解读光合作用的双峰曲线

解读光合作用的“双峰曲线”
对能力的考察是历年高考的主旋律，据新东方优能中学理综教研组分析，广东实行理科综合考试后一个明显的变化是：单科题量减少，题目综合性增加，着重考察能力。

根据2010年广东理科综合《考试说明》，在考查的理解能力中有一项是“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”。

光合曲线，能够定性或定量地反映各种环境因素如光照、CO2浓度、气温等对光合速率的影响，是今年来高考中的重要题型。

本文将针对光合曲线中的一种较难类型——“双峰曲线”作出分析，以帮助考生更好地理解光合曲线的考点和难点。

一、典型例题
某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了下图（1）所示的装置。

实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如下图（2）所示曲线。

⑴从图⑵中可知一天中光合作用开始于____点，结束于____点，光合作用等于呼吸作用在____点，一天中干重最多的时间点大约在 ____点。

⑵曲线中表明中午12h左右光照最强，光合作用释放的氧气量反而降低（呈“午休”现象），产生这一现象的主要原因为：______ 。

答案：（1）6点、18点、8点、16.5点（2）植物由于蒸腾作用增强，气孔关闭，叶肉细胞中CO2供应减少，光合作用减弱
二、题型分析
这道题反映是典型的光合作用的“双峰曲线”。

题目当中，X轴—时间；Y轴正半部分——O2增加速率，代表的是表观光合速率；Y轴负半段——O2减少速率，代表表观呼吸速率。

有些时候，Y轴还会用“CO2的吸收”（正轴）和“CO2放出速率”（负轴）来表示，其各自代表的意义仍然不变。

（1）题目考查了几个关键点：光合作用出现点和消失点、曲线和X轴交点（a点）、第一个峰值（b点）、有机物积累最大点以及“双峰”出现的原因。

（2）考查时间因素（光照和温度）对光合作用的影响，这是学生容易忽视的问题。

三、解读双峰曲线
1、知识点回顾
图（1）
6CO2+12H2O 光合作用
C6H12O6+6O2+6H2O 呼吸作用
光合作用和呼吸作用是绿色植物新陈代谢的两个重要方面。

光合作用制造有机物,储存能量。

呼吸作用消耗有机物，释放能量。

两者是相互矛盾而又相互协调的关
系。

在光照条件下，光合作用和呼吸作用是同时进行，以CO2的变化为例，既有CO2
的支出，也有收入。

虽然光合作用和呼吸作用并不是逆反应，但是为了更简明的地说
明各物质的净变化，我们可以从化学平衡的角度来看上述反应式。

物质变化化学反应进行的方向光合作用和呼吸作用的关
系
CO2O2有机物
吸收放出增加向右光合>呼吸
放出吸收减少向左光合<呼吸
不变不变不变平衡光合=呼吸
2、考点解读
图（3）
（1）光合速率的问题
图（3）中曲线的x轴是时间，Y轴是CO2的变化，Y轴的正半轴是CO2的吸收，负半
轴是CO2的放出，由此可判定：
曲线落在x轴以上的部分，表示光合作用>呼吸作用；
曲线在x轴以下的部分，表示光合作用<呼吸作用；
曲线与X轴交点，表示光合作用=呼吸作用
（2）几个关键点的意义
关键点/线
时刻意义原因
段
B 5点光合作用出现开始制造有机物白天，从B点开始CO2吸
双峰曲线反应的是光合作用的日变化曲线，因此横轴的自变量是时间，在一天
当中的不同时间段内光合作用的速率是不同的，所以曲线会呈现出不同的变化趋势，
其影响因素主要是光照和温度。

考生在解答这类题目时，往往会忽视时间变量所隐含
的信息。

（3）有机物积累问题
由于光合作用固定的有机物会被呼吸作用消耗掉，所以只有当光合作用>呼吸作
用，即有机物生成速率>消耗速率的时候，有机物才会有净积累。

容易被考生搞错的
概念是有机物积累的最大点问题。

我们可以用面积法来理解，有机物积累的量应当用
曲线与X 轴围成的面积大小来表示。

因此最大点是G 点，而不是D 点。

在G 点用碘液
染色，颜色最深。

（4）“双峰”出现的原因
曲线之所以会呈现“双峰”是因为存在一个低谷E 点，其原因是植物的午休现
象。

在夏季中午12左右，太阳光照过于强烈时, 植物叶片蒸腾作用剧烈，叶片失水严
重，为减少水分散失，植物会关闭气孔，导致CO2含量减少，光合作用受到抑制。

此
现象在夏季南方植物和 C3植物中比较显着。

另外，光合作用的日变化曲线还会呈现出单峰曲线的形式：在天气晴朗无云、
温暖、 水分、 矿质营养等都较适宜的条件下, 光照成为影响光合作用的主要因素,
植物的光合过程一般与一天中太阳辐射的进程相符合, 即从早晨开始, 光合作用逐渐
加强, 中午达到高峰, 以后逐渐降低, 到日落时为止。

四、举一反三
收增多
C 6点 光合作用=呼吸
作用
有机物不积累，植物不能生长 CO2吸收=放出 G 18点 光合作用=呼吸
作用
有机物积累达到最多 CO2吸收=放出 D 9．5点 光合速率最大 有机物积累速率
最大
CO2吸收量最大 E
12点 午休现象 气孔关闭 H
19点 光合作用消失 CO2减少至稳定放出 A-B,H-I 19点-5点 只有呼吸作用
有机物消耗 夜晚，CO2稳定放出
（06年北京卷2）夏季，在青天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度（实际光合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同，表示晴天的曲线图是
答案：B。