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摘要:由于光合作用是历年高考的重点、难点,而影响光合作用的因素又是学生的薄弱环节,通过对几个影响光合作用的常考考点进行深度剖析,辅以典例,让学生在这个方面有所突破,加深理解运用。
关键词:光合作用;影响因素;高考
光合作用是历年高考复习的重点,主要内容包括有光合作用的过程、光反应和暗反应的关系、光合作用的影响因素等几个方面,考查内容侧重学生对光合作用过程图解的理解与分析,如光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、某种环境因素对光合作用的影响,以及突然发生变化的情况下,细胞中C3和C5含量变化的情况等。
我们可以将影响光合作用的因素分为两大类:内因,酶的种类、数量、叶面指数等;外因,光照强度、光质、光照时间、CO2浓度、温度、矿质元素等,下面我就谈一谈影响光合作用因素的几点突破。
一、 光照强度对光合作用的影响。
1. 原理:不管是光照强度还是光质,都是通过影响光反应阶段,影响ATP和[H]影响暗反应,从而影响整个光合作用。右图当光照强度为0时,纵坐标对应A点,此时植物只进行呼吸作用,只释放CO2,OA可以表示呼吸作用强度的大小。在OB段随光照强度的增加,光合作用逐渐增强,CO2的吸收量逐渐增加,呼吸作用中释放的CO2,有一部分用于光合作用,所以AB呈上升趋势;当达到B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即在B点光合强度等于呼吸强度,所以B点为光补偿点。当光照强度大于B点后,呼吸作用释放的CO2已不能够满足光合作用的用量,所以表现为从外界吸收CO2,BC段逐渐上升,光合强度不断加强,到C点以上不再加强,C点为光合作用饱和点。
而光质,主要考虑波长,绿叶中的叶绿素和类胡萝卜素,主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,所以白光情况下光合速率最高,绿光最低。
2. 应用:可以通过适当提高光照强度,来提高光合作用速率,例如连续阴雨天气,我们可以通过提供光照,促进植物的生长;利用温室大棚种植蔬菜水果,可以使用无色透明的薄膜,增加通光量来提高作物产量。
右图为一昼夜中,某植株对CO2的吸收和释放状况的示意图,BD段逐渐升高,代表随太阳升起,光照强度变大,光合作用变强,吸收CO2的能力提高;而E点降低,是因为正午温度太高,蒸腾作用过强,水分散失太多,为了减少水分散失,气孔暂时关闭,使得CO2吸收减少;而FG段曲线下降,则是由于太阳西落,光照强度逐渐降低,导致光反应产生的ATP和[H]逐渐减少,从而抑制了暗反应强度,导致CO2吸收减少,直到H点,才没有了光合作用。
二、 叶面积对光合作用的影响
1. 原理:叶面积增大,光合作用的面积会变大,光合作用在开始阶段会不断增大,后来随叶面积的增大,光合作用不再增强,原因是有很多叶片会被遮挡,而叶面积增大呼吸作用也会不断增加,所以最终干物质的积累量也会降低。
2. 应用:适当间苗、修剪,去掉多余的叶片,避免植物陡长,封行过早,导致中下层叶子不能接受足够的光照,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。也可以通过合理的密植来增加光合作用的面积,例如,柑橘在弱光环境中,可以通过增加叶面积,提高叶绿素含量,来吸收更多的光能,从而适应弱光环境。
三、 多种因素条件下对光合作用的影响
1. 原理:当多种因素同时对光合作用有影响时,我们要把握单一变量原则,保证在其他因素都相同的情况下,观察唯一变量如何变化。图中O到P点,限制光合速率的因素都应为横坐标所表示的因素,当达到到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是限制光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因素。
2. 应用:通过温室栽培农作物,可以白天适当提高温度,提高酶的活性,提高农作物光合速率,也可以施用农家肥,利用微生物分解释放的CO2,进一步提高光合速率。
四、 光照强度、CO2浓度骤变对C3C5相对含量的变化分析。
1. 原理:分析光反应和暗反应中各物质的变化,通过改变光照强度,从而影响光反应产物ATP和[H],而ATP和[H]参与暗反应中C3的还原,从而影响了C3C5的相对含量;而CO2浓度骤变,也会影响暗反应中CO2的固定,暗反应减慢,从而影响C3C5的相對含量。
2. 应用:例如正常生长的绿藻,光照培养一段时间后,用黑布迅速罩上,相当于没有了光照,光反应立即停止,O2的产生停止,光反应停止,暗反应很快也停止,CO2的固定减慢,ATP、[H]也会逐渐被暗反应耗尽,所以它们的含量也会减少。
通过对以上几个光合作用影响因素的分析和解答,让学生更加的深入的了解和掌握了光合作用,总之,这一类型题的解答关键之处,在于理解各点的含义,并能分析各点产生的原因及其主要限制因素,然后,在此基础上结合光合作用的过程,进行综合分析,突破各点,得出正确结论。
参考文献:
[1]杨光莉.高中生物光合作用影响因素的复习[J].读与写杂志,2015,8.
作者简介:
程明辉,广东省东莞市,广东省东莞市第四高级中学。
关键词:光合作用;影响因素;高考
光合作用是历年高考复习的重点,主要内容包括有光合作用的过程、光反应和暗反应的关系、光合作用的影响因素等几个方面,考查内容侧重学生对光合作用过程图解的理解与分析,如光反应与暗反应的场所、条件、物质变化、某种环境因素对光合作用的影响,以及突然发生变化的情况下,细胞中C3和C5含量变化的情况等。
我们可以将影响光合作用的因素分为两大类:内因,酶的种类、数量、叶面指数等;外因,光照强度、光质、光照时间、CO2浓度、温度、矿质元素等,下面我就谈一谈影响光合作用因素的几点突破。
一、 光照强度对光合作用的影响。
1. 原理:不管是光照强度还是光质,都是通过影响光反应阶段,影响ATP和[H]影响暗反应,从而影响整个光合作用。右图当光照强度为0时,纵坐标对应A点,此时植物只进行呼吸作用,只释放CO2,OA可以表示呼吸作用强度的大小。在OB段随光照强度的增加,光合作用逐渐增强,CO2的吸收量逐渐增加,呼吸作用中释放的CO2,有一部分用于光合作用,所以AB呈上升趋势;当达到B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即在B点光合强度等于呼吸强度,所以B点为光补偿点。当光照强度大于B点后,呼吸作用释放的CO2已不能够满足光合作用的用量,所以表现为从外界吸收CO2,BC段逐渐上升,光合强度不断加强,到C点以上不再加强,C点为光合作用饱和点。
而光质,主要考虑波长,绿叶中的叶绿素和类胡萝卜素,主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,所以白光情况下光合速率最高,绿光最低。
2. 应用:可以通过适当提高光照强度,来提高光合作用速率,例如连续阴雨天气,我们可以通过提供光照,促进植物的生长;利用温室大棚种植蔬菜水果,可以使用无色透明的薄膜,增加通光量来提高作物产量。
右图为一昼夜中,某植株对CO2的吸收和释放状况的示意图,BD段逐渐升高,代表随太阳升起,光照强度变大,光合作用变强,吸收CO2的能力提高;而E点降低,是因为正午温度太高,蒸腾作用过强,水分散失太多,为了减少水分散失,气孔暂时关闭,使得CO2吸收减少;而FG段曲线下降,则是由于太阳西落,光照强度逐渐降低,导致光反应产生的ATP和[H]逐渐减少,从而抑制了暗反应强度,导致CO2吸收减少,直到H点,才没有了光合作用。
二、 叶面积对光合作用的影响
1. 原理:叶面积增大,光合作用的面积会变大,光合作用在开始阶段会不断增大,后来随叶面积的增大,光合作用不再增强,原因是有很多叶片会被遮挡,而叶面积增大呼吸作用也会不断增加,所以最终干物质的积累量也会降低。
2. 应用:适当间苗、修剪,去掉多余的叶片,避免植物陡长,封行过早,导致中下层叶子不能接受足够的光照,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。也可以通过合理的密植来增加光合作用的面积,例如,柑橘在弱光环境中,可以通过增加叶面积,提高叶绿素含量,来吸收更多的光能,从而适应弱光环境。
三、 多种因素条件下对光合作用的影响
1. 原理:当多种因素同时对光合作用有影响时,我们要把握单一变量原则,保证在其他因素都相同的情况下,观察唯一变量如何变化。图中O到P点,限制光合速率的因素都应为横坐标所表示的因素,当达到到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是限制光合速率的因素,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因素。
2. 应用:通过温室栽培农作物,可以白天适当提高温度,提高酶的活性,提高农作物光合速率,也可以施用农家肥,利用微生物分解释放的CO2,进一步提高光合速率。
四、 光照强度、CO2浓度骤变对C3C5相对含量的变化分析。
1. 原理:分析光反应和暗反应中各物质的变化,通过改变光照强度,从而影响光反应产物ATP和[H],而ATP和[H]参与暗反应中C3的还原,从而影响了C3C5的相对含量;而CO2浓度骤变,也会影响暗反应中CO2的固定,暗反应减慢,从而影响C3C5的相對含量。
2. 应用:例如正常生长的绿藻,光照培养一段时间后,用黑布迅速罩上,相当于没有了光照,光反应立即停止,O2的产生停止,光反应停止,暗反应很快也停止,CO2的固定减慢,ATP、[H]也会逐渐被暗反应耗尽,所以它们的含量也会减少。
通过对以上几个光合作用影响因素的分析和解答,让学生更加的深入的了解和掌握了光合作用,总之,这一类型题的解答关键之处,在于理解各点的含义,并能分析各点产生的原因及其主要限制因素,然后,在此基础上结合光合作用的过程,进行综合分析,突破各点,得出正确结论。
参考文献:
[1]杨光莉.高中生物光合作用影响因素的复习[J].读与写杂志,2015,8.
作者简介:
程明辉,广东省东莞市,广东省东莞市第四高级中学。