论文部分内容阅读
光合作用是植物、藻类利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环,光合作用是必不可少的。
光合作用速率是光合作用量的指标,通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数来表示,由于植物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,这些二氧化碳未出植物体又被光合利用,所以,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,称为表观光合速率,真正光全速率是指植物在光照下实际把二氧化碳转化成有机物的量,即在单位时间内叶面积从外界吸收和自身呼吸释放的二氧化碳的总量。
影响光合速率的因素有很多方面,有外部因素也有内部因素,如:从内因方面来说,植物的种类不同,光合速率不同,同一植物在不同的生长发育阶段,同一植物不同部位的叶片,同一叶片的不同生长发育时期,光合速率都有明显差异。而从外部环境方面来说,空气中二氧化碳的浓度,土壤中水分的多少,光照的长短与强弱,光的成分以及温度的高低等,都是影响光合作用的外部因素。
还有温度对光合作用的影响,由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分,光反应主要涉及光物理和光化学反应过程,尤其是与光有直接关系的步骤,不包括酶促反应,因此光反应部分受温度的影响小,甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应,明显地受温度变化影响和制约。除了少数的例子以外,一般植物可在10~35℃下正常地进行光合作用,其中以25~30℃最适宜,在35℃以上时光合作用就开始下降,40~50℃时即完全停止。在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进行。光合作用在高温时降低的原因,一方面是高温破坏叶绿体和细胞质的结构,并使叶绿体的酶钝化;另一方面是在高温时,呼吸速率大于光合速率,因此,虽然真正光合作用增大,但因呼吸作用的牵制,表观光合作用便降低
下面就用分别从内因的叶片年龄与外因的光照强度两个方面来探究他们对光合作用速率的影响。
一、光照强度对光合作用的影响
光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率,在其他条件下都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度提高而加快,开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点,在光饱和点以下,随着光照强度减弱,光合速率减慢,当减弱到一定光照强度时,光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放二氧化碳的量处于动态平衡,这时的光照强度称为光补偿点,此时植物制造的有机物量和消耗的有机物量相等。据研究,不同的类型的植物的光饱和点和补偿点不同的,阳性植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴性植物。
探究的程序如下:
1.取生长旺盛的绿叶,用直径为1厘米的打孔器打出小圆形的叶片30片;
2.将小圆形叶片置于注射器中,并让注射器吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手堵住注射器的前端的小孔并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出;
3.将内部气体逸出的小圆形叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水,所以全都沉到水底;
4.取3只小烧杯,分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水(可事先吹入);
5.分别向3只小烧杯中各放10片小圆形叶片,然后分别对这3个实验装置进行强、中,弱三种光照(可用相同功率的白炽灯泡,通过距离叶片的远近来调节);
6.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量;最后可得出如下结论:光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率。在其它条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度的提高而加快。
二、叶片年龄对光合作用强度的影响
探究程序如下:
1.准备三只洁净的无色的小三角瓶,编成三组;
2.取3只小烧杯,分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水(可事先吹入)并把三角瓶移入25度的温水中水浴,使每只瓶中的水温达到相同的25度;
3.选取一株植物的幼叶、健壮成年叶片、明显衰老的叶片各一片,分别用打孔器制取小圆片10片;
4.把每种叶片的小圆片分别放入盛有清水的注射器内,用手指堵住前端的小孔,用力向后拉活塞,把叶肉细胞间隙中的气体抽出,要反复几次,直至叶片迅速沉入水中为止,这时叶内气体基本抽出,其空间被水填充。
5.分别把每种叶的10片小圆叶,装入每组的瓶中,叶片应迅速沉入水底,
6.把所有处理快速装好后,一齐移入强光下,仔细观察小叶边缘有什么现象发生及出现的时间,观察小圆片浮上的时间。
通过观察,可以得出以下的结论:对于植物来说,叶龄不同,光合作用强度不同,一般情况下幼小的叶片,光合作用的结构及其机能尚未发育完善,光合能力较低,生长发育所需要的有机物不能自给自足,随着叶片生长到接近最大面积左右,光合作用强度才达到最大值,随着叶片的老化,光合作用强度又会逐渐的减弱。
(作者单位:河南省舞阳县第三高级中学)
光合作用速率是光合作用量的指标,通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数来表示,由于植物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,这些二氧化碳未出植物体又被光合利用,所以,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,称为表观光合速率,真正光全速率是指植物在光照下实际把二氧化碳转化成有机物的量,即在单位时间内叶面积从外界吸收和自身呼吸释放的二氧化碳的总量。
影响光合速率的因素有很多方面,有外部因素也有内部因素,如:从内因方面来说,植物的种类不同,光合速率不同,同一植物在不同的生长发育阶段,同一植物不同部位的叶片,同一叶片的不同生长发育时期,光合速率都有明显差异。而从外部环境方面来说,空气中二氧化碳的浓度,土壤中水分的多少,光照的长短与强弱,光的成分以及温度的高低等,都是影响光合作用的外部因素。
还有温度对光合作用的影响,由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分,光反应主要涉及光物理和光化学反应过程,尤其是与光有直接关系的步骤,不包括酶促反应,因此光反应部分受温度的影响小,甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应,明显地受温度变化影响和制约。除了少数的例子以外,一般植物可在10~35℃下正常地进行光合作用,其中以25~30℃最适宜,在35℃以上时光合作用就开始下降,40~50℃时即完全停止。在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进行。光合作用在高温时降低的原因,一方面是高温破坏叶绿体和细胞质的结构,并使叶绿体的酶钝化;另一方面是在高温时,呼吸速率大于光合速率,因此,虽然真正光合作用增大,但因呼吸作用的牵制,表观光合作用便降低
下面就用分别从内因的叶片年龄与外因的光照强度两个方面来探究他们对光合作用速率的影响。
一、光照强度对光合作用的影响
光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率,在其他条件下都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度提高而加快,开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点,在光饱和点以下,随着光照强度减弱,光合速率减慢,当减弱到一定光照强度时,光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放二氧化碳的量处于动态平衡,这时的光照强度称为光补偿点,此时植物制造的有机物量和消耗的有机物量相等。据研究,不同的类型的植物的光饱和点和补偿点不同的,阳性植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴性植物。
探究的程序如下:
1.取生长旺盛的绿叶,用直径为1厘米的打孔器打出小圆形的叶片30片;
2.将小圆形叶片置于注射器中,并让注射器吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手堵住注射器的前端的小孔并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出;
3.将内部气体逸出的小圆形叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。这样的叶片因为细胞间隙充满了水,所以全都沉到水底;
4.取3只小烧杯,分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水(可事先吹入);
5.分别向3只小烧杯中各放10片小圆形叶片,然后分别对这3个实验装置进行强、中,弱三种光照(可用相同功率的白炽灯泡,通过距离叶片的远近来调节);
6.观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量;最后可得出如下结论:光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率。在其它条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度的提高而加快。
二、叶片年龄对光合作用强度的影响
探究程序如下:
1.准备三只洁净的无色的小三角瓶,编成三组;
2.取3只小烧杯,分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水(可事先吹入)并把三角瓶移入25度的温水中水浴,使每只瓶中的水温达到相同的25度;
3.选取一株植物的幼叶、健壮成年叶片、明显衰老的叶片各一片,分别用打孔器制取小圆片10片;
4.把每种叶片的小圆片分别放入盛有清水的注射器内,用手指堵住前端的小孔,用力向后拉活塞,把叶肉细胞间隙中的气体抽出,要反复几次,直至叶片迅速沉入水中为止,这时叶内气体基本抽出,其空间被水填充。
5.分别把每种叶的10片小圆叶,装入每组的瓶中,叶片应迅速沉入水底,
6.把所有处理快速装好后,一齐移入强光下,仔细观察小叶边缘有什么现象发生及出现的时间,观察小圆片浮上的时间。
通过观察,可以得出以下的结论:对于植物来说,叶龄不同,光合作用强度不同,一般情况下幼小的叶片,光合作用的结构及其机能尚未发育完善,光合能力较低,生长发育所需要的有机物不能自给自足,随着叶片生长到接近最大面积左右,光合作用强度才达到最大值,随着叶片的老化,光合作用强度又会逐渐的减弱。
(作者单位:河南省舞阳县第三高级中学)