影响光合作用的因素及曲线分析

【一】影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用

1 •单因子因素

(1)光照强度

①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约的产生，进而制约暗反应阶段。

②

图像分析：

A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增

强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC 段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制

C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。

③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于

提高光照强度可增加大棚作物产量。

(2)光照面积

①图像分析：

作用面积的饱和点。

照不足。

0B段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，

但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(0C段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC段)。

②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

(3)CO2浓度

①原理分析：C02浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约C3生成。

②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的C02浓度，即C02

补偿点，而图2中的A'点表示进行光合作用所需C02的最低浓度；两图中的B和B'点都表示C02饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随C02浓度增加而增大。

③应用分析：大气中的C02浓度处于0A段时，植物无法进行光合作用；在农业生产

中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加C02浓度，提高光合作用速率。

⑷温度

①原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。

0 B )

COb/> "f

/

fi

連

ft*

ATP 和[H]

B点对应的光照强度；适当

0A段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合

随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光

2 4

②图像分析：低温导致酶的活性降低，弓I起植物的光合作用速率降低，在一定范围内

随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光

合速率降低。

③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。

(5)必需矿质兀素

①图像分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。

②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。

2 •多因子因素

O P y O P Q O P Q

甌强度iWt JLWSI度

(1)曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的

活性，提高光合速率，也可同时充入适量的C02进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适

当提高光照强度和C02浓度以提高光合速率。

易错警示光合作用影响因素中的2个易忽略点

(1)易忽略温度改变对光合作用的影响。温度改变时，不管是光反应还是暗反应均会受影响，但主要

影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的

多。

(2)易忽略C02浓度对光合作用的影响。C02浓度很低时，光合作用不能进行；当C02

浓度大于某值时，光合作用才能进行。对于植物来说，也存在C02的补偿点和饱和点，C02

浓度过大时，会抑制植物的呼吸作用，进而影响到光合作用。

【二】外界环境变化对C3 C5的影响

请结合下图，分析当光照与C02浓度发生如表变化时，表格中相关信息如何填充

1

zf m如、

co.

条件C3 C5 [H]和ATP

模型分析

光照由强到弱，C02供应不变增加减少

减少或没有

1Iflj

光照由弱到强，C02供应不变减少增加增加

•rn.si

E|i

苗、------ 1，|H ATP

—p G

D 財尚

f

j

中離獻询

低

光照不变，CO2 由

不足到充足

增加减少减少1（（ij co-

—F

J [*tH

1.光照强度与光合速率的关系曲线图各点涵义

光照强度与光合速率的关系曲线图如图1所示，a点光照强度为0，则此时植物只进

行呼吸作用，该点表示该植物在该温度下的呼吸作用强度，而且整条曲线的呼吸作用强度不

变，因此，在温度改变的情况下，a点的文职可能上移或下移，进一步影响b点和c点的位置。B点表示同一种子在同一时间内，光合作用吸收C02与呼吸作用放出CO2量相等，该点

称之为光补偿点，植物在光补偿点时，有机物形成和消耗相等，不能够积累于物质，而且夜间好要消耗于物质，因此，从全天来看，植物所需要的最低光照强度必须高于补偿点，才能使植物正常生长，一般情况，阳生植物的光补偿点高于阴生植物。

C点光照强度不再为光合作用强度的限制因素，即光合作用不再随着光照强度增大而增大，此点昌盛的原因是电子传递反应，酶活性等成为限制因子，C02代谢与吸收光能不同步，因此，通常认为此时光合作用强度被C02的浓度限制，植物的饱和光强与品种、叶片厚

度、单位叶面积、叶绿素含量多少等有关，大体上，阳生植物叶片饱和和光强为360—或更高，阴生植物的饱和光强为90—180mol m-2s-1，上述饱和光强的数值是指单叶而言，对群

体则不适用，因为大田作物群体对光能利用与单株叶片不同，群体枝叶繁茂，当外部光照很

强，达到单叶饱和光强以上时，而群体内部的光照强度仍在饱和强度以下，中、下层叶片就

比较充分利用全体中的透射光和反射光，群体对光能利用更充分，饱和光强就会上升，因此，

整个曲线图只能对单株叶片而言，不对整株。

2.曲线各点移动的分析

温度

在最适温度以下升高温度

如图1所示，如升高温度，但温度对光合作用和呼吸作

用而言，都还在最适温度以下，则有，升温，呼吸作用加强，

且强度远大于光合作用，a点向下移动,

点向右移动，需要较强光照强度才能产生与呼吸作用消耗量相

当的有机物，c点则向右上方移动，温度升高，光反应与暗反

应的酶活性都升高，则可利用更强的光照。

温度超过最适温度

b

心曲