第三單元之一光合作用

一、葉綠體的結構與功能

（一）葉綠體的結構模型.

/①外膜、內膜:層腹

/一二一一二X?膜2

通//②基質：含有與碳反應有關的梅和少

產盲《量DNA

，二昌=\-③基粒：由類囊體堆碗成，分

\\==布有色素和與光反應有關的萌

基粒類寰體基層〈L/

（-）相關知識

L.葉綠體是真核細胞進行光合作用的場合

2.葉綠體由兩層膜（內膜和外膜）包圍而成，內部有許多基粒,基粒和基粒之間充滿了基

質。

3、每個基粒都有許多個類囊體構成，類囊體薄膜上具有吸取、傳遞和轉化光能的色素以

及光反映所需的醵,是光反映的場合。

4.基質中具有暗反映所需的酶,是進行暗反映的場合。

5.光合色素的相關知識。

葉綠體色素的種類及含量：

葉綠素a

<

葉綠素（弱）

葉綠素b

<

葉綠體色素

胡蘿I、素

類胡蘿卜素（3）

葉黃素

葉綠體色素的分布：葉綠體類囊體薄膜上。

（3）葉綠體色素的功能：吸取，傳遞（4種色素），牧化光能（只有少量的葉綠素a把光能

轉為電能）

（4）影響葉綠素合成的因素：

①光照：光是影響葉綠素合成的重要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而口I片發

黃。（例如韭黃,蒜黃）

（5）②福性：溫度可影響與葉綠素合成有關的酶的活性,進而影響葉綠素的合成。低溫

（秋末）時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。

③必需元素：葉綠素中含N、Mg等必需元素，缺少N、Mg將導致葉綠素無法合成，葉變

黃。此外，Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fc也將導致葉綠素合成受阻，葉變

黃。

葉綠體色素的吸取光譜：

①葉綠體中的色素只吸取可見光，而對幻:外光和紫外光等不吸取。

（6）②葉綠素a和葉綠素b重要吸取紅光和藍紫光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）

重要吸取藍紫光。色素對綠光吸取最少。對其他波段的光并非不吸取，只是吸取量較少。

通過色素吸取后,光譜出現兩條黑帶。說明：葉綠體中的色素重要吸取紅光和藍紫光。0

葉綠體色素正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3：1,且對綠光吸取最

的性質：易少,所以正常葉片總是呈現綠色

溶于酒精、

丙酮和石油

酸等有機溶

劑，不溶于

水，葉綠素

的性質不穩

定，易被破

壞，類胡蘿

卜素性質相

對穩定。

⑺植物葉

片的顏色與

所含色素的

關系：

正常綠色

寒冷時，葉綠素分子易被破壞,類胡蘿卜素較穩定，顯示出類胡蘿卜素

葉色變黃的顏色,葉子變黃

秋天降溫時,植物體為適應寒冷,體內枳累了較多的可溶性糖,有助于

葉色變紅形成紅色的花青素,而葉綠素因寒冷逐漸降解,葉子呈現紅色

6.色素的提取和分離實驗。

(1)原理解讀：

①色素的提取：葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水，可以用無水乙醇(或丙甌)作

溶劑提取綠葉中的色素,而不能用水，由于葉綠體中的色素不能溶于水。

②色素的分離原理；運用色素在層析液中的溶解度不同進行分離，溶解度大的在濾紙上擴散

得快，反之則慢。從而使各種色素分離。

(2)選材：應選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證具有較多的色素。

(3)過程:省略。

(4)結果分析：

色素種類色素顏色色素含量

\

二胡蘿卜索橙黃色最少

n］：_O黃色較少

藍綠色曼箜

i葉綠素b較多

①從色素帶的寬度可知色素含軟的多少依次為:葉綠素a＞葉綠素b＞葉黃素＞胡蘿、素

②從色素帶的位置可知色素在層析夜中溶解度大小依次是：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a

>葉綠素b

③在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜

素與葉黃素。

實驗創新：在本實驗中在圓形濾紙中央點上葉綠體色素的提取液進行層析，會得到近似

同心的四個色素環，由內到外依次是黃綠色、藍綠色、黃色、橙黃色。

【核心考點】

（1）葉綠體中色素的提取與分離實驗有關事項

①色素分離和提取的原理經常考察，易混淆。

②在研磨時加入碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，加入二氧化硅的作用是有助于研磨。過

濾時用的是單層尼龍布。

③畫濾液細線時,用力要均勻,速度要適中。

④研磨要迅速、充足。a.由于丙酮容易揮發；b.為了使葉綠體完全破裂，從而能提取較

多的色素；c.葉綠素極不穩定,能被活細胞中的葉綠素隨水解而被破壞。

⑤制備濾紙條時,要將濾紜條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻,便于觀測

實驗結。

⑥放置濾紙時,濾液細線必須在層析液上面.

（2）提取綠葉中色素的關鍵

①葉綠素不穩定，易被破壞，因此研磨要迅速、充足以保證提取較多的色素。

②濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞緊，以防止濾液揮發。

③）稱取綠葉的質量和加入無水乙醇的體積要適當，以保證提取液的濃度。

（3）分離綠葉中色素的關鍵

①濾液細線不僅要細、直，并且要具有較多的色素，因此要在濾液干后，反復畫1?2

次。

②濾紙上的濾液細線不能觸及（或沒入）層析液，否則會使濾液中的色素溶解于層析液中，濾

紙條上得不到色素帶，使實驗失敗。

（4）要提取綠色植物葉肉組胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細胞膜、2層葉綠體膜，共

3層生物膜(3層磷脂雙分子層或6層磷脂分子)。要將葉肉細胞中色素完全提取，還需加上

1層液泡膜。

(5)實驗中幾種化學試劑的作用:

①無水乙醇用于提取綠葉中的色素。

②層析液用于分離綠葉中的色素。

③二氧化硅使研磨充足。

碘酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。

(6)注意事項及因素分析

過程注意事項操作目的

(1)選新鮮綠色的葉片使濾液中色素含量高

(2)研磨時加適量無水乙醇充足溶解色素

提取研磨充足和保護色素

(3)加少量Si(h和CaC03

色素防止乙醇揮發，充足溶解色素

(4)迅速、充足研磨

(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發和色素氧化

(1)濾紙預先干燥解決使層析液在濾紙上快速擴散

使各色素擴散的起點相同，

(2)濾液細線要直、細、勻

使分離出的色素帶平整不重疊

分離

(3)濾液細線干燥后再畫一兩次增長色素的含量使分離出的色素帶清楚分明

色素

防止色素直接溶解到層析液中，濾紙條上得

(4)濾液細線不觸及層析液不到色素帶)

(7)收集到的濾液綠色過淺的因素分析：

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充足，色素未能充足提取出來。

②稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小。

③耒加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。

④.使用放置數天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。

(8)濾紙條色素帶重疊：

①游液細線不直。

②濾液細線過粗。

（9）濾紙條看不見色素帶:

①忘掉畫濾液細線。

②濾液細線接觸到層析液：且時間較長,色素所有溶解到層析液中。

二光合作用過程

（一）光合作用過程概念模型

光反應階段暗反應階段

（二）相關知識

1.光合作用過程涉及光反映和暗反映兩個階段。光反映在前,暗反映在后。

2.光反映的原料、場合和條件；暗反映的原料、場合和條件。

3.光反映的物質變化和能量變化；暗反映的物質變化和能量變化.

4.光反映的產物及去向；暗反映的產物及去向。（物質轉移基于一個原則，即從產生部

位移向消耗部位）

5.光反映和暗反映同時進行著，［H］、ATP、C3、C5等中間物質處在動態平衡之中。

6、暗反映有光無光都能進行。若光反映停止，暗反映可連續進行一段時間，但時間不長，故

晚上一般認為只進行呼吸作用，暗反映不進行。

7、相同時間內，光照和黑暗間隔解決比一直光照有機物積累的多，由于［H］、ATP基本不積

累，運用充足；但一直光照會導致［川、ATP的積累，運用不充足。

8、光合作用中光反映產生的ATP只供暗反映運用。

（三）光合作用過程

1.光反映

條件:有光、色素、酶

場合:葉綠體類囊體薄膜

過程:物質變化：

①水的光解：

②ATP的合成：（光能一ATP中活躍的化學能）

能量變化:光能轉變為ATP中的活躍的化學能

2.暗反映

條件:有光和無光、酶

場合:葉綠體基質

過程:物質變化:?C02的固定：

②C3的還原：

能量變化：（ATP中活躍的化學能一有機物中穩定的化學能）

3.總反映式:

光能

CO2+H2O

光能

6CO+12HO-CHO+6HO+6O

oo葉綠體6fot1Z29.ofi2o2

不

H20fo2

①氧元素

CO2-(CH2O)

②碳元素：CO2->C3->(C112O)

4、③氫元素：H20f［H］一（CH20）

5、實質：把無機物轉變成有機物，把光能轉變成有機物中的化學能

6、光反映和暗反映比較

比較

項目光反映喑反映

實質元化學反映酶促反映

時間快慢

需要葉綠素、光、酶不需葉綠素和光,需要多種酶

條件

反映葉綠體基粒葉綠體基質

場合

(1)水的光解2H2。---->4[H]+O2(1)C02固定:CO2+C5----------2C3

質

化(2)ATP的生成:ADP+Pi近及ATP(2)C02還原:2C把」出■(CH2O)+C5

(2)ATP的生成：ADP+PigATP(2)還原：2C3-&-^(CH2O)+C5

光能一電能一活躍化學能,并儲存在中活沃的化學能（。）中穩定的化學能

能量ATP-CH2

ATP中

轉換

完華

C?釋放'ATP和NADPH的生成葡萄糖等有機物等的生成

志

標

兩者光反映為暗反映提供能量（ATP、NADPH）、還原劑NADPH；

關系暗反映為光反映提供ADP和Pi

7、外界條件變化引起光合作用中產物含量變化的分析方法

（1）分析方法：

①改變的環境條件常見的有：光照強度變化、CO2濃度的變化，而其它條件不變或在一定

的范圍內。

②光合作用中的產物有C3.C5.［H］、ATP、C6Hl206.02等。其中C3、C5、［H］、ATP

在光合作用中既有產生,又有消耗,我們稱作光合作用的中間產物,而C6H12O6和02在光合

作用中只有產生，沒有消耗,我們稱作光合作用的終產物，故考慮方法不同。

③對C3、C5、［H］、ATP變化的判斷通常用動態平衡的方法。由于。C3、C5、

［H］、ATP在光合作用中既有產生，又有消耗，所以在判斷時既要考慮其產生（來路），又

要考慮其消耗（去路），關鍵看環境因素的忽然改變對哪個途徑的影響更直接或更大。假如

來路大于去路，則增長或積累；假如來路小于去路，則減少或減少；假如來路等于去路，則不

變。

④對C6H12O6和02變化的判斷：由于C6H12O6和02在光合作用中只有產生，沒有消耗,

所以只需考慮環境因素的忽然改變對整個光合作用的影響。假如環境因素的忽然改變對整

個光合作用有促進作用，C6H12O6和02的含量增長,反之,則減少。

⑤通過比較我們可以得到以下相關規律：不管是哪種環境因素的忽然改變，

短時間內C3和C5的變化情況是相反的，即一個是增長，而另一個肯定是減

少。［H］和ATP的變化是相同的。C6H1206和02的變化也是相同的。

（2）光照和二氧化碳濃度改變引起的C3,C5和［H］,ATP的變化

光照強一弱光反應颯妣喑反應a/co.固定上首含里玨用血合

c。：供應不克1。：產生班［但及進行FQ含里談一成里皿

光照弱f強相座蟹_JATP聯涪反應AJco臼A_rq含/<:聲］：。5合

C6供應不變I。聲生鮮1n^行Tc,含里口一成里部

［H］才臣F型加

廠co：固定質弱ATP*取寸地1Q

光照不變暗反應_「C3含里譴GH】：O6合

上述兩種物質

琳少CO：供應含里口成里國k

7RF常講行轉化速度受慢，

o：產生skk

［HM取寸班

rCO：固定整ATP相對皿

光照不變暗反應-r冰畤/C3含里上丑CHKe臺

1扇進行Tc,含里麻上述兩種物質

堵加co：供應成里增加

轉化速度殳快，

0：聲生1￡加

（3）由于各種因

素的變化,如溫度

的變化、光照強度

變化、C02濃度的

變化會影響

C3.C5.NADPH、

［］

C3C5H和ATPCH2O和02合成量模型分析

ATP、C6H12O6.O2

這些物質的含量，

有時還會結合模型

分析,具體表解如

F：

條件

?津……C,

光照強度由強到弱1

增長減少減少減少ffl____:

C02供應不變"k.G、［HhATP,

:-------(CHQ冷或fit

時而

$光■光

JM!?

光照強度由弱到強的^5：aCs.tHkATP.

減少增長增長增長tt：>Z(CHQ)介成量

C02供應不變-------<.............c>

co..co2

充足：不足

光照不變C02量山充I>---------G、［H］、ATP

減少增長增長減少質______..........................G、（CHQ）、

足到局限性合成fit

時向

/...................C,x(CH/))

光照不變C02量由局的一—/介成fit

減少減少增長僦

限性到充足K

JCS、［HI、ATP

時而

三、影響光合作用的因素及及其在生產上的應用

（一）.光照強度與光合作用速率的影響分析

圖1圖2

1.原理分析：光照強度影響光合速率的原理是通過影響光反映階段，制約ATP和［H］的產生,

進而制約暗反映階段。

2.圖1曲線分析：

A點：光照強度為0,此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表達此時細胞呼吸的強度。

植物與外界進行氣體互換.外界02量減少,CO2量增大。

AB段：光照條件下植物既進行光合作用，又進行呼吸作用，隨光照強度增強，光合作用強度

也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是由于細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用,

此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。植物與外界進行氣體互換，外界02量減少，C02量

增大。但02的減少量,C02的增長量都在減少。

o2CO2

較弱光下：光合速率<呼吸速率

B點：細胞呼吸釋放的CO2所有用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度（光照

強度只有在B點以上時，植物才干正常生長），B點所示光照強度稱為光補償點。植物不與

外界進行氣體互換,此時，外界環境中C02的量升高到最大值,02的量降到最低值，

光合速率=呼吸速率

BC段：表白隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，光合作用強度大于細胞呼吸

強度,到C點以上不再加強了，植物與外界進行氣體互換.外界02量增大,C02量減少。

光合速率>呼吸速率

C點所示光照強度稱為光飽和點。（光照強度達成C點后，光合作用強度不再隨光照強度

的增長而增長）。光合速率>呼吸速率,植物與外界進行氣體互換，外界02量繼續增大,

C02量繼續減少。

3、應用：陰生植物的B點前移，C點減少，如圖中虛線所示，間作套種農作物的種類搭配,

林帶樹種的配置,可合理運用光能；適當提高光照強度可增長大棚作物產量。

（二）C02濃度對光合作用強度的影響

1.原理分析:CO2濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反映階段,制約C3生成。

2.曲線分析

COM光

2合

吸收作

用

強

度

放出'B'CO?濃度

圖1圖2

①圖1和圖2都表達在一定范圍內，光合作用速率隨CO2濃度的增大而增大，但當CO2

濃度增長到一定范圍后,光合作用速率不再增長。

②圖1中A點表達光合作用速率等于細胞呼吸速率時的C02濃度，即C02補償點；圖2

中的A'點表達進行光合作用所需CO2的最低濃度。

③圖1和圖2中的B和B'點都表達C02飽和點所相應的C02濃度。

3.應用：在農業生產上可以通過“正式行、通其風”，懈施農家肥等增大CO2濃度，提高

光能運用率。

（三）溫度對光合作用速率的影響

光律

合

逢

舉

d

1.曲線分析:溫度重要是通過影響與光合作用有關酶的活性而影響光合作用速率。

2.應用:⑴適時播種

（2）冬天，溫室栽培可適當提高溫度，也可適當減少溫度。白天調到光合作用最適溫

度，以提高光合作用；晚上適當減少溫室溫度，以減少細庖呼吸,保證植物有機物的積累。

（3）植物“午休”現象的因素之一

（四）必需元素供應對光合速率的影響

N.P.K等必需元索

1.曲線分析：在一定濃度范圍內，增大必需元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一

定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水而萎篇。

2、應用：根據作物的需肥規律，適時、適量地增施肥料,可提高農作物產量。

（五）水分的供應對光合作用速率的影響

1.影響：水是光合作用的原料，缺水既可直接影響光合作用，又會導致葉片氣孔關閉，限制

C02進入葉片;從而間接影響光合作用。

BB3-2-15

留厘災化11tlM

植物的午休現象

2.應用：根據作物的需水規律合理灌溉。

1.圖像分析:

①0A段表白隨葉面積的不斷增大，光合作用實際量不斷增大，A點為光合作用面積的飽

和點。隨葉面積的增大，光合作用強度不再增長，因素是有很多葉被遮擋,光照局限性。

②OB段表白干物質量隨光合作用增長而增長，而由于A點以后光合作用強度不再增長,

但葉片隨葉面積的不斷增長,呼吸量（OC段）不斷增長,所以干物質積累量不斷減少（BC段）。

2、應用分析：適當間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。封行過早，使中下層葉子所

受的光照往往在光補償點以下，白向消耗有機物,導致不必要的浪費。

（七）內部因素對光合作用速率的影響

1.同一植物的不同生長發育階段

I光合作用速率

/-----開花期

（/-----營養生長期

------幼苗期

?光強度’

①曲線分析：在外界條件相同的情況下，光合作用速率由弱到強依次是幼苗期、營養生長

期、開花期。

②應用：根據植物在不同生長發育階段光合作用速率不同，適時、適量地提供水肥及其他

環境條件，以使植物茁壯成長。

2.同一葉片的不同生長發育時期

①曲線分析:隨幼葉發育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增長,光

合速率增大；老葉內葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。

②應用：農作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時換新葉，都是根據

其原理,可減少其細胞呼吸消耗的有機物。

（A）多因子變量對光合作用速率影響的分析（外界因素）

光合速率光合速駕高光強光合速率高濃度CO2

℃卞光強

30中濃度CO?

20℃低光強

10℃低濃度C02

UPVOP(,OVQ

光照強度溫度光照強度

1.曲線分析:P點時，限制光合速率的因素應為橫坐標所表達的因子，隨其因子的不斷加強,

光合速率不斷提高。當到Q點時，橫坐標所表達的因子不再是影響光合速率的因素，要想提

高光合速率,可采用適當提高圖示中的其他因子的方法。

2、應用：溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當提高溫度，增長光合作用酶的活性,

提高光合速率，也可同時充入適量的CO2進一步提高光合速率，當溫度適宜時，要適當提高

光照強度和C02濃度以提高光合速率。

（九）光合作用和呼吸作用的有關曲線圖像題解題要點：

1.搞清楚“量”的關系：

凡是曲線圖，總是反映一定變量的關系、在有關光合作月和呼吸作用曲線題中，盡管牽涉到

的量不多，但由于生化反映是?個復雜的過程。不像一般的數學函數，所牽涉到的“量”往

往都有它的特殊含義。含義很容易混淆，如吸取量和運用量,釋放量和產生量,有機物產生產

生量、凈生產量（或積累量）和消耗量等等，假如這些量的區別和關系搞不清楚。解題可就

很容易出差錯。

2.“黑暗”條件的理解：

凡是有光合作用、呼吸作用的曲線圖的題中，光照的有無或強弱也往往是形影不離。當題

目結出黑暗條件（或光照強度為零）時，我們腦子組就要考慮到什么生理活動在進行。什么

生你活動不在進行，為什么有的實驗要在黑暗條件下進行？

我們應十分注意黑暗條件：①植物光合作用和呼吸作用的生理過程中.光合作用必須要有

光的條件下才「?進行，而呼吸作用有光無光都能進行；②光合作用的光反映也必須要有光的

情況下才干進行，而暗反映有光無光都能進行（只要有足夠的［H］和ATP）：③黑暗時釋放

82,吸取02。消耗體內的有機物；④長時間黑暗對植物不能正常生長；⑤黑暗是測定呼

吸速率和光合速率實驗中的關鍵條件之一。

3.理解“零值”的含義：

在分析曲線圖時.十分關鍵的是要理解CO2

吸取值為零值的生物學含義。C02的吸取量為零值，這并不是表達此時不進行光合作用和

呼吸作用，而是表達光合作用強度和呼吸作用強度相稱，表現為環境中C02的量沒有發生變

化。對“零值”的理解有以下幾個方面：①光照情況下，吸取CO2的量為零量，表達光合作

用強度與呼吸作用強度相稱，并不是說植物不進行光合作用和呼吸作用；②零值以下，表達

光合作用強度V呼吸作用強度，吸取CO2量為負值（即釋放CO2）。吸取02,消耗體內的

有機物，異化作用〉同化作用。長時間為零或負值,植物不能正常生長；③零值以上,表達光

合作用強度,呼吸作用強度，吸取C02,釋放02,光合作用產物有積累，同化作用,異化作

用。植物能正常生長。

4.曲線“極限”點分析：

植物進行光合作用時，光合作用強度隨光照強度增強而增強，但光照強度增長到一定強度時,

光合作用強度不再增長，即光合作用強度達成極限點。分析這個極限點要明確以下幾個問

題：①極限點表達當光照強度達成一定值時,光合作用強度最高,光照強度再增長，光合作用

強度不再增長；②極限點以前,光合作用強度隨光照強度增強而增強,此時，光合作用強度的

重要限制因素是光照強度，影響的是光反映；③極限點以后，光合作用強度的重要限制因素

不是光照強度，而是溫度和環境中的CO2,重要影響的是暗光反映；④此極限點是判斷光合

作用強度曲線圖像正誤的關鍵；⑤此極限點是判斷陰生植物還是陽生植物的著手點，由于陰

生植物是生活在光照較弱的環境中，光合作用強度到達極限點時，所規定的照比陽生植物

低；⑥假如是人工提供光照，就要考慮節能問題，光照強度只要控制在這個光合作用強度極

限點相應的光照強度即可.以免能量的浪費。

（十）條件變化引起的相關圖中特殊點的移動

co⑶耳成?

圖1

1.圖1中的特殊點：a點只進行呼吸作用，b點光補償點，c光飽和點時相

應的最大光合速率，x點光飽和點。

2、改變的條件常見的有：其它條件不變或在一定的范圍內。光照強度的增

強或減弱；C02濃度的升高或減少；溫度的升高或減少；礦質元素（如Mg）的

變化；陰生植物和陽生植物的互換等。其中光照強度的增強或減弱；C02濃度

的升高或減少；礦質元素（如Mg）的變化等重要影響光合速率，對呼吸速率幾

乎沒有影響；溫度的升高或減少；陰生植物和陽生植物的互換等對光合速率和

呼吸速率都有影響。

3.C02濃度增減引起的變化

C02濃度的升高或減少重要影響光合速率，對呼吸速率幾乎沒有影響，如C02濃度

的升高對各點移動的影響，

a點只進行呼吸作用，在一定的范圍內C02濃度的增長對呼吸速率幾乎沒有影響，

所以a點不移動。

b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。C02濃度增長，呼吸速率不變，光合速率

增長，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。如何才干恢復平衡呢？唯一的辦法就

是減少光合速率。怎么減少光合速率？C02濃度增長是變化了的元素不能再變了，溫度等

是不變或保持穩定的元素也不可改變，剩下可改變的元素只有光照強度了，故只有通過減

少光照強度來減少光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。b點左移。

［呼吸速率不變

V

C02濃度的增長

光合速率增長減少光苔選率減少痂蠢度b點左移’

x點光飽和點，只針對光合作用，C02濃度增長，暗反映加快，通過C02的固定

階段產生更多的C3化合物，C3化合物的還原就需要更多的光反映產物AIP和［H］,導致光

反映增強，增長光照強度，故x點右移。

c點光飽和點時相應的最大光合速率，只針對光合作用，C02濃度增長，光合速率加快，c

點向上移動，再結合x點的移動，故c點向右上移動。

4.溫度改變引起的變化

溫度的升高或減少：對光合速率和呼吸速率都有影響.25匕是光合作用的最適溫度,

35c是呼吸作用的最適溫發，若圖1表達25c時光照強度與，C02的吸取量之間的關系，那

么將溫度變為35℃,圖中各點如何移動。

a點只進行呼吸作用，在一定溫度范圍內呼吸速率隨溫度的增長呼吸速率而增長，故a點

向下移動。

b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。溫度由25℃變為35C,光合速率下降,

呼吸速率升高，原有的平衡被打破。在35℃光合速率只有升高才干和呼吸速率相等，怎么

升高光合速率？溫度增長是變化了的因素不能再變了，C02濃度等是不變或保持穩定的元

素也不可改變，剩卜.可改變的因素只有光照強度了，故只有通過增強光照強度來升高光合

速率，使光合速率和呼吸速率相等。故b點右移。

?呼吸速率升高

V

溫度增長

光合速率減少增強光苔速率增強痼甄度b點右移》

X點光飽和點，只針對光合作用，溫度升高（由最適部位不適），光合速率下降，

光反映速率也下降，光反映只能運用較少的光能，所以，光照強度下降，X點左移。

C點光飽和點時相應的最大光合速率,只針對光合作用，溫度升總（由最適部位不

適），光合速率下降，喑反映速率也下降，暗反映吸取運用C02的量也會下降，c點向下

移動，再結合x點的移動，故c點向左下方移動。

5.陰生植物和陽生植物的互換引起圖中各點的變化

陰生植物的呼吸速率、光補償點、光飽和點都低于陽生植物。若圖1表達某陰生

植物光照強度與C02的吸取量之間的關系，假如將、陰生植物換成陽生植物，圖中各點是

如何移動的。

a點只進行呼吸作用，因陰生植物的呼吸速率低于陽生植物，所以a點向下移動。

b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。陰生植物換成陽生植物，陽生植物呼吸速

率增大，光合速率只有增大才干與呼吸速率相等，在其它條件不變的情況下，只有增大光

照強度才干增強光合速率：所以b點向右移動。

x點光飽和點，只針對光合作用，陰生植物換成陽生植物，陽生植物光合速率

增強，光反映速率也增強：需要的光照強度也增強，所以，x點向右移動。

c點光飽和點時相應的最大光合速率，只針對光合作用，陰牛.植物換成陽生植物，

陽生植物光合速率增強，暗反映速率也增強，暗反映吸取運用C02的量也會增長，c點向

上移動，再結合x點的移動，故c點向右上方移動。

6.礦質元素（如Mg）的變化引起圖中各點的變化

Mg是合成葉綠素的必需元素，植物生長環境缺少Mg元素直接影響葉綠素的合成，間接影

響光反映的速率，最終影響到光合作用的速率。圖1表達某正常植物在正常環境中光照強

度與0）2的吸取量之間的關系，假如將該植物換到缺少Mg元素的環境中生長，圖中各點是

如何移動的。

a點只進行呼吸作用，環境缺少Mg元素，對呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持

不變，所以a點不移動。

b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。環境缺少Mg元素，對呼吸速率沒有影

響，植物的呼吸速率保持不變，環境缺少Mg元素，葉綠素合成量減少，光反映速率下降,

光合速率也會下降，光合速率只有增大才干與呼吸速率相等，在其它條件不變的情況下，

只有增大光照強度才干增強光合速率，所以b點向右移動。

x點光飽和點，只針對光合作用，境缺少Mg元素，葉綠素合成量減少，光反映速率下

降，光反映對光能的運用也下降，所以x點向左移動。

C點光飽和點時相應的最大光合速率，只針對光合作用，環境缺少Mg元素，葉綠素

合成量減少，光反映速率下降，光合速率也會下降，暗反映速率下降，暗反映吸取運用

82的量就會下降，c點下移，再結合x點的移動，故c點向左下方移動。

按照上面的思緒，我們還a點b點X點C點

可分析C02濃度減少，溫

度由35℃變為25℃時，陽

生植物換成陰生植物等條

件變化引起圖1中各點的

變化。

C02濃度等條件改變弓起圖

1中相關點的變化如下表所

示：

條件變化

C02濃度升高不移動左移右移右上方移

C02濃度減少不移動右移左移左下方移

溫度由25℃變為35c向下右移左移左下方移

溫度由35℃變為25C向上左移右移右上方移

陰生植物換成陽生植物向下右移右移右上方移

陽生植物換成陰生植物向上左移左移左下方移

放入缺Mg環境不移動右移左移左下方移

同理我們也可以按照上面的思緒來分析圖2中相關點在環境條件發生改變時的移動方向。

圖2

如光照強度得到改變引起圖2中各點的變化，（光照強度增強）

a點只進行呼吸作用，照強度得到改變對呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，

所以a點不移動。

b點光補償點，光合速率和呼吸速率相等。照強度得到改變對呼吸速率沒有影響，植

物的呼吸速率保持不變，光照強度增強，光合速率增強，光合速率大于呼吸速率，原有的

平衡被打破。如何才干恢復平衡呢？唯一的辦法就是減少光合速率。怎么減少光合速率？

光照強度增長是變化了的因素不能再變了，溫度等是不變或保持穩定的元素也不可改變，

剩下可改變的因素只有C02濃度了，故只有通過減少C02濃度來減少光合速率，使光合速

率和呼吸速率相等。故b點向左移動。

x點光飽和點，只針對光合作用，光照強度增強，光合速率升高，暗反映速率也

升高，暗反映吸取運用C02的量也會上升，所以x點向右移動。

c點光飽和點時相應的最大光合速率，只針對光合作用，光照強度增強，光合速

率升高，暗反映速率也升高，暗反映吸取運用C02的量也會上升，c點向上移動，再結合

x點的移動，故c點向右方移動。

光照強度減少所引起圖中各點不變化與光照強度增強所引起圖中各點不變化相反。

光照強度等條件改變引起a點b點X點C點

圖2中相關點的變化如下

表所示：

條件變化

光照強度升高不移動左移右移右上方移

光照強度減少不移動右移左移左下方移

溫度由25℃變為35℃向下右移左移左下方移

溫度由35c變為25C向上左移右移右上方移

陰生植物換成陽生植物向下右移右移右上方移

陽生植物換成陰生植物向上左移左移左下方移

放入缺Mg環境不移動右移左移左下方移

四、綜上所述：可以看出我們分析的光合作用曲線都是針對兩種生理過程而言的，即光合

作用和呼吸作用，該曲線也是由這兩種生理過程而形成的，所以該曲線是指凈光合作用曲

線。光合作用是合成有機物的，呼吸作用是消耗有機物的兩者的作用相反，因此我們可以把

該曲線與坐標所圍成的面積當作是在一定范圍內光合作用合成的有機物與呼吸作用消耗的

有機物的差值，即有機物的積累量。有機物的積累量的多少，取決于這兩種生理過程的強弱,

因此，我們可以把光合速率當作有機物積累量的來路，把呼吸速率當作有機物枳累量的去

路。假如光合速率大于呼吸速率，則有機物積累增多，表現在圖上曲線所圍成的面積增大,

所以，面積將向四周擴展，曲線上各點將向外周移動，即b點（補償點）左移，X點（光飽和

點）右移，C點（光飽和點時相應的最大光合速率）右上移。假如光合速率小于呼吸速率,

則有機物積累減少，表現在圖上曲線所圍成的面積縮小，所以，面積將向內收縮，曲線上各點

將向內收縮，即b點（補償點）右移，X點（光飽和點）左移，C點（光飽和點時相應的最大

光合速率）左下移。

五、光合速率的測定

（一）光合作用速率表達方法：

1.通常以一定期間內C02等原料的消耗或02.（CH20）等產物的牛?成數量來表達。但由于

測量時的實際情況，此時測得的值并不能反映植物的實際光合速率，而反映表觀光合速率

或稱凈光合速率。因此光合作用速率又分為表觀光合速率和真正光合速率。

2.在黑暗條件卜.植物不進行光合作用，只進行呼吸作用，因此此時測得的02吸取量

（即空氣中02的減少量）或C02釋放量（即空氣中C02的增長量）直接反映呼吸速率。

3、在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中02增長量、

C02減少量或有機物的增長量，稱為凈光合速率（表觀光合速率）。

4、植物總光合速率（真正光合速率）=凈光合速率+呼吸速率。如圖所示：

①光合作用實際產氧量=實測的5釋放量+呼吸作用消耗。2量

②光合作用實際CO2消耗量=實測的CO2消耗量+呼吸作用CO2釋放量

③光合作用葡萄糖凈生產量=光合作用實際葡萄糖生產量一呼吸作用葡萄糖消耗量

i

吸速率光照強度

5.植物的生長速率取決于總光合速率與呼吸速率之差即“凈光合速率”。切不可認為作

為的總光合速率越高時，植物的生長越快。

①當凈（表觀）光合速率＞0時，植物積累有機物而生長；

②凈光合速率=0時，植物不能生長；

③凈光合速率V0時，植物不能生長，長時間處在此種狀態，植物將死亡。

6.如何快速擬定植物的總光合作用、凈光合作用及呼吸作用

（1）可采用以下測量指標：

①植物體（或葉片）吸取的C02：表達凈光合作用量，

植物體（或葉片）釋放的C02（黑暗中）：表達呼吸消耗量。

②植物體（或葉片）吸取的（）2（黑暗中）：表達呼吸消耗量，

植物體（或葉片）釋放的02:表達凈光合作用量。

③植物體的葉肉細胞吸取的C02：表達凈光合作用量，

植物體的葉肉細胞釋放的C02（黑暗中）：表達呼吸消耗量。

④植物體的葉肉細胞吸取的02（黑暗中）：表達呼吸消耗量量，

植物體的葉肉細胞釋放的02:表達凈光合作用量。

⑤植物體的葉綠體吸取的