生命科學，代謝，植物生理學 / 原理與探索
光合作用的限制因素實驗解說
光合作用的速率並不總是隨著光照的增加而增加。 逐步調整光強度、二氧化碳供應指數以及水溫，以確定哪個因素限制了速率。 這是一項實驗，旨在研究限制因素的意義，即一個因素的影響會根據其他因素的狀態而變化。
它是怎麼工作的？
光和 CO₂ 均達到飽和。 速度只能透過增加不足的供應來提高。 溫度係數在 30 °C 附近最大。
關鍵關係
速度 = (光照限制, CO₂ 限制) 中的最小值 × 溫度係數 × 3
嘗試這個實驗
- 統計水生植物黑藻在 60 s 內產生的虛擬氧氣氣泡。改變光照強度、CO₂ 供應指標和水溫，確認哪一項供應構成限制。
- 保持 CO₂ 濃度為 0.1 g/L·30 °C，並記錄在相對光度為 40 和 100 時產生的氣泡數量。
- 一次改變一個條件。嘗試只增加 CO₂，在充足的光照下，以及在高 CO₂ 濃度下，只降低溫度，使其低於標準溫度。
解讀結果的依據
為什麼光度從 40 變為 100 時，其速度在低 CO₂ 濃度下保持相同？
使用光照限制和二氧化碳限制中較小的那個。如果光照強度已經足夠，且二氧化碳濃度較低，那麼增加二氧化碳濃度會提高速度。
模型的範圍與限制
這是一個關於水生植物“水芹”的虛擬模型。光強度和碳酸氫鈉濃度提供相對光照和CO₂供應函式；它們不會轉化為實際的溶解CO₂濃度。該模型使用光照/(30+光照)、供應/(0.3+供應)以及 exp(−((T−30)/12)²)。每個氣泡代表相同的模擬氧量。 呼吸、氣泡大小、氣體溶解、生物量以及物種特異性的最佳溫度均未包含在內。