狀狐尾藻的光補償點三者之間都存在較大差異，究其原因可能與狐尾藻選材的茁壯程度、材料的處理方法上、試驗條件的設定以及長期適應不同地區的生活環境等有關。劉國才冰下水生維管束生產力的研究的試驗用水pH為7.5；任南試驗所用的穗狀狐尾藻取自武漢東湖，東湖整個湖區平均pH為8.5；本試驗用水的pH為6.8～6.9。高pH條件下，水中缺乏無機碳源會抑制光合作用。而酸性條件下無機碳源（CO2、HCO3-）要豐富些，有利于光合作用的順利進行。劉國才所用的穗狀狐尾藻取自內蒙古；任南是從武漢東湖采集的；本試驗所用的穗狀狐尾藻采自重慶大足龍水湖，移植于校內實驗池塘中暫養。因穗狀狐尾藻長期適應不同地區的生活環境導致所測得的結果存在較大的差異。

2.2pH值對穗狀狐尾藻光合作用的影響

圖7不同pH值下穗狀狐尾藻凈產氧量的變化

由圖7可知，穗狀狐尾藻凈產氧量在pH值為5.4時最大。pH值為5.4～6.4時，光合作用旺盛。在pH值為5～10時，隨著pH值的增加，穗狀狐尾藻的光合作用強度降低，在堿性條件下凈產氧量出現負值。該現象可以從兩方面解釋，一是在酸性條件下，穗狀狐尾藻有充足的碳源（CO2和HCO3－）可以利用，有利于光合作用的進行，而在堿性條件下，可利用碳源不足，光合用受限制[33]；二是試驗開始時穗狀狐尾藻已經在池塘里生長了一個半月，完全適應了池塘的水環境。學校池塘的特點是水位低，池水主要靠降雨來補充，試驗過程中測得試驗池塘的pH值為6.2。這些可能是穗狀狐尾藻在偏酸的水體中光合作用較旺盛的原因。

蘇勝齊等[7]有關pH值對菹草光合作用影響的試驗表明，在pH為5～11時，隨著pH值的增加，菹草光合作用強度降低，二者呈負相關。由此可見菹草也適宜在中性偏酸的環境中生長。

2.325℃穗狀狐尾藻的光飽和點

圖825℃時光照強度與穗狀狐尾藻凈產氧的關系

在一定的光強范圍內，植物的光合強度隨光照度的上升而增加，當光照度上升到某一數值之后，光合強度不再繼續提高時的光照度值稱為光飽和點。

由公式計算可知，在水溫25℃時穗狀狐尾藻的光飽和點為58,136lx。由圖8可知，當光照強度超過飽和光照強度后，隨著光照強度增加，穗狀狐尾藻的光合速率明顯下降。穗狀狐尾藻的光合作用表現出強光抑制現象。

3結論與討論

3.1穗狀狐尾藻光合作用的光補償點和光抑制

在溫度5℃、10℃、15℃、20℃和25℃，光照0～6000lx時，穗狀狐尾藻的凈產氧量隨光照的增強而升高。回歸分析計算出穗狀狐尾藻在不同溫度下的光補償點，分別為45lx、173lx、308lx、418lx、495lx。穗狀狐尾藻生長的光補償點隨水溫的上升而逐漸增加。由此可知，低溫季節穗狀狐尾藻對水體透明度的要求不高；高溫季節則須采取措施提高水體的透明度，這樣才有利于穗狀狐尾藻的生長[8，9]。在富營養化環境中，沉水植物要維持對藻類的優勢，必須在水表形成冠層并具備相對高的豐度[10]。要在水表形成冠層并具備相對高的豐度，光合作用就應該有較小的強光抑制。試驗表明穗狀狐尾藻存在光抑制現象（水溫25℃，光飽和點為58,136lx），但在全光照條件下仍能保持一定光合速率。

3.2穗狀狐尾藻的光合作用對pH條件的適應

穗狀狐尾藻的光合作用在中性偏酸的水體中較旺盛。在pH值為5～10，隨著pH值增加，穗狀狐尾藻光合作用的強度降低。李恒[11]在對云南高原湖泊中植物研究時發現pH值高達9.2的水體中仍有穗狀狐尾藻生長，任南等人的研究表明，穗狀狐尾藻具有較強的耐受水體高pH值的能力[4]。綜合上述試驗結果及他人的研究成果，認為穗狀狐尾藻能夠耐受較寬的pH值范圍。

綜上所述，穗狀狐尾藻由于具有較低的光補償點、對pH值有較大范圍的耐受能力以及非光合莖的存在（非光合莖對植株在深水地段定居生存有重要的生態適應意義。穗狀狐尾藻莖植株下部可形成沒有葉片的莖，稱為非光合莖。其暗呼吸只是光合莖的19.1％[12]，能量消耗較低。因此非光合莖的存在，使得穗狀狐尾藻可扎根在更深的水底，在較深的水體中生存。一般認為，3倍透明度以下水草難以生存[10]。滇池目前水體的透明度只有40～45cm，原有的絕大多數沉水植物都已消失，但在一些水深2.5m的水域仍有穗狐尾藻生長[13]，在水生植被的恢復工程中可作備選擇的物種之一。還應注意，植物群體的光補償點較單株為高。因為群體內葉子多，相互遮蔭，當光照度弱時，上層葉片還能進行光合作用，但下層葉片呼吸作用強，光合作用弱，所以整個群體的光補償點上升。這一點在確定沉水植物適宜種植水深時不能忽視。

參考文獻

1陳開寧,強勝,李文朝.蓖齒眼子菜的光合速率及影響因素[J].湖泊科學,2002,14(4):357-362

2金送笛,李永函,王永利.幾種生態因子對菹草光合作用的影響[J].水生生物學報，1991，15(4)：295-302

3陳鴻達.11種沉水植物的生產力[J]海洋與湖沼,1998,19(6):525-531

4劉國才.白音花水庫冰下水生維管束植物的研究[J].華北農學報，1994，9（1）:121-125

5劉國才,金天明,崔雅杰.冰下水生維管束植物生產力的研究[J].水生生物學報，1996，20(4):383-386

6任南,嚴國安,馬劍敏,等.環境因子對東湖幾種沉水植物生理的影響研究[J].武漢大學學報（自然科學版）,1996,42(2):213-218

7蘇勝齊，姚維志.環境對菹草生長和繁殖的影響及菹草對富營養化水凈化能力的研究[D].西南農業大學,2001:9-27

8陳開寧,強勝,李文朝.蓖齒眼子菜的光合速率及影響因素[J].湖泊科學,2002,14(4):357-362

9陳開寧.篦齒眼子菜生物、生態學及其在滇池富營養水體生態修復中的應用研究[D].南京農業大學,2002：18-22,58-72

10劉建康.高級水生生物學[M].北京：科學比版社,1999,137,225-240

11李恒.云南橫斷山脈山區湖泊水生植被[J].云南植物學研究，1987，9(3):257-270

篇8

但是,綠色植物的光合作用是微觀的生命活動,內容抽象。對初中學生來說,要正確、全面地理解具有較大的難度。如何從學生認知發展規律出發,逐步呈現相關知識是值得研究的。

蘇科版初中生物教材,對光合作用知識的安排非常合理,是學生學習了生物與環境、生態系統之后,從生物、環境中獲取物質和能量的角度進行闡述的。筆者認為美中不足的是對人類認識光合作用的過程沒有作出一定的敘述,并依此逐步呈現相關知識以及教學的時間是在七年級第一學期末的12月份底,冬季對光合作用的實驗有一定的影響。

七年級學生的認知水平基本上是知道植物會進行光合作用,植物會吸收二氧化碳并放出氧氣,并且大多數學生就認為植物吸收二氧化碳,放出氧氣就是光合作用。先入為主,根深蒂固。以至于一部分學生在學過光合作用知識以后仍是這樣認為的。所以,讓學生認識光合作用產生有機物并實現光能轉化是初中生物學教學的重點,為學生升入高中進一步學習打好基礎。

從人類認識光合作用的歷史過程看,比較復雜:

一、時間:兩千多年前,亞里士多德(Aristotle)對植物營養的說法

早在兩千多年前,人們受古希臘著名哲學家亞里士多德的影響,認為植物是由“土壤汁”構成的,即植物生長發育所需的物質完全來自土壤。

二、時間:1648年,海爾蒙特(Helmont)的實驗過程

海爾蒙特提出了水參與植物有機物合成的觀點,但是沒有考慮到空氣對植物體內物質形成所起的作用。

三、時間:1771年,普利斯特里(Priestley)實驗

最先用實驗方法證明綠色植物從空氣中吸收養分的是英國著名的化學家約瑟夫?普利斯特里。但他只是知道植物能凈化空氣,更新空氣,但不知更新了空氣的哪種成分;也沒有發現陽光在這個實驗中的關鍵作用。隨后有人重復普利斯特里的實驗,得出與他相反的結論,認為植物不僅不能把空氣變好,反而會把空氣變壞(這是由于植物同樣有呼吸作用的緣故)。而這一現象連普利斯特里本人也難以解釋。

這種截然不同的結論引起人們的極大關注,導致了1779年荷蘭的簡?英格豪斯進行了一系列實驗,他的實驗證實了普利斯特利的實驗結果,確認植物對污濁的空氣有“解毒”能力,同時指出這種能力是太陽光照射植物的結果,從而證明綠色植物只有在光下,才能把空氣變好。

四、時間:1864年,薩克斯實驗

薩克斯的實驗使人們認識到,綠色植物在光下不僅能夠釋放氧氣,而且能夠合成淀粉等物質,供給植物生長發育等生命活動。1897年,人們首次把綠色植物的上述生理活動稱為光合作用。這樣,柳苗的生長之謎也終于被揭開了。

五、時間:1880年,恩吉爾曼(C.Engelmann)實驗

證明了植物光合作用的放氧結構是葉綠體由光照引起的。

六、時間:20世紀30年代,美國科學家魯賓和卡門的實驗

1939年,美國科學家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)利用同位素標記法進行了探究。實驗證明光合作用釋放的氧氣來自水。

美國科學家卡爾文等人用小球藻(一種單細胞的綠藻)做實驗,探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。

很顯然,以上第六點是今后高中學習的內容,初中生物學教學不應涉及,第五點也沒有必要重點去講述,教材要求重點理解并掌握的是第四點:薩克斯實驗即光合作用實驗。但如教材從海爾蒙特(Helmont)的實驗直接跳到光合作用實驗,筆者認為知識呈現顯得有點突兀,不利于讓學生從已知的知識過渡到新的知識。

所以,在教學過程中,向學生詳細介紹第三點的相關內容是非常必要的。普利斯特里(Priestley)實驗讓學生知道“植物會吸收二氧化碳并放出氧氣”或是“凈化空氣”這個已有知識的來源。有人重復普利斯特里的實驗得出相反結論能讓學生充滿好奇心,了解植物也是有呼吸作用的(這一點對于很多學生來說是很容易被忽略或誤解的)。這一知識為引入光合作用的條件――光照做好鋪墊,也為下一章節《能量與呼吸》做好準備。荷蘭的簡?英格豪斯進行的一系列實驗,是讓學生知道光合作用條件的光照的必要性,在光合作用中引入能量轉化的概念。在這個基礎上,呈現光合作用實驗的知識才顯得順理成章。

高質量地完成光合作用實驗的教學任務是本節知識的關鍵所在。為圖省事,播放實驗錄像的教學效果是不能代替學生親自實驗的效果的。但是教材安排的內容與季節不符。時值冬季,教材使用的“經典材料”天竺葵在這個時候幾乎是無處可覓的;溫度條件也制約光合作用的強度和實驗時間。所以,選擇合適的光合作用材料比較重要,小青菜或吊蘭等容易尋找的材料都是可以的。選取的植物葉片不宜太幼嫩或太老。太幼嫩的葉片制造有機物不多,遇碘反應效果不明顯,且老葉脫色不容易。溫度和光照強度可以用白熾燈來控制。

做好實驗是讓學生得出光合作用的產物不僅僅是以前知道的氧氣,還有更重要的是產生了有機物。是有機物的產生實現了物質的轉變;是有機物的產生實現了能量的轉化;是有機物的產生明確了生物圈中人、動物、微生物和綠色植物的關系。

總而言之,綠色植物的光合作用內容抽象,選擇性地借助人類對光合作用歷時三百多年的研究呈現知識,比較尊重學生認知發展規律,也能讓學生知道經過這么多位科學家的共同努力,才對其生理過程有了比較清楚的認識。這里不僅包含著科學家們的艱辛勞動與智慧,還與社會科學技術的進步與發展密切相關。

參考文獻:

[1]李榮季.《“光合作用”的實驗改進》.《生物學教學》.2006年07期.

[2]《植物“光合作用”實驗材料探尋》.《生物學通報》.1999.6.

篇9

關鍵詞：細胞呼吸；色素；穩態調節

一、細胞呼吸在生產、生活中的應用

1.選用“創可貼”、透氣的消毒紗布包扎傷口，為傷口創造透氣的環境，避免厭氧病原菌的繁殖，有利于傷口愈合。

2.生產各種酒、味精，是利用酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌等的無氧呼吸，然后進一步加工而成。

3.作物栽培過程中要及時松土，目的是促進根系的有氧呼吸，進而促進水和無機鹽的吸收；稻田需定期排水，否則會因根系進行無氧呼吸產生大量酒精對細胞產生毒害作用，使根腐爛。

4.提倡有氧運動的原因之一是不會因劇烈運動發生的無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹無力。

5.種子只有處于風干狀態才能儲藏，這樣做能使種子的呼吸作用降至最低，以減少有機物的消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用釋放的熱量使種子堆中的溫度上升，就會進一步促進種子的呼吸，使種子品質變壞。

6.在水果和蔬菜的保鮮過程中，常通過控制呼吸作用來降低其代謝強度，達到保鮮的目的。如某些水果和蔬菜可放在低溫條件下或降低空氣中的含氧量或增加二氧化碳的濃度等措施來降低呼吸作用的強度，從而使整個器官的代謝水平降低，延緩衰老。

7.大棚蔬菜需要控制溫度。通常情況下，在陰天或晚上適當降低溫度，可以降低呼吸作用的強度，從而減少作物對有機物的消耗。

二、光合作用原理在生產、生活中的應用

（一）從影響光合作用的因素方面考慮

1.光照：直接影響光合作用的光反應，進而影響其暗反應。增加光照強度或延長光照時間，就能增加光合作用的產物。例1.通過一年多茬種植，延長全年內單位土地面積上綠色植物進行光合作用的時間，達到增產的目的。例2.生產上適當間苗、修剪、合理密植等措施就是為了增加光合作用的面積，達到增產效應。

2.二氧化碳濃度：直接影響光合作用的暗反應。生產上提倡施用有機肥或溫棚內適當增加二氧化碳濃度，以促進暗反應，直接提高光合作用的產量。

3.溫度：影響光合作用過程中有關酶的活性。生產上大棚內白天適當提高溫度，以提高蔬菜光合作用的強度；夜間適當降低溫度，以降低呼吸作用的消耗，便于有機物的積累。

4.葉齡：葉片在不同生長發育階段葉綠素的含量、葉片的有效光合面積不同，因而對光合作用的影響也不同。所以生產上在農作物、果樹、花卉管理后期要適當摘除老葉和殘葉，以確保光合作用的高效性。

5.水：直接或間接影響光合作用。水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用的光反應，進而影響其暗反應中三碳化合物的還原，引起光合作用的產物減少；同時又會導致葉片氣孔關閉，限制二氧化碳的進入，從而間接影響光合作用的暗反應。因此在生產中要合理進行灌溉。

6.礦質元素：直接或間接影響光合作用。N、P、K被稱為農業三要素，分別作用于植物的葉、根和莖。其中N和P是構成蛋白質、核酸及ATP的元素；K參與糖類的轉變和運輸；P是構成細胞膜及各種細胞器膜的主要成分；Mg是合成葉綠素必不可少的元素，因此生產上要合理施肥。

（二）從不同色素對可見光的吸收情況不同方面考慮

綠葉中的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類。葉綠素主要吸收藍紫光和紅光；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。因此溫室大棚種植花卉或蔬菜時應選擇無色塑料薄膜（因為日光中的各色光均能透過），使光合效率最大化。

三、穩態調節在生活中的應用

穩態是人體進行正常生命活動的必要條件，人體維持穩態的調節能力是有一定限度的。當外界環境的變化過于劇烈，或人體自身的調節功能出現障礙時，內環境的穩態就會遭到破壞。現舉例如下：

1.空調病：長時間在空調環境下工作學習的人，因為空間相對封閉，造成空氣不流通，導致病原微生物滋生，加之室內外溫差較大，人體適應不良，容易引起鼻塞、頭暈、打噴嚏、耳鳴、乏力、四肢酸痛等癥狀。建議盡量少用空調，通過多開窗通風來降溫。

2.組織水腫：在不同條件下組織液滲透壓升高或血漿滲透壓下降，引起水分移動，使血漿、細胞內液中的水分滲透到組織液中導致組織液的量增加，即組織水腫。引起組織水腫的主要原因包括以下幾個方面：

（1）過敏反應：過敏反應中組織胺釋放引起毛細血管的通透性增強，血漿蛋白進入組織液使其濃度升高，這時組織液大量吸水造成水腫。

（2）毛細淋巴管受阻：當毛細淋巴管受阻時，組織液中大分子的蛋白質不能回流到毛細淋巴管而使組織液濃度升高，從而導致水腫。

（3）細胞代謝過于旺盛：使代謝產物增加，引起組織液濃度升高。

（4）營養不良：當血漿蛋白減少或細胞內蛋白質的合成減少時，使血漿濃度降低或細胞內液濃度下降，水分進入組織液。

（5）腎小球腎炎：使毛細血管的通透性增強，血漿蛋白隨尿液排出體外，引起血漿濃度下降，組織液濃度相對增大，吸水能力增強。

因此，在日常生活中若在一段時間內出現組織水腫，要及時就醫，避免耽誤病情。

綜上所述，生物知識在實踐中的應用范圍極為廣泛，學好生物功在當代，利在千秋。

篇10

一、典型例題

例1 將某一綠色植物置于密閉玻璃容器中，在一定條件下不給光照，CO2的含量每小時增加8mg；如給予充足的光照后，容器內CO2的含量每小時減少36mg。據實驗測定上述光照條件下光合作用每小時能產生葡萄糖30mg。請回答：

（1）上述條件下，比較光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是_______的。

（2）在光照時植物每小時葡萄糖的凈生產量是_________mg。

（3）若一晝夜中先光照4h，接著放置在黑暗的條件下20h，該植物體內有機物含量的變化是_________。

【解析】 光合作用強度大小的指標一般用光合速率表示。光合速率通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳的毫克數表示。由于綠色植物每時每刻（不管有無光照）都在進行呼吸作用，分解有機物，消耗氧氣，產生二氧化碳；而光合作用合成有機物，吸收二氧化碳，釋放氧氣，只在有光條件下才能進行。也就是說植物在進行光合作用吸收二氧化碳的同時，還進行呼吸作用釋放二氧化碳，而呼吸作用釋放的部分或全部二氧化碳未出植物體又被光合作用利用，所以人們把在光照下測定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用從外界吸收的量，沒有把呼吸作用產生的二氧化碳計算在內）稱為表觀光合速率或凈光合速率。如果我們在測光合作用速率時，同時測其呼吸速率，把它加到表觀光合速率上去，則得到真正光合速率。即：

真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率

具體可表達為：真正光合作用CO2的吸收量=表觀光合作用CO2的吸收量+呼吸作用CO2釋放量

如果將上述公式推廣到氧氣和葡萄糖，則得到下列公式：

真正光合作用O2釋放量=表觀光合作用O2釋放量+呼吸作用O2吸收量

真正光合作用葡萄糖合成量=表觀光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量

根據上面的分析和題意可知，光照時葡萄糖凈（表觀）生產量是光合作用每小時產生的真正的（總的）葡萄糖量減去呼吸作用每小時消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量與CO2量求解有直接關系，可通過CO2量的變化推測有機物（葡萄糖）含量的變化。

（1）先利用化學方程式計算出光照條件下，光合作用每小時真正產生30mg葡萄糖需要消耗的CO2量。

從上面計算結果可知，植物真正產生30mg的葡萄糖，需要44mg的CO2，而實際上容器內CO2的含量每小時只減少36mg，還有44－36=8mg的CO2來自光照條件下呼吸作用釋放出來的。與題目交待的不給光照時（只能進行呼吸作用）產生的CO2量相等。所以在該條件下，光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是相等的。

（2）由呼吸作用每小時產生的CO2的量是8mg，計算出消耗的有機物葡萄糖量，題目交待光照時，植物每小時真正（總的）能產生葡萄糖30mg，呼吸作用消耗5.5mg，則凈生產量為30－5.5=24.5mg。

此問還可以根據CO2的實際減少量來計算，題目交待在光照條件下容器內的CO2的含量每小時減少36mg，這是與植物的呼吸作用無關的，減少的CO2已作為光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是凈產生的葡萄糖，具體計算如（1）。

（3）根據上述（1）（2）的計算結果，可知一晝夜（24h）中，4h制造的葡萄糖總量為4×30=120mg，消耗總量為24×5.5=132mg，兩數說明該植物體內有機物含量減少。或者先計算4h產生的葡萄糖量為4×24.5=98mg，再計算20h黑暗（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量為20×5.5=110mg，然后再比較這兩個數據，可得出同樣結論。

【答案】（1）相等 （2）24.5 （3）減少

例2 將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中。研究在10℃、20℃的溫度下，分別置于5000lx、20000lx光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用，結果如圖所示。請分析回答：

（1）該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的______倍。

（2）該葉片在10℃、5000lx的光照下，每小時光合作用所產生的氧氣量為____mg。

（3）該葉片在20℃、20000lx的光照下，如果光合作用合成的有機物都是葡萄糖，每小時產生的葡萄糖為______mg。

【解析】 這道題是與坐標曲線圖相結合的問題，與例1相比，主要有兩點不同：一是例1是以光合作用與呼吸作用過程中CO2量的變化作為計算依據，而此題是以O2量的變化作為計算依據。具體怎樣分析及所要用的公式前面的敘述中已經提到。二是此題所需的數據及其他信息要從圖形中去找。所以要解答此題要求學生具有較高的識圖、圖像思維轉換和與化學知識相結合的綜合能力。

分析題中兩圖可知，A圖實際表示了黑暗條件下只有呼吸作用兩種不同溫度條件下的呼吸速率。由于題目沒有特別交待，人們一般認為呼吸速率不受光照影響，光照條件下10℃和20℃時的呼吸速率仍然可表示為0.5mg O2?h-1，即后者是前者的3倍。

B圖較復雜，由于在光照條件下，植物體既有光合作用，又有呼吸作用，圖中所示的O2釋放量應是光合作用釋放量減去呼吸作用消耗量的“凈量”，從圖中可得10℃、5000lx的光照下O2釋放“凈量”為3.5mg O2?h-1。再從上圖分析可知，在10℃下呼吸作用吸收0.5mg O2?h-1，利用前面分析時用到的公式，則此時光合作用實際釋放O2每小時為3.5+0.5=4.0mg。同理，不難求得20℃、20000lx條件下光合作用實際每小時釋放O2量為：6+1.5=7.5mg，運用光合作用反應式可得此時光合作用每小時合成葡萄糖量為：7.5×180／32×6≈7.03mg。

【答案】（1）3 （2）4 （3）7.03

二、適應性訓練

假設某植物光合作用制造的有機物僅有葡萄糖，呼吸作用利用的有機物也只有葡萄糖。將此綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在一定條件下給予充足的光照后，容器內CO2的含量每小時減少了180mg，放在黑暗條件下，容器內CO2含量每小時增加40mg。

（1）若測得該綠色植物在上述光照條件下每小時制造葡萄糖225mg，則上述光照條件下每小時通過呼吸作用釋放的CO2的量為_________mg。

（2）其他條件不變，將此植物置于光照條件下1h，再置于黑暗條件下4h，此植物體內有機物含量變化情況是_________，具體數值為_________mg。