光合作用系列图解析

光合作用系列坐标图剖析

永川区第九中学校402160 蒋大英

关键词：光合作用

摘要：“光合作用”一节基础知识、基本技能检测的重要方式是以五花八门的图形形式呈现，从有关光合作用众多图形中擒出“图首”——光合作用日变化图形进行全面剖析，再变式、拓展，便可使学生对光合作用知识的应用游刃有余。

全日制高中《生物》第一册“光合作用”一节中对光合作用过程的描述版面

并不多，过程看起来也并不复杂，但知识的渗透力极强，是检验学生的识图能

力，理解能力、分析综合能力的重要切入点，是历届高考重点考查内容之一，

单与之有关的坐标图就千变万化。面对众多图形，如何以不变应万变，笔者做

了如下层层推进的教学尝试：

§Ⅰ光合作用基本图形

教材P56页“习题三”中“白天光合作用强度图”是光合作用众多图形中最

基本的图形，教师一定要将此图向学生讲透。实际剖析过程中，常常是把题中

的时间由白天延展为一昼夜（假设呼吸作用速度不变），即：

1．夯实概念：

实际光合作用量：用CO2固定量、CO2利用量、O2的产生量、有机物合成

量等表示。

净光合作用量：用CO2吸收量、O2的释放量、有机物积累量等表示。

光合作用强度指实际光合作用强度。

实际光合作用量=净光合作用量+呼吸作用量。如图中C、D两点的净光合

作用量分别为0、d，实际光合作用量分别为a、(d+a)。

2．图形剖析：

1）．曲线上主要点的含义：

A点对应值a是无光条件下CO2的释放量，表示呼吸强度。

C、G点对应时刻光合作用强度等于呼吸作用强度，即净光合作用强度为0。

E点成因是气温太高，气孔关闭，直接导致暗反应减弱，光合作用减弱，E 点在晴朗的夏季明显，阴天、春冬季节一般不存。

一天中光合作用从b时刻开始，h时刻停止。故一昼夜中G点对应时刻时有机物积累量最多。D点对应时刻单位时间内有机物合成量最大。

曲线上任意一点值（分正负）加上A点值（正值）表示此时实际光合作用强度大小。

2）．曲线上主要区间含义：A—B、H—I对应时间段只进行呼吸作用，B—H对应时间段才有光合作用的进行，其中C—G对应时间下光合作用大于呼吸作用，农作物积累有机物。B—C、G—H对应时间下光合作用小于呼吸作用。故若是大棚种植作物，棚内6时许CO2含量最高，O2含量最低；18时许时CO2含量最低，O2含量最高。

3）．四个面间含义：S1+S3+S4可表示一昼夜呼吸作用消耗的有机物量；S2+S3 可表示一昼夜实际光合作用量。S2可表示白天有机物积累量；S2—（S1+S4）表示一昼夜有机物积累量，此值大于0植物才能正常生长发育。

3.知识应用

大棚种植农作物，夜间适当降温，使S1、S4减小，或白天采取适当增加人工光照、增加CO2浓度等措施，使S2增大，以增加农产品产量。

§Ⅱ基本图形变式

1．一昼夜O2的释放量图。光合作用过程中由于CO2的吸收量与O2的释放量相等，故图形与图1一致，各点、线、面含义与图1相当。

2．光合作用强度、

CO2吸收速度与光照强度关系

图形剖析：

图2中依据光照强度为C时，CO2吸收量为0，即净光合量为0，此光照条件下光合作用速度等于呼吸作用速度；或据无光时，CO2的释放速度表示呼吸作用速度，可知a值可表示呼吸作用速度，与图1中的a值相当。相同光照强度下，两曲线上两点值的差值表示此光照下的呼吸作用速度。图2中C点与图1中C、G时刻含义相当。当光照强度在0~C之间时，光合作用速度小于呼吸作用速度，与图1中B~C相当。

3．密闭大棚内一昼夜O2、CO2浓度变化曲线

图形剖析：

依据0~6点图3中曲线呈下降趋势，图4中曲线呈上升趋势，知图3为一昼夜棚内O2 浓度变化曲线，图4则为一昼夜棚内CO2浓度变化曲线。

B（B1）点、C（C1）点对应时刻，光合作用强度均与呼吸作用强度相等，分别相当于图1中C、G点，故光合作用开始于B（B1）对应时刻之前，终止于C（C1）对应时刻之后。植物正常生长情况下，D点应比A高，同时D1点比A1低，即一昼夜净光合量大于0。AB（A1B1）段对应图1中AC段，BC（B1C1）段对应图1中CG段，CD（C1D1）段对应图1中GI段。

§Ⅲ图形拓展

1.光合作用与呼吸作用关系图

图形剖析：

1）．在环境温度逐渐升至B过程中，CO2固定量（实际光合作用量）、CO2

产生量（呼吸作用量）都随环境温度的增加而加强，且CO2固定量增幅大于CO2产生量的增幅，故CO2吸收量增加。B 温度下CO2吸收量达最大值，该温度是农作物生长的最适温度。当环境温度逐渐超过B温度时，CO2固定量缓慢增加至最大值，而CO2产生量快速增加，致使CO2吸收量越来越小。C温度是光合作用最适温度。可见，相对高温更有利于呼吸作用酶活性发挥。

2）．D温度下，CO2固定量等于CO2产生量，植物既不吸收CO2，也不释放CO2，农作物有机物积量为0。当环境温度超过D温度时，CO2固定量小于CO2产生量，植物向环境中释放CO2，故要想植物正常生长发育，环境温度不能长期高于D温度。

2．CO2吸收速度、光合作用强度与环境中CO2浓度关系

图形剖析：

1）图6中的a、b 、c点分别表示启动光合作用所需的最低CO2浓度、光合作用等于呼吸作用时所需CO2浓度、净光合作用和实际光合作用达最大值时所需最低CO2浓度（假设呼吸作用速度不变）。

2）在环境温度较低的情况下，若适当提高温度使呼吸作用速度增加，则图中则a点左移、b点右移、c点右移、d1、d2点上移上移；适当降低光照强度（假设呼吸作用速度不变），则图中a点、b点右移、c点左移、d1、d2点下移。

3）在其他条件相同的情况下，相同CO2浓度下两曲线上两点值间的差值表示呼吸作用速度。

参考文献：全日制普通高级中学教书（必修）《生物》第一册

黑龙江教育出版社《步步高》《生物》2010年2月第4版