内容正文:
《光合作用与呼吸作用》
典型曲线解读及实例分析
一、自然环境中植物光合作用曲线分析
--“率曲线”
a点:凌晨2时-4时,温度降低,呼吸作用速率减弱,CO2释放减少。
b点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。
bc段:光合作用速率小于呼吸作用速率。
c点:上午7时左右,光合作用速率等于呼吸作用速率。
ce段:光合作用速率大于呼吸作用速率。
d点:温度过高,部分气孔关闭,光合作用速率暂时下降,即出现“午休”现象,常为南方夏季作物。
e点:下午6时左右,光合作用速率等于呼吸作用速率。
ef段:光照减弱,光合作用速率小于呼吸作用速率。
fg段:没有光照,停止光合作用,只进行呼吸作用。
注:曲线与横坐标相交的c点、e点为光补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率。
二、密闭环境中植物光合作用曲线分析--“量曲线”
AB段:无光照,植物只进行呼吸作用,CO2含量增加。
BC段:温度降低,呼吸作用减弱,CO2含量增加,但增加速率(曲线斜率)减慢。
CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度,CO2含量虽然增加,但增加速率较前一阶段继续(曲线斜率)减慢。
D点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。
DH段:光照继续增强,光合作用强度>呼吸作用强度,但各个阶段光合作用强度不相同。其中FG段表示“光合午休”现象,光合速率暂时下降,CO2含量下降速率减慢。
H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=呼吸作用强度。
HI段:光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。
注:曲线上的D点、H点(简称“拐点”)时光合作用强度等于呼吸作用强度。
注:“量”曲线与“率”曲线
(1)一天之中自然环境条件下,植物吸收和释放CO2变化曲线是“率”曲线,体现的是净光合速率的变化情况。
(2)一天之中密闭容器中,CO2浓度变化曲线是“量”曲线,其斜率代表净光合速率。
例析1:一天中Y时蔬菜温室大棚内CO2浓度达到最高,但Y时的光照强度大于蔬菜的光补偿点,原因是:
大棚内的CO2浓度高达到最高,说明此时蔬菜的光合速率等于大棚内所有生物的呼吸速率,大于蔬菜本身的呼吸速率,所以此时的光照强度在蔬菜的光补偿点以上。
例析2、密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化分析
N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度降低,即总光合量大于总呼吸量,所以植物能生长
N点低于M点,一昼夜密闭容器中O2浓度减小,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长
C、E
(4)若在密闭装置放一只小白鼠,那么C、E点时刻,植物的光合作用与呼吸作用的关系为:
光合作用大于呼吸作用
光合作用强度先随着光照强度和温度的上升而增强,之后随着光照强度和温度的下降而下降
18:00
SM大于SN+SL
例3、
点评:由于同化作用大于异化作用(即光合作用大于呼吸作用),所以氧气含量高于初始氧气含量,且注意与左图中的时刻对应,即6时氧气含量最低,18时氧气含量最高。
解读:
(1)左图中,曲线上的点与横坐标以上部分对应数值为净光合速率,与横坐标以下部分对应数值为真正光合速率。曲线与横坐标以上部分围成的面积为净光合量,与横坐标以下部分围成的面积为真正光合量。
(2)右图中,0-D时间,净光合量=S2-S1,呼吸量=S3+S1,真正光合量=S2+S3;B-D时间,真正光合量=S2+S3-S1。
三、总光合速率(量)、净光合速率(量)、呼吸速率(量)关系曲线解读
O
解读:
(1)光照强度为a时,只进行呼吸作用
(2)光照强度为b时,呼吸作用强度为真正光合作用强度的2倍;也可理解为净光合作用强度的绝对值与真正光合作用强度相等
(3)光照强度为c时,光合作用强度等于呼吸作用强度
(4)光照强度为d时,光合作用强度等于呼吸作用强度的2倍,植物处于生长状态
变式图解:下图为某植物在适宜条件下,测得植物CO2释放量和叶绿体O2释放量随光照强度变化的相对值
例析1、下图为光照适宜、CO2浓度适宜条件下,测得植物净光合速率和呼吸速率随温度变化的曲线
由图可知:该植物光合作用的最适温度为 度,呼吸作用的最适温度是 度;光合作用停止的温度是 度。
30
40
55
点评:当两条曲线重叠时,表示光合作用酶失活,只进行呼吸作用,60℃时呼吸作用的酶也失活,植物死亡。
例析2、下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
(1)光合作用速度与呼吸作用速度相等的时刻,a植物叶片出现在 ,c植物叶片出现在