影响“光合作用”的因素及相关曲线分析
一、影响光合作用的因素
（一）光
1．光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加。当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。
蚕豆（阳生植物）和酢浆草（阴生植物）的光合速率与光照强度的关系
光补偿点主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。
在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，必须栽培于阴湿条件下。
2．光照时间：延长光照时间，可增加光合作用合成时间。从而提高农作物产量。
3．光质：光质也影响植物的光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强，单色光中红色光作用最快，蓝、紫光次之，绿光最差。
4．日变化：光合速率在一天当中有变化，一般与太阳辐射进程相符合。无云的晴天，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，到日落则停止，成为单峰曲线。但当晴天无云而太阳光照强烈时，光合进程便形成双峰曲线。
※ 在生产上的应用
①适当提高光照强度。
②延长光合作用时间。
③增加光合作用面积——合理密植。 ④对温室大棚用无色透明玻璃。若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合作用较白光弱，但较其他单色光强。 （二）二氧化碳浓度
CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的才能进行光合作用。一般来说，在一定的范围内，
植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但
如 CO2物正常的生长发育。
植物对CO2的利用与光照强度有关，在弱光下，只能利用较低的二氧化碳浓度，光合慢，随着光照的加强，植物就能吸收利用较高的二氧化碳浓度，光合快。
※ 在生产上的应用
①温室可通过放干冰的方法来提高室内二氧化碳浓度。
②大田中：A.控制好农作物的密度和水肥管理，使农田后期通风良好。
B.增施有机肥，使土壤微生物增多分解有机物，放出CO2。 C.深施NH4HCO3肥料。 （三）温度
植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的 温度过高，影响植物叶片气孔开放，影响二氧化碳供应， 进而影响暗反应，从而影响光合作用速率。一般植物可在 10-35℃ 下正常进行光合作用，其中25-30℃ 最宜，
在35 ℃ 以上开始下降，40-50℃
（四）矿质元素：
矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内，营养元素越多，光合速率就越快。氮、磷、钾三要素中以氮肥对光合作用的效果最明显。
①氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分； ②磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。
③绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。④镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素等。 （五）水：
水分是光合作用原料之一，缺乏时可使光合速率下降。晴天无云太阳强烈的正午，由于植物缺水而导致气孔关闭，二氧化碳供应不足，光合速率下降。
二、光合速率、光能利用率与光合作用效率的辨析
1、光合速率：光合作用的指标，是指植物在一定时间内将光能转化为化学能的多少。
通常以每小时每平方分米叶面积吸收CO2毫克数表示。它由植物在单位时间内吸收光能的多少及它对光能的转化率决定。
2、光能利用率：植物将一年中投射到该土地上的光能转化成化学能的效率。
指植物光合作用所累积的有机物所含能量，占照射在同一地面上的日光能量的比率。它由该土地上植物的多少、进行光合作用时间的长短及植物吸收利用光能的能力决定。提高的途径有延长光合时间（如轮作）、增加光合面积（如间作、套种），提高光合作用效率。 3、光合作用效率：是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率。
植物通过光合作用制造有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，它由植物叶片吸收光能的能力、及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定。提高的途径有光照强弱的控制，温度的控制，CO2的供应，必需矿质元素的供应。
光能利用率和光合作用效率这“两率”的比例式中，主要是分母不同。光能利用率比例式中分母是指照射在同一时期同一地面上太阳辐射能，而光合作用效率比例式中分母是同一时期同一土地面积农作物光合作用所接受的太阳能；两比例式中分子都是作物光合作用积累的有机物中所含能量。
光能利用率与复种指数、合理密植、作物生育期、植株株型、CO2浓度、光照强度、温度、矿质元素等都有密切关系；农作物的光合作用效率与光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素等有密切关系。
提高光能利用率，主要是通过延长光合作用时间、增加光合作用面积和加强光合作用效率等途径。阳光、温度、水分、矿质元素和CO2等都可以影响单位绿叶面积的光合作用效率。
多因子影响：P点时，影响光合速率的因素应为横坐标所表示的因素。随该因子的不断增强，光合速率不断提高，当到达Q点时，横坐标所表示的因素，不再影响光合速率，要提高光合速率，可适当调整图示的其他因子。
四、训练题
1．下列相关叙述，正确的是（ ）
A．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移 B．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移 C．如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移 D．如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移 2．图一是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释
放曲线；图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。则图一中表示时间的字母与图二中（1）、（2）、（3）、（4）所发生的生理活动相对应的选项是 （ ） A．d e f g B．d c b a C．e g a h D．f c b d
3．如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合 作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是（ ） A．曲线中a点转向b点，叶绿体中C3浓度降低 B．曲线中b点转向d点，叶绿体中C5浓度升高 C．曲线中b点转向c点，叶绿体中C5浓度几乎不变
D．d点时，影响光合作用的环境因素主要有光照强度、CO2浓度、温度等等
4．下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天。下列叙述中错误的是 （ ）
甲 乙
A．乙图E点CO2的吸收量下降的原因是光照过强，气孔关闭
B、两图中的C点都表示光合作用强度等于呼吸强度
C、甲、乙两图中A点都表示植物体只进行呼吸足以，但乙图中A点的CO2释放量大于甲图 D、在盛夏一昼夜中有机物的积累量大于春季
5．农技员为准确把握蔬菜大棚内CO2的浓度变化情况，在大棚内安装了CO2测量仪，假定6时、18时分别为日出、日落时间，请据下图预期一天内大棚中CO2变化的最可能情况（ ）
6．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 （ ）
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时 相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物 的量相等
7．如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙 述中不正确的是（ ）
A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B．b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，
如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃ 时，a 点上移，b点左移，d点下移 D．当植物缺镁时，b点将向右移
8．在右面曲线图中，有M．N、O、P、Q五个点，对它们的含义的叙述正确的是 （ ）
①M点时，植物既进行光合作用，也进行呼吸作用，且光合作用强度小于呼吸作用强度
②N点时，植物体只进行呼吸作用；O点时，植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度
③Q点时，光照强度不再是影响光合速率的主要因素 ④P点前，影响光合速率的主要因素是光照强度 A．①② B．①③ C．③④ D．②④
9．右图表示外界二氧化碳浓度与植物光合作用强度的关系，甲、乙、丙代表三种不同植物，下列叙述正确的是 （ ） A．甲能利用较低浓度的CO2 B．a点表示植物不进行光合作用
C．b点的数值越小，其对二氧化碳的利用能力就越弱
D．d点限制光合作用强度进一步增加的主要原因是暗反应
10．图中甲、乙两图是光照强度与陆生植物关系图，据图判断下列选项中不正确的是 （ ） A．图中a点表示光合作用产生的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等 B．人参、三七等光合速率与光强度的关系可用图乙描述。 C．图中的阴影部分表示的是植物光合作用有机物的积累量
D．图中O点表示光合作用产生的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等
11．图示在一定范围内，不同环境因素与水稻叶片光合作用强度的关系，描述不正确的是（ ） A．如果横坐标是CO2含量，则a为红光，b为白光
B．如果横坐标是CO2含量，则a为强光，b为弱光
C．如果横坐标是光照强度，a的CO2含量较高，b的CO2含量较低 D．如果横坐标是光照强度，a温度较适宜，b温度较低
12．下图中，如果横坐标改变，则曲线的变化趋势最大的是 （ ）
A．①将横坐标的“光照强度”改为“CO2浓度” B．②将横坐标的“温度”改为“O2浓度”
C．③将横坐标的“有丝分裂”改为“减数分裂第二次分裂” D．④将横坐标的“血糖浓度”改为“内环境温度” 13．下图为一定条件下测得的典型阳生植物和阴生植物在不同的光照强度下CO2吸收（释放）量的曲线，有关说法正确的是 （ ）
A．①代表典型的阴生植物，②代表典型的阳生植物 B．a1和a2表示植物在黑暗中细胞呼吸放出CO2的量 C．b1和b2表示光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸放出
CO2的量时的光照强度 D．光照强度大于c时，典型的阴生植物比典型的阳生植
物CO2的吸收量大
14．某研究性学习小组的同学研究了在适宜的温度条件下，周围环境中某些因素与植物光合作用的关系，并绘出下面各图。请据图分析回答：
（1）如图甲所示，即使CO2浓度超过B点，光合作用强度也不再增强，此时若增大 的条件，光合作用强度还可继续增强。
（2）如图乙所示，A点为光补偿点，它代表的生物学含义是 ，B点为光饱和点，它代表的生物学含义是 。 （3）分析比较图丙和图丁，可以得出的结论是 。
15、下列曲线表示在4种实验条件下测定的不同光照强度对光合作用速率的影响。 ①0．10％CO2，温度在30℃ ②0．10％CO2，温度在20℃
③0．03％CO2，温度在30℃ ④0．03％CO2，温度在20℃
（1）由①②实验结果得出：在CO2浓度、光照强度一致时，对光合速率影响的关键限制因子是 。 （2）由①③实验结果得出：当温度一定时，对光合速率影响
的关键限制因子是 ；P点的限制因子是 _______。 （3）综上分析，影响作物光合速率的生态因素有 等因素。 16、绿色植物光合作用的影响因素是多方面的，其外界因素有光照强度、CO2的含量、温度等；其内部因素有酶的活性、色素的
数量、五碳化合物的含量等。根据下图影响光合作用的因素分析：
（1）如果横坐标代表光照强度，其影响光合速率主要是影响 阶段，此时内部限制性因素最可能是 。若阴生植物的光合作用曲线为c，则阳生植物的光合作用曲线最可能是 。
（2）如果横坐标代表温度，温度主要通过影响 来影响光合速率。
（3）如果横坐标代表CO2的含量，CO2的含量影响光合作用主要是影响 的产生，此时内部限制性因素最可能
是 。 17、下图示某植物光合作用速度与环境因素
之间的关系，据图分析，下列不正确的是 A.甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速率受光强度的限制
B.甲图可见，强光照下因光反应阶段受到
限制光合作用速率不再增加
C.乙图中C点表示光照强度为甲图的B时，植物光合作用的最适温度 D．乙图出现CD段的原因是温度过高影响光合作用有关的酶的活性 18、（2010四川卷）有人对不同光照强度下两种果树的光合特性进行研究，结果如下表（净光
CO2
2
A．光强大于0.1mmol光子 /m·s ，随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减少
s，限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量 B．光强小于0.5mmol光子 /m·
2
s，限制净光合速率的主要生态因素是CO浓度 C．光强大于0.7mmol光子 /m·
D．龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果。
2