光合作用的影响范文

导语：如何才能写好一篇光合作用的影响，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 遮光；光合作用；叶绿素；光合速率；影响

中图分类号 S161.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）03-0074-01

光合作用是植物、藻类和某些细菌在可见光的照射下，经过光反应和暗反应，利用光合色素将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。植物种类不同，进行光合作用的光饱和点也不同，对于阳生植物，充足的光照有利于生长，但超过光饱和点的光照会产生光破坏；对于阴生植物，夏季充足的光照，对生长尤其不利。因此，对植物进行遮光处理，会达到增产增收的目的。

1 遮光后植物体内叶绿素含量的变化

1.1 叶绿素含量的变化

叶绿素是植物体进行光合作用的主要色素。叶绿素吸收大部分的红橙光和蓝紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，它在光合作用的光吸收中起核心作用[1]。叶绿素含量受到光照、温度、矿质元素、逆境等外界因素及核基因、质基因等内在因素的共同影响，在外部因素中光对叶绿素的合成与分解起主导作用。将大白菜放在光下几天后会变成绿色，放在避光处又会变成黄色，可以证明植物体中叶绿素的合成和分解处于一个动态平衡中，叶绿体光照后，才能顺利地合成叶绿素，但形成叶绿素所要求光照强度相对较低，除680 nm以上波长以外，可见光中各种波长的光照都能促使叶绿素形成，光过强反而会发生光氧化而受破坏。

在遮光条件下，集光色素蛋白在光合单位中的相对含量会增加，从而导致结合态叶绿素增加。与此同时，降低了叶绿素的降解和光氧化，所以遮光后叶绿素的含量会增加。遮荫环境下，植物通过增加单位叶面积色素密度和叶绿素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是对弱光环境的一种适应。

1.2 遮光后叶绿素a/b比值的变化

从叶绿素吸收光谱图可知，叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽。在遮光的条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加，所以提高叶绿素b的含量（叶绿素b主要存在于集光色素蛋白中，主要是吸收、传递光能），更利于吸收蓝紫光，所以叶绿素a/b的比值降低，弱光下的吸收能力就增强。

叶绿素a和叶绿素b的合成、分解速度影响了叶绿素a/b的比值，但调节叶绿素a/b的比值主要通过“叶绿素循环”实现[2]。叶绿素a和叶绿素b的相互转化称为“叶绿素循环”，在遮光条件下，叶绿素a向叶绿素b的转化加快（叶绿素a水解形成脱植基叶绿素a，脱植基叶绿素a再转化为脱植基叶绿素b，最后合成叶绿素b），从而降低了叶绿素a/b的比值。弱光下叶绿素b的相对含量增高有其生理适应，有利于对弱光的利用，所以遮光不会减少光合作用所需的叶绿素。

2 遮光对光合速率的影响

2.1 强光对植物生长的影响

植物光呼吸增加，导致大量有机物消耗，从而降低了净光合速率，光呼吸是所有使用卡尔文循环进行碳固定的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程，其发生的场所为叶绿体、过氧化物酶体和线粒体，光呼吸过程中要消耗氧气、能量、[H]，它是卡尔文循环中一个损耗能量的副反应，会抵消约30%的光合作用。光照增强会增加光呼吸消耗的有机物，从而降低了净光合速率。

2.2 光照增强对植物光合速率的影响

光照增强引起温度升高、蒸腾作用增强，叶片细胞失水过多，细胞渗透压升高，引起气孔关闭，导致细胞吸收CO2减少，从而影响卡尔文循环，降低光合作用的暗反应，所以净光合速率降低。光抑制导致光合速率降低，降低净光合速率。

2.3 遮光后，降低光强度对光合速率的影响

在低光照强度时，植物的呼吸作用使消耗的有机物减少，进而增加了光合速率。低光照强度可降低蒸腾作用，细胞渗透压降低，气孔开放，吸收更多的CO2 使光合作用的暗反应增强，进而提高了光合速率，避免强光照射，还会减少叶片、叶绿体、类囊体膜、PSⅡ颗粒或放氧颗粒的光破坏[3-4]。因此，在强光下进行适当的遮光处理，使光照强度接近饱和点，不但不会降低光合速率，反而会使光合速率增加。

3 遮光对植物体内干物质形成的影响

遮光的目的不是单纯地为了减少植物光照的时间，而是为植物的生长创造一个合适的光饱和条件，从而增加植物体内叶绿素的含量，提高光合速率，降低呼吸速率，以达到积累更多有机物的目的。遮光的同时，还可以降低植物生长环境的温度，一般来说，低温有利于植物体内糖类、淀粉类以及植物体内特有的某些物质的积累。如春季和秋季的西红柿口感要比夏季的好，其中一个原因就是春秋季节的光照强度低于夏季，气温也低于夏季，糖类物质得以贮存。

4 参考文献

[1] 李厚华，张万春，葛红心，等.汉中盆地万亩油菜示范片超高产集成配套栽培技术[J].陕西农业科学，2010（2）：215-216.

[2] 祁秀萍，计秀红.油菜高产创建综合栽培技术[J].农业科技与信息，2011（11）：32.

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了解二氧化碳浓度变化对光合作用的影响。

【实验原理】

1.一般说来影响植物光合作用强度的因素分为外界因素和内部因素。外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度，而影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶

片的发育阶段等等。

2.光合作用的强度指标可以从光合作用原料的消耗情况或者是光合作用的产物生成情况上得以反应。

3.陆生植物的叶片一般是浮在水面的，因为气孔和气腔中有空气，使得整个叶片的密度小于水；负压处理后由于气孔和气腔中的空气被抽掉，植物叶片的密度会因为大于水而沉于水底，但一旦随着光合作用的不断进行，叶片的气孔和气腔中又会充满光合作用制造的氧气从而使叶片密度小于水以致叶片重新上浮于水面，进而会形成一个有趣的叶片动态上浮过程。

【实验材料和用具】

大号打孔器、大号注射器、大烧杯、小烧杯、碳酸氢钠、高瓦数聚光灯、小叶女贞叶或者小白菜叶。

【实验步骤】

1.配制浓度梯度为0%、5%、10%、15%的碳酸氢钠溶液50毫

升并分别置于编号为A、B、C、D的四个小烧杯中（为光合作用提供二氧化碳）。

2.选一片生长成熟的小白菜叶，在叶片上用大号打孔器选取适当位置打取足够数量的小圆片（50片左右）。

3.把打好的小圆片放入大号注射器中，加入三分之一的水，装入注射器塞，接着推排出注射器中的空气，再用左手一个手指堵住注射器针空位，右手用力抽拉活塞，可见其中冒出大量气泡。重复几次上述的排气和抽拉动作，直至注射器静止不动，小圆叶片就能够全部沉在水底才停止上述动作。

4.选取上述处理好的叶片各10片，分别放入已经编号的A、B、C、D四个小烧杯中并分散均匀，将A、B、C、D四个烧杯等距

30厘米置于聚光灯边，然后打开聚光灯。

5.观察叶片动态上浮过程，并记录相同时间内A、B、C、D四个烧杯内叶片的上浮情况。

【实验现象】

A、B、C、D四个烧杯中叶片上浮的速度不一样，烧杯中的碳酸氢钠溶液浓度越大，叶片上浮的速度就越快。

【实验结论】

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关键词 楠木；植物生长调节剂；光合特征

中图分类号 S792.99 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）15-0154-02

楠木（Phoebe zhennan）属樟科、楠属，高大乔木，高逾30 m。叶革质，椭圆形，少为披针形或倒披针形。花期4―5月，果期9―10月[1]。楠木是我国特有的树种，位列江南四大名木之首[2]。

植物生长调节剂是通过人工合成的能够调节植物生长发育的激素类化学物质，按其生理功能可分为5类，即生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、乙烯和脱落酸[3]。本研究在3种不同的植物生长调节剂中设置9个不同浓度梯度，通过以光合指标为参考，筛选出最能促进楠木生长的植物生长调节剂浓度。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验所选用的楠木种苗均来自于广东省中山市树木园苗圃三年生袋苗。苗木的苗高、地径基本一致，均定植于规格为直径30 cm、高35 cm的美植袋中，栽培基质用黄心土和高效营养基质土混合，配制比例为10∶1，定植后及时浇水。

将NAA、IAA、ABT-3等3种植物生长调节剂，每种设置3个浓度，每个浓度重复数为10株，共100株。在浇灌植物生长调节剂前每天定时定量浇水，并定期除草、松土，保证苗木生长状况良好，无病虫害。

1.2 试验设计

待植物整体恢复后，选择5株长势较好、生长指标一致的苗木进行本底数据的测定。然后将选定的3种不同植物生长调节剂分别配制成50、100、150 mg/L这3种浓度梯度，另设清水处理作对照（CK），共10个处理。溶液配制完成后，采用灌根法施用。2个月后测定植株的光合特性指标。3次重复。

1.3 试验方法

光合特性指标采用Lico-6400便携式光合仪测定，在9：00―11：00进行，测定时使用LI-6400-2B红蓝光源，设定光照强度为1 000 μmol/（m2・s），叶温为30～35 ℃，相对湿度60%左右，大气CO2浓度400 μmol/（m2・s）。测定指标选用净光合速率[Pn，μmol/（m2・s）]、蒸腾速率[Tr，mol H2O/（m2・s）]、水分利用效率（WUE，μmol/mmol）、Ci/Ca（胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比）和胞间CO2浓度（Ci，μmol CO2/mol）。

1.4 数据处理

本研究采用Excel 2003进行数据处理，采用SAS 8.0进行Duncan检验和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对楠木净光合速率的影响

由图1可知，处理2个月后，浓度为50 mg/L的IAA所处理苗木Pn值最大；浓度为150 mg/L的ABT-3处理的苗木Pn值最小。用ABT-3生根粉处理楠木的Pn值随浓度的升高呈下降趋势，到浓度为100～150 mg/L间下降幅度明显。用IAA处理的楠木Pn值在达到最高值后随着浓度的增加呈下降趋势。用NAA处理的楠木Pn值呈先上升后下降趋势。

2.2 植物生长调节剂对楠木胞间CO2浓度的影响

由图2可知，处理2个月后，浓度为100 mg/L的NAA处理下苗木的Ci值最大；其次由高到低分别是IAA 100 mg/L、IAA 50 mg/L、NAA 50 mg/L、ABT-3 100 mg/L、ABT-3 50 mg/L、NAA 150 mg/L和ABT-3 150 mg/L，IAA 150 mg/L处理的苗木Ci值最小。用3种植物生长调节剂处理的楠木Ci值均随浓度升高呈先上升后下降的趋势。

2.3 植物生长调节剂对楠木蒸腾速率的影响

由图3可知，处理2个月后，浓度为100 mg/L的NAA处理的苗木Tr值最大，浓度为150 mg/L的ABT-3处理下的苗木Tr值最小。用ABT-3生根粉和NAA处理的楠木Tr值随着浓度的升高呈下降趋势，而用IAA处理的楠木Tr值随着浓度的升高一直呈下降趋势。

2.4 植物生长调节剂对楠木胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比的影响

由图4可知，处理2个月后，浓度为100 mg/L的NAA处理的Ci/Ca值最大，浓度为150 mg/L的IAA处理的苗木Ci/Ca值最小。用ABT-3生根粉和NAA处理的楠木Ci/Ca值随着浓度的升高呈先升后降趋势；用IAA处理的楠木Ci/Ca值随着浓度的升高呈先持平后下降趋势。

2.5 植物生长调节剂对楠木水分利用效率的影响

由图5可知，处理2个月后，浓度为150 mg/L的IAA所处理的苗木WUE值最大，浓度为100 mg/L的NAA处理的苗木WUE的值最小。用ABT-3生根粉和NAA处理的楠木WUE值随着浓度的升高呈先降后升的趋势。用IAA处理楠木的WUE值随着浓度的升高呈上升趋势，在100 mg/L和150 mg/L区间内上升趋势明显。对照楠木的WUE值比3种植物生长调节剂处理下的楠木的WUE值都要低。

2.6 植物生长调节剂对楠木光合特性聚类分析

采用3种植物生长调节剂的3个浓度处理2个月后的楠木净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比和水分利用效率5个光合指标进行多性状聚类分析。由图6可知，当阈值确定为0.75时，聚类结果可以分为3类：Ⅰ类为一般促进作用，包括对照CK组；Ⅱ类为中等促进作用，包括浓度为50、100、150 mg/L的ABT-3；浓度为150 mg/L的IAA；浓度为150 mg/L的NAA；Ⅲ类为最有效促进作用，包括浓度为50、100 mg/L的IAA；浓度为50、100 mg/L的NAA。

3 结论与讨论

光合作用为植物生长发育提供物质基础，是衡量植物光合效率的重要指标，外界环境条件以及内部因素的变化都会对其产生重要影响[4-5]。植物生长调节剂也可被称为植物激素，它是在通过人工合成的与植物体内同源激素具有相同功效甚至更为有效的人工合成激素[6-7]。植物生长调节剂可用于对植物体内核酸、蛋白质和酶合成的调控，对植物生长发育过程起到调节和控制作用[8]。植物生长调节剂因其对植物生长显著的控制和调节效果，因而被广泛地应用在林木生产中，研究其在林木生长中的作用是近代植物生理学一重大进展[9-10]。

本研究探讨了不同浓度的3种植物生长调节剂对楠木种光合作用指标的影响。研究结果表明：浓度为100 mg/L的NAA对楠木的净光合速率、胞间CO2浓度和蒸腾速率的促进作用最大。因此，浓度为100 mg/L的NAA对楠木的生长有着较强的促进作用。

本试验仅对3种植物生长调节剂分别设置50、100、150 mg/L这3个浓度梯度，初步得出了最能促进楠木生长发育的生长调节剂的种类及浓度，如果设置更多的浓度处理组，试验结果可能更详细，这方面有待今后研究工作的进一步开展。

4 参考文献

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1996.

[2] 种高军.珍贵树种楠木的育苗技术[J].上海农业科技，2004（6）：94-95.

[3] 杨秀荣，刘亦学，刘水芳，等.植物生长调节剂及其研究和应用[J].天津农业科学，2007，13（1）：23-35.

[4] 刘存宏.18个葡萄品种的光合特性比较[J].中国农学通报，2006（7）：404-406.

[5] 李合生.现代植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2002：19-137.

[6] 王作明，蚁伟民，余作岳，等.豆科植物回接根瘤菌的研究[J].植物生态学，1996（4）：363-370.

[7] 刘坤成.三种植物生长调节剂对格木幼苗生长及生理特性的影响[D].南宁：广西大学，2013.

[8] 傅华龙.植物生长调节剂的研究与应用[J].生物加工过程，2008（4）：7-11.

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具体对植物的影响：

1、光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。

2、植物利用光能将无机物转换为有机物，再把有机物储存起来，以备需要再使用。

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“探究环境因素对光合作用强度的影响”是“光合作用”一节中可以开展的一个探究实验。该实验与生产实际联系紧密，是高中生物学实验教学的好素材，能培养和提高学生实验设计的能力。然而在实际教学中，如果教师按课本内容进行操作，该实验过程复杂、耗时长、很难在一节课内完成。笔者通过改进实验材料和操作方法、优化教学设计，克服了上述困难，将探究实验融入课堂教学，快速获得实验结果，收到了良好的效果。

1 原实验不足及改进

实验材料及实验步骤的不足及改进：教材建议选用菠菜叶作为实验材料，但菠菜叶片较薄，用直径为1 cm的打孔器制取的叶圆片多会卷边或破损，很难保证叶圆片大小一致，且其叶片较小，若全年级开展相关实验，需要大量实验材料，延长了材料制备的时间，影响了实验进程。真空渗水法的原理是通过抽动活塞的方式降低注射器内气压，使常压下隐匿于叶圆片中的气泡变大，最后逃逸出来，而留下的空隙就会被水所占据，从而达到排除叶肉细胞间隙中空气的目的。教材建议采用此方法时，需用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，重复几次使叶圆片内的气体逸出。实际操作时发现，学生一手堵紧注射器前端并握紧注射器，另一手很难同时拉动注射器活塞，常常是堵不紧、拉不动，无法快速抽除叶圆片内的气体，影响课堂实验的进程。

经过多次摸索和试验，用黑藻代替菠菜叶，将黑藻倒置，用排水法观察（图1），无须再准备打孔器与注射器。改进后的实验装置可以一次探究多种外界因素对光合作用强度的影响，包括光照强度、二氧化碳浓度、光质和温度四个因素。

2 教学设计

2.1 教学目标

（1） 知识目标：探究环境因素对光合作用强度的影响。

（2） 能力目标：制定可行的实验方案并进行实验操作；运用数学分析方法处理实验数据。

（3） 情感、态度与价值观目标：体验实验探究的基本过程，形成尊重事实的科学态度。

2.2 教学重点和难点

（1） 重点：设计可行的实验方案及对实验数据的整理和分析。

（2） 难点：变量分析；根据控制变量原则和对照原则，设计探究影响植物光合作用强度的环境因素的实验。

2.3 教学策略

本节课旨在让学生体验科学探究的过程，掌握科学探究的基本方法，最终能够设计出“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验。但对于高一学生来说，一节课中既要能独立选材，又要学会控制变量和设计实验是具有一定难度的。因此，兴趣小组在课前先开展“不同光照强度对光合作用强度影响”的探究活动，在活动中发现问题，修订探究方案，改进实验器材和实验方法。正式上课时，教师再将小组活动成果进行汇报，并引导学生分析的“探究不同浓度CO2对光合作用强度的影响”的实验思路，放手让学生进行自主设计、实施操作，借助现代化手段快速完成数据与图形的转换，构建数学模型，在探究活动中获得知识，达到知识内化和实验能力的养成。

2.4 教学过程

2.4.1 创设问题情境，激发学生探究兴趣

播放当前全球粮食危机的视频，教师提出问题：如何解决粮食危机问题，怎样提高粮食产量？教师引导学生回顾已学知识，从光合作用发生条件和反应原料上分析影响光合速率的因素及影响粮食产量的过程，让学生从原有认知基础出发，构建新知识。

2.4.2 明确探究要求，突破重点（进一步探究二氧化碳浓度对光合作用强度的影响）

（1） 背景资料：

材料与工具：长势和生理状况基本相同的黑藻，10、20、30、40、50、60、70 mmol/L的NaHCO3溶液，长颈漏斗，试管，台灯等。

（2） 问题探讨：

① 自变量、因变量、无关变量分别是什么？如何排除无关变量对实验现象的影响？

② 为黑藻提供不同浓度的NaHCO3，目的是什么？

③ 通过哪种气体产生量来检测黑藻的光合作用强度？

（2） 实验方案的设计：

① 分别取 不同NaHCO3溶液，依次加入到1～7号烧杯中。

② 取 的黑藻，分别放入7只烧杯中，使黑藻与液面距离及在烧杯内静止姿态相同，将烧杯置于台灯下5 cm处呈扇形摆放。

③ 待黑藻在台灯下适应1 min后，开始计数5分钟内产生的氧气数量；将数据记录在实验结果记录表中；汇报实验数据。

（4） 实验结果分析：根据表1中实验数据，在图1中绘制曲线。

（5） 实验结论：在一定范围内，随着 增加，光合作用强度也在 ，超过一定浓度，光合作用强度 。

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【关键词】光合作用 光补偿点 光饱和点 二氧化碳 光照强度

引言

在高中生物的学习过程中光合作用无疑是一大教学重点，特别是针对光合作用随着光照强度、二氧化碳等因素的不断变化而引起的一系列变化更是高考中经常出现的经典例题。为了夯实学生光合作用知识的基础，使学生的生物学科在高考中取得理想的成绩，本文主要对光合作用中对光补偿点与光饱和点具有重要影响的两大因素进行了知识的全面整合，使学生可以准确、清晰地掌握有关于光合作用的知识点。

一、 光饱和与光补偿点的含义

1.光补偿点光，是植物在光合作用中在一定的光照范围下，所吸收的二氧化碳刚好与植物呼吸作用所产生的二氧化碳含量相等。因此植物长时间处于光补偿点的环境中，其有机物的合成与消耗一直处于一种动态平衡的状态，不利于植物的物质积累。

2.光饱和点在一定的光照强度的范围内，植物的光合作用会随着光照强度的增加而不断地提高，但是当光照强度上升到一定的数值时，光合作用速率将趋近于平衡，不再随着光照强度的增加而增加。不同的是，植物的光饱和点的位置并不相同，一般来说阳生植物的光饱和点高于阴生植物。

二、光照强度对于光饱和点与光补偿点的影响

光合速率是我们用来表示光合作用中植物光合速度快慢的一个量，一般来说主要表示的是单位叶面积在单位时间内所吸收的二氧化碳量。生物考试一直将影响光合作用的因素作为一个重要的考点，其中最为常见的就是对于光照强度的考查，因此为了帮助学生们更好地掌握这一知识点，本文首先对光照强度对光饱和点以及光补偿点的影响进行了知识的整合。通过一系列的生物实验探究最终将光照强度与光合速率的关系如图所示。

三、二氧化碳含量对于光饱和点与光补偿点的影响

CO2浓度是影响植物光合作用的重要因素之一，由于其直接参与到光合作用中的暗反应中，因此一般在考查影响光合作用的重要因素时都会与其主要作用以及所引起的植物内部物质的变化进行综合性的考查，因此一直是我们高中生物知识总结中的一大重点知识。CO2浓度对植物的光合作用以及其光照强度之间的变化可以用如下的曲线图进行表示，但值得注意的是下图的绘制旨在设定CO2浓度并没有影响到呼吸作用的大前提下所统计绘制的。

CO2浓度与光合作用速率的关系曲线图如右图所示，根据图中的曲线我们可以看出，在一定的范围内，植物的光合作用强度会随着CO2浓度的升高而升高，因此二氧化碳浓度对植物的光合作用起到促进的作用。而如果在一定范围内提高植物所处环境的CO2浓度，光合作用速率与光照强度关系曲线图，图中各点位置应如下图虚线所示：

a点：不移动。因为CO2浓度的适当提升，不会抑制呼吸作用。b点：向左移。因为CO2浓度的适当增大，光合速率增大，呼吸速率不变。c点：右上方移动。c点光饱和点，其限制因子为CO2浓度或温度，适当提高CO2浓度，可促进植物利用更高的光强进行生命活动。

四、教学反思

通过对光合作用中光照强度以及二氧化碳含量对光饱和点以及光补偿点的影响所进行的知识总结，帮助同学们系统地归纳总结了有关光合作用的曲线图以及知识点，提高了学生对于生物知识综合运用的能力，在日常的测试以及随堂的习题中大大提高了学生做题的准确性。

【参考文献】

[1]人民教学出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.生物3必修《稳态与环境》教师教学用书[M]. 北京：人民教学出版社，2004：32-33.

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关键词：穗状狐尾藻；光合作用；光补偿点；环境因子

沉水植物通过光合作用改善水中的溶氧条件。光合作用受温度、光照和pH值等多种环境因子的综合影响。了解沉水植物的光合特征是解释各种沉水植物在水中的分布格局和群落演替的基础，也是人工配置沉水植物群落时，选择种类及群落种类配置的科学基础。

穗状狐尾藻（MyriophyllumspicatumL.）是一种多年生沉水植物。适应性极强，为世界广布种。在我国分布于南北各地池塘、湖泊、河沟、沼泽中。本实验研究了若干环境因子对穗状狐尾藻光合作用的影响，为沉水植物恢复重建时物种选择及正确选择深度适宜的区域种植穗状狐尾藻提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料及器材

穗状狐尾藻采自重庆大足龙水湖，移植于西南农业大学水产与水文学院的实验池塘中。试验时选取茁壮程度比较一致的植株。

穗状狐尾藻的室内培养在LRH-150-G光照培养箱中进行，光照强度用JD-1A型水下照度计测定，pH值用PH-1S型pH计测定，溶氧用碘量法测定。

1.2试验方法

1.2.1光照、温度对穗状狐尾藻光合作用的影响

选取形状一致、质量（0.3001±0.0008g）相同的新鲜穗状狐尾藻顶枝，向175ml的磨口透明试剂瓶中加入充分曝气的自来水，用小镊子将新鲜穗状狐尾藻顶枝放入黑白瓶中，使其充分舒展开来，且瓶中无气泡。用口向瓶中水体吹气10s，以提供光合作用所需的CO2。瓶子加盖后放置于已调好温度的水浴盆中，并将水浴盆放入光照培养箱中。在5℃，某一光照条件下进行培养，2h后取出，测定瓶中溶解氧的变化，推算在此条件下穗状狐尾藻的净产氧量。通过开灯管数来调节光照强度。用相同方法测定10℃、15℃、20℃和25℃，在不同光照条件下穗状狐尾藻的净产氧量。回归分析计算出穗状狐尾藻在不同温度下的光补偿点[1，2，3]。

1.2.2pH值对穗状狐尾藻光合作用的影响

重庆地区人工水域（池塘、水库等）和自然水域（湖泊、江河）的pH值大多呈中性偏酸，即使在水生植物大量生长季节也很难超过9，据此本试验设定pH值范围为4.1～10.0。

用浓度为0.1N的HCl、NaOH、NaHCO3溶液调节曝气12h的自来水pH值至4.1、5.4、6.4、7.2、8.2、9.1、10.0，分别加入到150ml的磨口透明试剂瓶中。穗状狐尾藻顶枝加入和处理同1.2.1。瓶子加盖后放置于水温为12.5℃的水浴盆中，光照强度设定为6000lx。

1.2.325℃穗状狐尾藻光饱和点的测定

选择水温为25℃时测定穗状狐尾藻的光饱和点，原因是重庆地区常年云雾多、日照少，当水温高于25℃时（8月份），强光照的天数比较多，易引起光抑制。

在8月份，选择光照强烈的晴天中午，于150ml的磨口试剂瓶中装满经充分曝气的自来水，穗状狐尾藻顶枝加入和处理同1.2.1。把瓶加盖横放于室外盆内水浴中。盆内水温用冰块控温，温度控制在25℃±1℃。用遮荫的办法调节光照强度。每次试验曝光时间2h，其间每15min测定一次光照强度，各次测定数据的平均值作为2h试验期间的光照强度。2h后用碘量法测定瓶中的溶解氧含量。推算其在某一光照下穗状狐尾藻的净产氧量，找出光饱和点值。

2结果与讨论

2.1温度和光照强度对穗状狐尾藻光合作用的影响

在不同温度条件下，穗状狐尾藻净产氧量的测定结果如下:

图15℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图210℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图315℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图420℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图525℃时光照度与穗状狐尾藻净产氧量的关系

图6穗状狐尾藻在不同温度下的呼吸耗氧量

由图1～图5可知,在每个温度水平上，光照强度0lx～6000lx时，穗状狐尾藻的净产氧量随着光照强度的增强而增加，穗状狐尾藻的净产氧量与光照度成线性关系。

由图6可知，穗状狐尾藻的呼吸耗氧量随温度的上升而增大。

光补偿点是植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值。对水生植物来说，光补偿点所在深度是光补偿深度，是沉水植物在湖泊等自然水体中向深层分布的界限。在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质。光补偿点以下，植物的呼吸作用超过光合作用，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质。如长时间在光补偿点以下，植株将逐渐枯黄以致死亡。因此植物正常生长所需的最低光照度必须高出其补偿点，由回归方程求得，5℃时穗状狐尾藻的光补偿点为45lx；10℃为173lx；15℃为308lx；20℃为418lx；25℃为495lx。由此可见，穗状狐尾藻的光补偿点随温度的升高而增大。原因是当温度升高时，呼吸作用增强，光补偿点随之上升。

刘国才[4]对白音花水库冰下水生维管束植物的研究表明，穗状狐尾藻的光补偿点为160lx，但未指明水温，但水温应该在0～4℃。刘国才[5]在对冰下水生维管束生产力的研究中测得穗状狐尾藻光补偿点为207lx（2.5℃，pH7.5）。而据任南[6]等人的有关环境因子对东湖几种沉水植物生理的影响研究结果表明，狐尾藻4℃下为2331x；15℃下为4241x；20℃下为658lx。刘国才、任南以及本试验所测得穗状狐尾藻的光补偿点三者之间都存在较大差异，究其原因可能与狐尾藻选材的茁壮程度、材料的处理方法上、试验条件的设定以及长期适应不同地区的生活环境等有关。刘国才冰下水生维管束生产力的研究的试验用水pH为7.5；任南试验所用的穗状狐尾藻取自武汉东湖，东湖整个湖区平均pH为8.5；本试验用水的pH为6.8～6.9。高pH条件下，水中缺乏无机碳源会抑制光合作用。而酸性条件下无机碳源（CO2、HCO3-）要丰富些，有利于光合作用的顺利进行。刘国才所用的穗状狐尾藻取自内蒙古；任南是从武汉东湖采集的；本试验所用的穗状狐尾藻采自重庆大足龙水湖，移植于校内实验池塘中暂养。因穗状狐尾藻长期适应不同地区的生活环境导致所测得的结果存在较大的差异。

2.2pH值对穗状狐尾藻光合作用的影响

图7不同pH值下穗状狐尾藻净产氧量的变化

由图7可知，穗状狐尾藻净产氧量在pH值为5.4时最大。pH值为5.4～6.4时，光合作用旺盛。在pH值为5～10时，随着pH值的增加，穗状狐尾藻的光合作用强度降低，在碱性条件下净产氧量出现负值。该现象可以从两方面解释，一是在酸性条件下，穗状狐尾藻有充足的碳源（CO2和HCO3－）可以利用，有利于光合作用的进行，而在碱性条件下，可利用碳源不足，光合用受限制[33]；二是试验开始时穗状狐尾藻已经在池塘里生长了一个半月，完全适应了池塘的水环境。学校池塘的特点是水位低，池水主要靠降雨来补充，试验过程中测得试验池塘的pH值为6.2。这些可能是穗状狐尾藻在偏酸的水体中光合作用较旺盛的原因。

苏胜齐等[7]有关pH值对菹草光合作用影响的试验表明，在pH为5～11时，随着pH值的增加，菹草光合作用强度降低，二者呈负相关。由此可见菹草也适宜在中性偏酸的环境中生长。

2.325℃穗状狐尾藻的光饱和点

图825℃时光照强度与穗状狐尾藻净产氧的关系

在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值称为光饱和点。

由公式计算可知，在水温25℃时穗状狐尾藻的光饱和点为58,136lx。由图8可知，当光照强度超过饱和光照强度后，随着光照强度增加，穗状狐尾藻的光合速率明显下降。穗状狐尾藻的光合作用表现出强光抑制现象。

3结论与讨论

3.1穗状狐尾藻光合作用的光补偿点和光抑制

在温度5℃、10℃、15℃、20℃和25℃，光照0～6000lx时，穗状狐尾藻的净产氧量随光照的增强而升高。回归分析计算出穗状狐尾藻在不同温度下的光补偿点，分别为45lx、173lx、308lx、418lx、495lx。穗状狐尾藻生长的光补偿点随水温的上升而逐渐增加。由此可知，低温季节穗状狐尾藻对水体透明度的要求不高；高温季节则须采取措施提高水体的透明度，这样才有利于穗状狐尾藻的生长[8，9]。在富营养化环境中，沉水植物要维持对藻类的优势，必须在水表形成冠层并具备相对高的丰度[10]。要在水表形成冠层并具备相对高的丰度，光合作用就应该有较小的强光抑制。试验表明穗状狐尾藻存在光抑制现象（水温25℃，光饱和点为58,136lx），但在全光照条件下仍能保持一定光合速率。

3.2穗状狐尾藻的光合作用对pH条件的适应

穗状狐尾藻的光合作用在中性偏酸的水体中较旺盛。在pH值为5～10，随着pH值增加，穗状狐尾藻光合作用的强度降低。李恒[11]在对云南高原湖泊中植物研究时发现pH值高达9.2的水体中仍有穗状狐尾藻生长，任南等人的研究表明，穗状狐尾藻具有较强的耐受水体高pH值的能力[4]。综合上述试验结果及他人的研究成果，认为穗状狐尾藻能够耐受较宽的pH值范围。

综上所述，穗状狐尾藻由于具有较低的光补偿点、对pH值有较大范围的耐受能力以及非光合茎的存在（非光合茎对植株在深水地段定居生存有重要的生态适应意义。穗状狐尾藻茎植株下部可形成没有叶片的茎，称为非光合茎。其暗呼吸只是光合茎的19.1％[12]，能量消耗较低。因此非光合茎的存在，使得穗状狐尾藻可扎根在更深的水底，在较深的水体中生存。一般认为，3倍透明度以下水草难以生存[10]。滇池目前水体的透明度只有40～45cm，原有的绝大多数沉水植物都已消失，但在一些水深2.5m的水域仍有穗狐尾藻生长[13]，在水生植被的恢复工程中可作备选择的物种之一。还应注意，植物群体的光补偿点较单株为高。因为群体内叶子多，相互遮荫，当光照度弱时，上层叶片还能进行光合作用，但下层叶片呼吸作用强，光合作用弱，所以整个群体的光补偿点上升。这一点在确定沉水植物适宜种植水深时不能忽视。

参考文献

1陈开宁,强胜,李文朝.蓖齿眼子菜的光合速率及影响因素[J].湖泊科学,2002,14(4):357-362

2金送笛,李永函,王永利.几种生态因子对菹草光合作用的影响[J].水生生物学报，1991，15(4)：295-302

3陈鸿达.11种沉水植物的生产力[J]海洋与湖沼,1998,19(6):525-531

4刘国才.白音花水库冰下水生维管束植物的研究[J].华北农学报，1994，9（1）:121-125

5刘国才,金天明,崔雅杰.冰下水生维管束植物生产力的研究[J].水生生物学报，1996，20(4):383-386

6任南,严国安,马剑敏,等.环境因子对东湖几种沉水植物生理的影响研究[J].武汉大学学报（自然科学版）,1996,42(2):213-218

7苏胜齐，姚维志.环境对菹草生长和繁殖的影响及菹草对富营养化水净化能力的研究[D].西南农业大学,2001:9-27

8陈开宁,强胜,李文朝.蓖齿眼子菜的光合速率及影响因素[J].湖泊科学,2002,14(4):357-362

9陈开宁.篦齿眼子菜生物、生态学及其在滇池富营养水体生态修复中的应用研究[D].南京农业大学,2002：18-22,58-72

10刘建康.高级水生生物学[M].北京：科学比版社,1999,137,225-240

11李恒.云南横断山脉山区湖泊水生植被[J].云南植物学研究，1987，9(3):257-270

篇8

但是,绿色植物的光合作用是微观的生命活动,内容抽象。对初中学生来说,要正确、全面地理解具有较大的难度。如何从学生认知发展规律出发,逐步呈现相关知识是值得研究的。

苏科版初中生物教材,对光合作用知识的安排非常合理,是学生学习了生物与环境、生态系统之后,从生物、环境中获取物质和能量的角度进行阐述的。笔者认为美中不足的是对人类认识光合作用的过程没有作出一定的叙述,并依此逐步呈现相关知识以及教学的时间是在七年级第一学期末的12月份底,冬季对光合作用的实验有一定的影响。

七年级学生的认知水平基本上是知道植物会进行光合作用,植物会吸收二氧化碳并放出氧气,并且大多数学生就认为植物吸收二氧化碳,放出氧气就是光合作用。先入为主,根深蒂固。以至于一部分学生在学过光合作用知识以后仍是这样认为的。所以,让学生认识光合作用产生有机物并实现光能转化是初中生物学教学的重点,为学生升入高中进一步学习打好基础。

从人类认识光合作用的历史过程看,比较复杂:

一、时间:两千多年前,亚里士多德(Aristotle)对植物营养的说法

早在两千多年前,人们受古希腊著名哲学家亚里士多德的影响,认为植物是由“土壤汁”构成的,即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。

二、时间:1648年,海尔蒙特(Helmont)的实验过程

海尔蒙特提出了水参与植物有机物合成的观点,但是没有考虑到空气对植物体内物质形成所起的作用。

三、时间:1771年,普利斯特里(Priestley)实验

最先用实验方法证明绿色植物从空气中吸收养分的是英国著名的化学家约瑟夫・普利斯特里。但他只是知道植物能净化空气,更新空气,但不知更新了空气的哪种成分;也没有发现阳光在这个实验中的关键作用。随后有人重复普利斯特里的实验,得出与他相反的结论,认为植物不仅不能把空气变好,反而会把空气变坏(这是由于植物同样有呼吸作用的缘故)。而这一现象连普利斯特里本人也难以解释。

这种截然不同的结论引起人们的极大关注,导致了1779年荷兰的简・英格豪斯进行了一系列实验,他的实验证实了普利斯特利的实验结果,确认植物对污浊的空气有“解毒”能力,同时指出这种能力是太阳光照射植物的结果,从而证明绿色植物只有在光下,才能把空气变好。

四、时间:1864年,萨克斯实验

萨克斯的实验使人们认识到,绿色植物在光下不仅能够释放氧气,而且能够合成淀粉等物质,供给植物生长发育等生命活动。1897年,人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用。这样,柳苗的生长之谜也终于被揭开了。

五、时间:1880年,恩吉尔曼(C.Engelmann)实验

证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体由光照引起的。

六、时间:20世纪30年代,美国科学家鲁宾和卡门的实验

1939年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)利用同位素标记法进行了探究。实验证明光合作用释放的氧气来自水。

美国科学家卡尔文等人用小球藻(一种单细胞的绿藻)做实验,探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。

很显然,以上第六点是今后高中学习的内容,初中生物学教学不应涉及,第五点也没有必要重点去讲述,教材要求重点理解并掌握的是第四点:萨克斯实验即光合作用实验。但如教材从海尔蒙特(Helmont)的实验直接跳到光合作用实验,笔者认为知识呈现显得有点突兀,不利于让学生从已知的知识过渡到新的知识。

所以,在教学过程中,向学生详细介绍第三点的相关内容是非常必要的。普利斯特里(Priestley)实验让学生知道“植物会吸收二氧化碳并放出氧气”或是“净化空气”这个已有知识的来源。有人重复普利斯特里的实验得出相反结论能让学生充满好奇心,了解植物也是有呼吸作用的(这一点对于很多学生来说是很容易被忽略或误解的)。这一知识为引入光合作用的条件――光照做好铺垫,也为下一章节《能量与呼吸》做好准备。荷兰的简・英格豪斯进行的一系列实验,是让学生知道光合作用条件的光照的必要性,在光合作用中引入能量转化的概念。在这个基础上,呈现光合作用实验的知识才显得顺理成章。

高质量地完成光合作用实验的教学任务是本节知识的关键所在。为图省事,播放实验录像的教学效果是不能代替学生亲自实验的效果的。但是教材安排的内容与季节不符。时值冬季,教材使用的“经典材料”天竺葵在这个时候几乎是无处可觅的;温度条件也制约光合作用的强度和实验时间。所以,选择合适的光合作用材料比较重要,小青菜或吊兰等容易寻找的材料都是可以的。选取的植物叶片不宜太幼嫩或太老。太幼嫩的叶片制造有机物不多,遇碘反应效果不明显,且老叶脱色不容易。温度和光照强度可以用白炽灯来控制。

做好实验是让学生得出光合作用的产物不仅仅是以前知道的氧气,还有更重要的是产生了有机物。是有机物的产生实现了物质的转变;是有机物的产生实现了能量的转化;是有机物的产生明确了生物圈中人、动物、微生物和绿色植物的关系。

总而言之,绿色植物的光合作用内容抽象,选择性地借助人类对光合作用历时三百多年的研究呈现知识,比较尊重学生认知发展规律,也能让学生知道经过这么多位科学家的共同努力,才对其生理过程有了比较清楚的认识。这里不仅包含着科学家们的艰辛劳动与智慧,还与社会科学技术的进步与发展密切相关。

参考文献:

[1]李荣季.《“光合作用”的实验改进》.《生物学教学》.2006年07期.

[2]《植物“光合作用”实验材料探寻》.《生物学通报》.1999.6.

篇9

关键词：细胞呼吸；色素；稳态调节

一、细胞呼吸在生产、生活中的应用

1.选用“创可贴”、透气的消毒纱布包扎伤口，为伤口创造透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，有利于伤口愈合。

2.生产各种酒、味精，是利用酵母菌、谷氨酸棒状杆菌等的无氧呼吸，然后进一步加工而成。

3.作物栽培过程中要及时松土，目的是促进根系的有氧呼吸，进而促进水和无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根系进行无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，使根腐烂。

4.提倡有氧运动的原因之一是不会因剧烈运动发生的无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力。

5.种子只有处于风干状态才能储藏，这样做能使种子的呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用释放的热量使种子堆中的温度上升，就会进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。

6.在水果和蔬菜的保鲜过程中，常通过控制呼吸作用来降低其代谢强度，达到保鲜的目的。如某些水果和蔬菜可放在低温条件下或降低空气中的含氧量或增加二氧化碳的浓度等措施来降低呼吸作用的强度，从而使整个器官的代谢水平降低，延缓衰老。

7.大棚蔬菜需要控制温度。通常情况下，在阴天或晚上适当降低温度，可以降低呼吸作用的强度，从而减少作物对有机物的消耗。

二、光合作用原理在生产、生活中的应用

（一）从影响光合作用的因素方面考虑

1.光照：直接影响光合作用的光反应，进而影响其暗反应。增加光照强度或延长光照时间，就能增加光合作用的产物。例1.通过一年多茬种植，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，达到增产的目的。例2.生产上适当间苗、修剪、合理密植等措施就是为了增加光合作用的面积，达到增产效应。

2.二氧化碳浓度：直接影响光合作用的暗反应。生产上提倡施用有机肥或温棚内适当增加二氧化碳浓度，以促进暗反应，直接提高光合作用的产量。

3.温度：影响光合作用过程中有关酶的活性。生产上大棚内白天适当提高温度，以提高蔬菜光合作用的强度；夜间适当降低温度，以降低呼吸作用的消耗，便于有机物的积累。

4.叶龄：叶片在不同生长发育阶段叶绿素的含量、叶片的有效光合面积不同，因而对光合作用的影响也不同。所以生产上在农作物、果树、花卉管理后期要适当摘除老叶和残叶，以确保光合作用的高效性。

5.水：直接或间接影响光合作用。水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用的光反应，进而影响其暗反应中三碳化合物的还原，引起光合作用的产物减少；同时又会导致叶片气孔关闭，限制二氧化碳的进入，从而间接影响光合作用的暗反应。因此在生产中要合理进行灌溉。

6.矿质元素：直接或间接影响光合作用。N、P、K被称为农业三要素，分别作用于植物的叶、根和茎。其中N和P是构成蛋白质、核酸及ATP的元素；K参与糖类的转变和运输；P是构成细胞膜及各种细胞器膜的主要成分；Mg是合成叶绿素必不可少的元素，因此生产上要合理施肥。

（二）从不同色素对可见光的吸收情况不同方面考虑

绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。因此温室大棚种植花卉或蔬菜时应选择无色塑料薄膜（因为日光中的各色光均能透过），使光合效率最大化。

三、稳态调节在生活中的应用

稳态是人体进行正常生命活动的必要条件，人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。现举例如下：

1.空调病：长时间在空调环境下工作学习的人，因为空间相对封闭，造成空气不流通，导致病原微生物滋生，加之室内外温差较大，人体适应不良，容易引起鼻塞、头晕、打喷嚏、耳鸣、乏力、四肢酸痛等症状。建议尽量少用空调，通过多开窗通风来降温。

2.组织水肿：在不同条件下组织液渗透压升高或血浆渗透压下降，引起水分移动，使血浆、细胞内液中的水分渗透到组织液中导致组织液的量增加，即组织水肿。引起组织水肿的主要原因包括以下几个方面：

（1）过敏反应：过敏反应中组织胺释放引起毛细血管的通透性增强，血浆蛋白进入组织液使其浓度升高，这时组织液大量吸水造成水肿。

（2）毛细淋巴管受阻：当毛细淋巴管受阻时，组织液中大分子的蛋白质不能回流到毛细淋巴管而使组织液浓度升高，从而导致水肿。

（3）细胞代谢过于旺盛：使代谢产物增加，引起组织液浓度升高。

（4）营养不良：当血浆蛋白减少或细胞内蛋白质的合成减少时，使血浆浓度降低或细胞内液浓度下降，水分进入组织液。

（5）肾小球肾炎：使毛细血管的通透性增强，血浆蛋白随尿液排出体外，引起血浆浓度下降，组织液浓度相对增大，吸水能力增强。

因此，在日常生活中若在一段时间内出现组织水肿，要及时就医，避免耽误病情。

综上所述，生物知识在实践中的应用范围极为广泛，学好生物功在当代，利在千秋。

篇10

一、典型例题

例1 将某一绿色植物置于密闭玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8mg；如给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少36mg。据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg。请回答：

（1）上述条件下，比较光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度是_______的。

（2）在光照时植物每小时葡萄糖的净生产量是_________mg。

（3）若一昼夜中先光照4h，接着放置在黑暗的条件下20h，该植物体内有机物含量的变化是_________。

【解析】 光合作用强度大小的指标一般用光合速率表示。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。由于绿色植物每时每刻（不管有无光照）都在进行呼吸作用，分解有机物，消耗氧气，产生二氧化碳；而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，只在有光条件下才能进行。也就是说植物在进行光合作用吸收二氧化碳的同时，还进行呼吸作用释放二氧化碳，而呼吸作用释放的部分或全部二氧化碳未出植物体又被光合作用利用，所以人们把在光照下测定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用从外界吸收的量，没有把呼吸作用产生的二氧化碳计算在内）称为表观光合速率或净光合速率。如果我们在测光合作用速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率。即：

真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率

具体可表达为：真正光合作用CO2的吸收量=表观光合作用CO2的吸收量+呼吸作用CO2释放量

如果将上述公式推广到氧气和葡萄糖，则得到下列公式：

真正光合作用O2释放量=表观光合作用O2释放量+呼吸作用O2吸收量

真正光合作用葡萄糖合成量=表观光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量

根据上面的分析和题意可知，光照时葡萄糖净（表观）生产量是光合作用每小时产生的真正的（总的）葡萄糖量减去呼吸作用每小时消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量与CO2量求解有直接关系，可通过CO2量的变化推测有机物（葡萄糖）含量的变化。

（1）先利用化学方程式计算出光照条件下，光合作用每小时真正产生30mg葡萄糖需要消耗的CO2量。

从上面计算结果可知，植物真正产生30mg的葡萄糖，需要44mg的CO2，而实际上容器内CO2的含量每小时只减少36mg，还有44－36=8mg的CO2来自光照条件下呼吸作用释放出来的。与题目交待的不给光照时（只能进行呼吸作用）产生的CO2量相等。所以在该条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度是相等的。

（2）由呼吸作用每小时产生的CO2的量是8mg，计算出消耗的有机物葡萄糖量，题目交待光照时，植物每小时真正（总的）能产生葡萄糖30mg，呼吸作用消耗5.5mg，则净生产量为30－5.5=24.5mg。

此问还可以根据CO2的实际减少量来计算，题目交待在光照条件下容器内的CO2的含量每小时减少36mg，这是与植物的呼吸作用无关的，减少的CO2已作为光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是净产生的葡萄糖，具体计算如（1）。

（3）根据上述（1）（2）的计算结果，可知一昼夜（24h）中，4h制造的葡萄糖总量为4×30=120mg，消耗总量为24×5.5=132mg，两数说明该植物体内有机物含量减少。或者先计算4h产生的葡萄糖量为4×24.5=98mg，再计算20h黑暗（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量为20×5.5=110mg，然后再比较这两个数据，可得出同样结论。

【答案】（1）相等 （2）24.5 （3）减少

例2 将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中。研究在10℃、20℃的温度下，分别置于5000lx、20000lx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用，结果如图所示。请分析回答：

（1）该叶片的呼吸速率在20℃下是10℃下的______倍。

（2）该叶片在10℃、5000lx的光照下，每小时光合作用所产生的氧气量为____mg。

（3）该叶片在20℃、20000lx的光照下，如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为______mg。

【解析】 这道题是与坐标曲线图相结合的问题，与例1相比，主要有两点不同：一是例1是以光合作用与呼吸作用过程中CO2量的变化作为计算依据，而此题是以O2量的变化作为计算依据。具体怎样分析及所要用的公式前面的叙述中已经提到。二是此题所需的数据及其他信息要从图形中去找。所以要解答此题要求学生具有较高的识图、图像思维转换和与化学知识相结合的综合能力。

分析题中两图可知，A图实际表示了黑暗条件下只有呼吸作用两种不同温度条件下的呼吸速率。由于题目没有特别交待，人们一般认为呼吸速率不受光照影响，光照条件下10℃和20℃时的呼吸速率仍然可表示为0.5mg O2・h-1，即后者是前者的3倍。

B图较复杂，由于在光照条件下，植物体既有光合作用，又有呼吸作用，图中所示的O2释放量应是光合作用释放量减去呼吸作用消耗量的“净量”，从图中可得10℃、5000lx的光照下O2释放“净量”为3.5mg O2・h-1。再从上图分析可知，在10℃下呼吸作用吸收0.5mg O2・h-1，利用前面分析时用到的公式，则此时光合作用实际释放O2每小时为3.5+0.5=4.0mg。同理，不难求得20℃、20000lx条件下光合作用实际每小时释放O2量为：6+1.5=7.5mg，运用光合作用反应式可得此时光合作用每小时合成葡萄糖量为：7.5×180／32×6≈7.03mg。

【答案】（1）3 （2）4 （3）7.03

二、适应性训练

假设某植物光合作用制造的有机物仅有葡萄糖，呼吸作用利用的有机物也只有葡萄糖。将此绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少了180mg，放在黑暗条件下，容器内CO2含量每小时增加40mg。

（1）若测得该绿色植物在上述光照条件下每小时制造葡萄糖225mg，则上述光照条件下每小时通过呼吸作用释放的CO2的量为_________mg。

（2）其他条件不变，将此植物置于光照条件下1h，再置于黑暗条件下4h，此植物体内有机物含量变化情况是_________，具体数值为_________mg。