這是測驗卷上的問題,答案是光合作用中的暗反應,理由是二氧化碳無法從氣孔進入,暗反應缺乏原料而無法進行。但若深思這個問題,會發現幾點疑問。
第一、會不會影響光反應?根據目前所查到的資料,沒有進行這種處理的實驗結果可供說明,若是從氣孔被堵塞的情形來想,應該會影響植物的蒸散作用,進一步影響水分的運輸,致使缺少水進行光反應。至於是否會因氣孔堵塞,氧氣累積而產生反饋抑制光反應,應該需要研究來支持,而不是以類推方式來判斷(氧氣累積產生的影響請看第二點)。
第二、真的是因為缺乏二氧化碳而會影響暗反應嗎?這題目應該是習慣由課本中的模式圖來進行推論的國中考題,解釋這樣的實驗處理會影響暗反應時,大家會從缺乏反應原料(二氧化碳)來源作為解釋的理由。二氧化碳是光合作用的限制因子,但氣孔關閉時,不進行暗反應的理由,卻不一定是像工廠缺少原料般簡化。
廖玉琬等(1999)和鍾楊聰等(2005)提到,在酷熱及乾燥的氣候,多數植物(C3植物)會關閉氣孔,保留水分,也因此限制二氧化碳的進氣量,導致光合作用效率降低。在這種氣室內二氧化碳降低、氧氣逐漸累積的情形下,會進行光呼吸作用。當氣室內氧氣超過二氧化碳濃度時,固定二氧化碳所使用的rubisco在缺乏二氧化碳原料時,會接受氧氣取代二氧化碳,卡爾文循環中的一段二碳化合物會從葉綠體輸出,粒線體和過氧化物酶體會分解二碳化物生成二氧化碳,但是光呼吸作用不會產生ATP,而且整體來看,會從卡爾文循環消耗有機物質而降低光合作用的產量。
第三、植物呼吸作用產生的二氧化碳不能作為此種情況的補充來源嗎?其實常會碰到學生詢問這個問題:「植物呼吸作用生的二氧化碳,能不能作為光合作用的原料?」,說實在的,一直找不出答案,所以提出來也希望有人能協助解答。
所以從以上幾點來看,雖然有些考題從模式圖可以設計出很多推論的題目,但是不宜過度推論,而且要在學生能理解的範圍內作適當的解釋(像光呼吸作用並不適合在國中階段講解),讓學生學習合適的知識架構和概念,而不是在追求考題變化中學到似是而非的觀念。
【參考資料】
廖玉琬等譯(1999):植物生理學。台北:啟英文化。
鍾楊聰等譯(2005):生物學。台北,台灣培生。
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