光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析.pdf

生物堂麴堂!堂生f 筮塑鲞2 箜!塑6 3-光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析佟1 韦江(河北省唐山市丰南区第二中学0 6 3 3 0 2)光合作用是高中生物学教材的重点和难点，其中光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动问题在习题、试题中经常出现，现就此问题进行分析探讨。1光合强度随光照强度的变化曲线中关键点分析图l 中a 点表示光照强度为0，只进行呼吸作用，为呼吸速率，此时呼吸速率受温度的限制。b 点表示光合速率等于呼吸速率，为光补偿点，此时光合速率主要受光照强度的限制。c 点表示光合速率达到最大值所需的最低光照强度，为光饱和点。m 点表示光合速率的最大值。此时光合速率受温度和C 0 2 浓度的限制。2 光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析2 1已知阳生植物光合速率与光照强度的变化曲线，阴生植物的关键点移动分析阴生植物的呼吸速率一般小于阳生植物，a 点上移。阴生植物实现光合速率等于呼吸速率所需要的光照强度一般小于阳生植物，b点左移。阴生植物达到光合速率的最大值所需要的光大神经轴突，当 K+o=2 0m m o l L、K+i=2 0m m o l L 时，计算E K 为一8 7m V，而静息电位此时实测值为一7 7m V。说明K+是形成静息电位的主要离子(通过实验也证明了这一点)。因此，静息电位的大小，主要受细胞内外K+浓度的影响。如细胞外K+浓度增高，E K 的绝对值将减小，即膜内外的电位差变小，静息电位减小。反之亦然。增加细胞外液N a+和c l 一浓度对静息电位的大小影响甚微，可理解为几乎无影响。此外，细胞代谢障碍也可影响静息电位。3 动作电位的产生机制及影响其大小的主要因素3 1 动作电位的产生机制(略述)当细胞受到刺激兴奋时，N a+通道开放，N a+依靠浓度差内流，使膜电位减小(去极化)。当膜电位减4、g l J 零时，细胞外液中仍然为高N a+状态，N a+继续内流，形成膜内为正膜外为负(反极化)的膜电位状态，由于N a+内流形成的内“+”、外“一”的电场力会阻止带正电荷的N a+继续内流。当浓度差形成的促使N a+内流的力量与电场力形成的阻止N a+内流的力量达到动态平衡时，N a+的净移动就会等于零。此时，细胞膜内外两侧所形成的电位差，为N a+的电化学平衡电位，即动作电位的最大值。这样就形成了动作电位的上升相。照强度小于阳生植物，c 点左移。阴生植物光合速率的最大值小于阳生植物，m 点下移(图2)。2 2已知C 1 植物光合速率与光照强度的变化曲线，C 4 植物的关键点移动分析由于C 4 植物同化一分子C 0 2 所消耗的能量比C 3 植物多，在较低光强度下，C 3植物的光合速率要高于c。植物，c 4 植物达到光合速率等于呼吸速率所需要的光照强度较高，b 点右移。由于C。植物适应高光强条件，光合速率随光照强度增高而上升幅度很大，同时，C 4 植物通过c 4 途径浓缩了C 0 2，C 4 植物甚至在夏天的最高自然光强下也不饱和，c 点右移。在强光下，C。植物的光合速率在4 0 m g d m 2h 一8 0r a g d i n 2 h 之间，而C，植物的光合速率在1 5 m g d m 2 h 3 5 r a g d i n 2 h 之间，m 点上移(图3)。2 3已知某植物自然状况下光舍速率与光照强度的变化曲线，适当升高C O，浓度关键点移动分析自然状况下，适当提高C O，浓度对呼吸作用基本无影响，a点不动。b 点的限制因素是光照强度，产生的A T P 和N A D P H 的数量一定，光合速率不变，b 点也不动。光当N a+内流达到N a+的电化学平衡电位时，N a+通道突然关闭，K+通道突然开放，于是K+依靠浓度差外流，使膜复极化，形成动作电位的下降相。最后通过K a+一K+泵主动转运才使膜电位真正恢复到静息电位水平(恢复到静息状态下的离子分布状态)。3 2 影响动作电位大小的主要因素N a+平衡电位rK a+1，、所达到的数值，可依据公式E N。=5 9 5 1 l o g 丢群LMJ i(m V)计算。因此，动作电位的最大值(E N。)，主要受细胞内外N a+浓度的影响。动作电位的最大幅度(上升相的幅度)值=静息电位的绝对值+动作电位最大值=I E K I+E N。因此，动作电位最大幅度值的大小，主要受I E K I 和E N。两方面因素的影响。此外，其他离子如C a 2+和C l-等、离子通道阻断剂、拮抗剂、细胞代谢障碍等也可影响动作电位的大小。主要参考文献 1 人民教育出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心2 0 0 4 生物3 必修稳态与环境教师教学用书北京：人民教育出版社，3 2 3 3 2 王玢，左明雪2 0 0 1 人体及动物生理学(第二版)北京：高等教育出版社，1 4 3 0 3 姚泰2 0 0 3 生理学(第五版)j E 京：人民卫生出版社，2 4 3 l o 万方数据6 4 合速率达到最大值后，光照强度不再是限制因素，此时A T P 和N A D P H 的数量充足，适当提高C 0 2 浓度，固定的C 0 2 增多，光合速率继续升高，光合速率达到最大值所需的光照强度增强，c 点右移。而呼吸速率基本不变，光合速率与呼吸速率的差值增大，m 点上移(图4)。2 4已知某植物光合速率与光照强度的变化曲线，适当升高温度(不超过光合最适温度)关键点移动分析适当升高温度，酶活性增强，呼吸速率加强，a 点下移。b 点的限制因素是光照强度，适当升高温度，光合作用和呼吸作用都增强，但由于弱光照的限制，光反应变化不大，光合速率的增加量小于呼吸速率增加量，要实现光合速率等于呼吸速率，必然要加大光照强度，b点右移。光合速率达到最大值后，光照强度不再是限制因素，此时A T P 和N A D P H 的数量充足，适当升高温度，光合速率继续升高，光合速率达到最大值所需的光照强度增强，c 点右移。光照充足的条件下，适当升高温度，光合速率和呼吸速率都增强，但光合速率的增加婚舅妇爱译剖巢76。光照强度a图1歹6。光照强度a图4生塑堂麴堂型生(筮塑鲞2 筮!塑量大于呼吸速率，m 点上移(图5)。3总结解决此类问题时应具体问题具体分析，关键是首先要搞清楚不同植物在不同光照强度下光合速率和呼吸速率的特点、关健点的含义及关键点的限制因素，其次看植物所处环境的C O，浓度和温度条件，然后看变化因素的变化幅度分别对光合速率和呼吸速率的影响，最后综合分析出各关健点的移动方向。4 练习已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是2 5 和3 0，图6 中曲线表示该植物在2 5 时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度提高到3 0。C的条件下(原光照强度和C 0 2 浓度不变)，理论上图中相应点的移动分别是a 点；b 点；m点。若图中曲线表示阴生C 3 植物，则b 点如何移动?，原因是。答案：下移；右移；下移；左移；阴生植物在较低光照下使光合作用强度等于呼吸作用强度。阳生植宅厂阴生梳1f 厂6o 光照强度la图2，一一h 歹么。光照强度图5图3物物厂。刚生C，6。光照强度a图6物厂+-。+_ _ 一+一+一+、t 封面、封底照片说明k-+-+-+-一-一+一+一-一+_黑脸琵鹭田穗兴(广东省深圳市福田区福田中学5 1 8 0 4 9)黑脸琵鹭是中等体型的涉禽，隶属于鹳形目的鹭科，生有与众不同的似琵琶或汤匙状的黑色长喙，前额、眼先、眼周至喙基的裸皮黑色，形成鲜明的“黑脸”。全身羽毛大体上为白色，夏季时，后枕部有很长的桔黄色羽冠，项下和前胸还有一个桔黄色的颈圈。虹膜为深红色或血红色，腿黑色。(下转第l l 页)万方数据光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析作者：佟伟江作者单位：河北省唐山市丰南区第二中学,063302刊名：生物学教学英文刊名：BIOLOGY TEACHING年，卷(期)：2009,34(7)本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.刘伟平 关于一道高考试题的变量分析期刊论文-生物学教学2008,33(6)2.吴举宏.Wu Hongju 图解法突破教学难点例举期刊论文-生物学教学2006,31(5)3.车未艾 例析高考中常见装置图总结及解题策略期刊论文-中学生物学2010,26(4)4.许华 自然和密闭状态下植物的光合和呼吸曲线分析期刊论文-生物学教学2009,34(2)5.刘燕.刘好锋 与光合作用有关的一组曲线解读期刊论文-中学生物学2007,23(11)6.张德建 浅析光合速率、呼吸速率及净光合速率三者之间的关系期刊论文-生物学教学2009,34(1)7.施金顺 光合作用与呼吸作用综合曲线图的复习策略期刊论文-江西教育2009(33)8.吕爱新 光合作用与细胞呼吸及其相互关系难点解析期刊论文-生物学教学2008,33(9)9.杨永庆 光合作用与呼吸作用综合题的解题分析期刊论文-中学生物学2005,21(3)10.韩金梅 光合作用与呼吸作用识图计算题例析期刊论文-生物学教学2010,35(9)本文链接：http:/