光合作用坐標(biāo)中點(diǎn)的移動(dòng)分析

1、光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，受光照（光照時(shí)間、 光強(qiáng)度、光質(zhì)）、C02濃度、溫度、水、必需礦質(zhì)元素等環(huán)境因素的綜合影響。本文就以光照強(qiáng)度與 光合作用強(qiáng)度關(guān)系的坐標(biāo)曲線為例加以分析探討，解決其關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)趨勢(shì)問題。一、光照速率與光合速率的關(guān)系曲線圖各點(diǎn)涵義光照強(qiáng)度與光合速率的關(guān)系曲線圖如下圖所示，要解答各點(diǎn)移動(dòng)的問題，首先是明白該圖中各點(diǎn)的 涵義。a點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,則此時(shí)植物只進(jìn)行呼吸作 用，該點(diǎn)表示該植物在該溫度下的呼吸作用強(qiáng) 度，而且整條曲線的呼吸作用強(qiáng)度不變，因此,在溫度改變的情況下，a點(diǎn)的位置可能上移或 下移，進(jìn)一步影響 b點(diǎn)和c點(diǎn)的位置。b點(diǎn)

2、表示在同一時(shí)間內(nèi)，光合作用吸收C02與呼吸作用放出CO2量相等，該點(diǎn)稱為光 補(bǔ)償點(diǎn)，植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，有機(jī)物形成和消耗相等，不積累有機(jī)物，而且夜間也要消耗干物質(zhì)。因此，從全天來看，植物所需要的最低光照強(qiáng)度必 須高于補(bǔ)償點(diǎn)，才能使植物正常生長，一般情況，陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)高于陰生植物。c點(diǎn)時(shí)的光照強(qiáng)度不再是光合作用強(qiáng)度的限制因素，即光合作用不再隨著光照強(qiáng)度增大而增大，光 合作用速率達(dá)到最大時(shí)的最低光照強(qiáng)度即為光的飽和點(diǎn)，此電子傳遞反應(yīng)、酶活性等成為此點(diǎn)光合作用 限制因子。CO2代謝與吸收光能不同步，因此，通常認(rèn)為此時(shí)光合作用強(qiáng)度被CO2的濃度限制，植物的飽和光強(qiáng)與品種、葉片厚度、單位葉面積、葉綠

3、素含量多少等有關(guān)，二、各種因素變化對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)的影響一一移動(dòng)趨勢(shì)分析受光照（光照時(shí)間、光強(qiáng)度、光質(zhì)）、CO2濃度、溫度、水、必需礦質(zhì)元素和不同種類的植物等因素的影響，都會(huì)導(dǎo)致光合作用坐標(biāo)曲線上關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)。（1）若植物體缺鎂元素，則對(duì)應(yīng)的 a點(diǎn)不動(dòng)、b點(diǎn)右移、c點(diǎn)左下移。植物體缺少鎂元素時(shí)，葉綠素合成減少，光合作用效率降低，達(dá)到最大光合速率所需的光照強(qiáng)度減 少，但呼吸作用不受影響，需要增加光照強(qiáng)度，才能使光合速率等于呼吸速率，所以a點(diǎn)不動(dòng)、b點(diǎn)右移、c點(diǎn)左下移。（2）已知某種植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 C和30C,則溫度由25C上升到30 C時(shí)，對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)下移、b點(diǎn)右移、c點(diǎn)右下

4、移。根據(jù)光合作用和呼吸作用的最適溫度可知，溫度由25 C上升到30 C時(shí)，光合速率減慢，而呼吸速率加快，所以a點(diǎn)下移；因超過光合作用的最適溫度， 酶活性下降，故達(dá)到最大光合速率所需光照增強(qiáng)， 所以對(duì)應(yīng)的c點(diǎn)右下移；只有光照強(qiáng)度增強(qiáng)才能使光合速率等于呼吸速率，所以b點(diǎn)右移。（3） 若原曲線代表陽生植物，則陰生植物對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)上移、b點(diǎn)左移、c點(diǎn)左下移。陰生植物的呼吸速率一般比陽生植物低，所以對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)上移；陰生植物在光照較弱時(shí)，光合速率就能等于呼吸速率， 所以對(duì)應(yīng)的b點(diǎn)左移；陰生植物葉綠素含量相對(duì)較多，且葉綠素a和葉綠素b的比值相對(duì)較小，在光照較弱時(shí)，光合速率就能達(dá)到最大且較低，所以對(duì)應(yīng)的c點(diǎn)左下

5、移。（4） 若實(shí)驗(yàn)時(shí)將白光改為等強(qiáng)度的藍(lán)光，則對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)不動(dòng)、b點(diǎn)左移、c點(diǎn)左上移。將白光改為等強(qiáng)度的藍(lán)光，相當(dāng)于把其他色光都替換為藍(lán)光，能全部被植物吸收，則光合速率提高，但是呼吸速率基本不變，在光照較弱時(shí)光合速率就等于呼吸速率，達(dá)到最大光合速率時(shí)所需的光照強(qiáng)度 也較低，但最大光合速率較快，所以對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)上移、b點(diǎn)左移、c點(diǎn)左上移。需注意的是：若是將白光中的其他色光濾掉后得到的藍(lán)光，其光照強(qiáng)度減弱，光合速率下降，則對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)不動(dòng)、b點(diǎn)右移、c點(diǎn)右移。（5）若適當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，則對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)不動(dòng)、b點(diǎn)不動(dòng)、c點(diǎn)右上移。CO2濃度也是影響光合作用的重要因素之一，因?yàn)镃O2濃度的適當(dāng)提升，不會(huì)抑止

6、呼吸作用，所以對(duì)應(yīng)的a點(diǎn)不動(dòng)；因b點(diǎn)限制因子是光照強(qiáng)度，升高CO2濃度不影響該點(diǎn)的光合速率，所以對(duì)應(yīng)的b點(diǎn)不動(dòng)。一定范圍內(nèi)提高CO2濃度，可以促進(jìn)光合作用，c點(diǎn)光飽和點(diǎn)，其限制因子為 CO2濃度或溫度，適當(dāng)提高CO2濃度，可促使植物利用更高強(qiáng)度的光照，提高植物的光合速率，所以對(duì)應(yīng)的c點(diǎn)右上移?？傊庹諒?qiáng)度與光合作用速率的關(guān)系曲線圖中各點(diǎn)如何移動(dòng)，這一類的題其解答關(guān)鍵之處，在于 理解各點(diǎn)的涵義并能分析各點(diǎn)產(chǎn)生的原因及其主要限制因素，然后，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析各點(diǎn)的位置如 何變動(dòng)。鞏固練習(xí)1.若在相同光照和溫度條件下，空氣中CO2含量與植物光合產(chǎn)量（有機(jī)物積累量）的關(guān)系如下圖所示。理論上某種植物能

7、更有效地利用CO2，使光合產(chǎn)量高于 m點(diǎn)的選項(xiàng)是（）A.若a點(diǎn)在a,b點(diǎn)b2時(shí)B若a點(diǎn)在al , b點(diǎn)在bl時(shí)C.若a點(diǎn)在a2, b點(diǎn)在bl時(shí)D.若a點(diǎn)在al, b點(diǎn)在b2時(shí)2植物的新陳代謝受外部環(huán)境因子（如光、溫度）和內(nèi)部因子（如激素）的影響，研究內(nèi)、外因子對(duì)植物生命活動(dòng)的影響具有重要意義。右圖表示野外松樹（陽生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。其中的縱坐標(biāo)表示松樹整體表現(xiàn)出的吸收CO2和釋放CO2量的狀況。請(qǐng)分析回答： 當(dāng)光照強(qiáng)度為 b時(shí)，光合作用強(qiáng)度 。 光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用吸收 CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。如果白天光照強(qiáng)度較長時(shí)期為 a ,植物能不能正常生長？為什么？

8、如將該曲線改繪為人參（陰生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度關(guān)系的曲線，b點(diǎn)的位置應(yīng)如何移動(dòng)，為什么？ 。參考答案 1. D 2.（1）最高，光照強(qiáng)度再增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不再增加 不能。光照強(qiáng)度為 a時(shí)，光合作用形成的有機(jī)物和呼吸作用消耗的有機(jī)物相等，但晚上只進(jìn)行 呼吸作用。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長 左移，與松樹比較，人參光合作用強(qiáng)度達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，所需要的光照強(qiáng)度比松樹低1.光合歿聽甌光照強(qiáng)度的變世曲錢中關(guān)建直的務(wù)動(dòng)1. 1改變溫度例1已知某植物光合柞川和呼吸作川的忌適溫 度分別為麗娜I 3QU"圖】表樂該植物在拙E時(shí)光 舍強(qiáng)摩與光照強(qiáng)度的關(guān)系o若將隘度提高到30C

9、（原 來光照強(qiáng)廈和C6濃匪不變，）*從理論上分折，圖屮 相檢點(diǎn)的穆動(dòng)帰該是（ ）A. a點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，加值增加 乩b點(diǎn)下移，b點(diǎn)左移，皿值不變 C日點(diǎn)下移，b點(diǎn)右移，毎值下降 隊(duì)“點(diǎn)下移，b點(diǎn)不移，皿值上升* 在這里需注意.題干中給出晝適溫疫如果不給出適宜溫度則-點(diǎn)在移動(dòng)上則可能會(huì)故 變。如將趣干這樣變動(dòng)：國1是臬植物在較低溫度下（如冊(cè)U ）測(cè)得的變化曲線，如黑 適為提祐溫壓則比乩E三點(diǎn)如何務(wù)動(dòng)¥匕點(diǎn)處在無光照條件下'溫瘦適V升嵩，卿酶活性増幽呼吸強(qiáng)度加強(qiáng)，匕點(diǎn)下移, b點(diǎn)對(duì)應(yīng)光離強(qiáng)度較弱，升為溫度，由于弱光照強(qiáng)度的隈制，光反應(yīng)變化不大.光合作 用強(qiáng)度増強(qiáng)較?。欢粑饔?/p>

10、強(qiáng)廈由于溫JS升閒而丸幅度加強(qiáng).罌紙燈光合作用強(qiáng)/S等 干呼吸作用強(qiáng)區(qū)則懸然婆加大光服強(qiáng)匪，h點(diǎn)右移、以提高光合作用強(qiáng)度.那么殂點(diǎn) 呢？皿點(diǎn)是在強(qiáng)光照下達(dá)到光合慣度的最大值n在強(qiáng)光照下.光照強(qiáng)廈不再是限制因素, 此時(shí)的限制閔素是光照強(qiáng)度Z外的其他圉素（如溫度等人適申升St溫険，光合作用鑑 廢、呼吸作用強(qiáng)疫都嬰升臥 但光合作用升島福/!大于呼吸作用強(qiáng)度升高輛區(qū)，口點(diǎn)上 移3解析*婆想準(zhǔn)確判定祥方移功方向.幡斥潔魅各關(guān)鍵點(diǎn)代嵌的含義；a點(diǎn)表示尢光照條件下呼吸和用規(guī)吳B點(diǎn)表沿在b光照強(qiáng)度下光合臨度等于呼吸強(qiáng)匪：皿點(diǎn)表示達(dá) 劍一定光照強(qiáng)度時(shí)，光照強(qiáng)度不冉是光合強(qiáng)度的盟制肉素，某植物光合強(qiáng)度達(dá)到最犬值

11、以后不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而増強(qiáng).巧蠱度由陰U升商到30U時(shí)，酶的活性要笈生變化.光合作用所需鯛的雖適溫度為藥0 鎰摩升島后*酶活性下降，導(dǎo)致光合作用強(qiáng) 度下降：而呼吸作闿相關(guān)議達(dá)到忌適溫度.酶活性上升.呼吸強(qiáng)度加強(qiáng)，無光頤條件下 俎點(diǎn)下移。在b點(diǎn)弱光照強(qiáng)度下光合強(qiáng)圧小于呼吸強(qiáng)壓*姿想縮特光合作用強(qiáng)度等于細(xì) 胞呼吸強(qiáng)度.必然要加大光照區(qū)度提咼光合作用逼度”所以b點(diǎn)右移.如果十改斐光 駅過陵則掙光合強(qiáng)度 冷光合作用強(qiáng)度二光合強(qiáng)廈呼毗強(qiáng)段）必然塞減小，楹個(gè)變化 曲線要下移.即皿下降，故答案扯心L 2改變C0濃展如猱是改變濃度*圖】備關(guān)鍵點(diǎn)會(huì)如何移動(dòng)呢？升石CQ濃疫”由于刪線上湃階段光照強(qiáng)似是限制因

12、素.產(chǎn)生ATP和NrW?ll S一定， 還原G化合枸的呈確定，光合作用遍庚不變，盯黙狀況下0*濃度升馬對(duì)呼吸作用華木 尤影響，所以聯(lián)b関慮不移動(dòng)"腳続達(dá)到平衡后，此時(shí)光照逼用:較高.合威的ATP. NADPII 是吃足的.對(duì)光照嚴(yán)度矗鬥是盟制因素” C3濃颶升簾有利于CO固宦的加懺.用于還原 的化合初型多光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)：而呼吸柞用基木不變.光合損匪焉呼吸強(qiáng)畏羞位 增大，那么山點(diǎn)開2.光合強(qiáng)J| % C02濃IS變化曲線中營中有降關(guān)鍵點(diǎn)的榜動(dòng)2. I改變光照強(qiáng)度例2將某植株的一葉片登于恒溫的密閉小 乩 誕卩小空m濃度*在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)宦葉 八光合竹川的爲(wèi)巫（以吸收（U遠(yuǎn)率表示測(cè)応結(jié)

13、 果如圖2斯赤，下列相關(guān)報(bào)述正確的果 h如果光賊慣肛適嚴(yán)降低”社點(diǎn)左移，b點(diǎn)左移 乩如果光賊慣度適"降低.社點(diǎn)左移尸b點(diǎn)右移 C.如果光照慣麥適“增蹴，社點(diǎn)右移，b點(diǎn)右移 久 如果光埶懺度適巧增強(qiáng)，出點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移解析 闊2中直為光補(bǔ)償點(diǎn)光仟作用瑞率二1. 2収茂厲«?授如果是改變8*濃度.圖1齊關(guān)犍穴會(huì)如何移動(dòng)呢？升禱CU濃度，由于曲線上升階段光慰憒iSE是限制因素，產(chǎn)生ATPfllXADPllft一定. 還原G化合物的量確定.光伶作用強(qiáng)度不變，tl然狀況下（A濃度升閒對(duì)呼吸作用畢木 無彫響，所以儀b州點(diǎn)輕空曲線達(dá)到半衡后*此時(shí)光照強(qiáng)度較臥合嵐的AT氏NADHI 是克足

14、的，對(duì)光照強(qiáng)度不再是厳制因素.CQ濃度升離有利于W固定的加強(qiáng).用于還原 的5化合物陀 光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)；而呼吸作用基本不變.光合強(qiáng)度與呼吸彊疫差值 増大，那么疳點(diǎn)升高.2.光合變It曲毀中穩(wěn)中有51關(guān)建農(nóng)的粽動(dòng)狄1改變光照強(qiáng)度例2將某植株的一葉片養(yǎng)于忻溫的密閉小 空，調(diào)節(jié)小塑（壯濃度*在適宜光服強(qiáng)度下測(cè)定葉 片光合作川的強(qiáng)度（師i收箍率表和 測(cè)定結(jié) 果如用2所示.下列相關(guān)敘述正確的是A.如果光適當(dāng)降低，g點(diǎn)左移.b點(diǎn)左移 隊(duì)如果光照強(qiáng)度適十降低即點(diǎn)左移.b點(diǎn)右移 G如果光Jfitaiffi適勺壇強(qiáng)，4點(diǎn)右移.b點(diǎn)右移 Ik如果光照強(qiáng)皿適艸増駅，己點(diǎn)左移.b點(diǎn)右移解析 圖2屮4為光補(bǔ)償點(diǎn)光合件卅

15、述率二 呼吸作用速斗）b為光迪和點(diǎn).在低Oh諛度條件下，光合作用速莊収決于光強(qiáng)*光強(qiáng)越 大,光合作用速率越大.所以J光照強(qiáng)度適為増強(qiáng)"匕點(diǎn)左移.如果光脫強(qiáng)度適X降低.#呼吸作用速率）b %光飽利點(diǎn)*在低匕濃度條什下*光合件用速摩取決于光織.光強(qiáng)越 大，光合作用速率越大，所以巧光屣強(qiáng)區(qū)1SY堀餉乜點(diǎn)左移。如果光照強(qiáng)度適U降低.#光骨作用光反光合件州速串降低；*光舍低用速似達(dá)到阜人時(shí)所需COh蔽度(CO. ififilA)牧低.HPb點(diǎn)左移如黑光熬卿SUST増煩.光合作用的光反曲増畳光舍作 川速*增大.吒舍ft用達(dá)到凰人所需CD濃HE 56飽和點(diǎn)較裕.HUb點(diǎn)右移一 答集D2. 2改變溫

16、度卸采是JS宜升製呢F此iHf綫是在適直光贈(zèng)嶽皮下測(cè)御的變化勵(lì)鏡世度升琦會(huì)便瞬 的活性増強(qiáng)：呼吸fl：川堆強(qiáng)*廊光舍件用由于腐曲屮g濃度的限制用能増對(duì)*聖址 防 U補(bǔ)佇白.則必鎖俺已血右韓，升氐血詼度.惴強(qiáng)光合fi川才能愷光合fT川等卜 呼吸作用，JWb立影？在b點(diǎn)収后 g潦度半出是陽制戻責(zé)適二升扁溫度.在適宜 光咖滾貳光件作用所需鑒韻活性比呼喊作用僧關(guān)瞬話性嶽.光舍強(qiáng)度*呼吸唄度皆 増強(qiáng).光舍作用遍度變化大于啊作用|»度變化.此時(shí)b AxtbV的Uh鑿科蟲也翌堵人* b點(diǎn)右移.光合作用光反陶減弱.光合作用速率降低，光合作用速區(qū)達(dá)到彊大時(shí)所需C0=濃度(C5 飽和點(diǎn):較低.即b點(diǎn)左移；如果光照強(qiáng)度適嚴(yán)腐強(qiáng)，光合作用的光反俺瓚蠱光合件 用速率增大.光合作用達(dá)到最大所需CQ濃度(CCh恤和點(diǎn))較鮎，即b點(diǎn)右移 答案1)2. 2改變溫度如果是適立升溫呢？此曲線是在適宜光履弓員度下測(cè)得的變化曲紅，溫度升高會(huì)梗酹 的活性增蠱：呼吸作用增強(qiáng)，而光令作用曲于暗反應(yīng)中6濃度的乍制不能増強(qiáng)"要罐 持匚山補(bǔ)償占，剛必碩使杜點(diǎn)右移.升高C6