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【转载】光合作用中图形的移行换位  

2014-04-23 12:52:30|  分类: 二轮复习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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就变量变化时,光合作用各特征点(光补偿点、饱和点和二氧化碳补偿点、饱和点)会发生一定的变化展开了描述。浅略阐述了光照强度变化时CO2补偿点和饱和点的变化;CO2浓度变化时光补偿点和饱和点的变化;温度变化时光补偿点、饱和点和CO2补偿点、饱和点的变化;光质变化时光补偿点、饱和点和二氧化碳补偿点、饱和点的变化。
  关键词 光照强度 二氧化碳浓度 补偿点 饱和点 光合作用强度
  中图分类号 G633. 91 文献标识码
  
  光合作用及呼吸作用是高考的热点和重点,也是难点,特别是影响光合作用的因素与光合作用强度的关系曲线。当变量变化时,光合作用各特征点(光补偿点、饱和点和二氧化碳补偿点、饱和点)会发生一定的变化。
  
  1 光合作用的各特征点的含义
  
  CO2补偿点:当光合作用速率等于呼吸作用速率时的外界环境中的二氧化碳浓度(如图1M点)。
  CO2饱和点:当光合作用速率达到最大时的外界环境中的二氧化碳浓度(如下图1N点)。
  
  光补偿点:当光合作用速率等于呼吸作用速率时的光照强度(如图2P点)。
  光饱和点:当光合作用。速率达到最大时的光照强度(如图2Q点)。
  
  
  2 光照强度变化时CO2补偿点和饱和点的变化
  
  分析:当光照强度适度增大时,因其他条件不变,呼吸作用速率基本不变。而植物光反应增强单位时间内产生了更多的NADPHATP→单位时间内还原的CO2量增大对二氧化碳的利用率增大光合作用速率增大,因此光合作用速率可以在更低的浓度下与呼吸作用速率相等,二氧化碳补偿点降低,即图1M点左移,在M点时光照强度和CO2浓度都可以成为制约光合作用强度的限制因素。
  光照强度增大时,植物可以利用更高浓度的CO2进行光合作用,因此CO2饱和点增大,即图1中的N点右移。其变化如图3所示,M'代表降低后的CO2补偿点,N'代表增大后的CO2饱和点。
  
  讨论:改变前的光照强度不能过大,即不能超过图2中的Q点强度。若超过Q点强度则光照的增强不会引起CO2补偿点和饱和点的变化。而减小光照强度则CO2补偿点和饱和点的变化刚好相反。
  
  3 CO2浓度变化时光补偿点和饱和点的变化
  
  分析:当CO2浓度适度增大时,因其他条件不变,呼吸作用速率基本不变。而在弱光下植物光反应未增强单位时间内产生的NADPHATP不会增多单位时间内CO2的还原量不变(CO2固定量短期内增加)光合作用速率不变,因此光补偿点不变,即图2中的P点不会移动。
  在强光下,植物可以利用更高浓度的CO2进行光合作用,单位时间内产生的NADPHATP会增多单位时间内CO2的还原量增大(CO2固定量短期内增加)光合作用速率增大,因此光饱和点增大,即图2Q点会右移。其变化如图4所示,Q'代表增大后的光饱和点。
  
  讨论:改变前CO2浓度不能过低,即不能低于图1中的M点浓度。若低于则可能光合作用速率小于呼吸作用速率,植物体内有机物减少,甚至可能植物体都不能进行光合作用,如C3植物不能利用低浓度的CO2进行光合作用,此时则不会有上述变化,补偿点和饱和点都会从无到有。在适宜范围内CO2浓度的降低不直接影响光补偿点,却会导致光饱和点降低。
  
  4 温度变化时光补偿点、饱和点和CO2补偿点、饱和点的变化
  
  分析:当温度适度升高时,呼吸作用强度增大,因其他条件不变,光反应基本不变化,单位时间内产生的NADPHATP不变,尽管暗反应速率会变化,但受光反应限制,光合作用速率不变,因此要保证和呼吸速率相等,光照要增强,即光补偿点增大。同理CO2补偿点也增大。由于暗反应增强,单位时间内可以利用更多的NADPHATP,因此光饱和点和CO2饱和点都增大。
  讨论:温度的增加需要在一定的范围内,如果超出了一定的温度范围,大多植物的呼吸作用会迅速上升,而光合作用不会明显上升,还会下降,会出现光合作用强度比呼吸作用强度弱的情况,那也就没有上面分析的光补偿点、饱和点和CO2补偿点、饱和点的变化了。
  
  5 光质变化时光补偿点、饱和点和二氧化碳补偿点、饱和点的变化
  
  分析:光质即光的类型发生变化时,产生的NADPHATP量变化,光合作用速率发生改变,而细胞呼吸速率未发生改变,故光补偿点、饱和点和CO2补偿点、饱和点均会发生改变。红光和蓝紫光等光合作用易于吸收利用的单色光下光补偿点、CO2补偿点较低,而光饱和点、CO2饱和点较高。
  讨论:光质变化时,虽然光的补偿点和饱和点改变,但是对于植物能够吸收利用的单色光,光合作用最大值在不同的光质下最终是相同的,红光和蓝紫光达到光合作用最大值的光照强度,比其他单色光达到光合作用最大值的光照强度要小,如图5所示,图中3种单色光中是植物最容易吸收的单色光,则是植物最不容易吸收的单色光。
  
  总结:在分析自变量变化时,因变量的变化有时受到的制约因素,有时只有因变量,有时则既有因变量,也有其他变化因素会制约因变量的变化。如光合作用中,除了温度、光强度、CO2浓度等自变量的变化时(有时一个变量,有时两个变量),引起因变量光合作用强度变化,光合作用中光反应和暗反应之间的相互关系也是引起光合作用强度变化的重要因素。
  

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