有关光合作用的曲线图的分析

相关光合作用的曲线图的分析

1.光照强度对光合作用强度的影响

（1）、纵坐标代表实际光合作用强度还是净光合作用强度？

光合总产量和光合净产量常用的判定方法：

①如果CO2 吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量；

②（光下）CO2 吸收量、O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量；

③光合作用CO2 吸收量、光合作用O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。

所以本图纵坐标代表的是净光合作用强度。

（2）、几个点、几个线段的生物学含义：

A点：A点时光照强度为0，光合作用强度为0，植物只实行呼吸作用，不实行光合作用。净光合强度为负值由此点获得的信息是：呼吸速率为OA的绝对值。

B点：实际光合作用强度等于呼吸作用强度（光合作用与呼吸作用处于动态衡），净光合作用强度净为0。表现为既不释放CO2也不吸收CO2（此点为光合作用补偿点）

C点：当光照强度增加到一定值时，光合作用强度达到最大值。此值为纵坐标（此点为光合作用饱和点）

N点：为光合作用强度达到最大值（CM）时所对应的最低的光照强度。（先描述纵轴后横轴）

AC段：在一定的光照强度范围内，随着光照强度的增加，光合作用强度逐渐增加

AB段：此时光照较弱，实际光合作用强度小于呼吸作用强度。净光合强度仍为负值。此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余。表现为释放CO2。

BC段：实际光合作用强度大于呼吸作用强度，呼吸产生的CO2不够光合作用所用，表现为吸收CO2。

CD段：当光照强度超过一定值时，净光合作用强度已达到最大值，光合作用强度不随光照强度的增加而增加。

（3）、AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素

在纵坐标没有达到最大值之前，主要受横坐标的限制，当达到最大值之后，限制因素主要是其它因素了

AC段：限制AC段光合作用强度的因素主要是光照强度。

CD段：限制CD段光合作用强度的因素主要是外因有：CO2浓度、温度等。内因有：酶、叶绿体色素、C5

（4）、什么光照强度，植物能正常生长？

净光合作用强度> 0，植物才能正常生长。

BC段（不包括b点）和CD段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以白天光照强度大于B点，植物能正常生长。

在一昼夜中，白天的光照强度需要满足白天的光合净产量 > 晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。

（5）、若该曲线是某阳生植物，那么阴生植物的相关曲线图如何？为什么？

阴生植物的呼吸作用强度一般比阳生植物低，所以对应的A点一般上移。

阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a／叶绿素b的比值相对较小，叶

绿素b的含量相对较多，在光照比较弱时，光合作用强度就达到最大，所以

对应的C点左移。阴生植物在光照比较弱时，光合作用强度就等于呼吸作用

强度，所以对应的B点左移。

（6）、已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则

温度由25℃上升到30℃时，对应的A点、B点、N点分别如何移动？

根据光合作用和呼吸作用的最适温度可知，温度由25℃上升到30℃时，光

合作用减弱，呼吸作用增强，所以对应的A点下移。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。因为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减少，所以N点应该左移。

（7）．若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），则B点如何移动？

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，则光合作用效率提升，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b点右移。

（8）．若植物体缺Mg，则对应的了B点如何移动

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B点右移

（9）、A点、B点产生ATP的细胞结构是什么？

a点只实行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是细胞质基质和线粒体。B点既实行光合作用，又实行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是叶绿体基粒、细胞质基质和线粒体。

（10）、处于A点、AB段、B点、BC段时，右图分别发生哪些过程？

A点：e f （前者是CO2 ，后者是O2）

AB段：a b e f（a是CO2，b是O2）

B点：a b

BC段：a b c d（c是O2，d是CO2）

（11）、C4植物光合作用的曲线怎么画？

在P点之前，不管是C3植物还是C4植物都随光照强度的增强光合作用强度持续增强，但达到各自的

光饱和点后都不再增强，其限制因素主要是温度和CO2浓度。在Q点造成两曲线差异的原因主要是

C4植物比C3植物光能利用率高，C3植物比C4植物更容易达到光饱和点。注意与CO2浓度对光合强度

影响的区别：在同光照、较适宜、高浓度的CO2的情况下，C3植物的光合强度反而比C4植物高。

（11）、光质对光合作用强度的影响的曲线怎么画？

开始时光合强度就不同，最后达到了相同，这说明与温度、CO2浓度没相关系，除了这两个因素

和光强度外重复的因素只有光质，不同的光质影响光反应，所以最初光合强度就有差异，但随

光强度的增强，最终都能达到光的饱和点。

2．CO2浓度对光合作用强度的影响

（1）曲线（一）

①在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度升高而加快，但达到一定浓度后，再增大CO2

浓度，光合作用速率不再加快。

② CO2补偿点：A点，外界CO2浓度很低时，绿色植物叶不能利用外界的

CO2制造有机物，只有当植物达到CO2补偿点后才利用外界的CO2合成有机物。

B点表示光合作用速率最大时的CO2浓度，即CO2饱和点，B点以后随着

CO2浓度的升高，光合作用速率不再加快，此时限制光合作用速率的因素主要

是光照强度。

③若CO2浓度一定，光照强度减弱，A点B点移动趋势如下：

光照强度减弱，要达到光合作用强度与呼吸作用强度相等，需较高浓度CO2，故A点右移。因为光照强度减弱，光反应减弱而产生的[H]及ATP减少，影响了暗反应中CO2的还原，故CO2的固定减弱，所需CO2浓度随之减少，B点应左移。

④若该曲线表示C3植物，则C4植物的A、B点移动趋势如下：因为C4植物能

固定较低浓度的CO2，故A点左移，而光合作用速率最大时所需的CO2浓度应降低，

B点左移，曲线如图示中的虚线。

（2）曲线（二）

a-b：CO2太低，农作物消耗光合产物；

b-c：随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；

c-d：CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；

d-e：CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。

（3）曲线（三）

因为C4植物叶肉细胞中含有PEP羧化酶，对CO2的亲和力很强，能够把大气中含量很

低的CO2以C4的形式固定下来，故C4植物能利用较低的CO2实行光合作用，CO2的补偿

点低，容易达到CO2饱和点。而C3植物的CO2的补偿点高，不易达到CO2饱和点。故在

较低的CO2浓度下（通常大气中的CO2浓度很低，植株经常处于“饥饿状态”）C4比C3

植物的光合作用强度强（即P点之前）。一般来说,C4植物因为“CO2泵”的存有,CO2补

偿点和CO2饱和点均低于C3植物。

3．温度对光合作用强度的影响：

它主要通过影响暗反应中酶的催化效率

来影响光合作用的速率。在一定温度范围内，

随着温度的升高，光合速率随着增加，超过

一定的温度，光合速率不但不增大，反而降

低。因温度太高，酶的活性降低。此外温度

过高，蒸腾作用过强，导致气孔关闭，CO2

供应减少，从而间接影响光合速率。

①若Ⅲ表示呼吸速率，则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率和净光合速率，即净光合速率等于

实际光合速率减去呼吸速率。

②在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提升温度会促动光合作用的实行。但提升

温度也会促动呼吸作用。如左图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶

的最适温度。在20℃左右，植物中有机物的净积累量最大。

4.水或矿质元素对光合作用强度的影响

水是光合作用原料之一，同时也是代谢的必须介质，缺少时会使光合速率下降。矿质元素如：Mg是叶绿素的组成成分，N是光合作用相关酶的组成成分，P是ATP的组成成分，缺少也会影响光合速率。

5.叶龄对光合作用强度的影响

○1随幼叶持续生长，叶面积持续增大，叶内叶绿体持续增多，叶绿素含量持续增加，光合

速率持续增加；

○2壮叶时，叶面积、叶绿体都处于稳定状态，光合速率基本稳定；

○3老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降。

5. 叶面指数对光合作用强度的影响

OA段表明随叶面积的持续增大，光合作用实际量持续增大，A点为光合作用面积的饱和点，

随叶面积的增大，光合作用不再增大，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物

质量随光合作用增加而增加，而因为A点以后光合作用量不再增加，所以干物质的量持续

降低，如BD段。E点表示光合作用实际量与呼吸量相等,干物质量积累为零。植物的叶面积指数不能超过D点，超过植物将入不敷出，无法生活下去。

6．多因素对光合作用的影响

从图中能够解读以下信息：

（1）解读图一曲线可知：光照强度较弱时，光合作用合成量相同，即在一定范围内增加的量均相等，当超过这个范围后，三条曲线增加的量就不相同，说明限制因素不是光照强度，而是CO2浓度和温度，即x1、x2、x3的差异是因为温度和CO2浓度影响了光合作用的暗反应所致。

（2）图二，三条曲线开始不同，最后达到相同，这说明与温度、CO2浓度及光照强度均没相关系，除这些以外可重复的因素是光质，即y1、y2、y3的差异是因为光质影响了光合作用的光反应所致。

（3）图三，三条曲线开始时不同，最后也不同，说明与CO2浓度、温度、光质均相关，这些因素导致光合作用光反应和暗反应均不同所致。

（4）图四，P点之前，限制光合速率的因素是温度，随温度的升高，其光合速率持续提升。Q点时是酶的最适温度，要提升光合速率，只有提升光强或CO2浓度。Q点后酶的活性随温度降低而降低，其光合速率也随之降低。

相关光合作用和细胞呼吸中曲线的拓展延伸

相关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和释放变化曲线图，如图1所示：

1．曲线的各点含义及形成原因分析

a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减

少；

b点：上午6时左右，太阳出来，开始实行光合作用；

bc段：光合作用小于呼吸作用；

c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用；

ce段：光合作用大于呼吸作用；

d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象；

e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；

ef段：光合作用小于呼吸作用；

fg段：太阳落山，停止光合作用，只实行呼吸作用。

2．相关有机物情况的分析(见图2)

(1)积累有机物时间段：ce段；

(2)制造有机物时间段：bf段；

(3)消耗有机物时间段：og段；

(4)一天中有机物积累最多的时间点：e点；

(5)一昼夜有机物的积累量表示：Sp－SM－SN。

3．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图(见图3)

(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；

(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；

(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；

(4)CO2含量最高点为c点，CO2含量最低点为e点。

4．在相对密闭的环境下，一昼夜O2含量的变化曲线图(见图4)

(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；

(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加；

(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；

(4)O2含量最高点为e点，O2含量最低点为c点。

5．用线粒体和叶绿体表示两者关系

图5中表示O2的是②③⑥；图中表示CO2的是①④⑤。

6．植物叶片细胞内三碳化合物含量变化曲线图(见图7)

AB时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生A TP和NADPH，三碳化合物不能被还原，含量较高。

BC时间段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生A TP和NADPH逐渐增加，三碳化合物持续被还原，含量逐渐降低。

CD时间段：因为发生“午休”现象，部分气孔关闭，CO2进入减少，三碳化合物合成减少，含量最低。

DE时间段：关闭的气孔逐渐张开，CO2进入增加，三碳化合物合成增加，含量增加。

EF时间段：随着光照逐渐减弱，叶绿体中产生A TP和NADPH逐渐减少，三碳化合物被还消耗的越来越少，含量逐渐增加。FG时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生A TP和NADPH，三碳化合物不能被还原，含量较高

7．植物叶片细胞内五碳化合物含量变化曲线图(见图8)

AB时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生ATP和NADPH，三碳

化合物不能被还原成五碳化合物，五碳化合物含量较低。

BC时间段：随着光照逐渐增强，叶绿体中产生ATP和NADPH

逐渐增加，三碳化合物持续被还原成五碳化合物，五碳化合物含

量逐渐增加。

CD时间段：因为发生“午休”现象，部分气孔关闭，CO2进入减少，五碳化合物固定合成三碳化合物减少，含量最高。

DE时间段：关闭的气孔逐渐张开，CO2进入增加，五碳化合物固定生成三碳化合物合成增加，五碳化合物含量减少。

EF时间段：随着光照逐渐减弱，叶绿体中产生ATP和NADPH逐渐减少，三碳化合物还原成五碳化合物越来越少，五碳化合物含量逐渐减少。

FG时间段：夜晚无光，叶绿体中不产生A TP和NADPH，三碳化合物不能被还原成五碳化合物，五碳化合物含量较低。