光合作用范文
時間:2023-03-17 05:05:24
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篇1
坐標曲線圖能直觀地反映某種生物量的變化趨勢,充分體現了數形結合的思想,因此這類試題是能力要求較高的一種題型。解題時,讀圖是關鍵,其基本思路歸納如下:(1)“識標”,即識別圖中橫坐標、縱坐標的基本含義;(2)“明點”,即明確一些關鍵點,如起點、終點、交點、轉折點,截距點等;(3)“析線”,即分析出曲線中變量的動態變化趨勢,如上升、下降或不變。最后是“用圖”,即將相關的生物學知識與圖像曲線緊密結合,在頭腦中構建曲線――知識體系。然后運用知識體系揭示問題的實質,解決實際問題。
例1 (2014年全國新課標卷II第29題)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。
[-m][0][c][b][a][CO2濃度] [高光強][中光強][低光強][A][B][C][凈光合速率][m]
據圖回答下列問題:
(1)當CO2濃度為a時,高光強下該植物的凈光合速率為 。CO2濃度在a~b之間時,曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。
(2)CO2濃度大于c時,曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加,限制其增加的環境因素是 。
(3)當環境中CO2濃度小于a時,在圖示的3種光強下,該植物呼吸作用產生的CO2量 (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)據圖可推測,在溫室中,若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產量,還應該同時考慮 這一因素的影響,并采取相應措施。
答案 (1)0 A、B、C (2)光強 (3)大于 (4)光強
解析 (1)據圖可知CO2濃度為a時,高光強(曲線A)下的縱坐標為0,即凈光合速率為0;CO2濃度在a~b之間時,曲線A、B、C均表現為上升,即凈光合速率均隨CO2濃度增高而增高。
(2)CO2濃度大于c時,高光強條件下(曲線A)的凈光合速率仍然能夠隨著CO2濃度的增加而增加,由此可知限制B、C凈光合速率增加的環境因素是光強。
(3)CO2濃度小于a時,3種光強下,凈光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率,也就是說呼吸作用產生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。
(4)據圖可知CO2濃度和光強會影響凈光合速率從而影響植物的產量,故為提高植物的產量,應綜合考慮CO2濃度和光強對植物的影響。
2.直方圖類
直方圖實質上是表格數據的圖形化,它既可以反映某種量的多少,還可以反映某種量的變化趨勢。解題時,首先看清橫縱坐標,理解直方圖所代表的量的大小和含義;其次找到柱狀圖中的最值及變化趨勢;再次結合生物學原理找出各變量之間的內在聯系。
例2 (2014年安徽卷第29題節選)某課題小組研究紅光和藍光對花生幼苗光合作用的影響,實驗結果如圖所示(注:氣孔導度越大,氣孔開放程度越高)。
[出苗后天數/d][15 30][自然光 紅光 藍光][50
40
30
20
10][O] [CO2吸收量/μmol?m-2?s-1][出苗后天數/d][出苗后天數/d][15 30][自然光 紅光 藍光][0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1][O] [氣孔導度/μmol?m-2?s-1][15 30][自然光 紅光 藍光][O] [胞間CO2濃度/μmol?m-2?s-1] [300
250
200
150
100
50]
(1)與15d幼苗相比,30d幼苗的葉片凈光合速率 。與對照組相比, 光處理組的葉肉細胞對CO2的利用率高,據圖分析,其原因是 。
(2)葉肉細胞間隙CO2至少需要跨 層磷脂雙分子層才能達CO2固定的部位。
(3)某同學測定30d幼苗的葉片葉綠素含量,獲得紅光處理組的3個重復實驗數據分別為2.1mg?g-1、3.9mg?g-1、4.1mg?g-1。為提高該組數據的可信度,合理的處理方法是 。
答案 (1)高 藍 藍光促進了氣孔開放,CO2供應充分,暗反應加快 (2)3 (3)隨機取樣進行重復測定
解析 (1)從第1幅圖看出30d幼苗在同種光照下,CO2吸收量較多;從第2幅圖看出藍光條件下幼苗氣孔導度大,CO2進入較多;從第3幅圖看出藍光條件下胞間CO2濃度低,故藍光條件下葉肉細胞對CO2的利用率高。
(2)CO2固定部位在葉綠體基質,因此葉肉細胞間隙的CO2至少需要穿過細胞膜、葉綠體外膜、內膜共3層膜(即3層磷脂雙分子層)才能到達作用部位。
(3)為了實驗數據的可信度,可做到隨機取樣,并進行重復測定,避免偶然性。
3.數據表格類
常見的表格信息題有兩類,一類是對現象的分析,另一類是對數據的分析。解題時,首先要看表格的名稱、數據、備注等內容,明確解題所需的知識要點;再對表格中列舉的數據進行比較,找到解題突破口;最后運用明確的知識要點,分析從數據中找出的問題,針對存在的問題,論述解決的措施。
例3 (2014年廣東卷第26題)觀測不同光照條件下生長的柑橘,結果見下表,請回答下列問題:
[光照強度\&葉色\&平均葉
面積(cm2)\&氣孔密度
(個?mm-2)\&凈光合速率
(μmolCO2?m-2?s-1)\&強\&淺綠\&13.6(100%)\&826(100%)\&4.33(100%)\&中\&綠\&20.3(149%)\&768(93%)\&4.17(96%)\&弱\&深綠\&28.4(209%)\&752(91%)\&3.87(89%)\&]
(注:括號內的百分數以強光照的數據作為參考)
(1)CO2以 方式進入葉綠體后,與 結合而被固定,固定產物的還原需要光反應提供的 。
(2)在弱光下,柑橘通過 和 來吸收更多的光能,以適應弱光環境。
(3)與弱光下相比,強光下柑橘平均每片葉的氣孔總數 ,單位時間內平均每片葉CO2吸收量 。對強光下生長的柑橘適度遮陰,持續觀測葉色、葉面積和凈光合速率,這三個指標中,最先發生改變的是 ,最后發生改變的是 。
答案 (1)自由擴散 五碳化合物 [H](或NADPH)和ATP (2)增加葉面積 提高葉綠素含量 (3)較少 較少 凈光合速率 葉面積
解析 (1)CO2等氣體是以自由擴散的方式進入葉綠體,進入葉綠體中的CO2首先與C5結合生成C3,C3的還原需要光反應提供的ATP和[H]。
(2)據題中表格數據可知,在弱光下,柑橘的葉色加深,平均葉面積增大,氣孔密度變小。所以柑橘是通過增加葉綠素的含量和增大平均葉面積來適應弱光環境。
(3)根據公式:平均葉面積×氣孔密度=平均每片葉的氣孔總數,弱光下平均每片葉的氣孔總數為:28.4×100×752=2135680個,強光下平均每片葉的氣孔總數為:13.6×100×826=1123360個,后者少于前者;根據公式:單位時間內平均每片葉CO2的吸收量=凈光合作用速率×平均葉面積,弱光下單位時間內平均每片葉CO2的吸收量為:28.4×3.87×10-4=1.1×10-2μmol;強光下單位時間內平均每片葉CO2的吸收量為13.6×4.33×10-4=5.9×10-3μmol,后者小于前者。對強光下生長的柑橘適度遮陰,柑橘的光反應強度降低,光合速率相對下降。為適應弱光環境,柑橘葉合成更多葉綠素來增強吸收光的能力,以合成相對較多的有機物,有利于葉的生長,故最后發生改變的是平均葉面積。
練習答案
1. 以測定的CO2 吸收量與釋放量為指標,研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,結果如圖所示。下列分析正確的是( )
[O][10 20 30][溫度(℃)] [光照下CO2的吸收量][黑暗中CO2的釋放量][CO2的吸收量與釋放量(mg/h)][4.00
3.00
2.00
1.00
]
A. 光照相同時間,35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等
B. 光照相同時間,在20℃條件下植物積累的有機物的量最多
C. 溫度高于25℃時,光合作用制造的有機物的量開始減少
D. 兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等
2.取某種植物生長狀態一致的新鮮葉片,用打孔器打出若干圓片,圓片平均分成甲、乙、丙三組,每組各置于一個密閉裝置內,并分別給予a、b、c三種不同強度的光照,其他條件一致。照光相同時間后,測得各裝置內氧氣的增加量如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
[a][b][c][甲][乙][丙][O][光照強度][氧氣的增加量]
A. 裝置內增加的氧氣來自于水
B. 光照強度為a時,光合作用停止
C. 丙組裝置內的CO2含量照光后比照光前低
D. 該圖反映了光合作用強度與光照強度的關系
3. 請回答與光合作用有關的問題:
(1)甲、乙、丙三種植物光合作用強度與光照強度的關系如圖所示。據圖回答:
[a b c d][甲][乙][丙] [O][光合作用強度][光照強度]
①強光下上述三種植物固定CO2能力最強的植物是 。
②乙植物達到最大光合作用強度所需的最低光照強度是 (a、b、c、d)。
③當光照強度從a到b時, 植物光合作用強度增加的最快。
(2)植物光合作用產生的O2來自H2O,還是來自CO2?請寫出簡單實驗思路證明你的結論。
練習答案
篇2
一、光合作用與作物產量的關系
光合作用為農作物產量的形成提供了主要的物質基礎,但作物軀體各部分的經濟價值是不同的,例如種植稻、麥、油菜和大豆等主要是為了收獲子粒;種馬鈴薯、甘薯、甜菜等主要為了收獲塊莖、塊根等。為此,在收獲中經濟價值較高部分稱為經濟產量,而作物的總重量就是生物產量,經濟產量與生物產量的比值稱為經濟系數。各種作物的經濟系數差異較大,一般禾谷類作物經濟系數為0.3~0.4,水稻為0.5左右,棉花按子棉計算可達0.35~0.4,大豆為0.2,薯類為0.7~0.85,葉菜類接近于1。當然,各種作物不同器官含水量大不相同,例如稻谷含水量只有15%左右,而甘薯含水量則達80%。為了更精確地比較也有用干重來表示的。
一般來說,經濟系數是品種比較穩定的一個性狀,但栽培條件與管理措施也有很大影響。例如,合理密植、適當肥水措施和管理措施(如合理修剪、整枝、藥劑處理等)都可促進同化產物向經濟器官輸送,抑制營養器官生長,增加經濟器官重量。相反,如栽培或管理不當,植株生長瘦弱或旺長,即使品種再好也會減產。
生物產量是作物一生中的全部光合產量減去所消耗的有機物(主要是呼吸消耗)。而光合產量又是由光合面積(即葉面積)、光合強度和光合時間三因素所組成,即:生物產量=光合面積×光合強度×光合時間-光合產物。
二、提高光能利用率的途徑
(一)延長光合時間
光合時間由作物生育期和日照時間長短決定。延長作物光合時間可明顯提高經濟產量。延長光合時間的措施有:
1.提高復種指數 復種指數是全年內農作物收獲面積與耕地面積之比。可以采取間作、套種、巧妙搭配作物以達到此目的。
2.延長光合期 作物生長前期應促進其早生快發,后期應使功能葉保持較長的光合時間,防止葉片早衰。
(二)增加光合面積
1.合理密植
光合面積通常用葉面積系數(leaf area index)表示,它是指作物面積和土地面積的比值。葉面積系數(又稱葉面積指數)的大小取決于植株的密度、個體生長發育進程和時期以及栽培條件等,不同作物或作物不同生育期的最適葉面積系數不同。合理密植的主要原則在于處理好個體與群體之間的關系,使群體在各個生育時期具有較理想的葉面積系數,最充分地利用光能和地力。
2.選育理想株型品種
在密植條件下,株型與群體光能利用率有極大關系,如果葉面積系數相同而株型不同,其光能利用率也會有很大差異。以稻、麥為例,在肥、水條件充足的條件下,高產株型的特征應該是:矮稈、分蘗力中等、葉著生角度小、較直立、葉片短小而厚密、子粒/稿稈比值較高。凡具有以上特征,群體內光能分布較均勻,光能利用充分,經濟產量則較高。
(三)改善光合作用條件
光、溫、水、肥和二氧化碳等因素,都能影響群體的光合作用。其中,合理排灌和施肥,能有效地促進和控制群體結構發展,因而可提高群體光能利用率。在有條件的地方,補充人工光照、增加二氧化碳濃度,也是改善光合條件的一種手段,但大田應用還有困難。
相關演練
1.現在園藝師們往往將李子、杏等果樹的樹形,修整成主干突出,側枝層次分明,呈螺旋狀均勻著生在主干上的主干形。“有空就有枝,有枝就有果”,是對該樹形的最佳描述。由此我們可以想到該樹形豐產的主要原因是( )
A.提高了對光的利用效率
B.提高了對CO2的利用效率
C.增強了果樹的抗病能力
D.增強了果樹的呼吸作用
2.如圖是夏季晴朗的白天,玉米和花生凈光合速率(單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線,下列敘述錯誤的是( )
A.在9:30~11:00之間,花生凈光合速率下降的原因是暗反應過程減緩
B.在11:00~12:30之間,花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的多
C.在17:00時,玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同
D.在18:30時,玉米既能進行光反應,也能進行暗反應
3.有人研究了N元素的供給量與小麥的光合作用強度和產量的關系并繪制了如下曲線,請對曲線仔細分析后,回答下列問題:
(1)N元素的供給量與小麥產量之間的關系是。
(2)N元素能夠促進光合作用的原因是。
(3)氮是植物從土壤中大量吸收的一種元素,下圖中能正確表示小麥吸收礦質元素N與呼吸作用強度關系的是( )
(4)小麥產量最高時所需N元素的供給量低于光合作用最強時的供給量,原因是。
(5)除了N元素的供給量以外,光強度、二氧化碳濃度、溫度等也是影響作物產量的重要因素。下列措施中能夠直接提高作物光合作用效率的有( )(多選)
A.間作(套種)
B.合理密植
C.提高二氧化碳濃度
D.輪作
E.控制光強
F.合理灌溉
參考答案
1.A 提示:側枝層次分明,呈螺旋狀均勻著生長在主干上,避免了相互遮擋陽光,提高了對光的利用效率。
2.B 提示:A項,9:30~11:00光照強度增強,光反應提供的ATP和[H]增多,但凈光合速率降低,說明暗反應跟不上光反應,反應緩慢;B項,有機物的積累量可代表凈光合速率,從圖知花生的凈光合速率即有機物的積累量比玉米少;C項,從圖知,17:00時凈光合速率相同,氧氣釋放量代表凈光合速率,即氧氣釋放量相同;D項,18:30時,玉米凈光合速率為零,說明光合作用速率等于呼吸作用速率,仍進行光合作用,即有光反應和暗反應。
3.(1)在一定的N元素供給量的范圍內,小麥產量隨著N元素供給量的增加而升高,但達到一定量后,再增加N元素的供給量,小麥產量反而下降
(2)N是葉綠素、光合作用各種酶和ATP的組成成分
(3)C
篇3
光合作用基本公式:6CO2+6H2O。光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機物,同時釋放氧氣的過程。其主要包括光反應、暗反應兩個階段,涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應步驟,對實現自然界的能量轉換、維持大氣的碳-氧平衡具有重要意義。
氧氣(oxygen),化學式O2。化學式量:32.00,無色無味氣體,氧元素最常見的單質形態。熔點-218.4℃,沸點-183℃。不易溶于水,1L水中溶解約30mL氧氣。在空氣中氧氣約占21%。液氧為天藍色。固氧為藍色晶體。常溫下不很活潑,與許多物質都不易作用。但在高溫下則很活潑,能與多種元素直接化合,這與氧原子的電負性僅次于氟有關。
(來源:文章屋網 )
篇4
2007年,越求越專業的照明設計與應用趨勢正在進入家庭。高效的照明設計令“光合作用”在家居空間中日益萌發。合理的亮度、色彩、照射方向帶來了人性化的照明方式,使照明在功能層次上進一步細分,不僅能滿足基本光照需求,還能提高工作效率、改善心理與情緒、營造氛圍與藝術感覺。
與此同時,從光照方式到光源、光控、乃至燈具的設計都產生了全新的概念,比如先進的LED(半導體)光源、智能化的終端光控技術,充滿創意的模塊化燈具設計等,無不影響著如今的家居生活。
照明設計,是對生活品質的堅持
作為專業從事照明設計的英國萊亭迪賽燈光設計合作事務所(LDPi)北京公司的執行董事,丁平本身亦是資深的照明設計師,她有著多年從業經歷,一向致力于創造完美的光環境,曾領導其團隊對一系列高端地產項目的景、建筑、室內進行照明設計。她對燈光設計的獨特觀點讓我們更清楚地了解到當前家居領域照明設計的新趨勢。
節能與照明設計不矛盾
對光進行設計,是對生活品質的追求與堅持;意識到光的重要性,追求并呵護我們的需求十分必要。新的光源不斷出現,包括節能燈或智能化等,這些都帶來很好的啟發,但在追求節能環保等理念的同時,不應該犧牲本該有的生活品質,生活品質還是第一位的。
在國內,經常看到一所大別墅內漆黑一團,只在待人的屋子留了一盞燈,這樣的照明方式就很不科學,比如,你常常需要穿過一片漆黑才能到達門口。事實上,節能可以在照明設計的初期實現,后期的運營成本并不高。
至少10%的預算用于照明
照明比較重要的一個原則是,不能等房子裝修好了再考慮,一定要預先設想好自己的需求。在國內實現一個好的光環境,尤其需要客戶的理解與支撐。因為目前還有很多人不能理解到照明的重要性。照明設計的一個重要工作就是幫助客戶了解與引導他們的需求,讓客戶了解到光對于塑造空間環境的重要意義。一定的開支是必要的,比如,對于1000萬的豪宅,用在照明上的預算至少需要總設計費的10%,這還不包括裝飾燈.而只是包括了基礎的功能燈等。
讓光線營造多樣化氛圍
光線在不斷改變,通過設計師,怎樣把人工光的質量表現出來,把光的情趣表現出來,十分重要。事實上,照明設計不僅要考慮燈的壽命、節能性,還更要考慮其對氛圍營造的作用。
要真正實現光線上的舒適感,需要更多不同的光源選擇。僅有一兩盞主光源一定是不夠的。打造舒適的照明環境,特別需要考慮到家庭不同成員的需求。家中人口多,就需要安裝比較多的燈具,來營造熱鬧的氛圍;而家中如果只有年輕人,就可以找一種更符合個性生活方式的照明方式。
在一蓋燈具上實現冷暖光源之間的調換,光源亮度上的調節,將能更好地滿足多樣化的需求,因此家庭需要多用些可調光的燈具。
點、線、面表現立體光效
現代家居裝修,似乎十分流行在吊頂上安裝燈槽。我很不理解這樣做的意義,因為圍槽內的光源起不了真正的照明作用。我更贊成使用漫反射燈,通過反射生成的柔和燈光來營造更富三維感與立體感的光線。
一個建筑中有天、地、墻,燈具中有地燈、吊燈、墻燈等,如何把這些空間與光源有效地結合,形成視覺上良好的點、線、面關系,是我們在做照明設計時特別需要考慮的部分。比如,可以在墻上或凹槽中設置燈,開成背景光,以重點照明營造氛圍;同時在天花板上安吊燈,滿足功能上的照明需求;用落地燈來進行點式照明,從而優化點線面之間的立體關系。
智能化光控更人性化
智能化光控因為能實現對光源更人性化的控制,所以具有較大優勢。對智能化這些新產品,使用者需要保持一種開放的接受心態,事實上,智能化并沒有想象的那樣復雜,它是一種根據需求設定的程序,能幫助生活品質的有效提高。當然,這首先是以智能化產品質量的可靠性為前提的。
實現智能化控制的初期投入成本較高,但以生活品質角度出發,這是不可缺少的一環,特別是對于較大的房子,比如別墅一類,智能化光控是十分必要的照明方式。
LED光源宜作為情調點綴
LED多作為工程燈或投光燈,其絢麗的色彩能為建筑帶來非常好的光效。在家居運用中,LED的優勢在于其色彩,它顏色豐富,用于調節氣氛十分有優勢,比如使用LED的鏡前燈、簡燈,創造出色彩感極強的光帶,會帶來十分浪漫的感覺。也許,LED的大面積運用還有一段時間。在我看來,一種光源不可能取代另一種光源,LED照明屬于自發光的光源,很難充分實現熒光燈或鹵素燈那種投射燈的功能。
趨勢1 照明新原則整體光合
“光既是廉價的必需品,也是昂貴的奢侈品”。投射在物體上的光影,所帶來的魔力效果以及對顏色、材料肌理、質感,甚至是總體氣氛所產生的影響,使人們更加注重現代照明的新需求。對于那些真正講求品位生活的人們,更多地是將照明上升為一種手段,一種營造空間、創造環境氣氛與藝術效果的設計手段。
策劃在前 系統布光
出色的照明設計方案應當把居住者所有的需求以及他們的生活方式考慮在內。在策劃住宅照明的同時,也應注重運用不同類型的照明裝置,從而滿足以下三要素對光線的需求:人、建筑和重點物品。這三個要素都很重要,但重中之重是考慮如何為使用空間中的人提供照明。例如:工作照明時,人們用眼較多,通常需要非常集中的高亮度光線照明。而在事前規劃中,就應當仔細考慮所需的光亮,然后將光源正確定位,避免多余陰影的干擾,最終達到當人坐姿時,臺燈燈泡底部插座與燈罩底部與人的眼睛成一線。
實現光的夢想
“以一個個美好的光的結果證實自己的價值,實現一個個光的夢想”――這就是中泰照明。作為一家專業的技術服務提供商,中泰照明長期致力于為高端客戶提供最佳的照明解決方案。倪楨作為中泰旗下的主力設計師,憑借多年的實踐經驗,對整體照明更有著系統而豐富的理解。
Q:照明設計的意義是什么?
A:照明是提升及表現室內外環境價值的最有效手段。燈光除了滿足必要的功能照明外,還與使用者的心情、生活習慣等息息相關。
一個燈光昏暗的空間,即使滿足功能需要,也會讓人感覺精神不振。陳設家具再漂亮,如果沒有正確的運用燈光表現,也無法產生美感。利用燈光明暗對比在空間中突出重點,明暗結合使人的視覺感覺舒適,才是照明設計的目的。
同時燈光也與使用者的生活習慣有關,人會在哪個空間停留時間長些,在哪個空間會進行怎樣的活動?是看書還是看電
視,還是娛樂?在燈光的選擇和配置上都要考慮使用者的感受。
Q:今天的客戶對照明方案的要求與過去相比,有哪些不同?
A:雖然光不能改變物理空間,但卻可以改變人的心理及對空間的感受,賦予空間色彩和表情。
隨著照明日漸受到高端人士的重視,客戶開始把燈光作為獨立且必須要認真考慮的重要因素。現在的客戶,已經很專業了,他們會考慮燈光與空間的關系?考慮會不會產生眩光?會詢問每一種燈光的效果將會怎樣?能表現出什么樣的氛圍?還有不少客戶會考慮燈光控制系統,根據空間的功能多變性,設置不同的場景燈光,而不再滿足于傳統的單聯雙聯開關。
光是一種四維材料
光是一種四維材料,決定著空間,并隨時間而變化。光的亮度和色彩是決定氣氛的主要因素。適度、愉悅的光能激發和鼓舞人心,而柔弱的光令人輕松和心曠神怡。室內的氣氛由于不同的光色而變化,空間的不同效果,可以通過光的作用充分表達。利用光來加強需要注意的地方,如趣味中心;也可以用來削弱不希望被注意的地方,從而使空間得到進一步的完善和凈化。光和影本身就是一種特殊性質的藝術,當陽光透過樹梢,在地面上灑下一片光斑,疏疏密密隨風變幻,這種魅力也難以用語言表達。光既可無形,也可以有形。光源可隱藏,燈具卻可暴露,有形、無形都是藝術。不管哪種方式,整體造型必須協調統一,一定要和整個室內一致、統一,決不能孤立地評定優劣。
人工照明+自然照明
居室的朝向、日照,晴陰天中每個房間的采光也是家居照明設計中需要考慮的。不同地區還要考慮到四季節氣的太陽照射角,進入室內的光線入射角度等四季日照分析。燈光是自然光的補充。自然光充足時,燈具本身可以是件裝飾品,隨著夜幕慢慢降臨,燈光漸漸亮起來,燈具開始發揮功能。
Q:為客戶定制照明方案時,通常會考慮哪些因素?
A:首先從居室的自然采光開始,哪些房間在白天有充足的日照,哪些房間需要使用照明來補光。陰天和傍晚的光線差異與燈光的設置。晚上的居室家家都有燈光,但好的照明會結合主人的活動,行動來設計。在照明設計之初,與客戶溝通室內陳設,哪里是室內設計出彩的細節需要表現的?哪里是擺放客戶得意收藏品的地方?哪里會有裝飾畫?所以每個照明方案是根據室內設計及客戶需要而量身定制的。此外,照明設計不能忽略陰影的作用,沒有暗就沒有明。燈光是虛擬的,如何把握虛擬的燈光營造出藝術性明暗效果是照明設計的重點。
Q:一個完整的家居照明整體方案通常由哪幾部分構成?
A:技術照明,即筒燈,射燈,軌道燈的選擇及運用。裝飾照明,燈具在起到功能性照明的同時,本身具有一定的裝飾性,有多種裝飾風格可分,如古典風格燈具、現代風格燈具等。
燈光控制系統,滿足不同時間段,不同的使用需求,設置多種燈光場景并實現調光控制。
Q:回顧2007,在家居照明整體方案有哪些新趨勢?
A:不再滿足于均勻的環境照明,而開始追求藝術性的燈光效果。開始把燈光的結果與人的心理心情聯系起來關注。同時,燈光控制系統正在逐漸進入日常生活,在達到節能的同時,為客戶量身訂制燈光場景,使燈光的控制更簡單化、人性化。
Q:目前在別墅家居中,照明整體設計的運用是否已經普及?
A:還未普及。照明設計在中國是剛起步的領域,只能說正在逐步為人們所重視,但還未達到普及的程度。照明的重要性還需要廣泛宣傳,讓更多人意識到照明設計在家居生活中、室內設計過程中的重要性,并能更早更及時的參與到室內設計中去。現在做整體居家照明方案的客戶還只是一小部分,所以,我們希望加強與零售客戶的溝通,讓更多的客戶意識到照明需要設計配合的必要性。做到即使選擇一盞燈或者幾盞燈,不管是選擇裝飾性燈具還是技術性燈具,我們都能給客戶一個完善的全面的建議和配合。
趨勢2 照明新方式散點光效
無論是清新淡雅的自然光,還是柔和華麗的人造光;無論是滿足采光照度,還是進行藝術品的展示、烘托,都離不開光的適度渲染。隨著人們對光線的認識,家屬空間中,照明設計手法亦從傳統的“一點照明”,轉變為現在的“散點照明”。
營造空間的層次與韻律
傳統居室空間中,屋頂中央懸吊一盞吊燈或吸頂燈,以滿足人們對光線的基本需求,這種“一點照明”的手法往往只注重照明器具自身的裝飾細節。而“散點照明”是指居室中為滿足各個不同區域照明、展示、營造氛圍,而出現的墻、頂、地多界面、多層次光源照明。這一手法注重以點、線、面的結合方式,利用光的變化及層次感,塑造現代空間中科學、實用、美觀的整體空間概念。同時,還可以利用強光、弱光、散光、整光……在室內進行不同使用功能的空間區分,將居室空間中的整體與局部、主要與次要合理介定。
營造空間的層次與韻律
傳統居室照明理念追求燈光均勻地西向室內各個角落,照明效果平淡無奇。如果沒有陰影變化,或明暗對比來凸顯空間的深度與廣度,居室內的動態黃也就無從體現,因此,在進行居室照明設計時,照明的取舍變化是非常重要的。最簡單的方法是將居室中所有的區域和陳設列一份清單,再據此明確哪些部分的空間設計最別致、最需表現,哪些重點陳設應被突出,然后,依據清單進行相應的照明設計。
5:3:1黃金定律
作為家居裝飾三種照明光源,集中式光源、輔助式光源、普照式光源缺一不可,在業內人士看來,其亮度比例最好大約為5:3:1。簡而言之,這套“5:3:1”的黃金定律,所謂“5”是指光亮度最強的集中性光線,如投射燈;“3”指給人柔和感覺的輔助式光源,而“1”則是提供整個房間最基本照明的光源。
天花板燈即是普照式光源,通常它為屋內的主燈,也稱背景燈,它能將室內的光源提升至一定的亮度,對整個房間提供相同的光線,所以不會產生明顯的影子。它必須和其他的光線一起運用,因此,它不應該很亮,與家中其他光源比較起來,它的亮度最低。
集中式光源以集中直射的光線照射在某一限定區域內,讓人能更清楚看見正在進行的動作,尤其是在工作、閱讀、烹調、用餐時,更需要集中式的光源。由于燈罩的形狀和燈的位置決定了光束的大小,所以直射燈通常裝有遮蓋物或冷卻風孔,且燈罩都是不透明的燈,如聚光燈、軌道燈、工作燈。
集中式光源的照度很大,眼睛長時間處于這種環境下,容易感到疲勞,此時人們需要輔助式光源,如立燈、書燈等來調和室內的光差,好讓您的雙眼感到舒適。輔助式光源的燈光屬擴散性光線,其散播到屋內各個角落的光線都是一樣的。
多元交響的客廳照明
客廳作為家庭活動的中樞,它需要承擔多功能中心的角色。這種多功能性,注定客廳必須采用散點照明的方式。
對于基本照明,由于客廳中的活動很多,包括會客、聊天、聽音樂、看電視與閱讀等,因此光的利用率也相對較
高。例如親朋好友相聚一堂,照度以看清客人的表情為宜。這時一般采用作為普照式光源的頂燈進行照明,讓客人盡享溫馨。
而當平時我們聽音樂、看電視時對照度的要求較低,以暗淡、柔和的效果為佳,可采用落地燈與臺燈作局部集中照明。同時,在輔助照明方面,可以在電視機后方安裝一盞臺燈,利用燈投射在電視機后方的光線減輕視覺的明暗反差,有效地保護視力。與此同時,還可以用軌道射燈或天花射燈集中照射客廳中的掛畫、盆景、雕塑以及藝術品等,強調細部和趣味點,可凸顯主人的藝術品味與個性。
為了達到更好一級的情調照明效果,創造與白天完全不同的浪漫的感覺,可在客廳的天頂或背景墻上預留燈槽,內藏熒光燈管。此時,可采用節能、顯色性好、直徑小的熒光燈具,也可以在墻上安排與室內裝飾風格一致的壁燈,它能照亮一面墻,并使之成為一個反射體,由此發出的光將具有沉靜而中性的效果,避免眩光的產生,很好地表現裝飾材料的質感,形成一個虛實相宜、亦夢亦幻的空間。
趨勢3 照明新功能有效光照
當認識到光對心理可以產生影響,并間接作用于我們的工作效率時,光照的有效性問題便日益受到重視。經過更為精確的比例與要素計算,我們如今需要更科學地“量體裁衣”,定制出能最大程度提高工作效率、優化生活環境的光線。
理解照度與亮度
要獲得一個高效的工作環境,首先要保證具有足夠的照度。而對于非工作區,由照明創造的舒適與視覺愉悅程度,則成為選擇適宜照度時必須考慮的因素。
事實上,室內照明的照度應具有一定的均勻度,但并非越均勻越好,適當的照度變化將形成活躍的氣氛。
亮度是指發光物表面的發光強度或反射光的強弱。在人的視野內,不當的亮度分布會損害視覺功效,過大的亮度差別會產生不舒適的眩光。人的視野很廣,在工作房間內,除工作對象外,作業區、頂槽、墻、人、窗子和燈具都會進入眼簾,它們的亮度水平和亮度圖式會對視覺產生重要影響。如果周圍視野的亮度與中心視野亮度相差過大,就會加重的適應負擔,產生眩光,降低視覺功效。同時,由于房間主要表面的平均亮度形成房間明亮程度的總印象,所以亮度分布導致空間的直觀形象感覺。
如今,很多人為了營造情調,不論面積大小和角度位置都“大燈小燈落滿匡”。然而,如果視野內存在嚴重的對比,就會給人的視覺造成強烈的刺激,產生“眩光”。比如,現代家庭的電視屏幕越來越大,而這種高亮度屏幕是反射眩光的高發地,如果不懂照明科學,在與電視相對的墻上,再掛一盞燈,那么一到看電視的時間,整個客廳就會被眩光籠罩。其實我們只需在電視同側設置一盞低亮度的日光燈,就可以順利規避眩光。
事實上,避眩光的有效措施在于正確安排照明光源與人的相對位置,使視覺作業的每一部分都不處于、也不靠近任何光源同眼晴形成的鏡面反射角內。同時,增加從側面投射到視覺作業面上的光量;選擇發光面積大、亮度低、寬配光,但在臨界方向亮度銳減的燈具。另外,頂棚、墻和工作面盡量選用無光澤的淺色飾面,以減小反射的影響。
書房照明是最講究科學用光的地方,人們讀書寫宇時容易產生視覺疲勞,如果用光不科學,產生眩光,就會造成視力下降。三雄?極光照明設計專家曾提出過“書房照明三角區理論”,這種理論認為,在書房照明中要正確處理臺燈、桌面、人的座位角度三者的關系,選擇防眩光的燈具,在桌面上鋪上淡色墊板以避免反光:燈具安裝的位置應高于視線,避免眩光直射眼睛。除了三角區的合理設置外,書房內最好把主照明也打開,避免明暗對比過大而造成眩光。同時,使用護眼以及節能型臺燈系列,在硬件上充分保障眼睛的健康也極有必要。
趨勢4 照明新感受情緒光色
清晨的陽光透過窗棍投在室內的斑駁光影,夜晚燈光照亮房間,留在空間轉折間微妙的明暗變化對比,都會通過視覺傳遞,使人心理或生理產生些許變化和波動,進而觸動人們的心緒。如今,光線對情緒的微妙影響日益被發掘,甚至孕育了許多“光療”服務。在家居照明設計方面,光線首先要服務于空間所表達的氛圍,而光色的混合也會形成豐富的藝術效果,帶來曼妙多姿的情感表達。
一般在室內作照明設計之前對光色會有一個決定,即用冷光源或暖光源。光源色溫的選擇要與整個室內設計的風格及想要形成的環境氣氛相適應。例如,含紅色光譜線成分較多的低色溫的暖色調燈光接近日暮黃昏的情調,能在室內形成親切輕松的氣氛,而在需要緊張、精神矍鑠地進行工作的場所,則需要使用含藍色光譜成分較多高色溫冷色燈光,因此,可選用日光燈管、節能燈等光色偏冷,照度顯亮的光源。
與此同時,還需把握光色與照度的關系。低色溫光源在較低的照度下會讓人感覺舒適,而高照度的情況則會給人燥熱。高色溫則在較低照度的情況下會使環境感覺蒼白而沒有生氣,而較高照度水平剛會讓人感覺興奮。
捕捉透明光感
光雖然被使用在生活的方方面面,卻可見而又摸觸不到,光是有色的,卻也是透明的。它的這種透明性是其他設計因素很難相比的,可以為其帶來更豐富的設計意象。比如,光與水的互動。在自然界中光照射水珠可以折射出現彩虹,而在室內設計中有時也利用噴水與照明的配合處理,取得光與水的折射效果。
光源的顯色性對于展示物體的顏色也有著顯著的影響,光源的顯色性越好,被照物體外觀的色彩還原度越大,物體的顏色越飽滿,色澤鮮亮。
色香味的光彩餐廳
餐廳的天職是創造良好的進餐環境,而“色香味”的美食標準中頭條就是食物的顏色。要讓主角有好的表現力,燈光的選擇尤為重要。這時,顯色性高的光源將會成為您的首選。比如飛利浦的三基色TLE80燈管,因為采用紅、綠、藍為基調的“光學調色板”,能為餐廳帶來最接近陽光的顏色,是未來餐廳照明的發展方向。
而在燈具的選擇上,照明設計師建議在成本允許的前提下,多考慮與餐廳家具的顏色,風格相和諧的產品。讓光線與顏色混為一體,進餐與交流其樂融融。
趨勢5 照明新體驗藝術光塑
空間和家具的造型立體感通過光的修飾,將更完美地體現出來。光的投射方向與角度,光與影的疏密分布都將讓家居的光線如同雕塑一般凝固在空間之中,形成藝術感濃郁的家居氛圍。
立體的光影藝術
具有方向性的照明賦予了三維物體立體感,善于利用陰影以及明暗的對比,能更好的表現室內空間及空間內的物體造型。例如可以利用直射光與間接光暈的構成圖像,形成前景與襯景。另外還要考慮明與暗的搭配來烘托造型。光與影的組合特別能表現藝術氛圍,時刻變化的光影效果本身便是空間中最動人的裝飾。
光的鏡面映像
光線的反射特性使得在光滑反光的
材料表面出現發光與受光物體的反像,如果沒有光很難想象金屬和玻璃與光配合產生的魅力。掌握了光的反射規律,在受光面有意識的加以變化,所反射出的圖像可以千變萬化,使設計者的設計作品得到多彩多姿的效果。
在家居的光環境中,選用鏡面反射室內物象是很巧妙的藝術化手段。它或是能借虛擬空間,擴大空間感,或是利用反射面達到預期的藝術畫面,美化空間。
臥室的夢幻雕塑
臥室是屬于自身的私密空間,它承載著人們不加修飾的真實情感。所以,在照明設計上:光線柔和,可調控,無噪音等成為要考慮的基本因素。多層次的柔和光線,在臥室中能營造舒緩的環境來為心理減壓。可以調控、變化的光線方向、光線效果則能讓人們在歡笑、溝通時,隨時都有天衣無縫的立體光影作為背景。
趨勢6 照明新介質LED光源
今天,新型LED光源的開發是照明科技的一大革命。凝聚在小小的、價格昂貴的發光二極管中的光源如今之所以受到如此青睞,源于它的獨特優勢:高效、節能、環保、安全、壽命長……幾乎代表了人們對照明的所有理想。
無影燈的境界
如果在一個家中,只看到閃閃發光的天花板,而未見任何燈具,那它一定是使用了LED光源。即便這樣,你也可以隨著早晨、中午、夜晚的時間變化調節照明光源,使室內的光環境接近月亮、星星、太陽等自然光。調節到“星星”狀態時,屋內光線朦朧。“月亮”狀態時.室內灑滿了清冷的“月”光。“太陽”狀態時,室內則跟白晝一模一樣。
燈具是發光的雕塑,由材料、結構、形態和肌理構造的燈具物質形式也是展示藝術的重要手段。LED技術則打破了傳統燈具的邊邊框框,超越了固有的所謂燈具形態的觀念。即使居室中只有LED發光天花板和發光墻面,人們也可以根據各自要求、場景情況,以及對環境和生活的不同理解,在不同的空間和時間選擇并控制光的亮度、灰度、顏色的變化,模擬出各種光環境來引導、改善情緒,體現更人性化的照明環境。
燈具的最高境界是“無影燈”,也是人性化照明的最高體現。LED燈具體積小質量輕,可選用不同光色的LED組合成照度柔和的各種模塊,任意安裝在居室中,居室照明燈具的光源可能來源于地面、墻面、窗臺、家具、飾物等。同時,彩色LED產品覆蓋了整個可見光譜范圍。因此,人們可以根據顏色、溫度、亮度和方向等整體照明需要來設定照明效果,實現人性化的智能控制,營造不同的室內照明效果。
節能先驅
LED是一種綠色光源。由于LED燈直流驅動,因此沒有頻閃,也沒有紅外和紫外的成分,就不會產生輻射污染。與此同時,冷光源發熱量低,因此可以安全觸摸;這些都是白熾燈和日光燈達不到的。它既能提供令人舒適的光照空間,又能很好地滿足人的生理健康需求,是保護視力并且環保的健康光源。由于目前單只LED功率較小,光亮度較低,不宜單獨使用,而將多個LED組裝在一起設計成為實用的LED照明燈具則具有廣闊的應用前景。
優質的總體照明。孩子們常發現樓梯平臺燈整夜亮著,這樣很可靠,因此節能燈具可以得到廣泛的使用。
廊臺的魔方世界
走廊與陽臺為家串成了精彩紛呈的魔方。這些區域需要特殊的關注,因為在這些地方常因惡劣的可視條件而發生諸多意外事件。在這些區域內,人們需要經常走動,所以充足的光照度以及不產生陰影,是選擇光源的重要依據。
這些地方的照明趨向于長時間使用。因此,選擇能夠被用在任何可能的地方的電子節能燈十分有必要。它們消耗更少的電,而工作時間更長,還可以被安裝在墻壁或頂棚內部。
趨勢7 照明新創意模塊光組
照明的很多創意體現在燈具的開發中,好的燈餐設計不僅僅是一種點綴、一種烘托,更會成為一個主題,讓你的家居環境更為雅致。如今的燈具設計有兩大趨勢尤為值得一提:一是富于變化又能自成一體的模塊化燈餐,以及真正把燈具家具融為一體的發光家具。
可延展的模塊燈具
像積木一樣可以自由組拼成不同形狀的燈具如今大行其道,很多富有靈感的設計師開發的燈具便有這種靈活的模塊化功能。比如,在對一個燈具做了創意的組拼之后,一個臺燈便成為了另一個壁燈。由于靈活多變與自由組合的性能,這樣的燈具能在滿足各種不同的功能后,依然保持完整的個性與風格,有利于營造統一協調的家居環境。
燈具家具一體化
燈具是家居空間的一個重要設計元素。有的設計師把“燈具家具一體化”的趨勢徹底的落實成一種燈具家具混合型的裝置,即它既具有家具的基本功能,還可以進行一定程度的照明,提供美妙的氛圍與光效。比如,嵌在浴缸中的熒光燈管令浴室也熠熠生輝,戶外座椅有了隱形的燈管,似乎便不再需要路燈了。
點亮生動浴室
浴室是一個充滿浪漫和情趣的場所,尤其對于女性來講,浴室中鏡子的照明非常重要,如何才能照出“天然去雕飾,出水如芙蓉”的效果呢?然而由于反射眩光的作祟,鏡子往往不能呈現您的最美姿態,過明過暗甚至帶有陰影。而在鏡子周圍安上燈具,它們發出明亮而均勻的光,將避免當光源反射眩光產生的陰影,但是要具有防水功能。此外還可以發揮聚光燈的巧妙作用。
趨勢8 照明新動向智能光控
今天,光的控制技術日新月異。可智能控制的燈光系統,突破了以往開關布線的許多局限,讓人在美妙的光環境切換中,享受無與倫比的便捷與輕松。
感應生活所需
夜里開燈時,不用再擔心開燈瞬間的強光刺眼,關燈剎那一片漆黑,智能照明控制的燈光在開啟時緩緩亮起來、關閉時亮度緩緩暗下去,既保護了眼睛、又可延長燈泡的使用壽命;上床睡覺時發現衛生間的燈還亮著,床頭的集中控制器就可以派上用場了,動動手指就可以達到目的;看電視時燈光不合適,又不愿意起身找開關,有了遙控器在手,想要何種燈光效果都可以輕松實現;以往晚上回家總要摸黑找開關,現在只要啟動自動感應開關,人來燈亮、人走燈滅……這就是智能光控帶來的貼心生活。
一鍵控制多彩生活
不用特殊布線、不影響裝修效果,可隨時升級,也可保留原來的開關位置和使用習慣,先進的光控方式讓生活的方方面面都顯得十分便捷。特別當需要實現具有多功能的復雜光效環境時,智能化控制的優點更迭顯而出。
其人性化的場景控制功能讓人體會到科技給生活帶來的樂趣與享受:“看電視”、“家人用餐”、“朋友聚會”……不同的場合需要不同的燈光組合,可一步到位、隨意切換。而比如在書房工作到很晚,只需用書房的集中控制器開啟“午夜”模式,走廊的燈、臥室的地腳燈開啟,燈光亮度30%。此外,利用編制程序,智能燈光可以塑造出各種精彩紛呈的生活模式:庭院景觀燈光模式、關迎客燈光模式、家庭會客燈光模式、家庭影院燈光模式、家庭溫馨小憩燈光模式、欺騙盜賊燈光模式等人性、舒適的燈光組合。
專業級燈光效果的家庭影院
家庭影音室是家庭的娛樂中心,影院級的光、聲、色效果是很多電影發燒友追求的理想。影音室也因此更需要專業的燈光輔助設計,可便捷調控亮度的燈具是其中不可缺少的要素。特別是,影音模式的光控系統尤其能簡化觀影前的操作步驟,令娛樂真正成為娛樂。在電腦程序設定的相關模式啟動后,中控系統不僅能自動關閉除背景燈和落地燈以外的所有燈光,還能把光線調整適宜的亮度,同時LCD畫面自動切換到DVD信道。
趨勢9 照明新理念綠色光能
光伴隨著人類的成長,也伴隨著資源的日益枯竭。尋找綠色的光能,并使其普及到我們的日常照明中,是未來留給照明界的最重要課題之一。
太陽能:未來一片光明
當節能成為這個時代的主流,太陽能的優點便被越來越多的人所接受。作為太陽能應用的系列產品之一,太陽能燈具一直是各方研究和關注的焦點。專家預測,太陽能照明在未來十年后將會普及,成為未來照明行業發展的趨勢。太陽能照明本質上是一個光電轉換系統,其工作原理是通過硅晶片接收太陽光線后轉變為電能,然后儲存在蓄電池中,再由光感開關進行控制,當天黑時能夠自動點亮,天亮時又自動熄滅。
篇5
一、理清經典實驗,了解發現歷程
在光合作用發現的歷程中,有許多科學家做了大量實驗,學生通過了解歷史,可以從中領略前人的思維和方法。例如,普里斯特利的實驗只是證明了空氣可以被植物更新,不知道更換了什么氣體。而且該實驗沒有設置對照實驗:放綠色植物與沒放綠色植物對照,結論可信度不高。教師在教學活動中,一定要闡明普里斯特利的實驗只是第一步,后來還有許多科學家,例如,薩克斯、恩格爾曼、魯賓和卡門等,他們前仆后繼,共同努力,才發現了這一偉大的生理過程。從中體現出前人幾十年努力得出的知識經驗來之不易,要讓學生知道大科學家的結論都有可能被修改和補充。作為學生,更應該總結前人的經驗,刻苦學習,不怕挫折。
二、突破難點,注重考點
1.關于反應式的理解
本節課難點之一,是光與光合作用過程中的物質轉變,課本給出的反應式:H2O+CO2(CH2O)+O2只表明了光合作用的場所、條件、原料和產物,較為籠統,并未表示出反應物和生成物的物質轉化關系。利用同位素示蹤法標記水和二氧化碳,先用氧的同位素標記水,產生的氧氣全部有放射性。若標記二氧化碳,除了糖類有放射性外,部分水也有放射性,釋放的氧氣全部無放射性。因此,反應式又可以寫成:CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O。此外,光合作用其實是一個非常復雜的生理過程,中間包括許多化學反應,但在許多試題中,總考到有關物質數量關系的計算,我們知道如果把產物寫成最初的產物――葡萄糖,那么,總反應式又可以寫成:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。所以對反應的理解應該更加靈活。
2.關于各類因素對光合作用的影響
對光合作用有影響的主要因素有光照強度、二氧化碳濃度、水、礦質元素、溫度等。難點在于多種因素對光合作用的影響。如下圖所示:
以上三圖綜合分析,P點時,限制光合速率的主要因素應該為橫坐標所示的因素,隨該因素的一直加強,光合速率不斷提高。當到Q點時,自變量所表示的因素不再影響光合速率,要想提高光合速率,可以提高其他因素的強度。各種辦法相結合,可在學習過程中起到很大的作用。
3.關于光合作用和細胞呼吸之間的關系
呼吸作用這一生理過程和光合作用一樣,同樣在高中生物課本中占有極為重要的地位。以往的高考試題中,也是重要考點,其中實際光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關系尤為重要,真正光合速率等于凈光合速率與呼吸速率之和。要讓學生理解三者的表示方法,如凈光合速率可以用氧氣的釋放量、二氧化碳的吸收量、有機物的積累量等不同方法來表示等。
三、對光合作用重要意義的理解
教師在教學活動中,要強調光合作用的重要之處,甚至偉大之處在于它對整個生物圈,整個地球的意義,具體表現如下:
1.提供有機物給整個生物界
地球上的植物每年約合成5×1011噸有機物,能直接或間接作為人類和動物的食物,地球上的自養植物,一年中通過光合作用約制造2×1011噸碳素,其中40%是由浮游植物制造的,另外60%是由陸生植物制造的。
2.為整個地球提供氧氣
整個地球上,生物呼吸和燃燒的作用,每年使3.15×1011噸氧氣被消耗,通過計算,可知大氣層中包含的氧氣將在3000年左右耗盡。但是,植物在吸收二氧化碳的同時也釋放出5.3×1011噸氧氣,所以,大氣中的氧仍然維持在21%。
3.給人類社會的發展提供能量
篇6
關鍵詞:中考生物;命題熱點;試題剖析
光合作用知識點是初中生物中考命題熱點之一,該知識點內容較多,與農業、林業等相關生活領域聯系異常緊密。縱觀近幾年全國各地的中考題,該部分內容命題靈活,考查難度呈逐年上升的趨勢,需引起廣大師生的重視。筆者希望通過以下幾道典型的中考習題的深入解析,使讀者能有所獲益。
例1.(2010重慶)在“綠葉在光下制造淀粉”的實驗中,先將天竺葵放在黑暗處一晝夜,其目的是( )
A.使葉片內原有的淀粉消耗掉
B.使葉內的淀粉儲存在葉綠體中
C.停止光合作用,使淀粉儲存在葉肉細胞中
D.儲備養料,準備進行光合作用
【答案】A
【分析】本題主要考查的是學生是否理解該實驗中“淀粉”這一關鍵因素的變化。本實驗要證明植物通過光合作用產生了淀粉,前提必須是天竺葵植物自身已經產生的淀粉處于完全空白狀態。由于光合作用只有在有光的情況下才能進行,把天竺葵放在黑暗中,其經過呼吸作用就會消耗掉白天產生的淀粉,使其處于無淀粉的空白狀態,所以A選項正確。
例2.(2011蘇州)下列各實驗裝置中,能迅速、安全地脫去綠葉中葉綠素的是( )
A B C D
【答案】B
【分析】本題主要考查的是學生是否掌握了“提取植物葉綠素”這個實驗的原理及過程。首先,植物葉片中葉綠體上的色素不溶于水而溶于酒精,可以排除C和D兩個選項。其次,由于酒精易燃,不能直接放在燒杯中用酒精燈加熱,容易出現安全事故,故可以排除A選項。故B正確。
(1)植物吸收或釋放二氧化碳的主要通道是葉表皮的 。
(2)環境溫度對植物的光合作用和呼吸作用都會產生影響,原因是溫度會影響活細胞中的 。
篇7
基于對光合作用一節的課程特點和學習需求的分析,確立相應的教學行為目標,以建構主義學習理論為指導,設計并開發光合作用的探究式CAI課件,并進行教學嘗試,對探究式CAI突破教學難點的效度作一個初步分析,以探討現代教育技術在生物教學中運用的有效性。
1 探究式CAI概要
探究式CAI的在教學設計上, 明確了CAI課件主要輔助學生的“學”而非教師的“教”,通過計算機呈示多元化的問題情境,引導學生自己發現并解決問題,即像科學家那樣去探索、解決問題。通過引導學生觀察自然、思考科學真理的產生過程,或指導學生動手做科學,使他們逐步掌握科學的工作方法與手段,形成正確的態度與世界觀,從而培養學生的創新意識和實踐能力。
2 教學探索的想法與做法
課件的制作平臺主要有Photoshop、Director、Premier、3Dmax等,集成平臺為Authorware,以積件形式分成三部分內容,即:葉綠素的提取與分離實驗教學、光合作用過程、光合作用的意義與生產實踐。三者之間網狀相連,制作技術思路為:在流程圖中制作相應的熱點,再利用跳轉技術,對于每一個步驟進行具體分析,設置相應的圖片、文字、語言、音樂情境,對學生進行誘導式提問。下面是教學思路及過程。
2.1 “葉綠素的提取與分離”實驗設計的教學探索
“光合作用的實驗”雖是一個獨立的部分,但在具體教學時,則可結合相應的知識點,適時組織教學,如“葉綠素的提取與分離”可放在“光合作用場所”部分進行教學,主要起到指導學生實驗的作用,教學地點則可以安排在有多媒體條件的實驗室。
1)選葉。先展示幾種不同植物、同一植物不同部位的葉片,然后設計問題:①不同葉片的顏色為什么有所不同?②葉綠體中色素究竟有哪些不同種類?各種色素的顏色分別是什么?含量如何?從而在問題的開始就形成一種探究氛圍。在對學生的討論分析后,再讓學生從中選取相應的葉片。
2)提取葉綠素。利用多媒體技術,從不同視角分析葉綠素提取的原理;讓學生比較不同有機溶劑在提取色素時的效果;鼓勵學生使用不同有機溶劑組合來提取葉綠素。然后以視頻形式向學生展示一段預先攝制好的錄像《葉綠素的研磨與提取》。出于幫助學生理解實驗中的關鍵步驟,增大探索的成功率,避免學生過多遭受失敗而產生困惑的目的,相應出示下列問題:如何使葉片研磨得更充分、省力?研磨中色素是否會破壞?如果會,又該怎么辦?如何控制有機溶劑的量并防止它的揮發。
3)分離葉綠素:利用CAI向學生分析層析法分離葉綠素的原理及其紙層析法的特點,并鼓勵學生不要受先入為主印象的影響,大膽進行層析法的自主設計。為了指導學生正確地進行實驗操作,在最后向學生展示一組事先攝制好的紙層析操作實驗過程,讓學生自己分析并討論操作方法,并利用多媒體技術,對“制作濾紙條、畫濾液細線”等關鍵的、同時通過演示實驗又很難看清楚的步驟作特效分析。
在運用該CAI指導學生實驗時,大大提高了學生創造的積極性。在學生實驗過程中,發現學生有一些創造性成果:1)有的學生以圓形定性濾紙代替濾紙條,在濾紙的圓心先滴加濾液,后滴加層析液,制作出4種不同顏色的同心環帶;2)有的學生以胡蘿卜、蘿卜葉代替菠菜葉,效果更好;3)有的學生提出以干粉筆做成層析柱,代替紙層析法,其效果也較為明顯。這真正讓筆者感到,探究式CAI遠非一個“教”字可以了得。
2.2 光合作用過程的教學
光合作用是一個極為復雜的生理過程,它是一系列在細胞亞顯微結構中進行的、多種酶催化下的各器官組織統一協調下的生物化學反應的總和。由于它是一種微觀、動態的生理現象,因而學習過程就缺乏相應的直觀和生活情境,學生只能被動接受教師組織的知識結構,而不能主動探索科學。
采用探究式CAI后,筆者改變以往的以陳述方式講科學模式,而采用探究方式學科學:以植物光合作用的產物為起點,逆向思維,思考光合作用中物質轉變與能量轉化過程與來源,進而思考反應場所等問題。通過展示葉肉細胞顯微結構、葉綠體亞顯微立體結構、光反應和暗反應循環動畫等情景,把學生帶入真實場景,使學生學習興趣高漲,并產生探究欲望。在對光合作用中的物質轉變、能量轉化一步步逆推分析討論后,再采用多媒體技術對光合作用全過程進行剖析講解:以光合作用中的物質轉變與能量轉化為兩條主線,以同位素示蹤技術為研究手段,以光反應、暗反應為時間先后順序,葉綠體基粒片層簿膜及葉綠體基質為空間先后順序,系統分析光合磷酸化、水的光解、CO2的固定與還原等生理過程。并從葉綠體中基粒片層薄膜垛疊現象,提出生物體普遍存在的一種通過折疊擴大表面積的方法;從細胞是一個統一整體的概念出發,提出控制光合作用過程的信息流的概念;從能量轉化與守衡的角度出發,讓學生定量研究太陽光子的能量轉化為C6H12O6中的能量時的守衡現象。
由于光合作用過程是在一瞬間完成的,而運用CAI組織教學時,即可視學生的理解與掌握程度,隨時停頓、放慢速度,或重復播放,提高學習效率,以優化教學過程。在總結討論階段,可利用多媒體技術中的箭頭指向物體表面時閃爍的效果,幫助學生提高對光合作用受到光照、溫度、CO2和H2O影響的認識,加深對于ATP、酶、化學反應動態平衡等知識的理解與遷移運用能力。
2.3 光合作用的意義與生產實踐中應用部分的教學
基于STS(科學—社會—技術)的教學思想,也為了培養學生的創造與實踐能力,并給一部分熱愛生物學并且學有余力的學生提升自身的空間,所以這部分內容在教學設計時予以較高的重視。
光合作用的意義極為重要,但在傳統教學中,教師一般是通過羅列一些空洞的數字,從而闡述光合作用是自然界最基本的物質與能量代謝這一基本事實,缺乏具體的生活情境,造成知識空洞,因而不利于培養學生科學的生物學態度和正確的價值觀。
在采用CAI后,筆者試圖通過相關做法來突破教學難點。從一株水稻在光合作用方面所做的貢獻談起,利用實物圖片,配合文字質疑,讓學生認識到:1)光合作用確實存在于自然界,存在于人們生活空間的每一個角落;2)植物光合作用所制造的有機物和O2,對于維持生態系統的動態平衡具有實在的價值;3)通過列表分析世界50年來糧食產量變化,讓學生認識到科技進步、尤其是人們在光合作用研究方面所取得的進步對于提高糧食產量所起的作用;4)引導并讓學生自己評價光合作用的意義,評價生態惡化對于人類進步的影響。
光合作用與生產實踐的關系,主要通過大田合理密植、大棚種植兩個生產實例,探索光合作用在生產中的應用。以大棚種植為例,通過一組預先攝制好的錄像,展示一學生參觀現代化農業示范基地的大棚種植園的過程。以學生的角度觀察大棚內的溫度控制、人工補充光照、氣肥補充、空間合理利用等措施與光合作用的關系,并引導學生從不同角度,考察影響大棚種植的經濟效益的因素,力求體現學習與生產實踐相聯系的精神,并建議學生從本地區的自身特點出發,探索如何將光合作用與當地城市綠化、個人生活、農業生產相聯系,真正實現學習與個人進步、社會發展相結合的STS精神。
3 要正確看待誘思探究式CAI在光合作用教學中的作用
1)在看到CAI優點的同時,不要忘記CAI作為一種科學技術所必然存在的負面作用。特別CAI運用于生物實驗時,往往起到削弱學生的操作能力、觀察能力的后果,所以應把它定位于指導學生實驗的地位,而不能根本代替學生實驗。
2)探究式CAI的確能激發學生探究的欲望,并指導學生以探索的方式學習科學,但CAI畢竟是一種物化的技術,它不能、也不應成為教學的全部。教學過程的優化離不開師生情感交流、教師機智和積極的評價機制。
篇8
在解答光合作用圖表曲線題時,要遵循的最基本思路是:(1)首先明確縱軸、橫軸的含義,判斷縱坐標代表的是凈光合速率還是總光合速率,有的曲線用氧氣吸收量表示光合作用速率,則縱向走勢與平常用氧氣釋放量表示的正好相反;(2)分析曲線的趨勢以及與縱、橫軸的關系;(3)分析關鍵點,如起點、折點、交叉點、終點;(4)圖中顯示多個變量時,要把多變量轉化為單變量(如例1),同一曲線的自變量是橫坐標代表的某變量,不同曲線可以垂直于橫軸畫輔助線,比較不同曲線之間的差異。
下面按不同的曲線類型進行具體分析。
1. 光合作用中的“”型曲線
遇到這類曲線時可以首先想到它是表示光合速率與外界條件之間的關系。
解這類曲線題首先要注意起點的差異:當橫坐標為0,縱坐標也為0時,常表示總光合速率與某變量的關系;當橫坐標為0,縱坐標有負值時,常表示凈光合速率與某變量的關系。
例1 生產實踐表明:在一定范圍內,提高CO2濃度,能增強光合作用。如下圖1是對某農作物實驗的結果,請據圖分析并回答:(lx:勒克斯,光照強度的單位。A、B、C、D、E為曲線上的點,a、m、n為坐標軸上的點。)
(1)圖1曲線I表明 。
(2)圖1中當CO2濃度為400 mg·L-1時,光合作用最強的相應處是 光照。曲線Ⅲ的最強光合作用需要的最低CO2濃度是 。
(3)圖1中這組實驗的結論是 。
(4)圖1 中m點表示 。如果提高光照強度,則m點的位置將 移動。
(5)圖1中AB段和CD段影響光合作用的主要限制因子分別是 。n點時的CO2濃度下,該農作物有機物和能量代謝的量變關系是 。
(6)圖1中A、E點進行的圖2中的生理過程分別有 、 。
解析:此題縱坐標有負值出現,表示的應是凈光合速率。
圖1中曲線I反映的是光照強度為70 lx的凈光合速率與外界CO2濃度的關系。
當CO2濃度為400 mg·L-1時,不同曲線表示的光照強度不同,此處光合作用最強的光照強度是700 lx。對于曲線Ⅲ,CO2濃度的飽和點是500 mg·L-1。
此圖涉及的兩個自變量分別是光照強度和CO2濃度,說明CO2濃度和光照強度都會影響光合作用強度。
圖1中 m點是光照強度為70 lx下CO2濃度的飽和點,是最強光合作用需要的最低CO2濃度。此時限制光合作用的是外界因素,主要是光照。另外,從圖也可看出,提高光照強度,CO2濃度的飽和點即最強光合作用需要的最低CO2濃度點會向右移動。
圖1中曲線的AB段,光照強度相同,隨CO2濃度增加光合作用速率增大,說明此時的限制因素是CO2濃度;對于CD段,已達到了CO2濃度的飽和點,從圖可知,增大光照強度,光合速率也會增大。此時的限制因素是光照強度。n點處CO2的吸收量為0,即凈光合速率為0,此時光合作用消耗的CO2與呼吸作用產生的CO2量相等。
圖2是另外一種表示葉肉細胞光合作用的模式圖,其中a、b過程分別表示葉綠體光合作用吸收CO2和釋放O2的過程,e、f分別表示線粒體吸收O2和釋放CO2的過程,c、d分別表示O2和CO2。圖1中的A點凈光合速率為0,此時進行的圖2中的生理過程只有c、d。圖1中E點光合作用強度大于呼吸作用強度,此時進行的圖2中生理過程有a、b、c、d。黑暗時只有呼吸作用,即只有e、f;當光合作用小于呼吸作用時,則有圖2中的c、d、e、f。
答案:(1)光強為70 lx,在CO2濃度較低范圍內,隨CO2濃度的增加,光合作用逐漸增強;超過一定濃度后,光合作用強度增加幅度減小;繼續提高CO2濃度,光合作用強度不再增加 (2)700 lx 500 mg·L-1 (3)CO2濃度和光照強度都會影響光合作用強度 (4)在光照強度為70 lx下,光合作用達到最強時,CO2濃度的最小值 向右 (5)CO2濃度和光照強度 光合作用利用的CO2與呼吸作用產生的CO2量相等 (6)c、d a、b、c、d
2. “”型曲線及其相互關系的判斷
“”型曲線常用于考查:(1)葉綠體內[H]和ATP的生成量與C3化合物的剩余量的關系;(2)C3與C5的剩余量的關系。
現把其中的關系列表如下:
條件項目 C3 C5 [H]和ATP (CH2O)合成量
光照不變,停止CO2供應 減少 增加 增加 減少或
沒有
光照不變,CO2供應增加 增加 減少 減少 增加
光照不變,CO2供應不變,(CH2O)運輸受阻 增加 減少 增加 減少
停止光照,CO2供應不變 增加 下降 減少或
沒有 減少或
沒有
增強光照,CO2供應不變 減少 增加 增加 增加
例2 在光照等適宜條件下,將培養在CO2濃度為1%的環境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環境中,其葉片暗反應中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖。
回答問題:
(1)圖中物質A是 (C3化合物、C5化合物)。
(2)在CO2濃度為1%的環境中,物質B的濃度比A的低,原因是 ;將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,物質B濃度升高的原因是 。
(3)若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中,暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩定時,物質A的濃度將比B的 (低、高)。
(4)CO2濃度為0.003%時,該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的 (高、低),其原因是 。
解析:本題主要考查光合作用C3和C5化合物含量變化的相關知識及識圖能力。
(1)CO2濃度降低后,直接影響光合作用暗反應中CO2的固定,導致C3化合物的產生量減少,而C5化合物被消耗相對少,并且光反應持續進行產生的ATP和[H]又消耗C3化合物,同時還能產生C5化合物,從而確定物質A是C3化合物,物質B是C5化合物。
(2)根據暗反應的特點,一個C5與一個CO2結合,形成2個C3。由于C3與C5都是暗反應循環路徑的中間產物,這就決定了無論是在高濃度還是低濃度的CO2環境中,只要是平衡狀態,C3與C5生成與消耗的速率都是相同的,此時的C3濃度就是C5的2倍。當CO2濃度突然降低時,C5化合物的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導致C5化合物積累。
對于處于平衡狀態的葉綠體來講,積累C3與C5而不參與循環那是不經濟的,也是不合理的;從解題技巧的角度來分析,也不應該考慮循環之外C3與C5的積累問題,因為沒有依據可以對此做出分析與推測,因而不符合命題者的意圖。
(3)若使該植物繼續處于CO2濃度為0.003%的環境中,C3和C5化合物的濃度保持穩定后,暗反應保持穩定,此時根據暗反應中CO2的固定反應式確定,C3化合物的量應是C5化合物的量的2倍。
(4)CO2濃度降低后,因為暗反應減弱,所需的光反應產物ATP和[H]減少,所以達到最大光合速率所需的光照強度降低。
答案:(1)C3化合物 (2)暗反應速率在該環境中已達到穩定,即C3和C5化合物的含量穩定,根據暗反應的特點,此時C3化合物的分子數是C5化合物的2倍 當CO2濃度突然降低時,C5化合物的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導致C5化合物積累 (3)高 (4)低 CO2濃度低時,暗反應的強度低,所需的ATP和[H]少
3. “^”型曲線
“”型曲線即縱坐標隨橫坐標的變化先升高后又下降。通常這類圖象的橫坐標有一個相對于縱坐標的最適點,要注意最適點前后變化的原因。
“”型曲線一般用于考查:(1)光合作用在一天內隨時間的變化或隨光照強度的變化關系;(2)光合速率與葉齡的關系、光合作用速率與外界溫度的關系;(3)凈光合速率與葉面積指數的關系;(4)綠色植物中葉綠素a、葉綠素b吸收光能的百分比與光的波長(如藍紫光區域、紅橙光區域)的關系。
例3 下列有關光合作用圖解正確的是( )
A. (1)(2)(3) B. (2)(3)(4)
C. (1)(2)(3)(4) D. (3)(4)
解析:圖(1)中OA段為幼葉,隨著幼葉不斷生長,葉面積不斷增大,葉內的葉綠體不斷增多,葉綠素含量也不斷增多,光合速率不斷增強,AB段葉綠體、葉綠素基本穩定,光合速率也基本穩定。BC段為老葉,隨葉齡不斷增加,葉綠素被破壞,光合速率又逐漸下降,圖(1)正確。圖(2)反映了溫度對酶的影響,并且在外界溫度為0時,光合作用仍可進行,圖(2)正確。對圖(3)來說,隨著葉面積不斷增大,光合作用的實際產量也不斷增大,但當到達葉面積的飽和點后,光合作用實際產量就不再增大,而呼吸作用卻隨葉面積的增大不斷增大,因此隨著葉面積增大,光合作用凈產量或干物質量從H點開始逐漸下降,圖(3)正確。對圖(4)來說,當CO2濃度較低時,光合作用強度小于呼吸作用強度,隨著CO2濃度逐漸增高,光合速率不斷增強,當達到CO2濃度飽和點后,隨著CO2濃度逐漸增高,光合速率不再增強,而當CO2濃度過高時,出現了所謂的CO2中毒,光合作用速率反而又下降,圖(4)正確。此題答案為C。
4. 光合作用中的“M”型曲線
光合作用中的“M”型曲線常表示植物在炎熱夏季凈光合速率與時間的關系。分析圖象時要注意分析兩個最高點與中間的低點之間曲線趨勢變化的原因。
例4 下圖表示的是一晝夜北方某作物植株CO2吸收量的變化。甲圖為盛夏的某一晴天,乙圖為春天的某一晴天。
(1)甲圖中有機物積累最多的是 點,兩圖中B點植物干重是否 (是/不是)均低于A點時的干重。
(2)甲圖中E點和D點相比較,葉肉細胞內的C3、C5、ATP和[H]的含量發生的變化依次是 。
(3)甲圖中DE段光合作用強度減弱的解釋是:由于中午 過高, 過強,葉片的氣孔關閉,使光合作用原料之一的 供應大量減少,以致 反應階段植物體內的五碳化合物不能與之結合,使 的形成大為減少。
(4)甲圖中FG段光合作用強度下降的原因是
,使光合作用的 反應減弱,為暗反應提供的 的生成量減少。乙圖DE段光合作用強度減弱的原因與甲圖中FG段光合作用強度下降的原因 (一樣/不一樣)。
解析:兩圖中縱坐標顯示的是凈光合作用速率。對甲圖來說,C與G之間凈光合速率大于0,因此在G點有機物積累最多。兩圖中AB段只有呼吸作用,因此B點植物干重均低于A點時的干重。
甲圖中E點與D點相比,由于氣溫升高,氣孔關閉,CO2的吸收量減少,導致葉肉細胞內短時間內C3的生成量減少,而由于光照強度不變,被還原消耗的C3的量不變引起C3的含量減少。同樣,短時間內 C5的生成量不變,而與CO2結合消耗的C5的量減少,引起C5的含量增多。短時間內ATP和[H]的生成量不變,而還原過程中消耗掉的ATP和[H]減少,導致ATP和[H]的含量增多。
篇9
只有細胞內含有葉綠素的植物才能進行光合作用。水晶蘭、天麻、菟絲子、鎖陽等都不能進行光合作用。也就是異養植物一般不進行光合作用。
光合作用是指綠色植物利用太陽的光能,同化二氧化碳和水制造有機物質并釋放氧氣的過程。光合作用所產生的有機物主要是碳水化合物,并釋放出能量。
(來源:文章屋網 )
篇10
一、典型例題
例1 將某一綠色植物置于密閉玻璃容器中,在一定條件下不給光照,CO2的含量每小時增加8mg;如給予充足的光照后,容器內CO2的含量每小時減少36mg。據實驗測定上述光照條件下光合作用每小時能產生葡萄糖30mg。請回答:
(1)上述條件下,比較光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是_______的。
(2)在光照時植物每小時葡萄糖的凈生產量是_________mg。
(3)若一晝夜中先光照4h,接著放置在黑暗的條件下20h,該植物體內有機物含量的變化是_________。
【解析】 光合作用強度大小的指標一般用光合速率表示。光合速率通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳的毫克數表示。由于綠色植物每時每刻(不管有無光照)都在進行呼吸作用,分解有機物,消耗氧氣,產生二氧化碳;而光合作用合成有機物,吸收二氧化碳,釋放氧氣,只在有光條件下才能進行。也就是說植物在進行光合作用吸收二氧化碳的同時,還進行呼吸作用釋放二氧化碳,而呼吸作用釋放的部分或全部二氧化碳未出植物體又被光合作用利用,所以人們把在光照下測定的二氧化碳的吸收量(只是光合作用從外界吸收的量,沒有把呼吸作用產生的二氧化碳計算在內)稱為表觀光合速率或凈光合速率。如果我們在測光合作用速率時,同時測其呼吸速率,把它加到表觀光合速率上去,則得到真正光合速率。即:
真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率
具體可表達為:真正光合作用CO2的吸收量=表觀光合作用CO2的吸收量+呼吸作用CO2釋放量
如果將上述公式推廣到氧氣和葡萄糖,則得到下列公式:
真正光合作用O2釋放量=表觀光合作用O2釋放量+呼吸作用O2吸收量
真正光合作用葡萄糖合成量=表觀光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量
根據上面的分析和題意可知,光照時葡萄糖凈(表觀)生產量是光合作用每小時產生的真正的(總的)葡萄糖量減去呼吸作用每小時消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量與CO2量求解有直接關系,可通過CO2量的變化推測有機物(葡萄糖)含量的變化。
(1)先利用化學方程式計算出光照條件下,光合作用每小時真正產生30mg葡萄糖需要消耗的CO2量。
從上面計算結果可知,植物真正產生30mg的葡萄糖,需要44mg的CO2,而實際上容器內CO2的含量每小時只減少36mg,還有44-36=8mg的CO2來自光照條件下呼吸作用釋放出來的。與題目交待的不給光照時(只能進行呼吸作用)產生的CO2量相等。所以在該條件下,光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是相等的。
(2)由呼吸作用每小時產生的CO2的量是8mg,計算出消耗的有機物葡萄糖量,題目交待光照時,植物每小時真正(總的)能產生葡萄糖30mg,呼吸作用消耗5.5mg,則凈生產量為30-5.5=24.5mg。
此問還可以根據CO2的實際減少量來計算,題目交待在光照條件下容器內的CO2的含量每小時減少36mg,這是與植物的呼吸作用無關的,減少的CO2已作為光合作用的原料合成了葡萄糖,也就是凈產生的葡萄糖,具體計算如(1)。
(3)根據上述(1)(2)的計算結果,可知一晝夜(24h)中,4h制造的葡萄糖總量為4×30=120mg,消耗總量為24×5.5=132mg,兩數說明該植物體內有機物含量減少。或者先計算4h產生的葡萄糖量為4×24.5=98mg,再計算20h黑暗(只有呼吸作用)消耗的葡萄糖量為20×5.5=110mg,然后再比較這兩個數據,可得出同樣結論。
【答案】(1)相等 (2)24.5 (3)減少
例2 將某種綠色植物的葉片,放在特定的實驗裝置中。研究在10℃、20℃的溫度下,分別置于5000lx、20000lx光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用,結果如圖所示。請分析回答:
(1)該葉片的呼吸速率在20℃下是10℃下的______倍。
(2)該葉片在10℃、5000lx的光照下,每小時光合作用所產生的氧氣量為____mg。
(3)該葉片在20℃、20000lx的光照下,如果光合作用合成的有機物都是葡萄糖,每小時產生的葡萄糖為______mg。
【解析】 這道題是與坐標曲線圖相結合的問題,與例1相比,主要有兩點不同:一是例1是以光合作用與呼吸作用過程中CO2量的變化作為計算依據,而此題是以O2量的變化作為計算依據。具體怎樣分析及所要用的公式前面的敘述中已經提到。二是此題所需的數據及其他信息要從圖形中去找。所以要解答此題要求學生具有較高的識圖、圖像思維轉換和與化學知識相結合的綜合能力。
分析題中兩圖可知,A圖實際表示了黑暗條件下只有呼吸作用兩種不同溫度條件下的呼吸速率。由于題目沒有特別交待,人們一般認為呼吸速率不受光照影響,光照條件下10℃和20℃時的呼吸速率仍然可表示為0.5mg O2?h-1,即后者是前者的3倍。
B圖較復雜,由于在光照條件下,植物體既有光合作用,又有呼吸作用,圖中所示的O2釋放量應是光合作用釋放量減去呼吸作用消耗量的“凈量”,從圖中可得10℃、5000lx的光照下O2釋放“凈量”為3.5mg O2?h-1。再從上圖分析可知,在10℃下呼吸作用吸收0.5mg O2?h-1,利用前面分析時用到的公式,則此時光合作用實際釋放O2每小時為3.5+0.5=4.0mg。同理,不難求得20℃、20000lx條件下光合作用實際每小時釋放O2量為:6+1.5=7.5mg,運用光合作用反應式可得此時光合作用每小時合成葡萄糖量為:7.5×180/32×6≈7.03mg。
【答案】(1)3 (2)4 (3)7.03
二、適應性訓練
假設某植物光合作用制造的有機物僅有葡萄糖,呼吸作用利用的有機物也只有葡萄糖。將此綠色植物置于密閉的玻璃容器中,在一定條件下給予充足的光照后,容器內CO2的含量每小時減少了180mg,放在黑暗條件下,容器內CO2含量每小時增加40mg。
(1)若測得該綠色植物在上述光照條件下每小時制造葡萄糖225mg,則上述光照條件下每小時通過呼吸作用釋放的CO2的量為_________mg。
(2)其他條件不變,將此植物置于光照條件下1h,再置于黑暗條件下4h,此植物體內有機物含量變化情況是_________,具體數值為_________mg。