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光合作用的影响精选(九篇)

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光合作用的影响

第1篇:光合作用的影响范文

【关键词】果树;光合作用;光合速率;影响因素

1 引言

光合作用是地球上生态系统赖以维系的根本所在,光合作用不仅会吸收大量的二氧化碳,还会释放出人类及其他生物所必需的氧气。光合作用促成了果树的可持续生长,为人类带来了四季不断的果实,给人类提供了矿物质、维生素、营养补充以及其他人类生存所必需的元素。果树的生长受光合作用强弱的影响较大,充分的光合作用会给果树更多的生长的机会,不足的光合作用会大大影响果树的生长与果实的数量和产量,而衡量果树光合作用的指标即光合速率。

2 光合速率的变化性

在不同的条件下,光合作用的光合速率也不相同。由于受光照强度的影响,在不同的季节,植物的光合速率存在着较大的变化性。在不同的果树之间这种光合速率的季节变化性也存在着较大的差异,而且同一果树的不同品种之间,不同的树龄时长以及环境因素亦会对光合速率的季节变化产生重大影响。尤其是在果树的展叶期间,由于果树展叶期的叶片稚嫩,其叶片中的叶肉组织尚未完形,不但叶绿体处于成长期,而且其所含叶绿素亦处于较低的水平,这就导致了在季节变化时树体的呼吸消耗增大[1]。随着果树叶片的季节性变化,其光合速率也会不断随之而变化。就统计数据来看,夏秋季由于光照充足、光照强度大,这两个季节的光合速率也最强,春季则等而下之,落叶之前是光合速率最弱的时节。由此可见,季节性的变化对于光合速率的强弱也有着较为明显的影响。光合速率最强的季节为初夏与初秋,而盛夏虽然是日光最盛的季节,但是却由于伴随酷暑而来的过度高温与干旱等因素反而影响了光合速率,反而造成光合速率在盛夏时节表现较弱。

与光合速度的季节变化相映的是光合速率还存在着日变化,即在一天之内,光合速率也存在着类似双峰曲线的形态,其中的峰值分别出现在上午九时与下午十三时两个时段。在十一时左右果树也会出现与人类的困倦类似的午睡现象,并由此导致了光合速率的降低[2]。虽然不同的果树出现的曲线状态略有差异,但是排除掉地区性日照差异,绝大多数果树的光合速率的日变化均符合双峰曲线的基本形态。

3 光合作用影响因素透析

3.1 影响光合作用的内因

在影响光合作用的内因之中,果树品系的影响最大。在亿万年的漫长的演化过程中,果树在不同位置接受不同的自然条件的过程中出现了对不同自然条件的适应度,因此就造成了不同的果树品系之间的较为显著的差异性。这些差异性的最直观表现在其叶片的大小、形态及其分布上,叶片的大小决定了光合速率的直接效率,而叶片的角度则决定了其受光面积,整棵果树以及整片果树中的叶片的分布则决定了一个果树群落的受光面积,由此而形成了不同的果树品系之间的光合速率的不同。而且,处于不同位置的果树品系也会形成对于该地区的典型气候的不同的适应性[3]。果树品系的演化性决定了其叶片性状,叶片性状进而决定了其光合速率的显著的差异性。

3.2 影响光合作用的外因

除了品系等内因外,外因对于果树光合速率的影响亦不可小觑。对于果树而言,主要的光合速率影响外因包括光照强度、温度变化、二氧化碳的供给度、水分的充足与否、矿物质的营养成分、人为的栽植维护、矮化密植程度以及疏花疏果的适宜度等。

在光照强度的研究中,国内外的研究表明:并非晴朗的天气中的光照强度对于果树最佳,阴天的漫射作用反而更能够将光照透射到树冠的内部;温度对于光合速率的影响体现在两个方面:一方面光合速率有其适温范围,另一方面果树的光合作用对于温度也存在着较强的适应性,但是有研究表明25~30℃是果树光合速率最为旺盛的适宜温度区间,过高或过低都会导致光合速率的下降;二氧化碳是影响果树光合速率的另一重要因素,目前大气中的二氧化碳含量远远无法满足果树的化合速率最大化所需的含量,因此,二氧化碳含量是制约果树光合作用的最大外因,同时也是较难解决的外因;水分的供应对于羧化酶活性影响显著,进而会对光合速率产生重要影响,水分的供应也与温度等外因一样存在着适宜性,也并非越多越好;氮、磷、钾、锰、镁等矿物质是影响光合速率中光呼吸率的极其重要的因素,这些因素会对高能化合物三磷酸酰酐的合成产生巨大影响[4];栽培、砧接、修剪等外因也会对光合速率起到关键的影响作用。

4 结语

果树的光合作用取决于其光合速率,光合速率越高对果树越有利,通过调整影响果树光合速率的内因与外因来提高果树的光合速率是解决果树光合作用对果树影响的终极解决之道。在全球范围内正在掀起一场以提高光合速率为核心的“绿色革命”[5],在不远的未来,我们将看到果树光合速率在内因与外因方面的巨大突破。

参考文献

[1]吕忠恕.果树生理[M].上海:上海科学技术出版社,1982:21-86.

[2]牛洪斌.白润娥.张宪.水分胁迫对欧李光合速率日变化的影响[J].湖北民学院学报(自然科学版),2000,15(2):15-17.

[3]张纯明.王继和.马全林等.干早沙区2种梨树光合特性的研究[J].西北植物学报,2001,21(1):94-100.

第2篇:光合作用的影响范文

关键词:水稻(Oryza sativa L.);直播;光合速率;播种量

中图分类号:S511 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)23-6042-03

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.23.007

Abstract: Using rice(Oryza sativa L.) with less tiller as the research object,direct seeding as the sowing method,setting up 3 different sowing amount[2 kg/667 m2(Z1),3 kg/667 m2(Z2),4 kg/667 m2(Z3)],the effects of different sowing amount on physiological and ecological indexes of rice were studied. The results reflected that the tiller number decreased with the increase of sowing amount. The results of photosynthesis showed that high density group net photosynthetic rate decreased significantly at the booting stage. But In the full heading stage,the gap greatly reduced benefit from its own self regulating ability. According to the results of this study,we suggest that rice with less tillers using direct seeding can increase the density for maximizing yields.

Key words: rice(Oryza sativa L.);direct seeding;photosynthetic rate;sowing amount

水稻(Oryza sativa L.)直播省去育秧、拔秧和栽秧等环节,在整地后的大田里直接播种,具有省工、节本、高效等突出优点,特别是随着中国经济的快速发展,农村劳动力大量向城市转移,直播稻面积迅速上升[1-3]。然而当前直播稻生产中普遍存在一播全苗难、杂草多、易倒伏、产量不高以及稳产性差等问题。特别是为了达到一播全苗,生产中农户刻意提高用种量,有的农户用种量甚至任意加倍,以致分蘖期苗峰值高且难以有效控制,群体过大造成的田间密闭、植株瘦弱等问题极易诱发病虫害和倒伏,导致直播稻大群体、增产少[4-6]。要想达到直播稻高产稳产必须有一个较高质量的群体结构,合理的播种量是直播稻构建优质群体的基础[7,8]。前人Ψ洲聊芰较强的水稻品种配套的直播栽培技术已进行了相关研究,然而对少蘖型水稻品种的直播栽培鲜见报道,本试验以少蘖型水稻品种为研究对象,选择了人工撒播播种方式,设置了3种播种量,研究不同播种量对水稻生理生态指标的影响,旨在为少蘖型水稻直播栽培优质群体的构建提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2015年5-10月在湖北省农业科学院南湖试验站内(北纬30°28′,东经114°25′)进行,该区海拔高度20 m,处于北亚热带向中亚热带过渡型气候带,光照充足,热量丰富,无霜期长,降水充沛。年平均日照时间为2 080 h,日平均气温≥10 ℃的有效积温为5 190 ℃,年降雨量为1 300 mm左右,年蒸发量为1 500 mm,无霜期230~300 d。水稻类型为黄棕壤发育的黄棕壤性水稻土,属于潴育水稻土亚类,黄泥田土属。试验田肥力均匀、田面平整、排灌方便。

供试水稻品种为湖北省农业科学院粮食作物研究所提供的佳两优28及广两优476,于5月14日浸种催芽,5月18日播种,对少蘖型水稻品种佳两优28设置3个播种量水平,分别为2(一般直播稻用种量,作为对照)、3、4 kg/667 m2,处理编号分别为Z1、Z2、Z3。重复2次,小区面积为40 m2。孕穗抽穗期建立水层,结实期间歇灌溉。小区四周筑埂并用塑料薄膜包裹以防止水肥渗漏。小区间设置水沟, 保证小区单排单灌。

1.2 测定项目

1.2.1 茎蘖动态 各处理中均随机选取2个0.5 m2矩形区域,对其范围内直播稻定点考察茎蘖数,于6月2日开始,每隔7 d考察1次,直至茎蘖数稳定。

1.2.2 叶绿素含量 采用乙醇提取法测定叶绿素含量,测定时取倒1叶(剑叶)。

1.2.3 净光合速率 在分蘖期、孕穗期、齐穗期和灌浆期,用便携式光合测定仪LI-6400测定各处理5片剑叶净光合速率。

1.2.4 生物量 在分蘖期、孕穗期、抽穗扬花期、成熟期等不同生育时期每处理取3株代表性植株,将植株地上部分按茎、鞘、叶、穗分开,于105 ℃烘箱中杀青30 min,在80 ℃下烘干至恒重,冷却至室温后用1/1 000电子天平称干重。

1.2.5 考种、测产 水稻成熟时,每小区以5点取样法,取2 m2统计有效穗数。按平均有效穗数取10穴植株,测定水稻有效穗数、每穗子粒数、结实率和千粒重。同时,在去除保护行后进行人工实收,计算实际产量。

1.3 数据处理和分析

数据采取Excel 2013收集整理,采用SPSS 20.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种量对少蘖型水稻分蘖动态的影响

由图1可见,不同播种量对少蘖型水稻群体分蘖增长和消亡的趋势影响明显。Z2、Z3分蘖增长到达分蘖盛期的速度较对照Z1提前了7 d,达到高峰苗后分蘖死亡速度也快于对照Z1。Z1、Z2、Z3有效分蘖数和成穗率分别为3.01、2.29、1.33和60.3%、47.4%、34.6%,表现为随播种量增加而递减,各处理间差异均显著。

2.2 不同播种量对少蘖型水稻齐穗期叶绿素含量的影响

由表1可见,少蘖型水稻齐穗期叶绿素a和叶绿素b含量均为Z1最高,播种量增加1倍时,Z2处理比对照Z1叶绿素含量a与b明显减少,但当播种量继续增加1倍时,Z3处理与Z2处理叶绿素a、叶绿素b含量均无显著差异。

2.3 不同播种量对少蘖型水稻株高及干物重的影响

由表2、表3可知,对少蘖型水稻生长的主要生育期进行干物质取样调查,发现少蘖型水稻处于分蘖期时,3种处理表现差异不明显,从孕穗期开始Z3处理单株明显比Z1、Z2瘦弱,株高低,叶干重小,且Z3处理的植株多为1~2个分蘖,可能是由于密度太大,群体间个体相互竞争影响,光温和水肥资源有限,限制了个体的生长。

2.4 不同播种量对少蘖型水稻净光合速率的影响

播种量对少蘖型水稻不同生育期净光合速率影响不同。由表4可知,在分蘖期和灌浆期,增大播种量并未对水稻净光合速率产生明显影响。在孕穗期,随着播种量增加,高密度群体净光合速率显著降低,Z3和Z2处理比对照Z1分别减少34.08%和9.44%。在齐穗期,高密度群体Z3和Z2处理净光合速率显著低于Z1处理,但是减少的幅度大大缩减,Z3和Z2处理分别比对照Z1降低9.50%和6.70%。由图2可以看出,高密度群体具有很强的自身调节能力,能逐步恢复光合作用的能力,直至齐穗期达到接近Z1处理的水平。

2.5 不同播种量对少蘖型水稻产量及构成因素的影响

由表5可见,不同播种量对少蘖型水稻群体分蘖增长和消亡的影响明显。Z3处理产量最高,达709.9 kg/667 m2,比对照Z1高11.3%;Z2处理次之,产量达649.4 kg/667 m2,比对照Z1高1.8%。可以看出,在播种量增加1倍的情况下,增产并不显著;而在播种量增加2倍的情况下增产效果明显,分析直播稻各产量构成因素可见,有效穗数和结实率的增加是增产的主要原因。

3 讨论

产量形成规律一般以主茎和一次分蘖成穗为主,二、三分蘖成穗较少,且不能充分灌浆,结实率低。由于目前多分蘖、大穗型水稻主要通过二、三甚至多分蘖成穗,生育期和灌浆时间较长。但对于直播稻群体较密,全生育期较短,且后期易早衰,因此无法保证二、三次分蘖充分灌浆,导致结实率整体下降。因此,直播栽培模式下,x择多蘖型水稻需要大肥、大水的条件下才能获得高产,但是有倒伏和病虫害的风险。本研究中发现,孕穗期高密度群体的净光合速率低主要是由于群体过密,个体植株相对瘦弱导致。而高密度群体具有较强的自身调节能力,加上群体基数大,因而依然能够获得高产。鉴于此,本试验选择少蘖型水稻,通过合理密植,增加单位面积基本苗数,且通过主茎和一次分蘖成穗,可以大大缩短灌浆时间,提高结实率。根据本试验研究结果,建议少蘖型水稻品种直播可以通过增加密度的方式获得高产。

参考文献:

[1] 张洪程,龚金龙.中国水稻种植机械化高产农艺研究现状及发展探讨[J].中国农业科学,2014,47(7):1273-1289.

[2] 曾雄生.直播稻的历史研究[J].中国农史,2005,24(2):3-16.

[3] 孙统庆,杨洪建,李 杰,等.江苏直播稻发展历程回顾、弊端分析及其对策探讨[J].中国稻米,2014,20(6):5-9.

[4] 李木英,陈 关,石庆华,等.播种量对直播早稻群体质量和产量的影响[J].江西农业大学学报,2010,32(3):419-424.

[5] 英,章秀福,陆玉其,等.浙江省直播稻的产量差异分析和发展趋势探讨[J].中国稻米,2010,16(1):23-26.

[6] 蒋明金,马 均,孙永健,等.播种量和氮肥运筹对直播杂交稻光合生产力及氮素利用的影响[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2015,41(5):516-526.

第3篇:光合作用的影响范文

关键词 光合作用 探究实验 圆叶片上浮法 光照强度 CO2浓度

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

研究影响光合作用的环境因素是《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称“课标”)“细胞代谢”中的一项重要知识点,在高考《考试说明》中列为“II级”要求。不管是从“课标”的角度还是从“考试说明”的角度去观察,该知识点都应是教学的重点。纵观以往的教学,多以分析实验数据、设计实验方案为主要抓手,少有动手操作的环节。这样学生就缺失了“身临其境”的感性体验,教材中相关实验操作表述模糊。

“环境因素对光合作用强度的影响”实验是人教版高中生物教材《必修1・分子与细胞》第五章第四节的一个探究实验,该实验利用圆叶片上浮法将光合作用这一不可见的过程直观地展现在学生面前,帮助学生分析光合作用的影响因素,同时深化对光合作用这一重要的生物学概念的理解和掌握。教材中提供了“探究光照强度对光合作用强度的影响”这一参考案例,在实验材料和方法步骤上只给予了部分的提示,而且按常规教学进度,本实验一般会在冬季进行。考虑到气温较低的因素,在某些影响因素不确定的条件下实验很难在一堂课时间内完成,因而实际教学操作中存在实验改进和操作优化的空间。

笔者通过多组对照实验的预实验,分别从注射器、叶片直径、光源、光照强度、CO2来源及浓度等方面对实验进行调整,综合多种因素后,将教材实验方案改进,实验效果明显,且操作时间短,有利于在短时间完成实验,有利于在实际教学中操作实施,为教师实验演示和学生自主探究提供了便利。

1 材料与方法

1.1 实验材料

在超市选购新鲜菠菜叶为实验材料,菠菜为冬季时令蔬菜,各地在冬季均容易获取。

1.2 实验仪器

小台灯,5 W的LED节能灯泡,60 W普通白炽灯泡,打孔器(直径分别为0.8 cm、0.6 cm、0.4 cm)的20 mL一次性塑料注射器、20 mL玻璃注射器、凡士林、吸管、计时器、卷尺、温度计、光强传感器,500 mL大烧杯、80 mL小烧杯若干、质量分数为10%的NaHCO3溶液,清水。

1.3 实验方法

用打孔器制备直径分别为0.8 cm、0.6 cm、0.4 cm的菠菜圆叶片若干,制备时尽量避开大叶脉。

对叶片抽气时,将圆叶片置于注射器内,注射器吸入清水10 mL,推动注射器排出残留的空气。用手指堵住注射器前端的小孔并向后拉动推杆至20 mL刻度,保持约5 s,使叶圆片内的气体逸出。

将抽气后圆叶片的置于清水中备用,并覆盖遮光布。

1.3.1 注射器的选择

取相同直径的菠菜圆叶片30枚,均分为3组浸泡于清水中,分别选用20 mL一次性塑料注射器、20 mL玻璃注射器以及20 mL玻璃注射器推杆涂抹凡士林对三组圆叶片进行抽气处理,观察比较叶片下沉效果。

1.3.2 叶片直径大小的选择

选取抽气处理后的直径为0.8、0.6、0.4 cm的菠菜圆叶片各20枚,将质量分数为10%的NaHCO3母液按体积比2∶8加水稀释。相同直径圆叶片每10枚一组浸泡于80 mL稀释后的NaHCO3溶液中。将盛有不同直径叶片的小烧杯两两组合分别放置在与同一光源水平距离为10、20、30 cm处,观察各烧杯中叶片上浮的快慢。

1.3.3 光源的选择

使用同一台小台灯,先后使用5W的LED节能灯泡和60W普通白炽灯泡作为光源。将质量分数为10%的NaHCO3母液按w积比2∶8加水稀释。选取抽气处理后的直径为0.4 cm的菠菜圆叶片,每组10枚浸泡于6个均盛有80 mL稀释后的NaHCO3溶液的小烧杯中,按表1.1处理进行实验,测量各烧杯中溶液温度变化。

1.3.4 光照强度的选择

将质量分数为10%的NaHCO3母液按体积比2∶8加水稀释。取9个小烧杯向其中分别注入80 mL稀释后的NaHCO3溶液,选取抽气处理后的直径为0.4 cm的菠菜圆叶片,每个烧杯中浸泡10枚。以5W的LED节能灯泡作为光源,在与光源水平距离为10、20、30 cm处分别放置3个上述小烧杯,用光强传感器测量3种距离下的光照强度,观察并记录叶片上浮时间。

1.3.5 CO2来源及浓度的选择

实验1:选取抽气处理后的直径为0.4 cm的菠菜圆叶片,每组10枚分别浸泡于5个盛有80 mL清水小烧杯中,以5W的LED节能灯泡作为光源,小烧杯与光源水平距离15 cm,通过吸管分别向5只烧杯中均匀缓慢吹气0、1、3、5、7次,每次时间相同,记录第一片圆叶片上浮时间。

实验2:配制质量分数为10%的NaHCO3溶液作为母液,按表2进行稀释后,每组各取80 mL置于小烧杯中,将抽气处理后的直径为0.4 cm的菠菜圆叶片10枚一组浸泡在上述溶液中。以5W的LED节能灯泡作为光源,在溶液温度14℃、与光源水平距离20 cm条件下,观察并记录圆叶片上浮情况。

2 结果与分析

2.1 注射器的选择

注射器在实验中用于抽气,目的是将菠菜圆叶片中的气体抽出,使叶片下沉,从而通过观察叶片的上浮快慢判断光合作用的强度大小。因此所选用的注射器应有良好的气密性才能使得圆叶片迅速下沉以方便实验。在使用玻璃注射器时,由于其气密性略差,需要在其推杆上涂抹适量凡士林以达到较好的抽气效果,而塑料注射器则不存在这一问题,直接使用就能达到理想效果。另外,玻璃制品在学生使用过程中也存在一定的使用风险,因此选用塑料注射器较为方便。

2.2 叶片直径大小的选择

在与光源水平距离相同的条件下,即同一光照强度下,直径为0.4 cm的圆叶片上浮速度均快于直径为0.8 cm和0.6 cm的圆叶片,故直径为0.4 cm的圆叶片为理想的实验对象。

2.3 光源的选择

普通灯泡组三个不同距离下烧杯中的溶液温差为1~2℃,而LED灯泡组的温差为0.1~0.3℃,且两个灯泡组中圆叶片上浮情况良好,因此用LED节能灯泡既能达到实验效果,又能减少温度差异对实验的干扰。

2.4 光照强度的选择

从表3中可以看出,三种光照强度下,距离30 cm的实验组12 min内圆叶片并未出现上浮;距离20 cm组有部分叶片上浮,但是12 min内圆叶片上浮不完全;而距离10 cm组圆叶片上浮情况良好,在12 min内所有圆叶片均上浮。相比之下,距离光源越近,实验效果越明显。

2.5 CO2来源及浓度的选择

实验1:在5个采用吹气法提供CO2的小烧杯中,10 min内均未出现圆叶片上浮现象,第一片叶上浮时间过长。其原因可能是CO2在水中溶解度较低,通过吹气的方法,很难使其溶于清水中,因此溶液CO2浓度较低,进而导致光合作用强度较低,圆叶片难以上浮,实验效果不理想。另外,采用吹气法输入CO2存在个体差异,不同操作者吹气速率不同,使得CO2浓度大小难以控制。因此采用吹气法并不适合本实验。

实验2:表4结果显示,第6、7组NaHCO3溶液浓度较大时,叶片会直接上浮,不利于实验的观察;第1、2组NaHCO3溶液浓度较低时,叶片上浮较慢,实验现象不明显,将导致实验持续时间较长;第4、5组NaHCO3溶液浓度较为合适,且全部叶片上浮耗时约11 min。因此在实际教学过程中,选择第4、5组所对应的NaHCO3溶液浓度进行实验较为合适,即NaHCO3溶液浓度应选择用质量分数10%的母液按体积比为1∶9~2∶8范围内进行梯度稀释进行实验。

3 结论

根据以上影响因素的对照实验结果,为保证在一个课时内顺利完成教材中的实验,将各影响因素控制在合适范围内,综合分析得出以下两个推荐实验方案。

3.1 探究光照强弱对光合作用强度的影响

材料用具:直径0.4 cm的打孔器,20 mL塑料注射器,台灯和5W的LED节能灯泡,质量分数为10%的NaHCO3 溶液作为母液,80 mL的小烧杯,新鲜菠菜叶片。

方法步骤:

(1) 按前文所述实验方法制备菠菜圆叶片若干,抽气后备用。将质量分数为10%的NaHCO3母液按体积比2∶8加水稀释备用。

(2) 取3只小烧杯,分别倒入等量稀释后的NaHCO3溶液80 mL。并分别向3只烧杯中各放入10枚叶圆片。观察叶圆片均沉入烧杯底部。

(3) 将3只烧杯分别放在与台灯水平距离10、20、30 cm处,打开台灯。根据所在学校实验条件,可用光照强度传感器测定并记录三只烧杯所在位置的光照强度。

(4) 连续观察并记录3只烧杯中叶圆片依次上浮的时间,或相同时间内各烧杯中上浮叶圆片的数量。统计分析实验数据得出实验结论。

3.2 探究不同浓度NaHCO3溶液(即CO2浓度)对光合作用强度的影响

材料用具:

直径0.4 cm的打孔器,20 mL塑料注射器,台灯和5W的LED灯泡,质量分数为10%的NaHCO3溶液作为母液,80ml的小烧杯,新鲜菠菜叶片。

方法步骤:

(1) 按前文所述实验方法制备菠菜圆叶片若干,抽气后备用。

(2) 配制不同浓度的NaHCO3溶液:分别按表5对应比例对NaHCO3溶液母液进行梯度稀释,清水组作为对照组。

(3) 将烧杯编号,并分别倒入清水、稀释(或配制)的不同浓度的NaHCO3溶液80 mL。每只烧杯中放入10枚圆叶片。观察叶圆片均沉入烧杯底部。

(4) 将烧杯放置在与台灯水平距离10 或20 cm处等距离处(若室温较低建议选择10 cm),打开台灯。

(5) 连续观察并记录各烧杯中圆叶片依次上浮的时间,或相同时间内各烧杯中上浮叶圆片的数量。统计分析实验数据得出实验结论。

按上述推]方法进行操作,能够使得在冬季气温较低条件下,短时间内完成本实验,使得在课堂教学演示及学生自主探究活动中本实验能顺利实施。

参考文献:

[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中生物课程标准: 实验[S].人民教育出版社,2003:12.

[2] 教育部考试中心制定.2016年普通高等学校招生全国统一考试理科综合科考试大纲的说明:课程标准实验版[M].高等教育出版社,2016:373.

第4篇:光合作用的影响范文

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2.获得苹果支持。获得苹果推荐,或者进入一个苹果列表,可以让应用从默默无闻变成人尽皆知的产品。你该如何获得苹果关注?让你的游戏脱颖而出,无论是让它比其他产品更美观,还是与其他产品截然不同,总之要尽量争取机会,让应用获得苹果推荐。进入App Store新推出的儿童应用榜单也同样会有帮助。

3.从家长入手。要同家长建立长期的关系。你可以通过游戏本身的设计,鼓励家长同子女“共享”游戏趣味——例如Fingerprint的《The Flying Alphabetinis》这款字谜游戏就是老少皆宜的家庭游戏。要成为家长的一种资源。运用你自身的长处来帮助家长跟进与家庭密切相关的重要市场、政治或社会问题(游戏邦注:例如儿童在线隐私保护法案)。此外,作为一种用户获取策略,最好要在家长经常出没的的地方占有一席之地,例如Common Sense Media。还要积极参与Techlicious等应用评价等网站的博客圈,以及最活跃的Facebook儿童教育群组,例如MomsWithApps或TeachersWithApps。

4.赢取荣誉。在诸多选项中,是否曾赢得一个奖项有助于家长决定下载还是跳过你的应用。这些适用于你的行业奖项包括Parent Tested Parent Approved, Parent’s Choice, Family Choice, National Parenting Publication Awards (NAPPA), Kids At Play Interactive Awards (KAPi)以及Kidscreen Awards。

5.定期更新。要将定期更新视为一项营销环节。应用下载量通常会在更新后突然上升。要在页面中描述你的应用新功能,以便吸引用户。

第5篇:光合作用的影响范文

〔中图分类号〕 G633.91〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004―0463(2011)09(B)―0093―01

一、 教材分析

《光合作用》一课主要讲述光合作用的发现、叶绿体中的色素、光合作用的过程及重要意义。根据近年来高考命题的发展趋势,这部分内容主要考查影响光合作用的因素、实验设计与分析及相关原理在农业生产上的应用。

二、 教学目标

1.知识目标。(1)光合作用的发现(了解);(2)叶绿体中的色素(理解);(3)光合作用的过程和重要意义(应用)。

2.能力目标。(1)在光合作用的教学中培养学生获取、解读实体中以图解、图表、文字等形式所传达生物信息的能力;(2)在分析实例的过程中培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

3.情感目标。通过多媒体演示光合作用的发现使学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要,培养严肃认真的科学态度。

三、 教学过程

教师课前制作好Microsoft PowerPoint课件。教学过程如下:

1.明确学习任务。(1)光合作用的概念;(2)光合作用的发现;(3)叶绿体中的色素;(4)光合作用的总反应式;(5)光合作用的过程;(6)光合作用的实质;(7)光合作用的重要意义;(8)植物栽培与光能的合理利用。

2.边引导边学习,并积极创设问题情境,实施启发式、讨论式教学,完成学习任务。

(1)提问:光合作用的概念;

(2)多媒体演示光合作用的发现过程:①18世纪中期,荷兰赫尔蒙特的实验。②1771年,英国普里斯特利的实验。③1864年,德国萨克斯的实验。④ 1880年,美国恩格尔曼的实验。⑤20世纪30年代,美国鲁宾和卡门的实验。在学生观察每个实验之后,通过教师提问让学生描述实验现象,回答实验的原理、结论。

问题1:恩格尔曼的实验在设计上有何巧妙之处?

(3)依次投影出示:①高等植物细胞的结构。②植物细胞中叶绿体立体结构模型图和电子显微镜下的结构图。③叶绿体中的色素系统示意图。④叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。让学生观察并回答叶绿体中色素的种类、含量、溶解度、扩散速度、各种色素的颜色、生理作用及在条形滤纸和圆形滤纸上的扩散图谱 。

问题2:为什么通常看到的叶片是绿色的?

问题3:叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色,原因是什么?

(4)投影光合作用的总反应式:

6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2

问题4:光合作用生成物C6H12O6、H2O、O2中氧分别来自何种反应物?

(5)多媒体演示:光合作用的动态过程,以问题导学,解决光反应和暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、反应产物以及光反应和暗反应的联系。

讨论1:光照与CO2 的变化对C5、C3、NADPH、 ATP以及葡萄糖的合成量的影响。

(6)提问:光合作用的实质。(要求依据光合作用的动态过程回答)

(7)提问:光合 作用的重要意义。(依据光合作用的总反应式回答)

(8)演示植物栽培与光能的合理利用。

讨论2:影响光合作用速率的因素:①光的波长和光照强度(注意:光的补偿点和饱和点)。②温度。③CO2浓度(注意:CO2的补偿点和饱和点)。④ 必 需矿质元素的供应 。

讨论3:光合作用中CO2 的浓度是否越高越好?

(9)课后思考题:图解说明下述因素对光合作用速率的影响,并指出每一个图解中关键点的含义及基本应用。①单因子影响:光照强度、叶面积、CO2 浓度、温度、叶龄。②多因子影响:当温度分别为10℃、20℃、30℃时,光合速率随光照强度变化的曲线;当光照强度分别为:高光强、中光强、低光强时,光合速率随温度变化的曲线;当CO2 浓度分别为:高CO2 浓度、中CO2 浓度、低CO2 浓度时,光合速率随光照强度变化的曲线。

第6篇:光合作用的影响范文

关键词:探究;课堂教学;促进;光合作用;理解

中图分类号:G633.91

在高中生物教学中,探究性学习包括:资料探究(如DNA结构的发现)、科学史探究(如光合作用的发现史)、实验探究(如探究酵母菌的呼吸方式)、调查性探究(如转基因食品的安全性问题),而探究式课堂教学则是以探究为基本特征的一种教学活动形式。

首先我们通过探究科学家们在光合作用的探索历程中所做的重要实验来了解光合作用,由学生简述理论要点并对此作出评价来体验探究过程。

1771年普利斯特利通过实验证实植物可更新空气,但缺乏对照,说服力不强。

1779年英格豪斯通过实验证明普利斯特利的实验只有在阳光下,植物只有绿叶才能更新空气。

1845年梅耶指出光合作用把光能转换为化学能。

1864年萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除O2外还有淀粉,还证明了光是光合作用的必要条件。

1880年恩格尔曼通过实验证明了光合作用的场所是叶绿体,O2是由叶绿体释放的。

1939年鲁宾和卡门通过实验证明了光合作用释放O2的来自水。

20世纪40年代,卡尔文等通过实验探明了光合作用中CO2中的碳转移途径。

通过以上光合作用发现史的探索历程,我们知道了光合作用的场所是叶绿体,条件是光照,原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气。这可以更好的让学生理解光合作用的概念,即光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

其次,我们通过实验来探究环境因素对光合作用强度的影响及应用:

实验原理:利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气,充以水分,使叶片沉于水中。在光合作用过程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用的强弱。

根据实验原理,可以设计出探究光照强度对光合作用强度的影响,探究CO2浓度对光合作用强度的影响,探究温度对光合作用强度的影响。但在设计实验时一定要注意对照原则、单一变量原则、科学性等原则。在此教师可以进行启发式提问,在这些探究实验中自变量分别是谁?又如何控制?因变量又是什么?如何检测?无关变量又如何控制?实验过程中还要注意哪些问题?通过学生讨论交流来设计实验方案并逐步完善。

比如在探究光照强度对光合作用强度的影响时的实验流程:

1、用打孔器在生长旺盛的同种绿叶上打出直径为1cm的小圆形叶片(30片)。

2、抽出叶片内气体:用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)。

3、小圆形叶片沉水底:将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛清水的烧杯中,小圆形叶片全部沉到水底,备用。

4、取相同大小的烧杯,记作甲乙丙,分别加入30mL富含CO2的清水,各放入10片步骤3中的小圆形叶片,小圆形叶片全部沉到水底。

5、把甲乙丙三烧杯同时放在光照强度分别为强中弱的光照下,但一定要控制无关变量温度(在光源与烧杯之间添加一个装满水的玻璃槽)。

6、让学生预测实验现象,并设计记录实验现象的表格。

7、观察记录对照实验的现象:

小圆形叶片 加富含CO2的清水 光照强度 叶片浮起数量

甲 10片 30mL 强 多

乙 10片 30mL 中 中

丙 10片 30mL 弱 少

8、实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多,浮起的多)。

那么又该如何探究CO2浓度对光合作用强度的影响呢?同学们讨论交流后发现依然可以使用前面探究光照强度对光合作用强度的影响的实验流程,只需要把步骤4中分别加入30mL富含CO2的清水,更换为依次加入30mL富含CO2的清水、30mL清水、30mL煮沸冷却后的清水,步骤5中改为把甲乙丙三烧杯同时放在相同且适宜光照强度下即可。其对照实验现象的结果应为:

小圆形叶片 CO2的浓度 光照强度 叶片浮起数量

甲 10片 富含CO2的清水30mL 强 多

乙 10片 清水30mL 强 中

丙 10片 煮沸冷却后的清水30mL 强 少

第7篇:光合作用的影响范文

关键词:暴马丁香(Syringa reticulata);紫丁香(Syringa oblata Lindl.);衰老叶;日变化;光合参数

中图分类号:S685.26;Q945.11 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)19-4945-04

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.19.011

Abstracts:The photosynthesis parameters of old leaves of Syringa reticulata and Syringa oblata Lindl. were measured by using the LI-6400XT. The results showed the stomatal conductance and transpiration rate of the two syzygium aromaticum had the extremely significant positive correlation,and the photosynthetic rate and intercellular CO2 concentration showed a negative correlation. The leaves of two plants photosynthetic diurnal variation curve showed the“double peaks” curve. The first peak of Syringa oblata Lindl. appeared at 11:00, reached 6.789 1 μmol/(m2・s), the second peak appeared at 17:00, reached 7.041 2 μmol/(m2・s). The sharp peak of Syringa reticulata appeared at 11:00,reached 10.186 8 μmol/(m2・s). No noon break phenomenon was found in the two plants. The significant differences of photosynthetic characteristics were appeard between Syringa reticulata and Syringa oblata Lindl. Syringa oblata Lindl. had high photosynthetic capacity and high utilization of light energy than Syringa reticulata. Syringa oblata Lindl. had a high competitive advantage in the prolonged autumn.

Key words: Syringa reticulata;Syringa oblata Lindl.;old leaf;daily variation;photosynthetic parameters

暴马丁香(Syringa reticulata)和紫丁香(Syringa oblata Lindl.)均为丁香属木犀科植物,全属共有27种植物,分布于东亚、中亚和欧洲。其中中国约有22种,特有种18种;日本、朝鲜、阿富汗等国家有6种,欧洲有2种[1]。中国拥有81%的野生丁香属种类,在现代自然分布中占有重要位置。丁香主要分布于中国的华北、西北、东北和西南地区。

暴马丁香和紫丁香在城市园林规划中占有主角地位。光合作用是植物生长发育的物质基础和能量来源。光合作用的影响因素主要有环境温度、光合有效辐射、CO2浓度、大气湿度、蒸腾作用、叶片生理成熟度以及不同栽培措施等[2,3]。光合作用与植物的产量密切相关,已被广泛用作优选品种的重要影响因素。本试验采用LI-6400XT便携式光合测定系统,对暴马丁香和紫丁香秋季衰老叶的光合参数进行观测,了解暴马丁香和紫丁香的光合生理特性,揭示其光合作用的基本生理生态学特征和规律,为城市园林生态效益的定量化研究和城市园林绿化树种的合理配置及其规划建设提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在乌鲁木齐市新疆师范大学进行。乌鲁木齐市位于亚欧大陆腹地,属中温带大陆性干旱气候,春秋两季较短,冬夏两季较长,昼夜温差大。年平均降水量为194 mm,极端气温最高47.8 ℃,最低-41.5 ℃。选取暴马丁香和紫丁香为试验材料。

1.2 方法

2014年10月于晴朗、无风自然条件下,采用LI-6400型便携式红外气体分析仪(美国LI-COR公司)在每日9:00~19:00每隔2 h测量1次。在同一样地内选择1株健康紫丁香植株(成株)以1株健康的暴马丁香植株(成株),随机选取树木向阳面中部的无损伤叶片进行测定(每株取3~5片叶),待系统稳定后,每片叶测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、胞间CO2浓度(Ci),3次重复[4]。

1.3 数据处理

采用Excel软件以及SPSS17.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 环境因子对光合作用的影响

2.1.1 温度对光合作用的影响 紫丁香和暴马丁香的气孔较小,且密度大,因此在感受高温胁迫时,这两种丁香能灵活的调整叶片气孔开度,使得蒸腾速率加快而降低叶片温度,从而保护光合机构的正常运转[5]。高温下丁香具有较高的光能利用和转化效率,因此,紫丁香和暴马丁香对高温处理有一定的适应能力,使其能保持较高的净光合速率[6]。进入秋季(10月)温度有所下降,由图1可以看出,9:00至19:00温度在12~17 ℃上下变动。这种温度变化幅度不大,最低温度在早晨9:00左右为12 ℃,最高温度在中午15:00左右为17 ℃,此温度并没有达到让气孔关闭的程度。太阳辐射在这个季节变弱,光照时间也在缩短,这些因素致使气温下降,低温使得植物光合作用变弱。

2.1.2 水分利用率对光合作用的影响 水分利用效率(WUE)是指植物或叶片每蒸腾一定量的水分所同化的CO2的量,即光合速率与蒸腾速率的比值。他取决于植物生长的3个生物学过程(即光合、呼吸和蒸腾)的耦合过程,主要受植物气孔开闭的调节[7]。在植物气孔开闭的过程中,光合作用吸收CO2的过程和蒸腾作用水分消耗的过程是相反的,光合作用同化产物一部分被呼吸作用消耗。植物的水分利用率越高对CO2同化的量就越多,越有利于植物的生长发育。由图2可知,暴马丁香水分利用效率整体上高于紫丁香。

2.1.3 光合有效辐射对光合作用的影响 光合有效辐射(PAR)是照射在单位面积上的光通量。植物的生长是依靠光合作用储存有机物来实现的,因此光合有效辐射对植物的生长发育至关重要,直接影响植物光合作用的强弱[8]。在一定的光合有效辐射范围内,在其他条件满足时,随着光合有效辐射的增加,光合作用的强度也相应地增加。但光合有效辐射超过光的饱和点时,光合有效辐射再增加,光合作用强度不增加。由图3可知,暴马丁香和紫丁香光合有效辐射分别在下午13:00、15:00达到最大值,二者差异较大。

2.1.4 CO2浓度对光合作用的影响 大气CO2浓度最大值出现在早晨,最小值则多出现在正午。这是由于夜间植物主要进行呼吸作用积累CO2,导致大气中CO2浓度的最大值出现在清晨[9]。日出以后,随着光照强度和温度的升高、太阳辐射增强,植物开始进行光合作用,并且植物的光合作用逐渐增强,植物通过光合作用利用的CO2量增多,使得CO2浓度随之降低。中午过后植物光合作用变弱对CO2的利用开始逐渐减少,大气CO2浓度开始回升。大气CO2浓度的日变化趋势大体上呈倒置的弧线[10]。大气相对湿度也有相似的变化曲线,这是因为光强和温度的变化所致。由图4可知,紫丁香与暴马丁香的Ci值在13:00时由于光合作用变弱而增加,过后由于光合作用逐渐变强而降低,17:00以后随着太阳辐射减弱、温度降低,Ci值开始升高。

2.1.5 蒸腾作用对光合作用的影响 蒸腾作用一方面可以通过蒸发降低植物的温度、促进植物内部汁液中物质的运输、产生蒸腾拉力、有利于CO2的同化;另一方面又消耗水分,导致水分缺失,破坏植物的水分平衡[11,12]。叶片蒸腾速率表示单位时间内单位叶面积或叶鲜重所散失的水量,通常受环境因素、苗龄以及组织老嫩的影响。由图5可知,暴马丁香的Tr日变化呈先降低后增加的趋势,紫丁香的Tr呈波浪式日变化。

2.1.6 气孔导度、净光合速率对光合作用的影响 由图6可知,紫丁香和暴马丁香叶片Pn的日变化曲线均为双峰曲线,其中暴马丁香的一个峰值不明显;紫丁香的第一个峰值出现在上午11:00,而暴马丁香较明显的峰值出现在下午17:00。二者均未出现“午休”现象,整体来看,暴马丁香和紫丁香叶片的光合作用都随着日出而迅速增强,下午随着日落光合作用逐渐下降。

紫丁香叶片Gs日变化呈双峰曲线,从早晨随时间的推移Gs先减小后增大。暴马丁香叶片Gs的日变化呈单峰曲线,Gs早晨较高,从9:00开始逐渐减小,下午17:00以后开始回升。

2.2 暴马丁香和紫丁香光合特性比较分析

测定日13:00前,随着光照强度的增加,气温逐渐升高,暴马丁香和紫丁香气孔导度增大,光合速率逐渐增大;13:00时,气孔导度和胞间CO2浓度达到最高,光照和温度也较高,出现光合速率的峰值;随着光合有效辐射的降低和大气饱和蒸气压差的增大,气孔导度随之降低,光合速率也降低,且下降幅度较大,到17:00降为全天的最低值。秋季影响丁香光合速率的主要因子为气孔导度和胞间CO2浓度。由表1可知,暴马丁香与紫丁香的胞间CO2浓度、光合有效辐射差异较大。

2.3 相关性分析

由表2可知,暴马丁香叶片和紫丁香的Pn日变化与Tr呈显著负相关,Pn和Ci呈负相关,Pn与Gs呈显著负相关,与PAR呈正相关。可以看出,净光合速率与气孔导度和蒸腾速率呈显著的负相关。植物的Pn、PAR、Tr和Gs不仅与环境因子有关系,同时还与植物内在的生理因子有密切关系[13]。

由表3可知,暴马丁香和紫丁香的Gs与Pn呈显著的负相关,与Ci呈正相关,与PAR呈负相关。对Gs影响最显著的因子是Tr,暴马丁香和紫丁香的Gs与Tr呈极显著负相关。

2.4 偏相关分析

对暴马丁香和紫丁香净光合速率与其他因子进行偏相关分析,剔除蒸腾速率与光合有效辐射,x1、x2分别代表胞间CO2浓度与气孔导度。紫丁香的显著水平比暴马丁香的好。

3 小结与讨论

在10月,暴马丁香叶片光合速率的日变化为不明显的“双峰”曲线,暴马丁香明显的峰值出现在17:00,而紫丁香的叶片光合速率的日变化呈“双峰”曲线,峰值出现在11:00和15:00。经分析表明,两者有较为显著的差异,说明在秋季延长环境下暴马丁香和紫丁香相比,紫丁香具有较强的光合能力和较高的光能利用率,具有较高的竞争优势。紫丁香的净光合速率日变化规律与李海梅等[2]对丁香的研究结果一致。在秋季,中午外界环境中的温度、光照和夏季相比较弱,而且相对湿度则较高,因而在中午没有出现明显的光合胁迫,即没有明显的“午休”现象。

相关分析得出,暴马丁香和紫丁香气孔导度与蒸腾速率呈极显著正相关,植物叶片与外界进行气体交换主要通过气孔导度(Gs),气孔导度的变化对植物水分状况及CO2同化有着重要影响。随着气孔导度增大,蒸腾速率加快,反之蒸腾速率减弱。气孔导度随着叶片水分散失和水势的下降而减小,CO2进入叶片细胞内的阻力增加,进而导致光合速率下降;同时气孔阻力的增加也减少叶片水分散失,在一定程度上阻碍水分的亏缺,减轻环境胁迫对光合器官的影响。Gs的变化首先影响水分的交换,其次是CO2的交换,因此,Gs的大小对Pn和Tr均有一定程度的影响,进而影响水分利用率[12]。进入秋季后太阳辐射、光照强度、温度等自然条件开始变弱,使得植物光合作用变弱,生理特性减弱,可以根据丁香所需的营养物质,适量减少灌溉,修理多余的枝条保证主要部位的营养充足。

参考文献:

[1] 严俊鑫,刘晓东,张晓娇,等.6种丁香的光合特性[J].东北林业大学学报,2008(7):23-24,41.

[2] 李海梅,何兴元,陈 玮.沈阳城市森林主要绿化树种――丁香的光合特性研究[J].应用生态学报,2004(12):2245-2249.

[3] 邵玺文,韩 梅,韩忠明,等.黄芩光合作用日变化及其与环境因子关系的研究[J].吉林农业大学学报,2006(6):634-638.

[4] 李少昆,张旺峰,马富裕,等.北疆高产棉田棉叶呼吸作用及其与光合作用关系的研究[J].棉花学报,1998(5):26-31.

[5] SOLDATINI G F,NALI C,GUID L,et al. Photosynthesis of hedera Canariensis var. azorica variegated leaves as affected by ozone[J].Photosynthetic,1998,35(2):247-253.

[6] 姚军朋,陈 莉,崔洪霞,等.丁香属植物光合机构的热响应特征研究[J].草原与草坪,2010(5):50-55,58.

[7] 陈蓓雷.新疆三种独尾草属植物光合特性的研究[D].新疆石河子:石河子大学,2008.

[8] BERRY J,BJ?RKMAN O. Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants[J].Annual Review of Plant Physiology,1980,31:491-543.

[9] FARQUHAR G D,CAEMMERER S, BERRY J A.A biochemical model of photosynthetic CO2 assimilation in leaves of C3 species[J].Planta,1980,149(1):78-90.

[10] 陈新军,张光灿,周泽福,等.黄土丘陵区紫丁香叶片气体交换参数的日变化及光响应[J].中国水土保持科学,2004(4):102-107.

[11] 崔洪霞.长期驯化环境下丁香属植物的光合生理生态学研究[D].北京:中国科学院研究生院,2005.

第8篇:光合作用的影响范文

命题趋势

1.从考查内容看:涉及叶绿体中色素的作用及其提取和分离、有关光合探究的几个经典实验、光合作用过程及影响光合作用强度的因素。主要集中在以下三个知识点:①光合作用的过程(重点是光反应、暗反应中的物质变化和能量变化);②光照强度、温度、二氧化碳浓度等因素对光合作用强度的影响以及对光合作用的产物、中间产物含量的影响;③光合作用和细胞呼吸的相互影响。

2.从考查形式看:有选择题和简答题两种题型。试题普遍联系生产生活实际,常以实验分析或图表曲线的形式综合考查,灵活性强、难度较大。

要点解读

一、实验:绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理

(1)提取原理:色素能够溶解在有机溶剂中,所以用有机溶剂提取绿叶中的色素。

(2)分离原理:叶绿体中的色素不止一种,它们都能溶解在层析液中。它们在层析液中的溶解度不同,所以其在滤纸上的扩散速度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。最终,色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离。

3.实验步骤

提取绿叶中的色素制备滤纸条画滤液细线分离绿叶中的色素观察与记录。

4.实验结果及说明

色素名称含量溶解度扩散速度吸收光的颜色作用

叶绿素a最多较低较慢

叶绿素b较多最低最慢主要吸收红光和蓝紫光

胡萝卜素最少最高最快

叶黄素较少较高较快主要吸收蓝紫光

吸收、传递和转换光能

5.注意事项

(1)应选择新鲜成熟的绿色叶片,不要选择幼嫩、发黄的叶片。

(3)滤纸要干燥处理。画滤液细线时,应以细、直、颜色浓绿为标准,重复画线时必须等上次画线干燥后再进行。

(4)无水乙醇和层析液都易挥发,且层析液有一定毒性,故研磨速度要快,收集的滤液要用棉塞塞住试管口,层析时烧杯要加盖。

(5)层析时,滤液细线不能触及层析液,否则色素会溶解在层析液中。

(6)因为液泡内也有花青素等水溶性色素,所以本实验一定要用无水乙醇提取色素,否则色带数目将不止4条。

二、光合作用的探究历程

光合作用的发现过程中,有很多科学家做了研究。高考试题往往以这些经典实验为范本,经过改编,以新的情境考查学生对这些研究过程涉及的实验手段和实验思想的理解。复习时,要抓住自变量、因变量、实验方法、实验处理等方面。

1.变量分析

(1)普里斯特利:密闭的玻璃罩是否加植物为自变量,蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。

(2)萨克斯:自身对照,自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光),因变量为叶片是否制造出淀粉。

2.实验处理

(1)萨克斯:暗处理的目的是消耗掉叶片中原有的淀粉,避免干扰。

(2)恩格尔曼:将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响。利用好氧细菌的特性,准确地判断水绵细胞中释放氧的部位。

三、光合作用过程

1.图解

四、影响光合速率的因素

光合速率是光合作用强度的指标,它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。

1.内部因素

植物种类(如阴生植物和阳生植物),同一植物不同生长阶段、不同部位的叶片和叶片年龄等。

叶龄曲线的分析:OA段为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。BC段为老叶,随叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。

应用:农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。

2.环境因素

(1)光照

光照条件包括光的成分、光照强度、光合面积等。

①光的成分

由于色素吸收可见光中的蓝紫光和红光最多,吸收绿光最少,故不同颜色的光对光合速率的影响不一样。

应用:温室栽培时,用无色透明的玻璃(或塑料膜)做顶棚,能提高光合作用速率。

②光照强度

实验二:为了研究某种水草的光补偿点(植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等时的光照强度),科研人员设计了如下实验。试管中放入相同的水草和等量的BTB溶液(BTB是一种灵敏的酸碱指示剂,对光不敏感,其一定浓度的水溶液中性时无色,偏碱性时呈蓝色,弱酸性时呈黄色)。

(1)叶绿体中光合磷酸化发生的场所是。

(2)实验一在黑暗中进行的目的是。根据实验结果,叶绿体中ATP形成的原动力来自于。

(3)正常光照条件下,类囊体膜内水光解产生的是其pH降低的因素之一。

(4)实验二中,一段时间后,距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化,这说明。

(5)一段时间后,请预期2号、5号试管内的颜色分别是、。

(6)实验二中,用荧光灯比白炽灯更好,原因是。

解析:(1)光合磷酸化就是合成ATP,叶绿体中合成ATP的场所是类囊体薄膜。(2)因为实验目的是探究ATP形成的原动力,而光下,ADP、Pi会利用光能合成ATP,为了排除这种影响,选择黑暗环境。观察图知,类囊体所处的溶液pH从4上升到8,立即加入ADP和Pi就可以合成ATP,平衡后就不行。说明叶绿体中ATP形成的原动力来自于类囊体膜两侧的pH差。(3)水光解的产物是[H]和氧气,其中[H]是pH降低的因素之一。(4)距离荧光灯60cm处的试管无颜色变化,说明植物光合作用吸收的二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量相等,此时的光照强度为该水草的光补偿点。(5)2号试管距离变大,光强减弱,光合作用强度减弱,吸收CO2减少,溶液pH下降。5号试管恰好相反。根据BTB试剂的特点,2号、5号试管内的颜色分别是黄色、蓝色。(6)实验二的实验目的是研究光照强度对光合作用的影响,荧光灯比白炽灯产生的热量少,可以避免温度变化对光合作用的影响。

答案:(1)类囊体薄膜(2)避免光照对ATP合成的影响类囊体膜两侧的pH差(或类囊体膜内侧pH小于外侧)(3)[H](4)距离荧光灯60cm处的光照强度为该水草的光补偿点(5)黄色蓝色(6)荧光灯产生的热量少,避免温度对光合作用的影响

6.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,某同学按下表中的方法步骤进行了实验。

步骤具体操作

①剪碎叶片称取适量幼嫩菠菜叶,剪碎,放入研钵中

②充分研磨向研钵中放入少许二氧化硅,再加入适量无水乙醇,然后迅速、充分地研磨

③迅速过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一张滤纸)中进行过滤;将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞紧

④制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条,将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线

⑤画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀画出一条细线;重复画若干次,每次待滤液干后再画

⑥分离色素将适量层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中(注意:不能让滤液细线触及层析液),随后用棉塞塞紧试管口

⑦观察与记录观察试管内滤纸条上出现了几条色素带,以及每条色素带的颜色;将观察结果记录下来

请分析回答:

(1)步骤②中无水乙醇的作用是。

(2)按照上表中方法步骤进行实验操作,该同学在步骤③收集到的滤液呈色。

(3)上述实验操作中存在三处错误,请一一加以改正:、、。

第9篇:光合作用的影响范文

关键词:干旱;芦苇叶片;芦苇幼苗;叶绿素荧光

近百年来,湿地占世界土地资源的比例已经下降了近一半,湿地水生植物的面积减少尤为严重,干旱对湿地的影响极为突出。以莫莫格国家自然保护区为例,该自然保护区在松嫩平原的西部边缘地带,且其芦苇沼泽面积占总面积的40%还多,是莫莫格的重要生境类型,也是丹顶鹤等国家重点保护动物的重要栖息地。但是,莫莫格湿地现在正处于干旱期,内部严重缺水,芦苇沼泽正大面积地退化,珍稀动物的生存环境正受到严重危害。所以,研究干旱胁迫对于芦苇叶片光合现象以及芦苇幼苗生长的影响对湿地保护具有重要的现实意义。

1 干旱对于芦苇幼苗生长速率的影响

经过前期对芦苇生长环境处理,增加干旱胁迫,记录观察数据分析可知,芦苇幼苗生长速率随着干旱天数的逐渐增加而逐步地受到抑制,且抑制效果越来越明显。干旱前期(约15天内),芦苇幼苗的生长速率较稳定,受干旱影响还不很明显,这表明在短时间内芦苇幼苗对干旱环境的抵抗能力较强。但在实验后期(超过15天),芦苇幼苗的生长状况无法与前期相比,其生长速率明显地受到了干旱环境的抑制作用。可知,干旱条件下,芦苇叶面通过降低生长速率来减少水分流失,且20天是芦苇对干旱条件的耐受极限,干旱若超过20天,芦苇幼苗基本会停止生长。

2 干旱对于芦苇叶片叶绿素含量的影响

植物能否有效地进行光合作用与其叶片叶绿素含量有密切的关系,这在一定程度上反映出植物对于逆境的抵抗能力。由仪器测量、分析可得,在经过前期干旱处理的情况下(时间约为5天),芦苇叶片的叶绿素含量在增加。这是因为在干旱前期,虽然未给予芦苇幼苗水分,但此时,土壤中的水分尚处于饱和状态,所以芦苇叶片的叶绿素含量还保持在较高水平。但随着干旱时间的增加,芦苇叶片的叶绿素含量开始缓慢下降,在干旱20天后,芦苇叶片的叶绿素含量开始明显下降。据了解,不同强度的干旱都会使叶绿素含量降低,这就一定程度上肯定了实验结果的正确性。实验表明长期的干旱条件会对芦苇叶片叶绿素的合成和含量起到严重的影响。干旱降低叶绿素的含量,使得植物叶面对光的获取减少,植物的光合作用也随之降低,这是植物自身适应干旱条件的一种自我保护调节机制。最后总结,干旱对芦苇叶片叶绿素含量的影响不具有相对的及时性,干旱条件在超过20天以后才能显现出对芦苇叶片叶绿素含量的明显的抑制作用。

3 干旱对芦苇幼苗气体交换的影响

实验具体操作光合仪,分析数据可知,随着干旱时间的逐步加长,芦苇叶片的净光合速率在逐步的减小,20天后,其净光合速率显著降低,这明显说明此时的芦苇幼苗叶片的光合所用早已十分微弱;且芦苇幼苗的叶片气孔限制也开始作用;芦苇幼苗细胞间的二氧化碳浓度也在轻微地波动变化着,在干旱前期,细胞间二氧化碳浓度在逐步减小,但超过20天以后其浓度则会再次逐步上升。根据早期国外研究表明,植物的光合作用速率减小,将同时伴随气孔限制的作用和细胞间二氧化碳浓度减小,所以气孔关闭减小了细胞间二氧化碳的浓度,从而叶片的光合速率也随之减小;如光合作用速率减小伴随着的是气孔限制作用和细胞间二氧化碳浓度的增加,则是非气孔限制的因素影响了植物叶面的光合作用速率。由此可见,干旱前期,芦苇幼苗叶面的净光合作用速率和细胞间二氧化碳的浓度同时减小,表示其净光合作用速率减小的主要因素是气孔关闭。而在干旱条件超过20天以后,芦苇幼苗叶片以较低的净光合作用速率并伴有细胞间二氧化碳浓度的增加,这都表明着其净光合作用速率的减小的主要因素是非气孔限制。据调查,前期某些学者在研究缺失水分对某种杨树苗木光合作用的影响时,意外发现,在对土壤环境敏感的杨树苗木进行干旱胁迫后,杨树苗木的光合作用速率下降趋势极其明显,其主要因素就是非气孔限制;但是对于具有耐旱性的杨树而言,增加干旱条件,却对其净光合作用速率的变化没有明显作用,其净光合作用速率只是有小幅度的下降,这就说明了杨树苗木的光合作用所受到的影响是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果。

本研究表明,干旱前期影响芦苇幼苗叶片的净光合作用速率的主要因素是气孔限制,随着干旱时间的延长,影响因素也变为以非气孔因素为主,与早前他人的研究结果具有相似性,也进一步肯定了实验结果的正确性。

4 结论

芦苇具有很强的抗旱能力,芦苇叶片对外景环境变化具有敏感性,也为实验的成功带来了一定的积极作用。干旱对于芦苇叶片光合速率的影响是显著的,干旱超过15天后,芦苇幼苗的光合作用速率才开始逐步显现出下降趋势。超过20天后,芦苇幼苗的生长也基本停止了。所以,干旱时及时对芦苇湿地补水,并且尽量不超过20天,干旱就不会对芦苇幼苗生长和芦苇湿地造成严重影响。