光合作用与呼吸作用综合曲线图的复习策略

施金顺

光合作用和呼吸作用是教材的重点、难点,也是高考的热点之一。学生在对光合作用与呼吸作用的综合曲线图进行识别时,常常误读、错解。笔者针对学生的出错点和疑惑点,采用了有的放矢的复习策略,综合分析限制光合速率和呼吸速率的因素,教会学生解题方法。

解答这类问题,一要三看:一看纵坐标(因变量),二看横坐标,三看曲线的起点、拐点和终点;二要控制相关量(无关量),分析其他量(自变量)对因变量的影响;三要记住限制光合速率与呼吸速率的内、外部因素及光合速率和呼吸速率的关系,结合通常与密闭状态下的具体情况进行分析。

一、在通常状态下的情况

例1 一定实验条件下,测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系、呼吸作用与氧气浓度的关系及光合作用速率与温度的关系如下图,请据图回答:

(1)影响图甲a曲线A点上下移动的主要外因是________。(2)由图丙可知,这株植物重量的增加在_________℃时为最大,其原因是____________。(3)图丙中,在40℃时,植物体________(填“能”或“不能”)显示生长现象,理由是________。(4)在图甲、乙中分别绘制下列有关曲线图:①请改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用强度,并绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线;②绘出无氧呼吸CO2的释放量与O2浓度的关系。

解析 这题综合考查了限制光合和呼吸速率的因素,由图甲可知,曲线上、下移,真正光合速率是恒定的(无关量),而呼吸速率(因变量)分别增大、减小,说明是温度(自变量)影响了呼吸速率。植物重量的增加由实际光合作用速率与呼吸作用速率差值决定,差值越大、重量越大,分析图丙曲线可知,在25℃时,真正光合作用速率与呼吸作用速率差值最大。同理,在40℃时真正光合作用速率小于呼吸作用速率,实测光合速率为负值,不能生长。呼吸作用吸收O2的量与释放CO2的量相等,光合作用吸收CO2的量与释放O2的量相等(图1)。无氧呼吸速率在O2浓度为零时最大,当O2浓度为10%时,其速率为零(图2)。

二、在密闭状态下的情况

例2 将两株植物放在封闭的玻璃罩内,用全素营养液置于室外进行培养(如图3所示),假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中植物的生理状态相同,且空气湿度对植物蒸腾作用的影响和微生物对CO2浓度的影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图4所示曲线。请据图分析回答:

(1)上图显示,影响光合作用的外界因素有________。(2)BC段与AB段相比,曲线上升较缓,其原因是________;CD段与AB段相比,曲线上升较缓,其原因是________。(3)D点时植物生理活动过程的特点是________。(4)EF段说明此时植物光合作用速率(填“较快”或“较慢”),其原因最可能是________;(5)限制G点下降的主要内因是________。

解析 由题干“全素营养液”可知,水肥充足(无关量),CO2浓度、光照强度和温度三者(自变量)是影响光合作用(因变量)的外因。在密闭状态下, BC段表示凌晨4时左右,夜间温度较低,影响了呼吸酶的活性,呼吸速率下降,使CO2 浓度上升较缓。CD段上升较缓是因为早晨6时左右,植物光合作用吸收了部分的CO2。D点呼吸速率最大, CO2 浓度达到最大值,说明此点是光补偿点,即真正光合速率等于呼吸速率。EF段为10~14时,温度过高,植物为减少蒸腾量,关闭部分气孔 ,进入的CO2量减少,从而减慢了光合作用速率。限制G点下降的主要内因是植物叶绿体色素含量、酶的活性和量。◆(作者单位:江西省德兴市第一中学)

□责任编辑:周瑜芽