高中生物-必修1-光合作用-知識(shí)點(diǎn)全面總結(jié)

第三單元之一光合作用

一、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能

（-）葉綠體的結(jié)構(gòu)模型.

①外膜、內(nèi)膜:2層膜

②基質(zhì)：含有與碳反應(yīng)有關(guān)的翱少

量DNA

—③基粒：由類囊體堆顫成，分

布有色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶

基粒類囊體

（二）相關(guān)學(xué)問

1、.葉綠體是真核細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所

2、葉綠體由兩層膜（內(nèi)膜和外膜）包圍而成，內(nèi)部有很多基粒，基粒和基粒之間充溢了基質(zhì)。

3、每個(gè)基粒都有很多個(gè)類囊體構(gòu)成，類囊體薄膜上含有汲取、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的色素以及光

反應(yīng)所需的酶，是光反應(yīng)的場(chǎng)所。

4、基質(zhì)中含有暗反應(yīng)所需的酶，是進(jìn)行暗反應(yīng)的場(chǎng)所。

5、光合色素的相關(guān)學(xué)問。

（1）葉綠體色素的種類及含量：

'葉綠素a

加綠素（引4）

.葉綠素b

葉綠體色素〈

湖蘿卜素

類胡蘿卜素（皿）

.葉黃素

（2）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：汲取，傳遞（4種色素），轉(zhuǎn)化光能（只有少量的葉綠素a把光能轉(zhuǎn)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主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)

黃。（例如韭黃，蒜黃）

②溫度：溫度可影響與葉綠素合成有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫（秋末）

時(shí)，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，缺乏N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉變黃。

另外，F(xiàn)e是葉綠素合成過程中某些酶的協(xié)助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，葉變黃。

（5）葉綠體色素的汲取光譜：

吸收光能的百分比

1OO

50

o

①葉綠體中的色素只汲取可見光，而對(duì)紅外光和紫外光等不汲取。

②葉綠素a和葉綠素b主要汲取紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素)主要汲取

藍(lán)紫光。色素對(duì)綠光汲取最少。對(duì)其他波段的光并非不汲取，只是汲取量較少。

經(jīng)過色素汲取后，光譜出現(xiàn)兩條黑帶。說明：葉綠體中的色素主要汲取紅光和藍(lán)紫光。

(6)葉綠體色素的性質(zhì)：易溶于酒精、丙酮和石油醴等有機(jī)溶劑，不溶于水，葉綠素的性質(zhì)不穩(wěn)

定，易被破壞，類胡蘿卜素性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。

⑺植物葉片的顏色與所含色素的關(guān)系：

正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3：1,且對(duì)綠光汲取最

正常綠色

少，所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色

寒冷時(shí)，葉綠素分子易被破壞，類胡蘿卜素較穩(wěn)定，顯示出類胡蘿卜

葉色變黃

素的顏色，葉子變黃

秋天降溫時(shí)，植物體為適應(yīng)寒冷，體內(nèi)積累了較多的可溶性糖，有利

葉色變紅

于形成紅色的花青素，而葉綠素因寒冷漸漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色

6、色素的提取和分別試驗(yàn)。

(1)原理解讀：

①色素的提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)冷劑而不溶于水，可以用無水乙醇(或丙酮)作溶

劑提取綠葉中的色素，而不能用水，因?yàn)槿~綠體中的色素不能溶于水。

②色素的分別原理：利用色素在層析液中的溶解度不同進(jìn)行分別，溶解度大的在濾紙上擴(kuò)散

得快，反之則慢。從而使各種色素分別。

(2)選材：應(yīng)選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。

(3)過程：省略。

(4)結(jié)果分析：

色素種類色素顏色色素含量

1\

胡蘿卜素ggg.最少

2

\黃色較少

些MMm藍(lán)綠色鮮

=葉綠素b較多

①?gòu)纳貛У膶挾瓤芍睾康亩嗌僖来螢椋喝~綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素

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(yuǎn)的兩條色素帶是胡蘿卜素與

葉黃素。

④.試驗(yàn)創(chuàng)新：在本試驗(yàn)中在圓形濾紙中心點(diǎn)上葉綠體色素的提取液進(jìn)行層析，會(huì)得到近似同心

的四個(gè)色素環(huán)，由內(nèi)到外依次是黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色。

【核心考點(diǎn)】

(1)葉綠體中色素的提取與分別試驗(yàn)有關(guān)事項(xiàng)

①色素分別和提取的原理常?？疾欤谆煜?。

②在研磨時(shí)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(shí)

用的是單層尼龍布。

③畫濾液細(xì)線時(shí)，用力要?jiǎng)蚍Q，速度要適中。

④研磨要快速、充分。a.因?yàn)楸?jiǎn)單揮發(fā)；b.為了使葉綠體完全裂開，從而能提取較多

的色素；c.葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細(xì)胞中的葉綠素酶水解而被破壞。

⑤制備濾紙條時(shí)，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散勻稱，便于視

察試驗(yàn)結(jié)。

⑥放置濾紙時(shí)，濾液細(xì)線必需在層析液上面。

(2)提取綠葉中色素的關(guān)鍵

①葉綠素不穩(wěn)定，易被破壞，因此研磨要快速、充分以保證提取較多的色素。

②濾液收集后，要?jiǎng)偤糜妹奕麑⒃嚬芸谌o，以防止濾液揮發(fā)。

③)稱取綠葉的質(zhì)量和加入無水乙醇的體積要適當(dāng)，以保證提取液的濃度。

(3)分別綠葉中色素的關(guān)鍵

①濾液細(xì)線不僅要細(xì)、直，而且要含有較多的色素，因此要在濾液干后，重復(fù)畫1?2次。

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

紙條上得不到色素帶，使試驗(yàn)失敗。

(4)要提取綠色植物葉肉細(xì)胞葉綠體中的色素，至少要破壞1層細(xì)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)o要將葉肉細(xì)胞中色素完全提取，還需加上1層液泡膜。

(5)試驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用：

①無水乙醇用于提取綠葉中的色素。

②層析液用于分別綠葉中的色素。

③二氧化硅使研磨充分。

碘酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞。

(6)留意事項(xiàng)及緣由分析

過程留意事項(xiàng)操作目的

提取(1)選簇新綠色的葉片使濾液中色素含量高

色素(2)研磨時(shí)加適量無水乙醇充分溶解色素

(3)加少量SiO?和CaC03研磨充分和愛護(hù)色素

(4)快速、充分研磨防止乙醇揮發(fā)，充分溶解色素

(5)盛放濾液的試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化

(1)濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散

使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同，

(2)濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻

使分別出的色素帶平整不重疊

分別

(3)濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次增加色素的含量使分別出的色素帶清晰分明

色素

防止色素干脆溶解到層析液中，濾紙條上得

(4)濾液細(xì)線不觸及層析液不到色素帶）

⑺收集到的濾液綠色過淺的緣由分析：

①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分，色素未能充分提取出來。

②稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度小。

③未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。

④.運(yùn)用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）太少。

（8）濾紙條色素帶重疊：

①濾液細(xì)線不直。

②濾液細(xì)線過粗。

（9）濾紙條看不見色素帶：

①遺忘畫濾液細(xì)線。

②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng),色素全部溶解到層析液中。

二光合作用過程

（一）光合作用過程概念模型

H2O

光下竺一

VQ"co2

j還多種酶「

獷參加催化,5

C酶

\—ADP+Pi-

——--（CH2O）等

.________________/\S,___________,

Vy

光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段

光

rI

吸收光能：「。？一：

,固；

算窿多種782

3aATP-還急：

；天線色素鬻普管專Y「甑催■

,-----aNADPH----------原化

Js?

——NADP+丁~~?：

；（CHQ/JC5」;

；H20;

光能轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)換成活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換

成電能活躍化學(xué)能成穩(wěn)定化學(xué)能

（二）相關(guān)學(xué)問

1、光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)在前，暗反應(yīng)在后。

2、光反應(yīng)的原料、場(chǎng)所和條件；暗反應(yīng)的原料、場(chǎng)所和條件。

3、光反應(yīng)的物質(zhì)變更和能量變更；暗反應(yīng)的物質(zhì)變更和能量變更。

4、光反應(yīng)的產(chǎn)物及去向；暗反應(yīng)的產(chǎn)物及去向。（物質(zhì)轉(zhuǎn)移基于一個(gè)原則，即從產(chǎn)生部位

移向消耗部位）

5、光反應(yīng)和暗反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行著，［H］、ATP、C3、C5等中間物質(zhì)處于動(dòng)態(tài)平衡之中。

6、暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但時(shí)間不長(zhǎng)，

故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行呼吸作用，暗反應(yīng)不進(jìn)行。

7、相同時(shí)間內(nèi)，光照和黑暗間隔處理比始終光照有機(jī)物積累的多，因?yàn)椋厶铩TP基本不積

累，利用充分；但始終光照會(huì)造成［田、ATP的積累，利用不充分。

8、光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只供暗反應(yīng)利用。

（三）光合作用過程

1、光反應(yīng)

條件：有光、色素、酶

場(chǎng)所：葉綠體類囊體薄膜

過程：物質(zhì)變更：

①水的光解：H2OX1/2O2+2［H］

②ATP的合成：ADP+H+光能區(qū)ATP（光能一ATP中活躍的化學(xué)能）

能量變更：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的活躍的化學(xué)能

2、暗反應(yīng)

條件：有光和無光、酶

場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)

過程：物質(zhì)變更：①CO2的固定：CO2+C5-^>2C3

②C3的還原：5田］$32。）等+C5

能量變更：（ATP中活躍的化學(xué)能一有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能）

3、總反應(yīng)式：

光能

C02+H20（CH2O）+02

葉綠體_____________

6CO2+12H2O葉綠體》C6H12O6+6H2O+6O2

H20一。2

①氧元素1CO2_(CH2。)

②碳元素：C02-C3-(CH2O)

③氫元素：H20f[H]一(CH20)

4、實(shí)質(zhì)：把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能

5、光反應(yīng)和暗反應(yīng)比較

比較

項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)

實(shí)質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)酶促反應(yīng)

時(shí)間快慢

須要葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，須要多種酶

條件

反應(yīng)葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)

場(chǎng)所

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

物質(zhì)2

光能

轉(zhuǎn)化RT[H]

(2)ATP的生成：ADP+Pi.ATP(2)CO2還原:2c3K〉(CH2O)+C5

能量光能玲電能好活躍化學(xué)能，并儲(chǔ)存在ATPATP中活躍的化學(xué)能KCHzO）中穩(wěn)定的化學(xué)能

轉(zhuǎn)換中

完成。2釋放、ATP和NADPH的生成葡萄糖等有機(jī)物等的生成

標(biāo)記

兩者光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)能量（ATP、NADPH）＞還原劑NADPH；

關(guān)系暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP和Pi

6、外界條件變更引起光合作用中產(chǎn)物含量變更的分析方法

（1）分析方法：

①變更的環(huán)境條件常見的有：光照強(qiáng)度變更、C02濃度的變更，而其它條件不變或在確定的

范圍內(nèi)。

②光合作用中的產(chǎn)物有C3、C5、［H］、ATP、C6Hl口、。?等。其中C3、C5、［H］、

ATP在光合作用中既有產(chǎn)生，又有消耗，我們稱作光合作用的中間產(chǎn)物，而C6Hl2。6和在光合作

用中只有產(chǎn)生，沒有消耗，我們稱作光合作用的終產(chǎn)物，故考慮方法不同。

③對(duì)C3、C5、［H］、ATP變更的推斷通常用動(dòng)態(tài)平衡的方法。因?yàn)?。C3、C5、［H］、

ATP在光合作用中既有產(chǎn)生，又有消耗，所以在推斷時(shí)既要考慮其產(chǎn)生（來路），又要考慮其消

耗（去路），關(guān)鍵看環(huán)境因素的突然變更對(duì)哪個(gè)途徑的影響更干脆或更大。假如來路大于去路，

則增加或積累；假如來路小于去路，則削減或降低；假如來路等于去路，則不變。

④對(duì)CeHlG和0?變更的推斷：因?yàn)镃6Hl和。2在光合作用中只有產(chǎn)生，沒有消耗，所以

只需考慮環(huán)境因素的突然變更對(duì)整個(gè)光合作用的影響。假如環(huán)境因素的突然變更對(duì)整個(gè)光合作用

有促進(jìn)作用，C6Hl和的含量增加，反之，則降低。

⑤通過比較我們可以得到以下相關(guān)規(guī)律：不管是哪種環(huán)境因素的突然變更，短時(shí)間內(nèi)

C3和C5的變更狀況是相反的，即一個(gè)是增加，而另一個(gè)確定是削減。［H］和ATP的變更是相

同的。C6H1206和02的變更也是相同的。

（2）光照和二氧化碳濃度變更引起的C3,C5和［H］,ATP的變更

「rm就少G逕原遍

光照強(qiáng)一?弱光反應(yīng)減弱

J暗反應(yīng)C出血合

co：供應(yīng)不變一【。：產(chǎn)生施塵”7震盤f成里施塵

「［H］夠還原增強(qiáng)

光照弱+強(qiáng)光反應(yīng)埴強(qiáng)AIP埴經(jīng)暗反應(yīng)CO冏一?「C含里庫j

co：供應(yīng)不變7。：產(chǎn)生.Q而盛行Fc,含里上丑一成里增加

［H］相對(duì)地1U

廠8：固定減弱ATP相對(duì)增加

光照不變暗反應(yīng)夕舊「G含里EMGHid臺(tái)

3、減少co：供應(yīng)丁二鱉計(jì),-上述兩種物質(zhì)

含里上丑一成里述塵

LIfi正堂進(jìn)行轉(zhuǎn)化速度變慢，

6產(chǎn)生減支

［H］相對(duì)啦

「co：固定增強(qiáng)ATP相對(duì)通上

光照不變暗反應(yīng)-6還原C3含里上丑C聲］：。6臺(tái)

上述兩種物質(zhì)f成里增加

增加CO:供應(yīng)I如E堂進(jìn)行Ci含里及M

轉(zhuǎn)化速度變快，

。:產(chǎn)生埴加

（3）由于各種因素的變更，如溫度的變更、光照強(qiáng)度變更、C02濃度的變更會(huì)影響C3、C5

NADPH、ATP、C6Hl2。6、5這些物質(zhì)的含量，有時(shí)還會(huì)結(jié)合模型分析，詳細(xì)表解如下：

條件C3C5［H］和ATPCH2O和。2合成量模型分析

篇先照比Hfl

強(qiáng)洲..一.c?

光照強(qiáng)度由強(qiáng)到弱*

增加削減削減削減I.

C02供應(yīng)不變-C,、［Hl、ATP、

（CHQ泠成ift

時(shí)間

光

1皆牒

光照強(qiáng)度由弱到強(qiáng)?Cs,|HRATP.

削減增加增加增加___X__(CHsO)Orftfft

C02供應(yīng)不變''................c,

時(shí)間

鬻co..co,

:不足

光照不變C02量由足的

量

削減增加增加削減...............G、(CH2O).

夠到不足合成fit

時(shí)向

/.................-c?(CHjO)

光照不變C02量由不的.……J合成量

增加削減削減增加

足到足夠G、［H］、ATP

時(shí)間

三、影響光合作用的因素及及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用

（一）.光照強(qiáng)度與光合作用速率的影響分析

°11m光照強(qiáng)度

圖1圖2

1.原理分析：光照強(qiáng)度影響光合速率的原理是通過影響光反應(yīng)階段，制約ATP和［H］的產(chǎn)生，進(jìn)而

制約暗反應(yīng)階段。

2、圖1曲線分析：

A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0,此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。植物

與外界進(jìn)行氣體交換，外界02量削減，CO2量增大。

o2co2

AB段：光照條件下植物既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，隨光照強(qiáng)度增加，光合作用強(qiáng)度

也漸漸增加，CO2釋放量漸漸削減，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)

細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。植物與外界進(jìn)行氣體交換，外界02量削減，CO2量增大。但

02的削減量，C02的增加量都在削減。

較弱光下：光合速率（呼吸速率

B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的C02全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（光照強(qiáng)度

只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)），B點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。植物不與外界進(jìn)行

氣體交換，此時(shí)，外界環(huán)境中CO2的量上升到最大值，02的量降到最低值，

光合速率=呼吸速率

BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)

度，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了，植物與外界進(jìn)行氣體交換，外界02量增大，CO2量削減。

光合速率>呼吸速率

C點(diǎn)所示光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。（光照強(qiáng)度達(dá)到C點(diǎn)后，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度的

增加而增加）o光合速率〉呼吸速率，植物與外界進(jìn)行氣體交換，外界02量接著增大，CO2量接

著削減。

3、應(yīng)用：陰生植物的B點(diǎn)前移，C點(diǎn)降低，如圖中虛線所示，間作套種農(nóng)作物的種類搭配,

林帶樹種的配置，可合理利用光能；適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。

（二）CO2濃度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響

L原理分析：C02濃度影響光合作用的原理是通過影響暗反應(yīng)階段，制約C3生成。

2.曲線分析

光

合

作

用

強(qiáng)

度

①圖1和圖2都表示在確定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO2濃度的增大而增大，但當(dāng)C02濃

度增加到確定范圍后，光合作用速率不再增加。

②圖1中A點(diǎn)表示光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)；圖2

中的A'點(diǎn)表示進(jìn)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(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的C02濃度。

3、應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行、通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光

能利用率。

（三）溫度對(duì)光合作用速率的影響

1、曲線分析：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率。

2、應(yīng)用：⑴適時(shí)播種

（2）冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度，也可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適

溫度，以提高光合作用；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物的積累。

（3）植物“午休”現(xiàn)象的緣由之一

（四）必需元素供應(yīng)對(duì)光合速率的影響

1、曲線分析：在確定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過確

定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過高而導(dǎo)致植物滲透失水而萎蕉。

2、應(yīng)用：依據(jù)作物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（五）水分的供應(yīng)對(duì)光合作用速率的影響

1、影響：水是光合作用的原料，缺水既可干脆影響光合作用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，限制

CO2進(jìn)入葉片，從而間接影響光合作用。

植物的午休現(xiàn)象

2、應(yīng)用：依據(jù)作物的需水規(guī)律合理澆灌。

（六）光照面積

°24髀面酎指數(shù)

1、圖像分析：

①OA段表明隨葉面積的不斷增大，光合作用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合作用面積的飽和

點(diǎn)。隨葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不再增加，緣由是有很多葉被遮擋，光照不足。

②0B段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加，而由于A點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加，但葉

片隨葉面積的不斷增加，呼吸量（0C段）不斷增加，所以干物質(zhì)積累量不斷降低（BC段）。

2、應(yīng)用分析：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避開徒長(zhǎng)。封行過早，使中下層葉子所

受的光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，白白消耗有機(jī)物，造成不必要的奢侈。

（七）內(nèi)部因素對(duì)光合作用速率的影響

1.同一植物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段

［光合作用速率

/-----開花期

（/-----營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期

------幼苗期

?光強(qiáng)度.

①曲線分析：在外界條件相同的狀況下，光合作用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、養(yǎng)分生長(zhǎng)期、

開花期。

②應(yīng)用：依據(jù)植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合作用速率不同，適時(shí)、適量地供應(yīng)水肥及其他環(huán)

境條件，以使植物強(qiáng)壯成長(zhǎng)。

2.同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期

①曲線分析：隨幼葉發(fā)育為壯葉，葉面積增大，葉綠體不斷增多，葉綠素含量不斷增加,

光合速率增大；老葉內(nèi)葉綠素被破壞，光合速率隨之下降。

②應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜剛好換新葉，都是依據(jù)

其原理，可降低其細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。

（八）多因子變量對(duì)光合作用速率影響的分析（外界因素）

光合速軍高光強(qiáng)f光合典高濃度CO2

小光強(qiáng)

低光強(qiáng)中濃度exh

六一一b低濃度co?

OPQ0PQ

溫度光照強(qiáng)度

1、曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加強(qiáng),

光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光

合速率，可實(shí)行適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。

2、應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在確定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，

提高光合速率，也可同時(shí)充入適量的CO2進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度相宜時(shí)，要適當(dāng)提高光照

強(qiáng)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(guān)曲線圖像題解題要點(diǎn)：

1、搞清晰“量”的關(guān)系：

凡是曲線圖，總是反映確定變量的關(guān)系、在有關(guān)光合作用和呼吸作用曲線題中，盡管牽涉到的量

不多，但由于生化反應(yīng)是一個(gè)困難的過程。不像一般的數(shù)學(xué)函數(shù)，所牽涉到的“量”往往都有它

的特別含義。含義很簡(jiǎn)單混淆，如汲取量和利用量，釋放量和產(chǎn)生量，有機(jī)物產(chǎn)生產(chǎn)生量、凈生

產(chǎn)量（或積累量）和消耗量等等，假如這些量的區(qū)分和關(guān)系搞不清晰。解題可就很簡(jiǎn)單出差錯(cuò)。

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(qiáng)弱也往往是形影不離。當(dāng)題目結(jié)出

黑暗條件（或光照強(qiáng)度為零）時(shí)，我們腦子組就要考慮到什么生理活動(dòng)在進(jìn)行。什么生你活動(dòng)不

在進(jìn)行，為什么有的試驗(yàn)要在黑暗條件下進(jìn)行？

我們應(yīng)非常留意黑暗條件：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

件下才能進(jìn)行，而呼吸作用有光無光都能進(jìn)行；②光合作用的光反應(yīng)也必須要有光的狀況下才能

進(jìn)行，而暗反應(yīng)有光無光都能進(jìn)行（只要有足夠的［H］和ATP）：③黑暗時(shí)釋放C02,汲取02。

消耗體內(nèi)的有機(jī)物；④長(zhǎng)時(shí)間黑暗對(duì)植物不能正常生長(zhǎng)；⑤黑暗是測(cè)定呼吸速率和光合速率試驗(yàn)

中的關(guān)鍵條件之一。

3、理解“零值”的含義：

在分析曲線圖時(shí)，非常關(guān)鍵的是要理解CO2

汲取值為零值的生物學(xué)含義。C02的汲取量為零值，這并不是表示此時(shí)不進(jìn)行光合作用和呼吸作

用，而是表示光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)，表現(xiàn)為環(huán)境中CO2的量沒有發(fā)生變更。對(duì)“零

值”的理解有以下幾個(gè)方面：①光照狀況下，汲取CO2的量為零量，表示光合作用強(qiáng)度與呼吸作

用強(qiáng)度相當(dāng)，并不是說植物不進(jìn)行光合作用和呼吸作用；②零值以下，表示光合作用強(qiáng)度〈呼吸

作用強(qiáng)度，汲取CO2量為負(fù)值（即釋放CO2）。汲取02,消耗體內(nèi)的有機(jī)物，異化作用,同化

作用。長(zhǎng)時(shí)間為零或負(fù)值，植物不能正常生長(zhǎng)；③零值以上，表示光合作用強(qiáng)度〉呼吸作用強(qiáng)度,

汲取CO2,釋放02,光合作用產(chǎn)物有積累，同化作用〉異化作用。植物能正常生長(zhǎng)。

4、曲線"極限”點(diǎn)分析：

植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增加而增加，但光照強(qiáng)度增加到確定強(qiáng)度時(shí)，光

合作用強(qiáng)度不再增加，即光合作用強(qiáng)度達(dá)到極限點(diǎn)。分析這個(gè)極限點(diǎn)要明確以下幾個(gè)問題：①極

限點(diǎn)表示當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到確定值時(shí)，光合作用強(qiáng)度最高，光照強(qiáng)度再增加，光合作用強(qiáng)度不再增

加；②極限點(diǎn)以前，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增加而增加，此時(shí)，光合作用強(qiáng)度的主要限制因素

是光照強(qiáng)度，影響的是光反應(yīng)；③極限點(diǎn)以后，光合作用強(qiáng)度的主要限制因素不是光照強(qiáng)度，而

是溫度和環(huán)境中的CO2,主要影響的是暗光反應(yīng)；④此極限點(diǎn)是推斷光合作用強(qiáng)度曲線圖像正誤

的關(guān)鍵；⑤此極限點(diǎn)是推斷陰生植物還是陽生植物的著手點(diǎn)，因?yàn)殛幧参锸巧钤诠庹蛰^弱的

環(huán)境中，光合作用強(qiáng)度到達(dá)極限點(diǎn)時(shí)，所要求的照比陽生植物低；⑥假如是人工供應(yīng)光照，就要

考慮節(jié)能問題，光照強(qiáng)度只要限制在這個(gè)光合作用強(qiáng)度極限點(diǎn)相應(yīng)的光照強(qiáng)度即可，以免能量的

奢侈。

（十）條件變更引起的相關(guān)圖中特別點(diǎn)的移動(dòng)

圖1

1、圖1中的特別點(diǎn)：a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，c光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率,

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)。

2、變更的條件常見的有：其它條件不變或在確定的范圍內(nèi)。光照強(qiáng)度的增加或減弱；C02

濃度的上升或降低；溫度的上升或降低；礦質(zhì)元素（如Mg）的變更；陰生植物和陽生植物的互換

等。其中光照強(qiáng)度的增加或減弱；C02濃度的上升或降低；礦質(zhì)元素（如Mg）的變更等主要影響

光合速率，對(duì)呼吸速率幾乎沒有影響；溫度的上升或降低；陰生植物和陽生植物的互換等對(duì)光合

速率和呼吸速率都有影響。

3、C02濃度增減引起的變更

C02濃度的上升或降低主要影響光合速率，對(duì)呼吸速率幾乎沒有影響，如C02濃度的上升對(duì)

各點(diǎn)移動(dòng)的影響。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，在確定的范圍內(nèi)C02濃度的增加對(duì)呼吸速率幾乎沒有影響，所以a點(diǎn)

不移動(dòng)。

b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，光合速率和呼吸速率相等。C02濃度增加，呼吸速率不變，光合速率增加，

光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。怎樣才能復(fù)原平衡呢？唯一的方法就是降低光合速

率。怎么降低光合速率？C02濃度增加是變更了的元素不能再變了，溫度等是不變或保持穩(wěn)定的元

素也不行變更，剩下可變更的元素只有光照強(qiáng)度了，故只有通過降低光照強(qiáng)度來降低光合速率，

使光合速率和呼吸速率相等。b點(diǎn)左移。

呼吸速率不變

C02濃度的增加］

I光合速率增加~?降低光合速率~?降低光照強(qiáng)度-Ab點(diǎn)左移

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合作用，C02濃度增加，暗反應(yīng)加快，通過C02的固定階段產(chǎn)生更

多的C3化合物，C3化合物的還原就須要更多的光反應(yīng)產(chǎn)物AIP和［H］,導(dǎo)致光反應(yīng)增加，增加光

照強(qiáng)度，故x點(diǎn)右移。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率，只針對(duì)光合作用，C02濃度增加，光合速率加快，c點(diǎn)

向上移動(dòng)，再結(jié)合X點(diǎn)的移動(dòng)，故C點(diǎn)向右上移動(dòng)。

4、溫度變更引起的變更

溫度的上升或降低；對(duì)光合速率和呼吸速率都有影響。25℃是光合作用的最適溫度，35℃

是呼吸作用的最適溫度，若圖1表示25℃時(shí)間照強(qiáng)度與，C02的汲取量之間的關(guān)系，那么將溫度

變?yōu)?5℃,圖中各點(diǎn)如何移動(dòng)。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，在確定溫度范圍內(nèi)呼吸速率隨溫度的增加呼吸速率而增加，故a點(diǎn)

向下移動(dòng)。

b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，光合速率和呼吸速率相等。溫度由25°。變?yōu)?5℃,光合速率下降，呼吸速

率上升，原有的平衡被打破。在35℃光合速率只有上升才能和呼吸速率相等，怎么上升光合速率？

溫度增加是變更了的因素不能再變了，C02濃度等是不變或保持穩(wěn)定的元素也不行變更，剩下可變

更的因素只有光照強(qiáng)度了，故只有通過增加光照強(qiáng)度來上升光合速率，使光合速率和呼吸速率相

等。故b點(diǎn)右移。

呼吸速率上升

溫度增加J

〔光合速率降低一A增加光合速率一?增加光照強(qiáng)殳-b點(diǎn)右移

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合作用，溫度上升（由最適部位不適），光合速率下降，光反應(yīng)速

率也下降，光反應(yīng)只能利用較少的光能，所以，光照強(qiáng)度下降，x點(diǎn)左移。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率，只針對(duì)光合作用，溫度上升（由最適部位不適），光

合速率下降，暗反應(yīng)速率也下降，暗反應(yīng)汲取利用C02的量也會(huì)下降，c點(diǎn)向下移動(dòng)，再結(jié)合x

點(diǎn)的移動(dòng)，故c點(diǎn)向左下方移動(dòng)。

5、陰生植物和陽生植物的互換引起圖中各點(diǎn)的變更

陰生植物的呼吸速率、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)都低于陽生植物。若圖1表示某陰生植物光

照強(qiáng)度與C02的汲取量之間的關(guān)系，假如將、陰生植物換成陽生植物，圖中各點(diǎn)是如何移動(dòng)的。

a點(diǎn)只進(jìn)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(diǎn)向下移動(dòng)。

b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，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能與呼吸速率相等，在其它條件不變的狀況下，只有增大光照強(qiáng)度才能增加

光合速率，所以b點(diǎn)向右移動(dòng)。

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合作用，陰生植物換成陽生植物，陽生植物光合速率增加，光反應(yīng)

速率也增加，須要的光照強(qiáng)度也增加，所以，x點(diǎn)向右移動(dòng)。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率，只針對(duì)光合作用，陰生植物換成陽生植物，陽生植物

光合速率增加，暗反應(yīng)速率也增加，暗反應(yīng)汲取利用C02的量也會(huì)增加，c點(diǎn)向上移動(dòng)，再結(jié)合

X點(diǎn)的移動(dòng)，故C點(diǎn)向右上方移動(dòng)。

6、礦質(zhì)元素（如Mg）的變更引起圖中各點(diǎn)的變更

Mg是合成葉綠素的必需元素，植物生長(zhǎng)環(huán)境缺少M(fèi)g元素干脆影響葉綠素的合成，間接影響光反應(yīng)

的速率，最終影響到光合作用的速率。圖1表示某正常植物在正常環(huán)境中光照強(qiáng)度與C02的汲取

量之間的關(guān)系，假如將該植物換到缺少M(fèi)g元素的環(huán)境中生長(zhǎng)，圖中各點(diǎn)是如何移動(dòng)的。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，環(huán)境缺少M(fèi)g元素，對(duì)呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，

所以a點(diǎn)不移動(dòng)。

b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，光合速率和呼吸速率相等。環(huán)境缺少M(fèi)g元素，對(duì)呼吸速率沒有影響，植物的

呼吸速率保持不變，環(huán)境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成量削減，光反應(yīng)速率下降，光合速率也會(huì)下降，

光合速率只有增大才能與呼吸速率相等，在其它條件不變的狀況下，只有增大光照強(qiáng)度才能增加

光合速率，所以b點(diǎn)向右移動(dòng)。

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合作用，境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成量削減，光反應(yīng)速率下降，光

反應(yīng)對(duì)光能的利用也下降，所以x點(diǎn)向左移動(dòng)。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率，只針對(duì)光合作用，環(huán)境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成量削

減，光反應(yīng)速率下降，光合速率也會(huì)下降，暗反應(yīng)速率下降，暗反應(yīng)汲取利用C02的量就會(huì)下降，

C點(diǎn)下移，再結(jié)合X點(diǎn)的移動(dòng)，故C點(diǎn)向左下方移動(dòng)。

依據(jù)上面的思路，我們還可分析C02濃度降低，溫度由35℃變?yōu)?5。。時(shí)，陽生植物換成陰生

植物等條件變更引起圖1中各點(diǎn)的變更。

C02濃度等條件變更引起圖1中相關(guān)點(diǎn)的變更如下表所示:

條件變更a點(diǎn)b點(diǎn)X點(diǎn)C點(diǎn)

C02濃度上升不移動(dòng)左移右移右上方移

C02濃度降低不移動(dòng)右移左移左下方移

溫度由25°。變?yōu)?5℃向下右移左移左下方移

溫度由35。。變?yōu)?5℃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(huán)境不移動(dòng)右移左移左下方移

同理我們也可以依據(jù)上面的思路來分析圖2中相關(guān)點(diǎn)在環(huán)境條件發(fā)生變更時(shí)的移動(dòng)方向。

如光照強(qiáng)度得到變更引起圖2中各點(diǎn)的變更，（光照強(qiáng)度增加）

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，照強(qiáng)度得到變更對(duì)呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速率保持不變，所以

a點(diǎn)不移動(dòng)。

b點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)，光合速率和呼吸速率相等。照強(qiáng)度得到變更對(duì)呼吸速率沒有影響，植物的呼吸速

率保持不變，光照強(qiáng)度增加，光合速率增加，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。怎樣

才能復(fù)原平衡呢？唯一的方法就是降低光合速率。怎么降低光合速率？光照強(qiáng)度增加是變更了的

因素不能再變了，溫度等是不變或保持穩(wěn)定的元素也不行變更，剩下可變更的因素只有C02濃度

了，故只有通過降低C02濃度來降低光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。故b點(diǎn)向左移動(dòng)。

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合作用，光照強(qiáng)度增加，光合速率上升，暗反應(yīng)速率也上升，暗反應(yīng)

汲取利用C02的量也會(huì)上升，所以x點(diǎn)向右移動(dòng)。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率，只針對(duì)光合作用，光照強(qiáng)度增加，光合速率上升，暗反

應(yīng)速率也上升，暗反應(yīng)汲取利用C02的量也會(huì)上升，c點(diǎn)向上移動(dòng)，再結(jié)合x點(diǎn)的移動(dòng)，故c點(diǎn)

向右方移動(dòng)。

光照強(qiáng)度降低所引起圖中各點(diǎn)不變更與光照強(qiáng)度增加所引起圖中各點(diǎn)不變更相反。

光照強(qiáng)度等條件變更引起圖2中相關(guān)點(diǎn)的變更如下表所示：

條件變更a點(diǎn)b點(diǎn)X點(diǎn)C點(diǎn)

光照強(qiáng)度上升不移動(dòng)左移右移右上方移

光照強(qiáng)度降低不移動(dòng)右移左移左下方移

溫度由25℃變?yōu)?5℃向下右移左移左下方移

溫度由35℃變?yōu)?5℃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(huán)境不移動(dòng)右移左移左下方移

綜上所述：可以看出我們分析的光合作用曲線都是針對(duì)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(jī)物的，呼吸作用是消耗有機(jī)物的二者的作用相反，因此，我們可以把該曲線與坐標(biāo)所

圍成的面積看成是在確定范圍內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物與呼吸作用消耗的有機(jī)物的差值，即有機(jī)

物的積累量。有機(jī)物的積累量的多少，取決于這兩種生理過程的強(qiáng)弱，因此，我們可以把光合速

率看成有機(jī)物積累量的來路，把呼吸速率看成有機(jī)物積累量的去路。假如光合速率大于呼吸速

率，則有機(jī)物積累增多，表現(xiàn)在圖上曲線所圍成的面積增大，所以，面積將向四周擴(kuò)展，曲線上

各點(diǎn)將向外周移動(dòng)，即b點(diǎn)（補(bǔ)償點(diǎn)）左移，x點(diǎn)（光飽和點(diǎn)）右移，c點(diǎn)（光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)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(jī)物積累削減，表現(xiàn)在圖上曲線所圍成

的面積縮小，所以，面積將向內(nèi)收縮，曲線上各點(diǎn)將向內(nèi)收縮，即b點(diǎn)（補(bǔ)償點(diǎn)）右移，x點(diǎn)（光

飽和點(diǎn)）左移，c點(diǎn)（光飽和點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大光合速率）左下移。

四、光合速率的測(cè)定

（-）光合作用速率表示方法：

1、通常以確定時(shí)間內(nèi)C02等原料的消耗或02、（CH20）等產(chǎn)物的生成數(shù)量來表示。但由于測(cè)

量時(shí)的實(shí)際狀況，此時(shí)測(cè)得的值并不能反映植物的實(shí)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、在黑暗條件下植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼