高中生物必修1光合作用知识点全面总结

第三单元之一光合作用

一、叶绿体的构造及功能

（一）叶绿体的构造模型.

（二）相关学问

1、.叶绿体是真核细胞进展光合作用的场所

2、叶绿体由两层膜（内膜和外膜）包围而成，内部有很多基粒，基粒和基粒之间充溢了

基质。

3、每个基粒都有很多个类囊体构成，类囊体薄膜上含有汲取、传递和转化光能的色素以

及光反响所需的酶，是光反响的场所。

4、基质中含有暗反响所需的酶，是进展暗反响的场所。

5、光合色素的相关学问。

（1）叶绿体色素的种类及含量：

叶绿素a

G十绿素（物）

叶绿素b

叶绿体色素

,胡萝卜素

类胡萝卜素（也）

叶黄素

（2）叶绿体色素的公布：叶绿体类囊体薄成上。

（3）叶绿体色素的功能：汲取，传递（4种色素），转化光能（只有少量的叶绿素a把光

能转为电能）

（4）影响叶绿素合成的因素：

①光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因此

叶片发黄。（例如韭黄，蒜黄）

②温度：温度可影响及叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温（秋

末）时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。

③必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，

叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的协助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,

叶变黄。

（5）叶绿体色素的汲取光谱：

①叶绿体中的色素只汲取可见光，而对红外光和紫外光等不汲取。

②叶绿素a和叶绿素b主要汲取红光和蓝紫光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要

汲取蓝紫光。色素对绿光汲取最少。对其他波段的光并非不汲取，只是汲取量较少。

经过色素汲取后，光谱出现两条黑带。说明：叶绿体中的色素主要汲取红光和蓝紫光。

(6)叶绿体色素的性质：易溶于酒精、丙酮和石油酸等有机溶剂，不溶于水，叶绿素的性

质不稳定，易被破坏，类胡萝卜素性质相对稳定。

⑺植物叶片的颜色及所含色素的关系：

~正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3：1,且对绿光汲取最

吊屎少，所以正常叶片总是呈现绿色_________________________________

T7ZZ寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜

叶色变黄素的颜色，叶子变黄____________________________________________

―人“秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利

叶色变红

于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷渐渐降解，叶子呈现红色

6、色素的提取和分别试验。

(1)原理解读：

①色素的提取：叶绿体中的色素溶于直拒f剂而不溶于水，可以用无水乙醇(或丙酮)

作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。

②色素的分别原理：利用色素在层析液中的溶解度不同进展分别，溶解度大的在滤纸

上扩散得快，反之则慢。从而使各种色素分别。

(2)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。

(3)过程：省略。

(4)结果分析：

①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜

素

②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是：胡萝卜素〉叶黄素＞叶绿

素a＞叶绿素b

③在滤纸上间隔最近的两条色素带是叶绿素a及叶绿素b，间隔最远的两条色素带是胡

萝卜素及叶黄素。

④.试验创新：在本试验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进展层析，会得到近

似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。

【核心考点】

(1)叶绿体中色素的提取及分别试验有关事项

①色素分别和提取的原理常常考察，易混淆。

②在研磨时参加碳酸钙的作用是防止色素被破坏，参加二氧化硅的作用是有助于研磨。

过滤时用的是单层尼龙布。

③画滤液细线时，用力要匀称，速度要适中。

④研磨要快速、充分。a.因为丙酮简单挥发；b.为了使叶绿体完全裂开，从而能提

取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。

⑤制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散匀称，

便于视察试验结。

⑥放置滤纸时，滤液细线必需在层析液上面。

(2)提取绿叶中色素的关键

①叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要快速、充分以保证提取较多的色素。

②滤液搜集后，要刚好用棉塞将试管口塞紧，以防止滤液挥发。

③)称取绿叶的质量和参加无水乙醇的体积要适当，以保证提取液的浓度。

(3)分别绿叶中色素的关键

①滤液细线不仅要细、直，而且要含有较多的色素，因此要在滤液干后，重复画1〜2

次。

②滤纸上的滤液细线不能触及(或没入)层析液，否则会使滤液中的色素溶解于层析液

中，滤纸条上得不到色素带，使试验失败。

(4)要提取绿色植物叶肉细胞叶绿体中的色素，至少要破坏1层细胞膜、2层叶绿体膜，共3

层生物膜(3层磷脂双分子层或6层磷脂分子)。要将叶肉细胞中色素完全提取，还需加上1

层液泡膜。

(5)试验中几种化学试剂的作用：

①无水乙醇用于提取绿叶中的色素。

②层析液用于分别绿叶中的色素。

③二氧化硅使研磨充分。

期酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。

(6)留意事项及缘由分析

过程留意事项操作目的

(1)选簇新绿色的叶片使滤液中色素含量高

(2)研磨时加适量无水乙醇充分溶解色素

提取

(3)加少量SiOz和CaC03研磨充分和爱护色素

色素

(4)快速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素

(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化

(1)滤纸预先枯燥处理使层析液在滤纸上快速扩散

使各色素扩散的起点一样，

(2)滤液细线要直、细、匀

使分别出的色素带平整不重叠

分别

(3)滤液细线枯燥后再画一两次增加色素的含量使分别出的色素带清晰清楚

色素

防止色素干脆溶解到层析液中，滤纸条上得

(4)滤液细线不触及层析液不到色素带)

(7)搜集到的滤液绿色过浅的缘由分析:

①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分，色素未能充分提取出来。

②称取绿叶过少或参加无水乙醇过多，色素溶液浓度小。

③未加碳酸钙或参加过少，色素分子局部被破坏。

④.运用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。

(8)滤纸条色素带重叠：

①滤液细线不直。

②滤液细线过粗。

（9）滤纸条看不见色素带：

①遗忘画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

二光合作用过程

（一）光合作用过程概念模型

（二）相关学问

1、光合作用过程包括光反响和暗反响两个阶段。光反响在前，暗反响在后。

2、光反响的原料、场所和条件；暗反响的原料、场所和条件。

3、光反响的物质变更和能量变更；暗反响的物质变更和能量变更。

4、光反响的产物及去向；暗反响的产物及去向。（物质转移基于一个原则，即从产

生部位移向消耗部位）

5、光反响和暗反响同时进展着，［H］、ATP、C3、C5等中间物质处于动态平衡

之中。

6、暗反响有光无光都能进展。若光反响停顿，暗反响可持续进展一段时间，但时间

不长，故晚上一般认为只进展呼吸作用，暗反响不进展。

7、一样时间内，光照和黑暗间隔处理比始终光照有机物积累的多，因为［田、ATP根

本不积累，利用充分；但始终光照会造成［田、ATP的积累，利用不充分。

8、光合作用中光反响产生的ATP只供暗反响利用。

（三）光合作用过程

1、光反响

条件：有光、色素、酶

场所：叶绿体类囊体薄膜

过程：物质变更：

①水的光解：H2OA-1/2O2+2［H］

②ATP的合成：ADP+Pi+光能旦ATP（光能一ATP中活泼的化学能）

能量变更：光能转变为ATP中的活泼的化学能

2、暗反响

条件：有光和无光、酶

场所：叶绿体基质

过程：物质变更：①C02的固定：CO2+C5^*>2C3

②C3的复原：Cs+［H］喟」（CH,。）等+C5

能量变更：（ATP中活泼的化学能一有机物中稳定的化学能）

3、总反响式：

光能

CO2+H2O］,（CH2O）+02

叶绿体

①氧元素------------

〔C02—（CH2。）

②碳元素：CO2-C3-(CH2。)

③氢元素：H2o-*[H]-*(CH2O)

4、本质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能

5、光反响和暗反响比拟

比拟

工程光反响暗反响

本质光化学反响酶促反响

时间快慢

需要叶绿素、光、酶不需叶绿素和光，需要多种酶

条件

反响叶绿体基粒叶绿体基质

场所

(1)水的光解2H2。--->4[H]+O(1)CO2固定：CO2+C5-------->2C3

物质2

光能

转化ATP[H]

(2)ATP的生成：ADP+Pi哥ATP(2)CO2复原：2c3K玲(CH2O)+C5

能量光能玲电能少活泼化学能,并储存在ATPATP中活泼的化学能玲(CH2O)中稳定的化学能

转换中

完成。2释放、ATP和NADPH的生成葡萄糖等有机物等的生成

标记

两者光反响为暗反响供给能量(ATP、NADPH),复原剂NADPH；

关系暗反响为光反响供给ADP和Pi

6、外界条件变更引起光合作用中产物含量变更的分析方法

(1)分析方法：

①变更的环境条件常见的有：光照强度变更、C02浓度的变更，而其它条件不变或在确

定的范围内。

②光合作用中的产物有C3、C5、［H］、ATP、C6Hl2(k0?等。其中C3、C5、［H］、

ATP在光合作用中既有产生，又有消耗，我们称作光合作用的中间产物，而C6HJ)6和02在

光合作用中只有产生，没有消耗，我们称作光合作用的终产物，故考虑方法不同。

③对C3、C5、［H］、ATP变更的推断通常用动态平衡的方法。因为。C3、C5、

［H］、ATP在光合作用中既有产生，又有消耗，所以在推断时既要考虑其产生(来路)，

又要考虑其消耗(去路)，关键看环境因素的突然变更对哪个途径的影响更干脆或更大。假

如来路大于去路，则增加或积累；假如来路小于去路，则削减或降低；假如来路等于去路，

则不变。

④对C6Hl和变更的推断：因为CeHJX和在光合作用中只有产生，没有消耗,

所以只需考虑环境因素的突然变更对整个光合作用的影响。假如环境因素的突然变更对整个

光合作用有促进作用，C6Hl和的含量增加，反之，则降低。

⑤通过比拟我们可以得到以下相关规律：不管是哪种环境因素的突然变更，短

时间内C3和C5的变更状况是相反的，即一个是增加，而另一个确定是削减。［H］和ATP

的变更是一样的。C6Hl2。6和。2的变更也是一样的。

(2)光照和二氧化碳浓度变更引起的C3，C5和［H］,ATP的变更

(3)由于各种因素的变更，如温度的变更、光照强度变更、CO2浓度的变更会影响C3、

C5>NADPH、ATP、C6Hl2。6、这些物质的含量，有时还会结合模型分析，详细表解如下：

条件C3C5EH]和ATPCH2O和合成量模型分析

光照比照

落一

光照强度由强到弱i演

增加削减削减削减

C02供给不变G、[HhATP、

一(CHQ)介或fit

时间

图会：光

制

的

光照强度由弱到强更二aCs.|HKATP、

削减增加增加增加ft/(CHQ用成量

C02供给不变''..............c>

B-tlu]

co2CO,

至是不足

光照不变C02量由足、/---------C5、［H］、ATP

X、.............G、（CHQ）、

削减增加增加削减—

够到缺乏令成量

时向

制

丁........・G、（CHQ

光照不变C02量由缺的-----•合成艇

增加削减削减增加fit

乏到足够G、［H］、ATP

时向

三、影响光合作用的因素及及其在消费上的应用

（一）.光照强度及光合作用速率的影响分析

图1图2

1.原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反响阶段，制约ATP和［H］的产生,

进而制约暗反响阶段。

2、图1曲线分析：

A点：光照强度为0,此时只进展细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。

植物及外界进展气体交换，外界02量削减，CO2量增大。

AB段：光照条件下植物既进展光合作用，又进展呼吸作用，随光照强度增加，光合作

用强度也渐渐增加，CO2释放量渐渐削减，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一局部用于光

合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。植物及外界进展气体交换，外界02量削减,

CO2量增大。但02的削减量，CO2的增加量都在削减。

较弱光下：光合速率（呼吸速率

B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光

照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为光补偿点。植物

不及外界进展气体交换，此时，外界环境中CO2的量上升到最大值，02的量降到最低值，

光合速率=呼吸速率

BC段：说明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞

呼吸强度，到C点以上不再加强了，植物及外界进展气体交换，外界02量增大，CO2量削

减。

光合速率>呼吸速率

C点所示光照强度称为光饱和点。（光照强度到达C点后，光合作用强度不再随光照强

度的增加而增加）o光合速率〉呼吸速率，植物及外界进展气体交换，外界02量接着增大,

CO2量接着削减。

3、应用：阴生植物的B点前移，C点降低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类

搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当进步光照强度可增加大棚作物产量。

（二）CO2浓度对光合作用强度的影响

1.原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反响阶段，制约C3生成。

2.曲线分析

①图1和图2都表示在确定范围内，光合作用速率随C02浓度的增大而增大，但当

C02浓度增加到确定范围后，光合作用速率不再增加。

②图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的C02浓度，即C02补偿点；

图2中的A'点表示进展光合作用所需C02的最低浓度。

③图1和图2中的B和B'点都表示C02饱和点所对应的C02浓度。

3、应用：在农业消费上可以通过“正其行、通其风”，增施农家肥等增大C02浓度，

进步光能利用率。

（三）温度对光合作用速率的影响

1、曲线分析：温度主要是通过影响及光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。

2、应用：⑴适时播种

（2）冬天，温室栽培可适当进步温度，也可适当降低温度。白天调到光合作

用最适温度，以进步光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物

的积累。

⑶植物“午休”现象的缘由之一

（四）必需元素供给对光合速率的影响

1、曲线分析：在确定浓度范围内，增大必需元素的供给，可进步光合作用速率，但当

超过确定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物浸透失水而萎菁。

2、应用：依据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可进步农作物产量。

（五）水分的供给对光合作用速率的影响

1、影响：水是光合作用的原料，缺水既可干脆影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，

限制C02进入叶片，从而间接影响光合作用。

植物的午休现象

2、应用：依据作物的需水规律合理浇灌。

（六）光照面积

1、图像分析：

①0A段说明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积

的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，缘由是有很多叶被遮挡，光照缺乏。

②0B段说明干物质量随光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用强度不再增加,

但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量（0C段）不断增加，所以干物质积累量不断降低（BC段）。

2、应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避开徒长。封行过早，使中下层叶

子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的奢侈。

（七）内部因素对光合作用速率的影响

1.同一植物的不同生长发育阶段

①曲线分析：在外界条件一样的状况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、养分

生长期、开花期。

②应用：依据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时、适量地供给水肥及

其他环境条件，以使植物强壮成长。

2.同一叶片的不同生长发育时期

①曲线分析：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增多，叶绿素含量不

断增加，光合速率增大；老叶内叶绿素被破坏，光合速率随之下降。

②应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜刚好换新叶，都

是依据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。

（A）多因子变量对光合作用速率影响的分析（外界因素）

1、曲线分析：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不

断加强，光合速率不断进步。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因

素，要想进步光合速率，可实行适当进步图示中的其他因子的方法。

2、应用：温室栽培时，在确定光照强度下，白天适当进步温度，增加光合作用酶的活

性，进步光合速率，也可同时充入适量的C02进一步进步光合速率，当温度相宜时，要适

当进步光照强度和C02浓度以进步光合速率。

（九）光合作用和呼吸作用的有关曲线图像题解题要点：

1、搞清晰“量”的关系：

但凡曲线图，总是反映确定变量的关系、在有关光合作用和呼吸作用曲线题中，尽管牵涉到

的量不多，但由于生化反响是一个困难的过程。不像一般的数学函数，所牵涉到的“量”往

往都有它的特别含义。含义很简单混淆，如汲取量和利用量，释放量和产生量，有机物产消

费生量、净消费量（或积累量）和消耗量等等，假如这些量的区分和关系搞不清晰。解题可

就很简单出过失。

2、“黑暗”条件的理解：

但凡有光合作用、呼吸作用的曲线图的题中，光照的有无或强弱也往往是形影不离。当题

目结出黑暗条件（或光照强度为零）时，我们脑子组就要考虑到什么生理活动在进展。什么

生你活动不在进展，为什么有的试验要在黑暗条件下进展？

我们应非常留意黑暗条件：①植物光合作用和呼吸作用的生理过程中.光合作用必需要有光

的条件下才能进展，而呼吸作用有光无光都能进展；②光合作用的光反响也必需要有光的状

况下才能进展，而暗反响有光无光都能进展（只要有足够的［H］和ATP）：③黑暗时释放C02,

汲取02。消耗体内的有机物；④长时间黑暗对植物不能正常生长；⑤黑暗是测定呼吸速率

和光合速率试验中的关键条件之一。

3、理解“零值”的含义：

在分析曲线图时，非常关键的是要理解C02

汲取值为零值的生物学含义。C02的汲取量为零值，这并不是表示此时不进展光合作用和

呼吸作用，而是表示光合作用强度和呼吸作用强度相当，表现为环境中C02的量没有发生

变更。对“零值”的理解有以下几个方面：①光照状况下，汲取C02的量为零量，表示光

合作用强度及呼吸作用强度相当，并不是说植物不进展光合作用和呼吸作用；②零值以下，

表示光合作用强度＜呼吸作用强度，汲取C02量为负值（即释放C02）。汲取02,消耗体

内的有机物，异化作用〉同化作用。长时间为零或负值，植物不能正常生长；③零值以上，

表示光合作用强度〉呼吸作用强度，汲取C02,释放02,光合作用产物有积累，同化作用

＞异化作用。植物能正常生长。

4、曲线"极限”点分析：

植物进展光合作用时，光合作用强度随光照强度增加而增加，但光照强度增加到确定强度

时，光合作用强度不再增加，即光合作用强度到达极限点。分析这个极限点要明确以下几个

问题：①极限点表示当光照强度到达确定值时，光合作用强度最高，光照强度再增加，光合

作用强度不再增加；②极限点以前，光合作用强度随光照强度增加而增加，此时，光合作用

强度的主要限制因素是光照强度，影响的是光反响；③极限点以后，光合作用强度的主要限

制因素不是光照强度，而是温度和环境中的C02,主要影响的是暗光反响；④此极限点是

推断光合作用强度曲线图像正误的关键；⑤此极限点是推断阴生植物还是阳生植物的着手

点，因为阴生植物是生活在光照较弱的环境中，光合作用强度到达极限点时，所要求的照比

阳生植物低；⑥假如是人工供给光照，就要考虑节能问题，光照强度只要限制在这个光合作

用强度极限点相应的光照强度即可，以免能量的奢侈。

（十）条件变更引起的相关图中特别点的挪动

图1

1、图1中的特别点：a点只进展呼吸作用，b点光补偿点，c光饱和点时对应的最大光

合速率，x点光饱和点。

2、变更的条件常见的有：其它条件不变或在确定的范围内。光照强度的增加或减弱；

C02浓度的上升或降低；温度的上升或降低；矿质元素（如Mg）的变更；阴生植物和阳生植

物的互换等。其中光照强度的增加或减弱；C02浓度的上升或降低；矿质元素（如Mg）的变

更等主要影响光合速率，对呼吸速率几乎没有影响；温度的上升或降低；阴生植物和阳生植

物的互换等对光合速率和呼吸速率都有影响。

3、C02浓度增减引起的变更

C02浓度的上升或降低主要影响光合速率，对呼吸速率几乎没有影响，如C02浓度的

上升对各点挪动的影响。

a点只进展呼吸作用，在确定的范围内C02浓度的增加对呼吸速率几乎没有影响，所

以a点不挪动。

b点光补偿点，光合速率和呼吸速率相等。C02浓度增加，呼吸速率不变，光合速率

增加，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被打破。怎样才能复原平衡呢？唯一的方法就是

降低光合速率。怎么降低光合速率？C02浓度增加是变更了的元素不能再变了，温度等是不

变或保持稳定的元素也不行变更，剩下可变更的元素只有光照强度了，故只有通过降低光照

强度来降低光合速率，使光合速率和呼吸速率相等。b点左移。

呼吸速率不变

C02浓度的增加］

〔光合速率增力降低光合速率一＞降低光照强—Ab点左移

x点光饱和点，只针对光合作用，C02浓度增加，暗反响加快，通过C02的固定阶段产

生更多的C3化合物，C3化合物的复原就需要更多的光反响产物AIP和［H］,导致光反响增

加，增加光照强度，故x点右移。

c点光饱和点时对应的最大光合速率，只针对光合作用，C02浓度增加，光合速率加快,

C点向上挪动，再结合X点的挪动，故C点向右上挪动。

4、温度变更引起的变更

温度的上升或降低；对光合速率和呼吸速率都有影响。25℃是光合作用的最适温度,

35℃是呼吸作用的最适温度，若图1表示25℃时间照强度及，C02的汲取量之间的关系，则

将温度变为35℃,图中各点如何挪动。

a点只进展呼吸作用，在确定温度范围内呼吸速率随温度的增加呼吸速率而增加，故

a点向下挪动。

b点光补偿点，光合速率和呼吸速率相等。温度由25℃变为35℃,光合速率下降，

呼吸速率上升，原有的平衡被打破。在35℃光合速率只有上升才能和呼吸速率相等，怎么

上升光合速率？温度增加是变更了的因素不能再变了，C02浓度等是不变或保持稳定的元素

也不行变更,剩下可变更的因素只有光照强度了，故只有通过增加光照强度来上升光合速率,

使光合速率和呼吸速率相等。故b点右移。

.呼吸速率上升

温度增加J

〔光合速率降彳♦►增加光合速率一＞增加光照强蜃点右移

x点光饱和点，只针对光合作用，温度上升（由最适部位不适），光合速率下降，光

反响速率也下降，光反响只能利用较少的光能，所以，光照强度下降，x点左移。

c点光饱和点时对应的最大光合速率，只针对光合作用，温度上升（由最适部位不适），

光合速率下降，暗反响速率也下降，暗反响汲取利用C02的量也会下降，c点向下挪动，再

结合x点的挪动，故c点向左下方挪动。

5、阴生植物和阳生植物的互换引起图中各点的变更

阴生植物的呼吸速率、光补偿点、光饱和点都低于阳生植物。若图1表示某阴生植

物光照强度及C02的汲取量之间的关系，假如将、阴生植物换成阳生植物，图中各点是如何

挪动的。

a点只进展呼吸作用，因阴生植物的呼吸速率低于阳生植物，所以a点向下挪动。

b点光补偿点，光合速率和呼吸速率相等。阴生植物换成阳生植物，阳生植物呼吸速

率增大，光合速率只有增大才能及呼吸速率相等，在其它条件不变的状况下，只有增大光照

强度才能增加光合速率，所以b点向右挪动。

x点光饱和点，只针对光合作用，阴生植物换成阳生植物，阳生植物光合速率增加，

光反响速率也增加，需要的光照强度也增加，所以，x点向右挪动。

c点光饱和点时对应的最大光合速率，只针对光合作用，阴生植物换成阳生植物，阳

生植物光合速率增加，暗反响速率也增加，暗反响汲取利用C02的量也会增加，c点向上

挪动，再结合X点的挪动，故C点向右上方挪动。

6、矿质元素（如Mg）的变更引起图中各点的变更

Mg是合成叶绿素的必需元素，植物生长环境缺少Mg元素干脆影响叶绿素的合成，间接影响

光反响的速率，最终影响到光合作用的速率。图1表示某正常植物在正常环境中光照强度及

C02的汲取量之间的关系，假如将该植物换到缺少Mg元素的环境中生长，图中各点是如何

挪动的。

a点只进展呼吸作用，环境缺少Mg元素，对呼吸速率没有影响，植物的呼吸速率保持

不变，所以a点不挪动。

b点光补偿点，光合速率和呼吸速率相等。环境缺少Mg元素，对呼吸速率没有影响，

植物的呼吸速率保持不变，环境缺少Mg元素，叶绿素合成量削减，光反响速率下降，光合

速率也会下降，光合速率只有增大才能及呼吸速率相等，在其它条件不变的状况下，只有增

大光照强度才能增加光合速率，所以b点向右挪动。

x点光饱和点，只针对光合作用，境缺少Mg元素，叶绿素合成量削减，光反响速率下

降，光反响对光能的利用也下降，所以x点向左挪动。

c点光饱和点时对应的最大光合速率，只针对光合作用，环境缺少Mg元素，叶绿素合

成量削减，光反响速率下降，光合速率也会下降，暗反响速率下降，暗反响汲取利用C02

的量就会下降，c点下移，再结合x点的挪动，故c点向左下方挪动。

依据上面的思路，我们还可分析C02浓度降低，温度由35。。变为25℃时，阳生植物换

成阴生植物等条件变更引起图1中各点的变更。

C02浓度等条件变更引起图1中相关点的变更如下表所示:

条件变更a点b点X点C点

C02浓度上升不挪动左移右移右上方移

C02浓度降低不挪动右移左移左下方移

温度由25℃变为35℃向下右移左移左下方移

温度由35℃变为25℃向上左移右移右上方移

阴生植物换成阳生植物向下右移右移右上方移

阳生植物换成阴生植物向上左移左移左下方移

放入缺Mg环境不挪动右移左移左下方移

同理我们也可以依据上面的思路来分析图2中相关点在环境条件发生变更时的挪动方向。

如光照强度得到变更引起图2中各点的变更，（光照强度增加）

a点只进展呼吸作用，照强度得到变更对呼吸速率没有影响，植物的呼吸速率保持不变,

所以a点不挪动。

b点光补偿点，光合速率和呼吸速率相等。照强度得到变更对呼吸速率没有影响，植物的

呼吸速率保持不变，光照强度增加，光合速率增加，光合速率大于呼吸速率，原有的平衡被

打破。怎样才能复原平衡呢？唯一的方法就是降低光合速率。怎么降低光合速率？光照强度

增加是变更了的因素不能再变了，温度等是不变或保持稳定的元素也不行变更，剩下可变更

的因素只有C02浓度了，故只有通过降低C02浓度来降低光合速率，使光合速率和呼吸速率

相等。故b点向左挪动。

x点光饱和点，只针对光合作用，光照强度增加，光合速率上升，暗反响速率也上升，

暗反响汲取利用C02的量也会上升，所以x点向右挪动。

c点光饱和点时对应的最大光合速率，只针对光合作用，光照强度增加，光合速率上升，

暗反响速率也上升，暗反响汲取利用C02的量也会上升，c点向上挪动，再结合x点的挪动，

故c点向右方挪动。

光照强度降低所引起图中各点不变更及光照强度增加所引起图中各点不变更相反。

光照强度等条件变更引起图2中相关点的变更如下表所示：

条件变更a点b点X点C点

光照强度上升不挪动左移右移右上方移

光照强度降低不挪动右移左移左下方移

温度由25℃变为35℃向下右移左移左下方移

温度由35℃变为25℃向上左移右移右上方移

阴生植物换成阳生植物向下右移右移右上方移

阳生植物换成阴生植物向上左移左移左下方移

放入缺Mg环境不挪动右移左移左下方移

综上所述：可以看出我们分析的光合作用曲线都是针对两种生理过程而言的，即光合作

用和呼吸作用，该曲线也是由这两种生理过程而形成的，所以该曲线是指净光合作用曲线。

光合作用是合成有机物的，呼吸作用是消耗有机物的二者的作用相反，因此，我们可以把该

曲线及坐标所围成的面积看成是在确定范围内光合作用合成的有机物及呼吸作用消耗的有

机物的差值，即有机物的积累量。有机物的积累量的多少，取决于这两种生理过程的强弱，

因此，我们可以把光合速率看成有机物积累量的来路，把呼吸速率看成有机物积累量的去路。

假如光合速率大于呼吸速率，则有机物积累增多，表如今图上曲线所围成的面积增大，所以,

面积将向四周扩展，曲线上各点将向外周挪动，即b点（补偿点）左移，x点（光饱和点）

右移，c点（光饱和点时对应的最大光合速率）右上移。假如光合速率小于呼吸速率，则有

机物积累削减，表如今图上曲线所围成的面积缩小，所以，面积将向内收缩，曲线上各点将

向内收缩，即b点（补偿点）右移，x点（光饱和点）左移，c点（光饱和点时对应的最大

光合速率）左下移。

四、光合速率的测定

（一）光合作用速率表示方法：

1、通常以确定时间内C02等原料的消耗或02、（CH20）等产物的生成数量来表示。但

由于测量时的实际状况，此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映表观光合速

率或称净光合速率。因此光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。

2、在黑暗条件下植物不进展光合作用，只进展呼吸作用，因此此时测得的汲取量（即

空气中5的削减量）或CO2释放量（即空气中CO2的增加量）干脆反映呼吸速率。

3、在有光条件下，植物同时进展光合作用和细胞呼吸，试验容器中02增加量、C02削

减量或有机物的增加量，称为净光合速率（表观光合速率）。

4、植物总光合速率（真正光合速率）=净光合速率+呼吸速率。如图所示：

①光合作用实际产氧量=实测的5释放量+呼吸作用消耗。2量

②光合作用实际CO2消耗量=实测的CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量

③光合作用葡萄糖净消费量=光合作用实际葡萄糖消费量一呼吸作用葡萄糖消耗量

5、植物的生长速率取决于总光合速率及呼吸速率之差即“净光合速率”。切不行认为

作为的总光合速率越高时，植物的生长越快。

①当净（表观）光合速率＞0时，植物积累有机物而生长；

②净光合速率=0时，植物不能生长；

③净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。

6、如何快速确定植物的总光合作用、净光合作用及呼吸作用

（1）可采纳以下测量指标：

①植物体（或叶片）汲取的C02：表示净光合作用量，

植物体（或叶片）释放的C02（黑暗中）：表示呼吸消耗量。

②植物体（或叶片）汲取的02（黑暗中）：表示呼吸消耗量，

植物体（或叶片）释放的02：表示净光合作用量。

③植物体的叶肉细胞汲取的C02：表示净光合作用量，

植物体的叶肉细胞释放的C02（黑暗中）：表示呼吸消耗量。

④植物体的叶肉细胞汲取的02（黑暗中）：表示呼吸消耗量量，

植物体的叶肉细胞释放的02：表示净光合作用量。

⑤植物体的叶绿体汲取的C02：表示实际光合作用量，

植物体的叶绿体释放的02：表示实际光合作用量。

⑥植物体的线粒体汲取的02：表示呼吸消耗量量，

植物体的线粒体释放的C02：表示呼吸消耗量量。

（2）依据试题中的表述，如何区分真光合速率和净光合速率，现归纳如下:

表示真光合作用速率

植物叶绿体汲取的二氧化碳量；

植物叶绿体释放的氧气量；

植物叶绿体产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量；

植物光合作用汲取的二氧化碳量；

植物光合作用产生、制造的氧气量；

植物光合作用产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量。

表示净光合作用速率

植物叶片汲取的二氧化碳量；

容器中削减的二氧化碳量；

植物叶片释放的氧气量；

容器中增加的氧气量；

植物叶片积累或增加的有机物（或葡萄糖）的量。

（3）依据图表确定：当图（表）中表示的光照强度为0时，光合速度小于0时，即图

（表）中表示光合速度的纵坐标有负值时，则图（表）中所示为净光合作用速度；或题中标

明的光合作用速度用C02汲取量或。2释放量表示，则图（表）中所示也为净光合作用速率。

而当图（表）中表示的光照强度为0时，光合速度也为0时，则图（表）中所示为总光合

作用速率。

（二）气体体积变更法一-测光合作用02产生（或C02消耗）的体积

1、装置示意图

2、相关学问

（1）绿色植物在光照条件下，植物的光合作用和呼吸作用同时进展，在黑暗条件下，植

物只能进展呼吸作用，不能进展光合作用。

（2）真正光合速率=表观（净）光合速率+呼吸速率。

⑶净光合速率的测定（如右图）

①NaHCC）3溶液的作用：玻璃瓶中的NaHCCh溶液保证了容器内C5浓度的恒定，满意

了绿色植物光合作用的需求。

②植物光合速率指标：植物光合作用释放5,使容

器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水

滴右移的体积即是净光合速率。

③条件：整个装置必需在光下，光是植物进展光合水滴工管

作用的条件。

⑷呼吸速率的测定（如右图）

-绿色植物

①上图同样可以用于呼吸速率的测定，但要把

、NaHCCh溶液（光合作用）

NaHCCh溶液换成NaOH溶液，汲取植物呼吸作用释放的NaOH溶液（呼吸作用）

CO2O

②植物呼吸速率指标：植物呼吸作用汲取氧气，释放C02,C02被NaOH溶液汲取，使

容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移。单位时间内水滴左移的体积即是呼吸速率。

③条件：整个装置必需遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定

（5）由于外界的大气压可以影响到E点的位置，即红墨水滴的读数，因此，常用乙装置

来校正外界因素所引起的误差。

（三）“半叶法”——测光合作用有机物的消费量，即单位时间、单位叶面积干物质产

生总量

本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。

其原理是：将对称叶片的一局部（A）遮光，另一局部（B）不做处理，并采纳适当的方法（可

先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻挡两局部的物质和能量转移。

在相宜光照下照耀6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记

为MA、MB,获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm"h）。

MA=原叶重一呼吸消耗量

MB=原叶重+净光合量=原叶重一（真光合量一呼吸消耗量）

MB—1^=净光合量+呼吸消耗量=真光合量

所以MB—MA=B叶片被截取局部在6小时内光合作用合成的有机物总量。

真正光合速率（单位：mg/dm2•h）就是M值除以时间再除以面积就可测得。

（四）黑白瓶法--测溶氧量的变更

其原理是：黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。白瓶就是透光瓶，里面可进展光

合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，只能进展呼吸作用。在一样条件下培育确定时间，

黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，所以呼吸作用量=黑瓶中溶解氧的变更。白瓶既

能光合作用又能呼吸作用，所以净光合作用量=白瓶中溶解氧的变更。真正光合量（总光合

量）=白瓶中溶解氧的变更+黑瓶中溶解氧的变更。

测量方法：从当地某一水域的某一深度获得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水

样测得原初溶解氧的含量为10mg/L,白瓶为透亮玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它

们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培育瓶

中的氧含量，记录数据如下表：

光照强度

0（黑暗）abcde

（klx）

白瓶溶氧量

31016243030

（mg/L）

黑瓶溶氧量

333333

（mg/L）

1、黑瓶中溶解氧的削减量=原初溶解氧-24小时后氧含量=该瓶中全部生物细胞呼吸消

耗的02量=呼吸速率

2、白瓶24小时后氧增加量=24小时后氧含量-原初溶解氧=表观（净）光合速率

3、真正光合速率为=表观（净）光合速率+呼吸速率=1+2

五、光合作用及细胞呼吸的关系

（一）光合作用及细胞呼吸的区分及联络

①光合作用所需要的CO2有两个来源：自身细胞呼吸产生；从四周空气中汲取。

②光合作用释放的02有两个去向：用于自身细胞呼吸；细胞呼吸用不完，才释放到四周的空气中。

③光合作用制造的葡萄糖有两个去向：用于细胞呼吸消耗；细胞呼吸消耗不完，才用于积累。

（-）有关光合作用和呼吸作用关系的变更曲线图

1.夏季的一天中CO2汲取和释放变更曲线图，曲线的各点含义及形成缘由分析（见图1）

a点：凌晨3时〜4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放削减；

b点：上午6时左右，太阳出来，开场进展光合作用;

be段：光合作用小于呼吸作用；

c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用；

ce段：光合作用大于呼吸作用；

d点：温度过高，局部气孔关闭，出现“午休"现象；

e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用；

ef段：光合作用小于呼吸作用；

fg段：太阳落山，停顿光合作用，只进展呼吸作用。

2.夏季的一天中CO2汲取和释放变更曲线图，有关有机物状况的分析（见图2）

⑴积累有机物时间段：ce段；c点和e点时，光合作用强度

及呼吸作用强度相等，c〜e由于光照强度的增加，光合作

用强度大于呼吸作用强度，故不断积累有机物。

（2）制造有机物时间段：bf段；b点大约为早上6点，太阳升

起，有光照，开场进展光合作用；f点大约为下午6点，太

阳落山，无光，停顿光合作用。

⑶消耗有机物时间段：0g段；一天24小时，细胞的生命活动时刻在进展，即不停地消耗能量，故呼吸作

用始终进展。

⑷一天中有机物积累最多的时间点：e点；白天，光合作用强度大于呼吸作用强度，积累有机物；e点后,

随着光照的减弱，呼吸作用强度大于光合作用强度，故e点时积累的有机物最多。

⑸一昼夜有机物的积累量表不：Sp—SM—SNoSP表木白天的净积累量，SM和SN表水夜晚的净消耗量，

故SP—（SM+SN）为一昼夜的净积累量。

3.在相对密闭的环境中，一昼夜82含量的变更曲线图（见图3）

一昼夜有机物的积累（用C02量表示）可用下式表示：积累量=