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1、-光照强度对光合作用的影响-第 4 页光照强度对光合作用影响的有关曲线分析安徽省肥西三中 韩德义影响光合作用强度的环境因素有很多，如光照强度、二氧化碳浓度、温度、光的成分、水分、矿质元素等，本文就光合作用强度随光照强度的变化而变化的几个坐标图，进行简单地分析。一、光照强度影响光合作用强度的曲线由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和（称为“表观光合作用强度”）。如下图：（一）光合作用量在光照条件下，植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，存在着如下的关系：1光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量
2、。2光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）=实测植物CO2消耗量+细胞呼吸CO2释放量。3光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）细胞呼吸葡萄糖消耗量。通常情况下，以下几种说法应分别代表不同的光合量。表示净光合量（表观光合量）植物（叶片）“吸收”CO2量或实验容器内CO2的减少量植物（叶片）“释放”O2量或实验容器内O2的增加量植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量表示总光合量（实际光合量）叶绿体“吸收”CO2量叶绿体“释放”O2量植物或叶绿体“产生”葡萄糖量（二）图形分析：A点：表示植物处于黑暗处，植物不能进行光合作用
3、只有细胞呼吸，此时，叶绿体不吸收CO2，植物释放的CO2=线粒体释放的CO2，植物外观上表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，如下图甲。AB段：弱光下，植物的细胞呼吸作用光合作用，即线粒体所释放的CO2，除一部分被叶绿体捕获用于光合作用外，还有一些CO2将释放到外界，此时植物的外观表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，如图下乙。B点：此为光补偿点，表示植物制造的有机物量恰好能够补偿呼吸消耗，即光合作用强度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO2也不释放CO2，既不吸收O2也不释放O2，如下图丙。B点后：强光下，该植物的光合作用呼吸作用，此时，叶绿体中吸收的CO2除来自线粒体外还来自
4、外界，植物在外观上将表现为吸收CO2，同时向外界释放O2，如下图丁。C点：此为光饱和点。弱光下，光是光合作用的限制因素，光照增强，光合作用的速度就会加快。当光照强度增加到一定强度时，光不再是限制因素，而是由其它因素来决定光合作用的速度了，这时光照再增强，光合作用的速度也不会再加快，这种现象称为光饱和现象。光合作用不再随光照增强而加快时的光照强度，就是光合作用的光饱和点。（三）影响A、B、C三点移动趋势的环境因素受光照（光照时间、光强度、光质）、CO2浓度、温度、水、必需矿质元素和不同种类的植物等因素的影响，都会导致光合作用坐标曲线上关键点的移动。1、温度：植物光合作用的最适温度比呼吸作用的最适
5、温度要低（如下图）。因此，在一定范围内，适当升温，有利于呼吸作用，所以对应的A点下移。只有光照强度增强才能使光合作用强度等于呼吸作用强度，所以B点右移。由于最大光合作用强度减小了，制造的有机物减少了，所需要的光能也应该增强，所以C点应该左移。2、光质：如光照由白光改为蓝光（光照强度不变）。把白光改为蓝光（光照强度不变），相当于把其它颜色的光都替换为蓝光，植物全部能被吸收，则光合作用效率提高，但呼吸作用基本没有变，所以光照强度相对较弱时光合作用强度就等于呼吸作用强度，即B点左移，而A点不变。若把白光改为蓝光，过滤掉其它颜色的光（光照强度减弱），则光合作用效率减弱，对应C点右移。3、CO2浓度：C
6、O2浓度是影响光合作用的重要因素之一。因为CO2浓度的适当提升，不会抑止呼吸作用，所以对应的A点不动；因B点限制因子是光照强度，升高CO2浓度不影响该点的光合速率，所以对应的B点不动。一定范围内提高CO2浓度，可以促进光合作用，C点光饱和点，其限制因子为CO2浓度或温度，适当提高CO2浓度，可促使植物利用更高强度的光照，提高植物的光合速率，所以对应的C点右移。4、必须矿质元素：如Mg。若植物体缺Mg，叶绿素合成减少，光合作用效率减弱，但呼吸作用没有变，需要增加光照强度，光合作用强度才等于呼吸，所以A点不动、B点右移、C点左移。5、不同植物类型：若原曲线代表阳生植物，由于阴生植物的呼吸速率一般比
7、阳生植物低，所以对应的A点上移；阴生植物在光照较弱时，光合速率就能等于呼吸速率，所以对应的B点左移；阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a和叶绿素b的比值相对较小，在光照较弱时，光合速率就能达到最大且较低，所以对应的C点左移。总之，光照强度与光合作用速率的关系曲线图中各点如何移动，这一类的题其解答关键之处，在于理解各点的涵义并能分析各点产生的原因及其主要限制因素，然后，在此基础上进行分析各点的位置如何变动。二、晴朗无云的一天中光合作用强度的变化曲线晴朗无云的一天中，夜间只有呼吸作用，白天既进行光合作用又进行呼吸作用。因此，若昼夜温度一致的话，影响植物光合作用的因素主要是光照强度，而光照强度会随
8、着时间的改变而发生变化。1、曲线一：若用CO2吸收速率来表示植物光合作用速率的话，可得到如下图所示曲线。E时刻后A时刻前：在夜间，植物只有呼吸作用，因而表现为CO2的释放。A时刻：为日出的时刻，植物开始进行光合作用。AB时间段：日出之初，光照强度弱，植物的细胞呼吸作用光合作用，此时植物的外观表现为向外界释放CO2。B时刻：此时刻的光照强度达到了该植物的光补偿点，因而光合作用强度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO2也不释放CO2。BC时间段：上午，随光照强度的增强，光合作用强度也不断增加，因而CO2释放速率越来越大。C时刻：C对应的时刻，为中午光照最强的时刻，因而也是一天中光合作
9、用强度最大的时刻，所以也是一天中CO2释放速率最快的时刻。CD时间段：下午，随着太阳西移，光照强度逐渐减弱，光合作用强度随之降低，因而CO2释放速率逐渐减少。D时刻：光照强度降低到了光补偿点，植物既不表现为CO2的释放也不表现为CO2的吸收。DE时间段：随着太阳西下，光照强度弱，植物的光合作用强度低于呼吸作用强度，植物表现为向外界释放CO2。E时刻：为日落的时刻，太阳完全西沉，光线消失，光合作用完全停止，只剩下呼吸作用了。2、曲线二：若再考虑温度等环境因素的改变对光合作用和呼吸作用的影响，那么，在夏季的某晴朗无云的一天中，CO2吸收速率曲线大致可表现如下图。其中：F时刻：深夜，温度降低，呼吸作
10、用减弱，因而CO2释放速率减少。C时刻：中午时分，虽然是一天当中光照强度最大的时刻，但也是一天中温度最高的时候，尤其是夏季的中午，对于许多植物来说，由于温度高，蒸腾作用强，植物体大量失水，导致气孔关闭，CO2供应不足，使光合作用的暗反应降低，引起光合作用强度下降，CO2释放速率下降。这种现象在农业生产中被称作“午休”。3、曲线三：若在密闭的玻璃温室里进行植物栽培试验，对室内空气中的CO2含量进行24h测定，可得到如下图曲线。G到A点这一时间段，因为没有光照，所以植物只进行呼吸作用，消耗O2，产生CO2，使玻璃温室中的CO2浓度越来越高，A点太阳升起，植物进行呼吸作用的同时开始进行光合作用，而且
11、随着光照的逐渐增强，在B点后，植物光合作用的强度大于呼吸作用，消耗了更多的CO2，使玻璃温室中的CO2浓度逐渐降低。午后，随光照逐渐减弱，至D点为补偿点，至E点趋近于0，植物的光合作用强度随之下降，并最终停止，而呼吸作用一直进行，所以玻璃温室中的CO2浓度从D点后又逐渐升高。（1）A、E点所对应的时刻分别为日出和日落的时刻。C所对应的时刻为“午休”，因而此时玻璃容器内CO2量减少较缓。（2）在B、D点对应的时刻，分别是密闭玻璃容器中CO2含量最高和最低的时刻，此时，该植物的光合作用=呼吸作用。（3）F点与G点比较，密闭容器中CO2总含量减少了，说明该植物在24小时内有有机物的净积累，表明植物生长了，因此，在作物温室栽培过程中，适当向大棚温室内补充CO2，有利于作物增产。影响之物光合作用强度的环境因素有很多，“光照”仅是影响光合作用强度大小的重要环境因素之一。