石智勇

教法建议：分析植物光合作用速率与一些外界因素的关系图表，总结外界因素对光合速率的影响，加深对光合作用过程的理解，认识光合作用的原理对提高作物产量的指导作用。

一、学习内容

1．光合速率（又称光合强度）

（1）含义：一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。

（2）表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。

2．光强度对光合速率的影响

 

A点：光强度为0，只进行细胞呼吸；

AB段：光合速率小于呼吸速率；

B点：光补偿点（光合速率与呼吸速率相等时的光强度）；

BC段：光合速率大于呼吸速率；

C点：光饱和点（光强度达到C点后，光合速率不再随光强度增强而增强）。

3．CO₂浓度对光合速率的影响

图1中A点表示CO₂补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO₂浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO₂的最低浓度。B和B′点都表示CO₂饱和点。

4．温度对光合速率的影响

光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10～35 ℃下正常进行光合作用，其中AB段(10～35 ℃)随温度的升高而逐渐加强，B点（35 ℃）以上由于光合酶活性下降，光合速率开始下降，50 ℃左右光合作用停止。

5．模型法分析物质的量的变化（短时间内环境因素变化）

 

6．“三看法”解答坐标曲线题

解答坐标曲线图类的题目要遵循的步骤是：第一看坐标图中横、纵轴的含义，找出横、纵坐标的关系，结合教材联系相应的知识点；第二看曲线中的特殊点，即始终点、转折点、交叉点所表示的生物学意义；第三看曲线的变化趋势及含义。

7．多因子对光合速率影响的分析

 

（1）曲线分析

P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。

Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。

（2）应用：温室栽培时，在一定光强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO₂浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光强度和CO₂浓度以提高光合速率。

二、典例分析

1．正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（   ）

A．O₂的产生停止            B．CO₂的固定加快

C．ATP/ADP比值下降        D．NADPH/NADP＋比值下降

答案　B

解析　正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O₂、ATP和NADPH（即[H]）停止产生，所以A、C、D项所述现象会发生；光照停止，碳反应中C3还原受影响，RuBP减少，CO₂的固定减慢，B项所述现象不会发生。

2．下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是（    ）

A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多

B．t2→t3，碳反应限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高

C．t3→t4，光强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、碳反应增强的结果

D．t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低

答案　D

解析　水的光解、O₂释放发生在叶绿体类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合速率的因素为CO₂浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3→t4，碳反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的相互转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。

3．甲图和乙图表示某植物在适宜的CO₂浓度条件下光合速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是（    ） 

A．甲图中，在a′点限制光合速率的主要因素是光强度，在b′点限制光合速率的主要因素是温度

B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低

C．温度主要是通过影响酶的活性来影响光合速率的

D．若光强度突然由a变为b，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加

答案　D

解析　甲图表示光强度和温度对光合速率的影响，乙图表示温度对光合速率的影响。分析甲图中某点上的限制因素时，要看其是否达到饱和点。如果没有达到饱和点（如a′点），则限制因素为横坐标表示的因素，即光强度；当达到饱和点以后（如b′点），则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素，如温度。当光强度突然增强时，光反应速率加快，产生更多的NADPH和ATP，短时间内C3的还原速率加快而CO₂的固定速率不变，故C3的含量会减少。

三、拓展链接

关于光合作用C3途径——卡尔文循环的CO2去路问题

光合作用过程中哪一个阶段产生水的

胞间CO2浓度（Ci）和净光合作用的关系

二氧化碳浓度对光合作用的影响

注意两题的区别：CO2浓度——光合曲线

光合作用效率、光能利用率和光合作用速率辨析