光合作用-影响光合作用的因素

1.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ）
（1）分析影响光合作用速率的内外因（从底物、条件和产物分析）
（2）总结光合作用原理在农业生产方面的应用
分析影响光合作用的因素，我们要从光合作用的反应式出发，从反应物、产物和反应条件三个方面入手。

光合作用强度（光合速率）：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。

用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。

对坐标曲线分析采用：识轴→明点→析线
一、单因子变量对光合作用影响的曲线分析
1.光照强度
（1）原理：影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应
（2）曲线
光补偿点：光合作用强度与呼吸作用强度相等时刻的光照强度。

光照强度>光补偿点，植物才能生长。

光饱和点：光合作用强度达到饱和时的最低光照强度。

（3）应用：温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用速率。

判断光补偿点的移动
（1）光合作用增强，呼吸作用不变或减弱
若外因使光合速率大于呼吸速率，左移。

（2）光合作用不变或减弱，呼吸作用增强
若外因使光合速率小于呼吸速率，右移。

判断光饱和点的移动
植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高。

影响暗反应的因素如CO2浓度、温度（影响酶的活性）、pH（影响酶的活性）会影响光饱和点。

所以我们在分析时要抓住这一本质，如果外界因素使暗反应增强，则光饱和点右移，反之，则左移。

【例1】有人研究水葫芦的光合作用与水体pH的关系，实验结果如下表所示。

pH 黑暗条件下CO2释放量
（umol/mg.h）
光照条件下CO2吸收量（umol
/mg.h）
5.0 40 100
6.0 45 150
7.0 60 200
8.0 50 180
9.0 40 108
10.0 40 35
分析表中数据可知，若其他条件不变，当pH由9.0增大到10.0时水葫芦的光补偿点最可能（左移/右移/不移动）。

光饱和点最可能（左移/右移/不移动）。

【例2】图甲表示某植物体在30℃恒温时的光合速率（以植物体对O2的吸收或释放量计算）与光照强度的关系。

已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中Y点将向移动。

W点将向移动。

可见光补偿点的移动和光饱和点的移动方向是相反的。

2.CO2浓度
(1)原理：影响光反应阶段，制约ATP及NADPH的产生，进而制约暗反应影响暗反应阶段，制约C3的生成
(2)曲线
大气中CO2浓度过低时(OA’段)植物无法进行光合作用。

（3）应用：
①大田中增加空气流动，以增加CO2浓度，如“正其行，通其风”
②增施有机肥，以增大CO2浓度
③温室中可增大CO2浓度
3.温度
(1)原理：通过影响酶活性进而影响光合作用
(2)曲线
（3）应用：
①大田中适时播种
②温室中，增加昼夜温差，保证植物有机物的积累
4. 必需矿质元素
(1)原理：可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接影响(如K＋可影响光合产物的运输和积累)
(2)曲线
（3）应用：
①合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，加快光合作用速率
②施用有机肥，有机肥被微生物分解后既可补充CO2又可提供各种矿质元素二、多因子对光合速率的影响
①曲线分析：
P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。

Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。

②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2浓度，进一步提高光合速率。

当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。

三、内因对光合作用影响的曲线分析
1. 植物种类
(1)原理：遗传物质不同，酶和色素的含量不同
(2)曲线
阴生植物的光补偿点和光饱和点比阳生植物低。

（3）应用：
间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能。

2. 叶龄、叶面积指数
(1)原理：光合作用的面积不同，酶和色素的含量不同
(2)曲线
①OA段:随幼叶不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。

②AB段:壮叶时，叶面积、叶绿体、叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定。

③BC段:老叶时，随叶龄增加，叶内叶绿素被破坏，光合速率下降。

（3）应用：
摘除老叶、残叶
这一部分内容常与实验设计相联系，题目多以文字、坐标曲线图、表格形式呈现实验结果，要我们用所学的内容对结果进行分析。

【例3】(2015年新课标卷Ⅰ）29.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。

各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。

处理方法和实验结果如下：
A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%
B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms （毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。

D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：
（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是
；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要，这些反应发生的部位是叶绿体的。

（2）A、B、C三组处理相比，随着的增加，使光下产生
的能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

【例4】（2017•天津卷.6）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。

下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。

叙述错误的是
A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型
B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型
C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度
【例5】 (2014·新课标Ⅱ，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。

据图回答下列问题。

(1)当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为______。

CO2浓度在A～B之间时，曲线___________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。

(2)CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是___________。

(3)当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。

(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑__________这一因素的影响，并采取相应措施。

【例6】(2014·四川理综，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如下图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。

据图分析，下列叙述正确的是()
A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
【例7】(2016年新课标卷Ⅰ）30.为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。

培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是__________。