光合作用坐标中点的移动分析

光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，分为光反应和暗反应两个阶段，受光照（光照时间、光强度、光质）、CO2浓度、温度、水、必需矿质元素等环境因素的综合影响。。本文就以光照强度与光合作用强度关系的坐标曲线为例加以分析探讨，解决其关键点的移动趋势问题。

一、光照速率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下图所示，要解答各点移动的问题，首先是明白该图中各点的涵义。

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点的位置可能上移或

下移，进一步影响b点和c点的位置。

b点表示在同一时间内，光合作用吸收C

O2与呼吸作用放出CO2量相等，该点称为光

补偿点，植物在光补偿点时，有机物形成和消耗相等，不积累有机物，而且夜间也要消耗干物质。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点时的光照强度不再是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，光合作用速率达到最大时的最低光照强度即为光的饱和点，此电子传递反应、酶活性等成为此点光合作用限制因子。CO2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CO2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，

二、各种因素变化对各关键点的影响——移动趋势分析

受光照（光照时间、光强度、光质）、CO2浓度、温度、水、必需矿质元素和不同种类的植物等因素的影响，都会导致光合作用坐标曲线上关键点的移动。

（1）若植物体缺镁元素，则对应的a点不动、b点右移、c点左下移。

植物体缺少镁元素时，叶绿素合成减少，光合作用效率降低，达到最大光合速率所需的光照强度减少，但呼吸作用不受影响，需要增加光照强度，才能使光合速率等于呼吸速率，所以a点不动、b点右移、c点左下移。

（2）已知某种植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的a点下移、b点右移、c点右下移。

根据光合作用和呼吸作用的最适温度可知，温度由25℃上升到30℃时，光合速率减慢，而呼吸速率加快，所以a点下移；因超过光合作用的最适温度，酶活性下降，故达到最大光合速率所需光照增强，所以对应的c点右下移；只有光照强度增强才能使光合速率等于呼吸速率，所以b点右移。

（3）若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点上移、b点左移、c点左下移。

阴生植物的呼吸速率一般比阳生植物低，所以对应的a点上移；阴生植物在光照较弱时，光合速率就能等于呼吸速率，所以对应的b点左移；阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a和叶绿素b的比值相对较小，在光照较弱时，光合速率就能达到最大且较低，所以对应的c点左下移。

（4）若实验时将白光改为等强度的蓝光，则对应的a点不动、b点左移、c点左上移。

将白光改为等强度的蓝光，相当于把其他色光都替换为蓝光，能全部被植物吸收，则光合速率提高，但是呼吸速率基本不变，在光照较弱时光合速率就等于呼吸速率，达到最大光合速率时所需的光照强度也较低，但最大光合速率较快，所以对应的a点上移、b点左移、c点左上移。需注意的是：若是将白光中的其他色光滤掉后得到的蓝光，其光照强度减弱，光合速率下降，则对应的a点不动、b点右移、c点右移。

（5）若适当提高CO2浓度时，则对应的a点不动、b点不动、c点右上移。

CO2浓度也是影响光合作用的重要因素之一，因为CO2浓度的适当提升，不会抑止呼吸作用，所以对应的a点不动；因b点限制因子是光照强度，升高CO2浓度不影响该点的光合速率，所以对应的b 点不动。一定范围内提高CO2浓度，可以促进光合作用，c点光饱和点，其限制因子为CO2浓度或温度，适当提高CO2浓度，可促使植物利用更高强度的光照，提高植物的光合速率，所以对应的c点右上移。

总之，光照强度与光合作用速率的关系曲线图中各点如何移动，这一类的题其解答关键之处，在于理解各点的涵义并能分析各点产生的原因及其主要限制因素，然后，在此基础上进行分析各点的位置如何变动。

巩固练习 1.若在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如下图所示。理论上某种植物能更有效地利用CO2，使光合产量高于m点的选项是（）

A．若a点在a,b点b2时 B 若a点在a1，b点在b1时

C．若a点在a2，b点在b1时D．若a点在a1，b点在b2时

2.植物的新陈代谢受外部环境因子（如光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。右图表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。请分析回答：

①当光照强度为b时，光合作用强度____________________________。

②光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长？为什么？___________________________________________ ________。

③如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？___________________________________。

参考答案 1. D 2.（1）①最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增加

②不能。光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长

③左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低