三优评选 光合呼吸中一类坐标曲线题的解法

1、教学论文光合呼吸中一类坐标曲线题的解法作者姓名：许 华单 位：濮阳市油田第四高级中学邮 编：457001 职 称：中教一级 联系电话：邮 箱：yanwuxuhu光合呼吸中一类坐标曲线题的解法许 华 （濮阳市油田第四高级中学）摘 要：光合作用和呼吸作用是绿色植物新陈代谢的两个重要方面，通常用CO2的释放量和吸收量的变化曲线来反映绿色植物在一昼夜（24小时）中两项生理活动的变化情况，本文对此类题的解法作出一些列举。 关键词：光合作用和呼吸作用；CO2的释放量和吸收量；解法光合作用和呼吸作用是绿色植物新陈代谢的两个重要方面，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

2、二氧化碳；而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，但只在有光条件下才能进行。两者既相互矛盾，又有一定的联系。一昼夜24小时中最明显的变化是光照和温度，特别是光照的变化。而光照和温度的变化会影响光合作用，植物在一昼夜中夜间无光不进行光合作用，早上随光照增强，光合作用增强，傍晚光照逐渐减弱，光合能力减小；温度影响呼吸作用，白天温度高，呼吸作用强，夜间温度低，呼吸作用弱。中午前后，由于气温高，蒸腾作用加强，植物体内水分供应不足，引起气孔关闭，使CO2供应不足，另外光合作用产物淀粉等不能及时运走，积累在叶肉细胞中，阻碍细胞CO2的运输，最终降低光合速率，呈现“午休”现象。通常用CO2的释放量和吸

3、收量的变化曲线来反映绿色植物在一昼夜（24小时）中两项生理活动的变化情况，笔者对此类题的解法作出一些列举。1. 例题和解析例1：下图为植物在夏季晴天的一昼夜内CO2吸收量的变化情况，正确的判断是（ ）该植物进行光合作用的时间区段是bg；植物在a和h时刻只进行呼吸作用，不进行光合作用；影响bc段光合速率的外界因素只有光照强度；ce段与fg段光合速率下降的原因相同；若c、f时刻的光合速度相等，则植物呼吸速度为c时刻大于f时刻；该植物处在生长时期；ce段下降是由于气孔关闭造成的ABC D答案及解析：选D。从曲线可以读出a和h时刻没有光照，只进行呼吸作用，不进行光合作用，正确；该植物进行光合作用的时间

4、区段是ah，错误，排除A和C项；再判断，ce段光合速率减慢是由于夏季中午，温度过高，气孔关闭，吸收的CO2减少，使暗反应速率减慢，而fg段光合速率减慢是由于光照强度减弱，影响光反应的速率，不正确正确。所以选D项。另影响bc段光合速率的外因还有温度、CO2浓度等；因横坐标以上曲线与坐标所围成的面积大于横坐标以下曲线与坐标轴所围成的面积，则正确。例2：将两株植物放在封闭的玻璃罩内，用全素营养液置于室外进行培养（如甲图所示），假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同，且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计。现用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如

5、乙图曲线。请据图分析回答：（1）上图显示，影响光合作用的外界因素有 等。（2）BC段与AB段相比说明 能影响 的活性。CD段与AB段相比，曲线上升较缓，其原因是 。（3）D点时植物生理活动过程的特点是_ _。（4）EF段说明此时植物光合作用速度_(填“较快”或“较慢”)，EF段与DE段相比，其叶肉细胞中C5的含量较_ _；若此时的植物是大豆，那么将之换成甘蔗，则F点将_（填“上移”或“下移”）。（5）24点与0点相比，植物体内有机物总量的变化情况是 。答案：（1）光照强度、CO2浓度；（2）温度，呼吸作用酶，光合作用吸收部分的CO2；（3）光合作用与呼吸作用速率相等；（4）较慢，多，下移；（5

6、）减少。解析：由光合作用和有氧呼吸的过程可知：当植物只进行光合作用或呼吸作用时（若不考虑其它因素），则CO2将分别会匀速减少或增加；当光合作用大于呼吸作用时，甲装置中的CO2会降低，反之CO2会升高。其变化可通过CO2浓度测定仪测出。解题时首先必须明确这个道理，其次还必须读懂图乙曲线的变化走势与时间点的对应关系。（1）由图和题干可知，影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度等。 （2）BC段与AB段相比，曲线上升较缓，其对应的时间段为夜间25点左右，此时植物只进行呼吸作用，故其原因只能是夜间温度较低影响了呼吸酶的活性，从而影响了呼吸作用的进行。CD段与AB段相比，其对应的时间段为夜间57点

7、左右，此时植物既进行呼吸作用，又进行光合作用，但呼吸仍大于光合，由于光合作用吸收部分的CO2，因此CO2的浓度上升缓慢。（3）D点为曲线的最高点，过了D点后曲线开始下降，故D点时光合作用与呼吸作用速率相等。（4）曲线EF段下降幅度比DE缓，说明此时植物光合作用速度较慢，其原因是中午植物出现了“午休”现象，叶肉细胞中C5的含量较DE段会增多。若此时的植物换成甘蔗，因为甘蔗为C4植物，其能够利用较低浓度的CO2进行光合作用，故F点将下移。（5）24点与0点对应的CO2量分别为A、H点，其中24点时的CO2量高于0点的，故此时植物体内有机物总量要比0点时减少。2方法和步骤凡坐标都离不开点和线，因此“

8、识标、明点、描线、成面”是解决此类题目的一般方法和步骤。识标是基础。仔细识别坐标图中纵坐标、横坐标所表达的变量，找出纵、横坐标之间的联系，是解答此类题目的基础。坐标上的曲线，实际上是“横坐标”对“纵坐标”的影响，只有搞清楚图像表示的意义，才能正确地理解题意，才能正确地分析、解答问题。纵坐标与横坐标之间的关系，有的是比较明显的，而有的关系则比较隐藏，需利用所学的生物学基础知识联想、推理，找到横与纵坐标联系的“桥梁”，通过“桥梁”将二者挂起钩来，找出纵、横坐标真正表达的变量，才能真正找到纵、横坐标之间的联系。如例1图，横坐标表示的是时间，纵坐标表示CO2的吸收量，时间与CO2的吸收量没有直接的联系

9、，只有明确横坐标的时间实质代表的一天中光照强度的变化，纵坐标的CO2的吸收量，代表的是净光合作用的速率，才能将图中曲线的含义理解清楚。明点是关键。坐标图上的曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点的集合中，有些特殊点，如曲线的起点、转折点、终点、曲线与纵横坐标，以及其它曲线的交叉点等，它们隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解答此类题目的关键。我们仍以例1图的坐标曲线为例，图中a点时刻以及a点以前时刻和h时刻以及h以后时刻，因为没有光照，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，b时刻和g时刻，由于CO2吸收量为0，则表明植物此时刻的净光合作用的速率为0，即表示植物的光合作

10、用和呼吸作用相等，此时刻的光照强度为该植物的光的补偿点，c点表示此时刻的光合速率最高，即此时的光照强度为该植物的最适光照强度，为该植物的光的饱和点。描线是根本。坐标曲线题最终考查的还是对曲线的理解，以及对坐标曲线形状、数值的正确描述。如曲线的走势怎样？曲线何时开始上升？何时趋向平缓？何时出现转折？引起转折的原因是什么？等，这是解答此类题目的根本所在。仍以例1图中坐标曲线为例，a时刻及以前、h时刻及以后，由于没有光照，植物只进行呼吸作用。ac段，由于植物接受到的光照强度逐渐增强，因而光合作用也逐渐增强；ab、gh段，由于光合作用速率小于呼吸作用的速率，CO2的吸收量为负值；b、g时刻光合作用与呼

11、吸作用速率相等；ce段光合速率减慢是由于“午休”现象，影响暗反应的速率，则C3化合物减少，而fg段光合速率减慢是由于光照强度减弱，影响光反应的速率，则C3化合物增多。 成面是手段。坐标曲线图中的曲线与坐标轴所围成的面积，往往表示有特殊的含义，只有明白所围成的面积的含义，才能找到解决问题的方法，所以成面是解答此类题的手段之一。如例1图中曲线与纵坐标和横坐标围成的面积的含义分别为，在横坐标以下表示相应的时段内有机物（以CO2的吸收量表示）的净消耗量，在横坐标以上表示在相应的时段内，有机物（以CO2的吸收量表示）的净积累量，则横坐标以上曲线与坐标所围成的面积减去横坐标以下曲线与坐标轴所围成的面积表示一昼夜中的有机物的积累量，某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了下图（1）所示的装置。实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如下图（2）所示曲线。试回答下列问题：图（1） 图（2）从图可知一天中光合作用开始于 点，结束于 点，一天中干重最多的时间大约在 点。图二曲线表明68h时，小室内氧气减少量逐渐减小，其可能的主要原因是 。曲线中表明中午12h左右光照最强，光合作用释放的氧气量反而降低（呈“午休”现象），产生这一现象的主要原因为 。如果以甘蔗幼苗代替大豆幼苗，“午休”现象