2021年度高中生物必修光合作用知識(shí)點(diǎn)全面總結(jié)

第三單元之一光合伙用

一、葉綠體構(gòu)造與功能

（-）葉綠體構(gòu)造模型.

①外膜、內(nèi)膜：2層膜

②基質(zhì)：含有與碳反應(yīng)有鄭瑜和少

量DNA

.@O：由類囊體幄而成，分

布有色素和與光反應(yīng)有關(guān)版

基粒類囊體

（-）有關(guān)知識(shí)

1、.葉綠體是真核細(xì)胞進(jìn)行光合伙用場(chǎng)合

2、葉綠體由兩層膜（內(nèi)膜和外膜）包圍而成，內(nèi)部有許多基粒，基粒和基粒之間布滿了

基質(zhì)。

3、每個(gè)基粒均有許各種類囊體構(gòu)成，類囊體薄膜上具有吸取、傳遞和轉(zhuǎn)化光能色素以及

光反映所需酶，是光反映場(chǎng)合。

4、基質(zhì)中具有暗反映所需酶，是進(jìn)行暗反映場(chǎng)合。

5、光合色素有關(guān)知識(shí)。

（1）葉綠體色素種類及含量：

葉綠素a

葉綠素（羽）

葉綠素b

葉綠體色素

'胡蘿卜素

類胡蘿卜素（的）'

葉黃素

（2）葉綠體色素分布：葉綠體類囊體薄膜上。

（3）葉綠體色素功能：吸取，傳遞（4種色素），轉(zhuǎn)化光能（只有少量葉綠素a把光能轉(zhuǎn)

為電能）

（4）影響葉綠素合成因素：

①光照：光是影響葉綠素合成重要條件，普通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關(guān)于酶活性，進(jìn)而影響葉綠素合成。低溫（秋末）

時(shí)，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。

③必須元素：葉綠素中含N、Mg等必須元素，缺少N、Mg將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，

葉變黃。此外，F(xiàn)e是葉綠素合成過(guò)程中某些酶輔助成分，缺Fe也將導(dǎo)致葉綠素合成受阻，

葉變黃。

②葉綠素a和葉綠素b重要吸取紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）重要

吸取藍(lán)紫光。色素對(duì)綠光吸取至少。對(duì)其她波段光并非不吸取，只是吸取量較少。

通過(guò)色素吸取后，光譜浮現(xiàn)兩條黑帶。闡明：葉綠體中色素重要吸取紅光和藍(lán)紫光。

(6)葉綠體色素性質(zhì)：易溶于酒精、丙酮和石油酸等有機(jī)溶劑，不溶于水，葉綠素性質(zhì)不

穩(wěn)定，易被破壞，類胡蘿卜素性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。

⑺植物葉片顏色與所含色素關(guān)系:

正常葉片葉綠素和類胡蘿卜素比例約為3：1,且對(duì)綠光吸取至少，

正常綠色

因此正常葉片總是呈現(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)積累了較多可溶性糖，有助于

葉色變紅

形成紅色花青素，而葉綠素因寒冷逐漸降解，葉子呈現(xiàn)紅色

6、色素提取和分離實(shí)驗(yàn)。

(1)原理解讀：

①色素提?。喝~綠體中色素溶于食噓劑而不溶于水，可以用無(wú)水乙醇(或丙酮)作

溶劑提取綠葉中色素，而不能用水，由于葉綠體中色素不能溶于水。

②色素分離原理：運(yùn)用色素在層析液中溶解度不同進(jìn)行分離，溶解度大在濾紙上擴(kuò)散

得快，反之則慢。從而使各種色素分離。

(2)選材：應(yīng)選用鮮嫩、顏色深綠葉片，以保證具有較多色素。

⑶過(guò)程：省略。

(4)成果分析:

色素種類色素顏色色素含量

\胡蘿卜素最少

2\

—"j溥妻黃色較少

3

藍(lán)綠色般

4

1葉綠素1)上縷魚(yú)較多

①?gòu)纳貛挾瓤芍睾慷嗌僖来螢椋喝~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在濾紙上距離近來(lái)兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠(yuǎn)兩條色素帶是胡蘿卜素

與葉黃素。

④.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：在本實(shí)驗(yàn)中在圓形濾紙中央點(diǎn)上葉綠體色素提取液進(jìn)行層析，會(huì)得到近似

同心四個(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)葉綠體中色素提取與分離實(shí)驗(yàn)關(guān)于事項(xiàng)

①色素分離和提取原理經(jīng)常考察，易混淆。

②在研磨時(shí)加入碳酸鈣作用是防止色素被破壞，加入二氧化硅作用是有助于研磨。過(guò)濾

時(shí)用是單層尼龍布。

③畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)，用力要均勻，速度要適中。

④研磨要迅速、充分。a.由于丙酮容易揮發(fā)；b.為了使葉綠體完全破裂，從而能提

取較多色素；c.葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細(xì)胞中葉綠素酶水解而被破壞。

⑤制備濾紙條時(shí)，要將濾紙條一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散均勻，便

于觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)。

⑥放置濾紙時(shí)，濾液細(xì)線必要在層析液上面。

(2)提取綠葉中色素核心

①葉綠素不穩(wěn)定，易被破壞，因而研磨要迅速、充分以保證提取較多色素。

②濾液收集后，要及時(shí)用棉塞將試管口塞緊，以防止濾液揮發(fā)。

③)稱取綠葉質(zhì)量和加入無(wú)水乙醇體積要恰當(dāng)，以保證提取液濃度。

(3)分離綠葉中色素核心

①濾液細(xì)線不但要細(xì)、直，并且要具有較多色素，因而要在濾液干后，重復(fù)畫(huà)1?2次。

②濾紙上濾液細(xì)線不能觸及(或沒(méi)入)層析液，否則會(huì)使濾液中色素溶解于層析液中，濾

紙條上得不到色素帶，使實(shí)驗(yàn)失敗。

(4)要提取綠色植物葉肉細(xì)胞葉綠體中色素，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)。要將葉肉細(xì)胞中色素完全提取，還需加上1

層液泡膜。

(5)實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑作用：

①無(wú)水乙醇用于提取綠葉中色素。

②層析液用于分離綠葉中色素。

③二氧化硅使研磨充分。

?酸鈣可防止研磨過(guò)程中色素被破壞。

(6)注意事項(xiàng)及因素分析

過(guò)程注意事項(xiàng)操作目

(1)選新鮮綠色葉片使濾液中色素含量高

(2)研磨時(shí)加適量無(wú)水乙醇充分溶解色素

提取

(3)加少量Si()2和CaCOs研磨充分和保護(hù)色素

色素

(4)迅速、充分研磨防止乙醉?yè)]發(fā)，充分溶解色素

(5)盛放濾液試管管口加棉塞防止乙醇揮發(fā)和色素氧化

(1)濾紙預(yù)先干燥解決使層析液在濾紙上迅速擴(kuò)散

使各色素?cái)U(kuò)散起點(diǎn)相似，

(2)濾液細(xì)線要直、細(xì)、勻

使分離出眾素帶平整不重疊

分離

(3)濾液細(xì)線干燥后再畫(huà)一兩次增長(zhǎng)色素含量使分離出眾素帶清晰分明

色素

防止色素直接溶解到層析液中，濾紙條上得

(4)濾液細(xì)線不觸及層析液不到色素帶)

(7)收集到濾液綠色過(guò)淺因素分析:

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(lái)。

②稱取綠葉過(guò)少或加入無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度小。

③未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子某些被破壞。

④.使用放置數(shù)天菠菜葉，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(guò)粗。

(9)濾紙條看不見(jiàn)色素帶：

①忘掉畫(huà)濾液細(xì)線。

②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素所有溶解到層析液中。

二光合伙用過(guò)程

(-)光合伙用過(guò)程概念模型

(-)有關(guān)知識(shí)

1、光合伙用過(guò)程涉及光反映和暗反映兩個(gè)階段。光反映在前，暗反映在后。

2、光反映原料、場(chǎng)合和條件；暗反映原料、場(chǎng)合和條件。

3、光反映物質(zhì)變化和能量變化；暗反映物質(zhì)變化和能量變化。

4、光反映產(chǎn)物及去向；暗反映產(chǎn)物及去向。(物質(zhì)轉(zhuǎn)移基于一種原則，即從產(chǎn)生部

位移向消耗部位）

5、光反映和暗反映同步進(jìn)行著，［H］、ATP、C3、C5等中間物質(zhì)處在動(dòng)態(tài)平衡

之中。

6、暗反映有光無(wú)光都能進(jìn)行。若光反映停止，暗反映可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，但時(shí)間

不長(zhǎng)，故晚上普通以為只進(jìn)行呼吸作用，暗反映不進(jìn)行。

7、相似時(shí)間內(nèi)，光照和黑暗間隔解決比始終光照有機(jī)物積累多，由于［H］、ATP基本

不積累，運(yùn)用充分；但始終光照會(huì)導(dǎo)致［H］、ATP積累，運(yùn)用不充分。

8、光合伙用中光反映產(chǎn)生ATP只供暗反映運(yùn)用。

（三）光合伙用過(guò)程

1、光反映

條件：有光、色素、酶

場(chǎng)合：葉綠體類囊體薄膜

過(guò)程：物質(zhì)變化：

①水光解：H2OX1/2O2+2|H|

②ATP合成：ADP+Pi+光能型*ATP（光能fATP中活躍化學(xué)能）

能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍化學(xué)能

2、暗反映

條件：有光和無(wú)光、酶

場(chǎng)合：葉綠體基質(zhì)

酶

過(guò)程：物質(zhì)變化：①C02固定：CO2+C5—>2C3

②C3還原：G+阿灣（CH?。）等+G

能量變化：（ATP中活躍化學(xué)能一有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能）

3、總反映式：

光能

C02+H20（CH20）+02

葉綠體

\lz▼V

6CO12HO-CHO6HO6O

2+2p^g^"6126+2+2

I_____________1

①氧元一素晨H209fo2。）

②碳元素：CCh->C3-*（CH2O）

③氫元素：H20f［H］f（CH20）

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

5、光反映和暗反映比較

比較

項(xiàng)目光反映暗反映

實(shí)質(zhì)光化學(xué)反映酶促反映

時(shí)間快慢

需要葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，需要各種酶

條件

反映葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)

場(chǎng)合

(1)水光解2H2。--->4[H]+O(1)COz固定：CO+C-------->2C

物質(zhì)2253

轉(zhuǎn)化光能ATP[H]

(2)ATP生成：ADP+Pi—*ATP(2)CO2還原：2c3kl(CH2OHC5

能量光能玲電能好活躍化學(xué)能，并儲(chǔ)存在ATPATP中活躍化學(xué)能好（CH2O）中穩(wěn)定化學(xué)能

轉(zhuǎn)換中

完畢。2釋放、ATP和NADPH生成葡萄糖等有機(jī)物等生成

標(biāo)志

兩者光反映為暗反映提供能量（ATP、NADPH）、還原劑NADPH；

關(guān)系暗反映為光反映提供ADP和Pi

6、外界條件變化引起光合伙用中產(chǎn)物含量變化分析辦法

（1）分析辦法：

①變化環(huán)境條件常用有：光照強(qiáng)度變化、C02濃度變化，而其他條件不變或在一定范疇

內(nèi)。

②光合伙用中產(chǎn)物有C3、C5、［H］、ATP、CeHJkO?等。其中C3、C5、［H］、

ATP在光合伙用中既有產(chǎn)生，又有消耗，咱們稱作光合伙用中間產(chǎn)物，而C6HM（）6和在光

合伙用中只有產(chǎn)生，沒(méi)有消耗，咱們稱作光合伙用終產(chǎn)物，故考慮辦法不同。

③對(duì)C3、C5、［H］、ATP變化判斷通慣用動(dòng)態(tài)平衡辦法。由于。C3、C5、［H］、

ATP在光合伙用中既有產(chǎn)生，又有消耗，因此在判斷時(shí)既要考慮其產(chǎn)生(來(lái)路)，又要考慮

其消耗(去路)，核心看環(huán)境因素突然變化對(duì)哪個(gè)途徑影響更直接或更大。如果來(lái)路不不大

于去路，則增長(zhǎng)或積累；如果來(lái)路不大于去路，則減少或減少；如果來(lái)路等于去路，則不變。

④對(duì)CeHi。和Oz變化判斷：由于C6Hl和Oz在光合伙用中只有產(chǎn)生，沒(méi)有消耗，

因此只需考慮環(huán)境因素突然變化對(duì)整個(gè)光合伙用影響。如果環(huán)境因素突然變化對(duì)整個(gè)光合伙

用有增進(jìn)作用，CGHHA和Oz含量增長(zhǎng)，反之，則減少。

⑤通過(guò)比較咱們可以得到如下有關(guān)規(guī)律：不論是哪種環(huán)境因素突然變化，短時(shí)

間內(nèi)C3和C5變化狀況是相反，即一種是增長(zhǎng)，而另一種必定是減少。［H］和ATP變化

是相似。CM。和變化也是相似。

(2)光照和二氧化碳濃度變化引起C3,C5和［H］,ATP變化

廠［H］戚塵rQ還原迪

光照強(qiáng)一弱光反應(yīng)礴暗儂」CO.固定含量口CW含

c。：供應(yīng)不變7。：產(chǎn)生皿7的E禽a行FG含里工隆一成里她

「［HUS妥/s還原增強(qiáng)

光照弱一強(qiáng)光反應(yīng)增強(qiáng).ATP解暗反應(yīng).CO固__「7含里下降_合

co；供應(yīng)不變「Lo：產(chǎn)生增金正堂進(jìn)行一含里上丑成里埴加

「［?】相對(duì)增加

「co：固定翅ATP相對(duì)埴加

光照不變暗反應(yīng)含黑三MGH4臺(tái)

還原上述兩種物質(zhì)一

C3含量上丑f成里的

、成少co：供應(yīng)1電正孰行ftG-n

轉(zhuǎn)化速度變慢，

1。：產(chǎn)生施塵

［［H］相對(duì)減塵

「8：固定增強(qiáng)3G含里上丑1ATP相對(duì)減塵

，光照不變暗反應(yīng)-gHuOg合

還原

Qf"Lc?今星下降-n上述兩種物質(zhì)一f成里地

'增加CO：供應(yīng)1伍正常講行in

1轉(zhuǎn)化速度變快，

lo：產(chǎn)生埴加

「

(3)由于各種因素變化，如溫度變化、光照強(qiáng)度變化、C02濃度變化會(huì)影響C3、C5、

NADPH、ATP、C6H12。6、。2這些物質(zhì)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02合成量模型分析

普光照光制

般浮

光照強(qiáng)度由強(qiáng)到弱東C,

增長(zhǎng)減少減少減少h

C02供應(yīng)不變K.G、［HhATP、

(CH：O)介成lit

時(shí)向

番：Jt

1解

光照強(qiáng)度由弱到強(qiáng)*5：演C,IHkATP、

減少增長(zhǎng)增長(zhǎng)增長(zhǎng)/(CHQ)介成質(zhì)

C02供應(yīng)不變'*.............C,

M而

co3CO,

蠢羽犀不足

光照不變C02量由充的、、/-------G、(H］、ATP

減少增長(zhǎng)增長(zhǎng)減少量不、.......G、(CHQ)、

分到局限性育成僦

時(shí)向

■

..................G、(CH,O)

光照不變C02量由局的.——/合成量

增長(zhǎng)減少減少增長(zhǎng)量

限性到充分

G、［H］、ATP

時(shí)向

三、影響光合伙用因素及及其在生產(chǎn)上應(yīng)用

(-).光照強(qiáng)度與光合伙用速率影響分析

光

人

和

用

速

率

O

光照枷度

圖1圖2

1.原理分析：光照強(qiáng)度影響光合速率原理是通過(guò)影響光反映階段，制約ATP和［H］產(chǎn)生，進(jìn)

而制約暗反映階段。

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CO2量可表達(dá)此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。植

物與外界進(jìn)行氣體互換，外界02量減少，CO2量增大。

AB段：光照條件下植物既進(jìn)行光合伙用，又進(jìn)行呼吸作用，隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合伙

用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，C02釋放量逐漸減少，這是由于細(xì)胞呼吸釋放C02有一某些用于光合

伙用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度不不大于光合伙用強(qiáng)度。植物與外界進(jìn)行氣體互換，外界02量減

少，C02量增大。但02減少量，C02增長(zhǎng)量都在減少。

B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放C02所有用于光合伙用，即光合伙用強(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)，植物才干正常生長(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)行氣體互換，此時(shí)，外界環(huán)境中C02量升高到最大值，02量降到最低值，

BC段：表白隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合伙用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合伙用強(qiáng)度不不大于

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)行氣體互換，外界02量增大，C02

量減少。

oco

2+I2

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，光合伙用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)

度增長(zhǎng)而增長(zhǎng)）。光合速率〉呼吸速率，植物與外界進(jìn)行氣體互換，外界02量繼續(xù)增大，

C02量繼續(xù)減少。

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

林帶樹(shù)種配備，可合理運(yùn)用光能；恰當(dāng)提高光照強(qiáng)度可增長(zhǎng)大棚作物產(chǎn)量。

（-）C02濃度對(duì)光合伙用強(qiáng)度影響

1.原理分析：C02濃度影響光合伙用原理是通過(guò)影響暗反映階段，制約C3生成。

2.曲線分析

光

合

作

用

強(qiáng)

度

①圖1和圖2都表達(dá)在一定范疇內(nèi)，光合伙用速率隨C02濃度增大而增大，但當(dāng)C02

濃度增長(zhǎng)到一定范疇后，光合伙用速率不再增長(zhǎng)。

②圖1中A點(diǎn)表達(dá)光合伙用速率等于細(xì)胞呼吸速率時(shí)C02濃度，即C02補(bǔ)償點(diǎn)；圖

2中A'點(diǎn)表達(dá)進(jìn)行光合伙用所需C02最低濃度。

③圖1和圖2中B和B'點(diǎn)都表達(dá)C02飽和點(diǎn)所相應(yīng)C02濃度。

3、應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過(guò)“正其行、通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大C02濃度，

提高光能運(yùn)用率。

（三）溫度對(duì)光合伙用速率影響

1、曲線分析：溫度重要是通過(guò)影響與光合伙用關(guān)于酶活性而影響光合伙用速率。

2、應(yīng)用：（1）適時(shí)播種

（2）冬天，溫室栽培可恰當(dāng)提高溫度，也可恰當(dāng)減少溫度。白天調(diào)到光合伙

用最適溫度，以提高光合伙用；晚上恰當(dāng)減少溫室溫度，以減少細(xì)胞呼吸，保證植物有機(jī)物

積累。

⑶植物“午休”現(xiàn)象因素之一

（四）必須元素供應(yīng)對(duì)光合速率影響

光

合

速

率

，

-------------------?

N.P.K等必需元素

1、曲線分析：在一定濃度范疇內(nèi)，增大必須元素供應(yīng)，可提高光合伙用速率，但當(dāng)超

過(guò)一定濃度后，會(huì)因土壤溶液濃度過(guò)高而導(dǎo)致植物滲入失水而萎

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

（五）水分供應(yīng)對(duì)光合伙用速率影響

1、影響：水是光合伙用原料，缺水既可直接影響光合伙用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，

限制C02進(jìn)入葉片，從而間接影響光合伙用。

3-2-1B

直物光會(huì)作用

5MM變化曲垓

植物午休現(xiàn)象

2、應(yīng)用：依照作物需水規(guī)律合理灌溉。

（六）光照面積

物質(zhì)整A光合作用實(shí)際量

/_吸量

024髀面輸指數(shù)

1、圖像分析：

①0A段表白隨葉面積不斷增大，光合伙用實(shí)際量不斷增大，A點(diǎn)為光合伙用面積飽

和點(diǎn)。隨葉面積增大，光合伙用強(qiáng)度不再增長(zhǎng)，因素是有諸多葉被遮擋，光照局限性。

②0B段表白干物質(zhì)量隨光合伙用增長(zhǎng)而增長(zhǎng),而由于A點(diǎn)后來(lái)光合伙用強(qiáng)度不再增長(zhǎng),

但葉片隨葉面積不斷增長(zhǎng)，呼吸量（0C段）不斷增長(zhǎng)，因此干物質(zhì)積累量不斷減少（BC段）。

2、應(yīng)用分析：恰當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長(zhǎng)。封行過(guò)早，使中下層葉

子所受光照往往在光補(bǔ)償點(diǎn)如下，白白消耗有機(jī)物，導(dǎo)致不必要揮霍。

（七）內(nèi)部因素對(duì)光合伙用速率影響

1.同一植物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段

［光合作用速率

/-----開(kāi)花期

（/------營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期

------幼苗期

添光強(qiáng)度”

①曲線分析：在外界條件相似狀況下，光合伙用速率由弱到強(qiáng)依次是幼苗期、營(yíng)養(yǎng)生

長(zhǎng)期、開(kāi)花期。

②應(yīng)用：依照植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段光合伙用速率不同，適時(shí)、適量地提供水肥及

其她環(huán)境條件，以使植物茁壯成長(zhǎng)。

2.同一葉片不同生長(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

斷增長(zhǎng)，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(shù)管理后期恰當(dāng)摘除老葉、殘葉及莖葉蔬菜及時(shí)換新葉，都

是依照其原理，可減少其細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。

（A）多因子變量對(duì)光合伙用速率影響分析（外界因素）

「光合速率f光合蛉懿舞f光合蟀高濃度C5

℃

30中濃度CO2

20℃

10℃低濃度CO?

PQ0PQ

光照強(qiáng)度溫度光照強(qiáng)度

1、曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所示因子，隨其因子不斷加強(qiáng)，

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

合速率，可采用恰當(dāng)提高圖示中其她因子辦法。

2、應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天恰當(dāng)提高溫度，增長(zhǎng)光合伙用酶活性,

提高光合速率，也可同步充入適量C02進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適當(dāng)時(shí)，要恰當(dāng)提高

光照強(qiáng)度和C02濃度以提高光合速率。

（九）光合伙用和呼吸作用關(guān)于曲線圖像題解題要點(diǎn)：

1、弄清晰“量”關(guān)系：

凡是曲線圖，總是反映一定變量關(guān)系、在關(guān)于光合伙用和呼吸作用曲線題中，盡管牽涉到量

不多，但由于生化反映是一種復(fù)雜過(guò)程。不像普通數(shù)學(xué)函數(shù)，所牽涉到“量”往往均有它特

殊含義。含義很容易混淆，如吸取量和運(yùn)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，如果這些量區(qū)別和關(guān)系搞不清晰。解題可就很容易出差錯(cuò)。

2、“黑暗”條件理解：

凡是有光合伙用、呼吸作用曲線圖題中，光照有無(wú)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)，咱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，為什么有實(shí)驗(yàn)要在黑暗條件下進(jìn)行？

咱們應(yīng)十分注意黑暗條件：①植物光合伙用和呼吸作用生理過(guò)程中.光合伙用必要要有光條

件下才干進(jìn)行，而呼吸作用有光無(wú)光都能進(jìn)行；②光合伙用光反映也必要要有光狀況下才干

進(jìn)行，而暗反映有光無(wú)光都能進(jìn)行（只要有足夠［H］和ATP）：③黑暗時(shí)釋放C02,吸取02。

消耗體內(nèi)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實(shí)

驗(yàn)中核心條件之一。

3、理解“零值”含義：

在分析曲線圖時(shí)，十分核心是要理解C02

吸取值為零值生物學(xué)含義。CO2吸取量為零值，這并不是表達(dá)此時(shí)不進(jìn)行光合伙用和呼吸

作用，而是表達(dá)光合伙用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相稱，體現(xiàn)為環(huán)境中CO2量沒(méi)有發(fā)生變化。

對(duì)“零值”理解有如下幾種方面：①光照狀況下，吸取C02量為零量，表達(dá)光合伙用強(qiáng)度

與呼吸作用強(qiáng)度相稱，并不是說(shuō)植物不進(jìn)行光合伙用和呼吸作用；②零值如下，表達(dá)光合伙

用強(qiáng)度〈呼吸作用強(qiáng)度，吸取C02量為負(fù)值（即釋放C02）。吸取02,消耗體內(nèi)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，表達(dá)光合伙用

強(qiáng)度〉呼吸作用強(qiáng)度，吸取C02,釋放02,光合伙用產(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)行光合伙用時(shí)，光合伙用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，但光照強(qiáng)度增長(zhǎng)到一定強(qiáng)度

時(shí).，光合伙用強(qiáng)度不再增長(zhǎng)，即光合伙用強(qiáng)度達(dá)到極限點(diǎn)。分析這個(gè)極限點(diǎn)要明確如下幾種

問(wèn)題：①極限點(diǎn)表達(dá)當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，光合伙用強(qiáng)度最高，光照強(qiáng)度再增長(zhǎng)，光合

伙用強(qiáng)度不再增長(zhǎng)；②極限點(diǎn)此前，光合伙用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增強(qiáng)，此時(shí)，光合伙用

強(qiáng)度重要限制因素是光照強(qiáng)度，影響是光反映；③極限點(diǎn)后來(lái)，光合伙用強(qiáng)度重要限制因素

不是光照強(qiáng)度，而是溫度和環(huán)境中C02,重要影響是暗光反映；④此極限點(diǎn)是判斷光合伙

用強(qiáng)度曲線圖像正誤核心；⑤此極限點(diǎn)是判斷陰生植物還是陽(yáng)生植物著手點(diǎn)，由于陰生植物

是生活在光照較弱環(huán)境中，光合伙用強(qiáng)度到達(dá)極限點(diǎn)時(shí)，所規(guī)定照比陽(yáng)生植物低；⑥如果是

人工提供光照，就要考慮節(jié)能問(wèn)題，光照強(qiáng)度只要控制在這個(gè)光合伙用強(qiáng)度極限點(diǎn)相應(yīng)光照

強(qiáng)度即可，以免能量揮霍。

（+）條件變化引起有關(guān)圖中特殊點(diǎn)移動(dòng)

C。的耳放量

圖1

1、圖1中特殊點(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)相應(yīng)最大光合速

率，x點(diǎn)光飽和點(diǎn)。

2、變化條件常用有：其他條件不變或在一定范疇內(nèi)。光照強(qiáng)度增強(qiáng)或削弱；C02濃

度升高或減少；溫度升高或減少；礦質(zhì)元素（如Mg）變化；陰生植物和陽(yáng)生植物互換等。

其中光照強(qiáng)度增強(qiáng)或削弱；C02濃度升高或減少；礦質(zhì)元素（如Mg）變化等重要影響光合速

率，對(duì)呼吸速率幾乎沒(méi)有影響；溫度升高或減少；陰生植物和陽(yáng)生植物互換等對(duì)光合速率和

呼吸速率均有影響。

3、C02濃度增減引起變化

C02濃度升高或減少重要影響光合速率，對(duì)呼吸速率幾乎沒(méi)有影響，如C02濃度升高

對(duì)各點(diǎn)移動(dòng)影響。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，在一定范疇內(nèi)C02濃度增長(zhǎng)對(duì)呼吸速率幾乎沒(méi)有影響，因此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濃度增長(zhǎng)，呼吸速率不變，光合速率

增長(zhǎng)，光合速率不不大于呼吸速率，原有平衡被打破。如何才干恢復(fù)平衡呢？唯一辦法就是

減少光合速率。怎么減少光合速率？C02濃度增長(zhǎng)是變化了元素不能再變了，溫度等是不變

或保持穩(wěn)定元素也不可變化，剩余可變化元素只有光照強(qiáng)度了，故只有通過(guò)減少光照強(qiáng)度來(lái)

減少光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。b點(diǎn)左移。

Jfl乎吸速率不變

C02濃度增長(zhǎng)〔

光合速率增長(zhǎng)一A減少光合速率一》減少光照強(qiáng)度點(diǎn)左移

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合伙用，C02濃度增長(zhǎng)，暗反映加快，通過(guò)C02固定階段產(chǎn)生

更多C3化合物，C3化合物還原就需要更多光反映產(chǎn)物AIP和[H],導(dǎo)致光反映增強(qiáng)，增長(zhǎng)

光照強(qiáng)度，故x點(diǎn)右移。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)相應(yīng)最大光合速率，只針對(duì)光合伙用，C02濃度增長(zhǎng)，光合速率加快，c

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

4、溫度變化引起變化

溫度升高或減少；對(duì)光合速率和呼吸速率均有影響。25℃是光合伙用最適溫度，35℃

是呼吸作用最適溫度，若圖1表達(dá)25℃時(shí)光照強(qiáng)度與，C02吸取量之間關(guān)系，那么將溫度變

為35C,圖中各點(diǎn)如何移動(dòng)。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，在一定溫度范疇內(nèi)呼吸速率隨溫度增長(zhǎng)呼吸速率而增長(zhǎng)，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°C,光合速率下降，

呼吸速率升高，原有平衡被打破。在35℃光合速率只有升高才干和呼吸速率相等，怎么升

高光合速率？溫度增長(zhǎng)是變化了因素不能再變了，C02濃度等是不變或保持穩(wěn)定元素也不可

變化，剩余可變化因素只有光照強(qiáng)度了，故只有通過(guò)增強(qiáng)光照強(qiáng)度來(lái)升高光合速率，使光合

速率和呼吸速率相等。故b點(diǎn)右移。

J呼吸速率升高

溫度增長(zhǎng)〔

光合速率減少—＞增強(qiáng)光合速率—“增強(qiáng)光照強(qiáng)度—"b點(diǎn)右移

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合伙用，溫度升高（由最適部位不適），光合速率下降，光

反映速率也下降，光反映只能運(yùn)用較少光能，因此，光照強(qiáng)度下降，x點(diǎn)左移。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)相應(yīng)最大光合速率，只針對(duì)光合伙用，溫度升高（由最適部位不適），

光合速率下降，暗反映速率也下降，暗反映吸取運(yùn)用C02量也會(huì)下降，c點(diǎn)向下移動(dòng)，再結(jié)

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

5、陰生植物和陽(yáng)生植物互換引起圖中各點(diǎn)變化

陰生植物呼吸速率、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)都低于陽(yáng)生植物。若圖1表達(dá)某陰生植物

光照強(qiáng)度與C02吸取量之間關(guān)系，如果將、陰生植物換成陽(yáng)生植物，圖中各點(diǎn)是如何移動(dòng)。

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，因陰生植物呼吸速率低于陽(yáng)生植物，因此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(yáng)生植物，陽(yáng)生植物呼吸速

率增大，光合速率只有增大才干與呼吸速率相等，在其他條件不變狀況下，只有增大光照強(qiáng)

度才干增強(qiáng)光合速率，因此b點(diǎn)向右移動(dòng)。

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合伙用，陰生植物換成陽(yáng)生植物，陽(yáng)生植物光合速率增強(qiáng)，

光反映速率也增強(qiáng)，需要光照強(qiáng)度也增強(qiáng)，因此，x點(diǎn)向右移動(dòng)。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)相應(yīng)最大光合速率，只針對(duì)光合伙用，陰生植物換成陽(yáng)生植物，陽(yáng)生

植物光合速率增強(qiáng)，暗反映速率也增強(qiáng)，暗反映吸取運(yùn)用C02量也會(huì)增長(zhǎng)，c點(diǎn)向上移動(dòng),

再結(jié)合X點(diǎn)移動(dòng)，故C點(diǎn)向右上方移動(dòng)。

6、礦質(zhì)元素（如Mg）變化引起圖中各點(diǎn)變化

Mg是合成葉綠素必須元素，植物生長(zhǎng)環(huán)境缺少M(fèi)g元素直接影響葉綠素合成，間接影響光反

映速率，最后影響到光合伙用速率。圖1表達(dá)某正常植物在正常環(huán)境中光照強(qiáng)度與C02吸取

量之間關(guān)系，如果將該植物換到缺少M(fèi)g元素環(huán)境中生長(zhǎng)，圖中各點(diǎn)是如何移動(dòng)。

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(méi)有影響，植物呼吸速率保持不

變，因此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(méi)有影響，

植物呼吸速率保持不變，環(huán)境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成量減少，光反映速率下降，光合速

率也會(huì)下降，光合速率只有增大才干與呼吸速率相等，在其他條件不變狀況下，只有增大光

照強(qiáng)度才干增強(qiáng)光合速率，因此b點(diǎn)向右移動(dòng)。

x點(diǎn)光飽和點(diǎn)，只針對(duì)光合伙用，境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成量減少，光反映速率下

降，光反映對(duì)光能運(yùn)用也下降，因此X點(diǎn)向左移動(dòng)。

C點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)相應(yīng)最大光合速率，只針對(duì)光合伙用，環(huán)境缺少M(fèi)g元素，葉綠素合成

量減少，光反映速率下降，光合速率也會(huì)下降，暗反映速率下降，暗反映吸取運(yùn)用C02量就

會(huì)下降，c點(diǎn)下移，再結(jié)合x(chóng)點(diǎn)移動(dòng)，故c點(diǎn)向左下方移動(dòng)。

按照上面思路，咱們還可分析C02濃度減少，溫度由35C變?yōu)?5℃時(shí)，陽(yáng)生植物換成

陰生植物等條件變化引起圖1中各點(diǎn)變化。

0）2濃度等條件變化引起圖1中有關(guān)點(diǎn)變化如下表所示:

條件變化a點(diǎn)b點(diǎn)X點(diǎn)C點(diǎn)

C02濃度升高不移動(dòng)左移右移右上方移

C02濃度減少不移動(dòng)右移左移左下方移

溫度由25c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(yáng)生植物向下右移右移右上方移

陽(yáng)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

同理咱們也可以按照上面思路來(lái)分析圖2中有關(guān)點(diǎn)在環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)移動(dòng)方向。

如光照強(qiáng)度得到變化引起圖2中各點(diǎn)變化，（光照強(qiáng)度增強(qiáng)）

a點(diǎn)只進(jìn)行呼吸作用，照強(qiáng)度得到變化對(duì)呼吸速率沒(méi)有影響，植物呼吸速率保持不變，

因此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)度得到變化對(duì)呼吸速率沒(méi)有影響，植物呼

吸速率保持不變，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合速率增強(qiáng)，光合速率不不大于呼吸速率，原有平衡被

打破。如何才干恢復(fù)平衡呢？唯一辦法就是減少光合速率。怎么減少光合速率？光照強(qiáng)度增

長(zhǎng)是變化了因素不能再變了，溫度等是不變或保持穩(wěn)定元素也不可變化，剩余可變化因素只

有C02濃度了，故只有通過(guò)減少C02濃度來(lái)減少光合速率，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)光合伙用，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合速率升高，暗反映速率也升高，

暗反映吸取運(yùn)用C02量也會(huì)上升，因此x點(diǎn)向右移動(dòng)。

c點(diǎn)光飽和點(diǎn)時(shí)相應(yīng)最大光合速率，只針對(duì)光合伙用，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合速率升高，

暗反映速率也升高，暗反映吸取運(yùn)用C02量也會(huì)上升，c點(diǎn)向上移動(dòng)，再結(jié)合x(chóng)點(diǎn)移動(dòng)，故

c點(diǎn)向右方移動(dòng)。

光照強(qiáng)度減少所引起圖中各點(diǎn)不變化與光照強(qiáng)度增強(qiáng)所引起圖中各點(diǎn)不變化相反。

光照強(qiáng)度等條件變化引起圖2中有關(guān)點(diǎn)變化如下表所示：

條件變化a點(diǎn)b點(diǎn)X點(diǎn)、C點(diǎn)

光照強(qiáng)度升高不移動(dòng)左移右移右上方移

光照強(qiáng)度減少不移動(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(yáng)生植物向下右移右移右上方移

陽(yáng)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：可以看出咱們分析光合伙用曲線都是針對(duì)兩種生理過(guò)程而言，即光合伙用和

呼吸作用，該曲線也是由這兩種生理過(guò)程而形成，因此該曲線是指凈光合伙用曲線。光合伙

用是合成有機(jī)物，呼吸作用是消耗有機(jī)物兩者作用相反，因而，咱們可以把該曲線與坐標(biāo)所

圍成面積當(dāng)作是在一定范疇內(nèi)光合伙用合成有機(jī)物與呼吸作用消耗有機(jī)物差值，即有機(jī)物積

累量。有機(jī)物積累量多少，取決于這兩種生理過(guò)程強(qiáng)弱，因而，咱們可以把光合速率當(dāng)作有

機(jī)物積累量來(lái)路，把呼吸速率當(dāng)作有機(jī)物積累量去路。如果光合速率不不大于呼吸速率，

則有機(jī)物積累增多，體當(dāng)前圖上曲線所圍成面積增大，因此，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)相應(yīng)

最大光合速率）右上移。如果光合速率不大于呼吸速率，則有機(jī)物積累減少，體當(dāng)前圖上曲

線所圍成面積縮小，因此，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)相應(yīng)最大光合速率）左下移。

四、光合速率測(cè)定

（-）光合伙用速率表達(dá)辦法：

1、普通以一定期間內(nèi)C02等原料消耗或02、（C1I20）等產(chǎn)物生成數(shù)量來(lái)表達(dá)。但由于

測(cè)量時(shí)實(shí)際狀況，此時(shí)測(cè)得值并不能反映植物實(shí)際光合速率，而反映表觀光合速率或稱凈光

合速率。因而光合伙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)行光合伙用，只進(jìn)行呼吸作用，因而此時(shí)測(cè)得。2吸取量（即

空氣中。2減少量）或CO?釋放量（即空氣中CO2增長(zhǎng)量）直接反映呼吸速率。

3、在有光條件下，植物同步進(jìn)行光合伙用和細(xì)胞呼吸，實(shí)驗(yàn)容器中02增長(zhǎng)量、C02減

少量或有機(jī)物增長(zhǎng)量，稱為凈光合速率（表觀光合速率）。

4、植物總光合速率（真正光合速率）=凈光合速率+呼吸速率。如圖所示：

①光合伙用實(shí)際產(chǎn)氧量=實(shí)測(cè)5釋放量+呼吸作用消耗。2量

②光合伙用實(shí)際CO2消耗量=實(shí)測(cè)C5消