三優(yōu)評選 光合呼吸中一類坐標(biāo)曲線題的解法

1、教學(xué)論文光合呼吸中一類坐標(biāo)曲線題的解法作者姓名：許 華單 位：濮陽市油田第四高級中學(xué)郵 編：457001 職 稱：中教一級 聯(lián)系電話：郵 箱：yanwuxuhu光合呼吸中一類坐標(biāo)曲線題的解法許 華 （濮陽市油田第四高級中學(xué)）摘 要：光合作用和呼吸作用是綠色植物新陳代謝的兩個重要方面，通常用CO2的釋放量和吸收量的變化曲線來反映綠色植物在一晝夜（24小時）中兩項生理活動的變化情況，本文對此類題的解法作出一些列舉。 關(guān)鍵詞：光合作用和呼吸作用；CO2的釋放量和吸收量；解法光合作用和呼吸作用是綠色植物新陳代謝的兩個重要方面，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(chǎn)生

2、二氧化碳；而光合作用合成有機物，吸收二氧化碳，釋放氧氣，但只在有光條件下才能進行。兩者既相互矛盾，又有一定的聯(lián)系。一晝夜24小時中最明顯的變化是光照和溫度，特別是光照的變化。而光照和溫度的變化會影響光合作用，植物在一晝夜中夜間無光不進行光合作用，早上隨光照增強，光合作用增強，傍晚光照逐漸減弱，光合能力減??；溫度影響呼吸作用，白天溫度高，呼吸作用強，夜間溫度低，呼吸作用弱。中午前后，由于氣溫高，蒸騰作用加強，植物體內(nèi)水分供應(yīng)不足，引起氣孔關(guān)閉，使CO2供應(yīng)不足，另外光合作用產(chǎn)物淀粉等不能及時運走，積累在葉肉細(xì)胞中，阻礙細(xì)胞CO2的運輸，最終降低光合速率，呈現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。通常用CO2的釋放量和吸

3、收量的變化曲線來反映綠色植物在一晝夜（24小時）中兩項生理活動的變化情況，筆者對此類題的解法作出一些列舉。1. 例題和解析例1：下圖為植物在夏季晴天的一晝夜內(nèi)CO2吸收量的變化情況，正確的判斷是（ ）該植物進行光合作用的時間區(qū)段是bg；植物在a和h時刻只進行呼吸作用，不進行光合作用；影響bc段光合速率的外界因素只有光照強度；ce段與fg段光合速率下降的原因相同；若c、f時刻的光合速度相等，則植物呼吸速度為c時刻大于f時刻；該植物處在生長時期；ce段下降是由于氣孔關(guān)閉造成的ABC D答案及解析：選D。從曲線可以讀出a和h時刻沒有光照，只進行呼吸作用，不進行光合作用，正確；該植物進行光合作用的時間

4、區(qū)段是ah，錯誤，排除A和C項；再判斷，ce段光合速率減慢是由于夏季中午，溫度過高，氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，使暗反應(yīng)速率減慢，而fg段光合速率減慢是由于光照強度減弱，影響光反應(yīng)的速率，不正確正確。所以選D項。另影響bc段光合速率的外因還有溫度、CO2濃度等；因橫坐標(biāo)以上曲線與坐標(biāo)所圍成的面積大于橫坐標(biāo)以下曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積，則正確。例2：將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi)，用全素營養(yǎng)液置于室外進行培養(yǎng)（如甲圖所示），假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中相同，且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度影響均忽略不計?，F(xiàn)用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內(nèi)CO2濃度的變化情況，繪制成如

5、乙圖曲線。請據(jù)圖分析回答：（1）上圖顯示，影響光合作用的外界因素有 等。（2）BC段與AB段相比說明 能影響 的活性。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度_(填“較快”或“較慢”)，EF段與DE段相比，其葉肉細(xì)胞中C5的含量較_ _；若此時的植物是大豆，那么將之換成甘蔗，則F點將_（填“上移”或“下移”）。（5）24點與0點相比，植物體內(nèi)有機物總量的變化情況是 。答案：（1）光照強度、CO2濃度；（2）溫度，呼吸作用酶，光合作用吸收部分的CO2；（3）光合作用與呼吸作用速率相等；（4）較慢，多，下移；（5

6、）減少。解析：由光合作用和有氧呼吸的過程可知：當(dāng)植物只進行光合作用或呼吸作用時（若不考慮其它因素），則CO2將分別會勻速減少或增加；當(dāng)光合作用大于呼吸作用時，甲裝置中的CO2會降低，反之CO2會升高。其變化可通過CO2濃度測定儀測出。解題時首先必須明確這個道理，其次還必須讀懂圖乙曲線的變化走勢與時間點的對應(yīng)關(guān)系。（1）由圖和題干可知，影響光合作用的外界因素有光照強度、CO2濃度等。 （2）BC段與AB段相比，曲線上升較緩，其對應(yīng)的時間段為夜間25點左右，此時植物只進行呼吸作用，故其原因只能是夜間溫度較低影響了呼吸酶的活性，從而影響了呼吸作用的進行。CD段與AB段相比，其對應(yīng)的時間段為夜間57點

7、左右，此時植物既進行呼吸作用，又進行光合作用，但呼吸仍大于光合，由于光合作用吸收部分的CO2，因此CO2的濃度上升緩慢。（3）D點為曲線的最高點，過了D點后曲線開始下降，故D點時光合作用與呼吸作用速率相等。（4）曲線EF段下降幅度比DE緩，說明此時植物光合作用速度較慢，其原因是中午植物出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象，葉肉細(xì)胞中C5的含量較DE段會增多。若此時的植物換成甘蔗，因為甘蔗為C4植物，其能夠利用較低濃度的CO2進行光合作用，故F點將下移。（5）24點與0點對應(yīng)的CO2量分別為A、H點，其中24點時的CO2量高于0點的，故此時植物體內(nèi)有機物總量要比0點時減少。2方法和步驟凡坐標(biāo)都離不開點和線，因此“

8、識標(biāo)、明點、描線、成面”是解決此類題目的一般方法和步驟。識標(biāo)是基礎(chǔ)。仔細(xì)識別坐標(biāo)圖中縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所表達的變量，找出縱、橫坐標(biāo)之間的聯(lián)系，是解答此類題目的基礎(chǔ)。坐標(biāo)上的曲線，實際上是“橫坐標(biāo)”對“縱坐標(biāo)”的影響，只有搞清楚圖像表示的意義，才能正確地理解題意，才能正確地分析、解答問題?？v坐標(biāo)與橫坐標(biāo)之間的關(guān)系，有的是比較明顯的，而有的關(guān)系則比較隱藏，需利用所學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)知識聯(lián)想、推理，找到橫與縱坐標(biāo)聯(lián)系的“橋梁”，通過“橋梁”將二者掛起鉤來，找出縱、橫坐標(biāo)真正表達的變量，才能真正找到縱、橫坐標(biāo)之間的聯(lián)系。如例1圖，橫坐標(biāo)表示的是時間，縱坐標(biāo)表示CO2的吸收量，時間與CO2的吸收量沒有直接的聯(lián)系

9、，只有明確橫坐標(biāo)的時間實質(zhì)代表的一天中光照強度的變化，縱坐標(biāo)的CO2的吸收量，代表的是凈光合作用的速率，才能將圖中曲線的含義理解清楚。明點是關(guān)鍵。坐標(biāo)圖上的曲線是滿足一定條件的點的集合，在這些點的集合中，有些特殊點，如曲線的起點、轉(zhuǎn)折點、終點、曲線與縱橫坐標(biāo)，以及其它曲線的交叉點等，它們隱含著某些限制條件或某些特殊的生物學(xué)含義，明確這些特殊點的含義是解答此類題目的關(guān)鍵。我們?nèi)砸岳?圖的坐標(biāo)曲線為例，圖中a點時刻以及a點以前時刻和h時刻以及h以后時刻，因為沒有光照，植物只進行呼吸作用，不進行光合作用，b時刻和g時刻，由于CO2吸收量為0，則表明植物此時刻的凈光合作用的速率為0，即表示植物的光合作

10、用和呼吸作用相等，此時刻的光照強度為該植物的光的補償點，c點表示此時刻的光合速率最高，即此時的光照強度為該植物的最適光照強度，為該植物的光的飽和點。描線是根本。坐標(biāo)曲線題最終考查的還是對曲線的理解，以及對坐標(biāo)曲線形狀、數(shù)值的正確描述。如曲線的走勢怎樣？曲線何時開始上升？何時趨向平緩？何時出現(xiàn)轉(zhuǎn)折？引起轉(zhuǎn)折的原因是什么？等，這是解答此類題目的根本所在。仍以例1圖中坐標(biāo)曲線為例，a時刻及以前、h時刻及以后，由于沒有光照，植物只進行呼吸作用。ac段，由于植物接受到的光照強度逐漸增強，因而光合作用也逐漸增強；ab、gh段，由于光合作用速率小于呼吸作用的速率，CO2的吸收量為負(fù)值；b、g時刻光合作用與呼

11、吸作用速率相等；ce段光合速率減慢是由于“午休”現(xiàn)象，影響暗反應(yīng)的速率，則C3化合物減少，而fg段光合速率減慢是由于光照強度減弱，影響光反應(yīng)的速率，則C3化合物增多。 成面是手段。坐標(biāo)曲線圖中的曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積，往往表示有特殊的含義，只有明白所圍成的面積的含義，才能找到解決問題的方法，所以成面是解答此類題的手段之一。如例1圖中曲線與縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)圍成的面積的含義分別為，在橫坐標(biāo)以下表示相應(yīng)的時段內(nèi)有機物（以CO2的吸收量表示）的凈消耗量，在橫坐標(biāo)以上表示在相應(yīng)的時段內(nèi)，有機物（以CO2的吸收量表示）的凈積累量，則橫坐標(biāo)以上曲線與坐標(biāo)所圍成的面積減去橫坐標(biāo)以下曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示一晝夜中的有機物的積累量，某同學(xué)為研究自然條件下植物光合作用速率的日變化情況，設(shè)計了下圖（1）所示的裝置。實驗中將該裝置置于自然環(huán)境中，測定南方夏季某一晴天一晝夜中小室內(nèi)氧氣的增加量或減少量，得到如下圖（2）所示曲線。試回答下列問題：圖（1） 圖（2）從圖可知一天中光合作用開始于 點，結(jié)束于 點，一天中干重最多的時間大約在 點。圖二曲線表明68h時，小室內(nèi)氧氣減少量逐漸減小，其可能的主要原因是 。曲線中表明中午12h左右光照最強，光合作用釋放的氧氣量反而降低（呈“午休”現(xiàn)象），產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因為 。如果以甘蔗幼苗代替大豆幼苗，“午休”現(xiàn)象