光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析

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1、万方数据生物堂麴堂!堂生f筮塑鲞2箜!塑·63·-光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析佟1韦江(河北省唐山市丰南区第二中学063302)光合作用是高中生物学教材的重点和难点，其中光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动问题在习题、试题中经常出现，现就此问题进行分析探讨。1光合强度随光照强度的变化曲线中关键点分析图l中a点表示光照强度为0，只进行呼吸作用，为呼吸速率，此时呼吸速率受温度的限制。b点表示光合速率等于呼吸速率，为光补偿点，此时光合速率主要受光照强度的限制。c点表示光合速率达到最大值所需的最低光照强度，为光饱和点。m点表示光合速率的最大值。此时光合速率受温度和C02

2、浓度的限制。2光合强度随光照强度的变化曲线中关键点移动分析2．1已知阳生植物光合速率与光照强度的变化曲线，阴生植物的关键点移动分析阴生植物的呼吸速率一般小于阳生植物，a点上移。阴生植物实现光合速率等于呼吸速率所需要的光照强度一般小于阳生植物，b点左移。阴生植物达到光合速率的最大值所需要的光大神经轴突，当[K+]o=20mmol／L、[K+]i=20mmol／L时，计算EK为一87mV，而静息电位此时实测值为一77mV。说明K+是形成静息电位的主要离子(通过实验也证明了这一点)。因此，静息电位的大小，主要受细胞内外K+浓度的影响。如细胞外K+浓度增高，EK的绝对值将减小，即膜内外的电

3、位差变小，静息电位减小。反之亦然。增加细胞外液Na+和cl一浓度对静息电位的大小影响甚微，可理解为几乎无影响。此外，细胞代谢障碍也可影响静息电位。3动作电位的产生机制及影响其大小的主要因素3．1动作电位的产生机制(略述)当细胞受到刺激兴奋时，Na+通道开放，Na+依靠浓度差内流，使膜电位减小(去极化)。当膜电位减4、glJ零时，细胞外液中仍然为高Na+状态，Na+继续内流，形成膜内为正膜外为负(反极化)的膜电位状态，由于Na+内流形成的内“+”、外“一”的电场力会阻止带正电荷的Na+继续内流。当浓度差形成的促使Na+内流的力量与电场力形成的阻止Na+内流的力量达到动态平衡时，Na+

4、的净移动就会等于零。此时，细胞膜内外两侧所形成的电位差，为Na+的电化学平衡电位，即动作电位的最大值。这样就形成了动作电位的上升相。照强度小于阳生植物，c点左移。阴生植物光合速率的最大值小于阳生植物，m点下移(图2)。2．2已知C1植物光合速率与光照强度的变化曲线，C4植物的关键点移动分析由于C4植物同化一分子C02所消耗的能量比C3植物多，在较低光强度下，C3植物的光合速率要高于c。植物，c4植物达到光合速率等于呼吸速率所需要的光照强度较高，b点右移。由于C。植物适应高光强条件，光合速率随光照强度增高而上升幅度很大，同时，C4植物通过c4途径浓缩了C02，C4植物甚至在夏天的最高

5、自然光强下也不饱和，c点右移。在强光下，C。植物的光合速率在40mg／dm2·h一80rag／din2·h之间，而C，植物的光合速率在15mg／dm2·h～35rag／din2·h之间，m点上移(图3)。2．3已知某植物自然状况下光舍速率与光照强度的变化曲线，适当升高CO，浓度关键点移动分析自然状况下，适当提高CO，浓度对呼吸作用基本无影响，a点不动。b点的限制因素是光照强度，产生的ATP和NADPH的数量一定，光合速率不变，b点也不动。光当Na+内流达到Na+的电化学平衡电位时，Na+通道突然关闭，K+通道突然开放，于是K+依靠浓度差外流，使膜复极化，形成动作电位的下降相。最后通

6、过Ka+一K+泵主动转运才使膜电位真正恢复到静息电位水平(恢复到静息状态下的离子分布状态)。3．2影响动作电位大小的主要因素Na+平衡电位rKa+1，、所达到的数值，可依据公式EN。=59．51log丢群LMJi(mV)计算。因此，动作电位的最大值(EN。)，主要受细胞内外Na+浓度的影响。动作电位的最大幅度(上升相的幅度)值=静息电位的绝对值+动作电位最大值=IEKI+EN。。因此，动作电位最大幅度值的大小，主要受IEKI和EN。两方面因素的影响。此外，其他离子如Ca2+和Cl-等、离子通道阻断剂、拮抗剂、细胞代谢障碍等也可影响动作电位的大小。主要参考文献[1]人民教育出版社，课

7、程教材研究所，生物课程教材研究开发中心．2004．生物3必修《稳态与环境》教师教学用书．北京：人民教育出版社，32—33[2]王玢，左明雪．2001．人体及动物生理学(第二版)．北京：高等教育出版社，14—30[3]姚泰．2003．生理学(第五版)．jE京：人民卫生出版社，24～3lo万方数据‘·64·合速率达到最大值后，光照强度不再是限制因素，此时ATP和NADPH的数量充足，适当提高C02浓度，固定的C02增多，光合速率继续升高，光合速率达到最大值所需的光照强度增