光合强度随CO2浓度的变化曲线中关键点移动分析

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【摘要】：本文将光合强度随co2浓度的变化曲线中关键点移动问题进行了归纳分析。

【关键词】：变化曲线关键点移动分析

【中图分类号】G632

光合作用是高中生物教材的重点和难点，光合强度随CO2浓度的变化曲线中关键点移动问题在习题、高考题中经常出现，现就此问题做一分析探讨。

一、光合强度随CO2浓度的变化曲线中关键点分析

图1中a点表示外界CO2浓度为0，呼吸作用产生的CO2不足以进行光合作用，只进行呼吸作用，为呼吸速率，此时呼吸速率受温度的限制。b点表示光合速率等于呼吸速率时的外界CO2浓度，为CO2补偿点，此时光合速率主要受CO2浓度的限制。c点表示光合速率达到最大值所需的最低外界CO2浓度，为CO2饱和点。m点表示光合速率的最大值，此时光合速率受光照强度和温度的限制。

二、光合强度随CO2浓度的变化曲线中关键点移动分析

1．已知C3植物在适宜光照强度和温度条件下光合速率与CO2浓度的变化曲线，C4植物的关键点移动分析

C4植物由于“CO2泵”的存在，对低浓度CO2利用率高，甚至在外界CO2浓度为0时，也能利用呼吸作用产生的CO2实现光合速率等于呼吸速率，b点左移。C4植物一般在大气CO2浓度下就能达到饱和，而C3植物的光合速率在高于大气CO2浓度的条件下还会随浓度上升而提高，c点左移。由于C3植物在高CO2浓度时利用CO2的能力强于C4植物，C4植物只有在高温、强光、干旱和低CO2的条件才会显现出高光效的特性，另外C4植物同化一分子CO2所消耗的能量比C3植物多，况且在高CO2浓度下，C3植物的光呼吸和有氧呼吸都会明显受到抑制，因此C4植物在饱和点的表观光合速率一般低于C3植物， m点下移（图2）。

2．已知某C3植物在适宜光照强度和温度条件下光合速率与光照强度的变化曲线，另一更能高效利用CO2的C3植物的关键点移动分析

由于此C3植物更能高效利用CO2，在低CO2浓度下光合速率高，要维持光合速率等于呼吸速率，b点左移。此高效利用CO2的C3植物在CO2饱和点时的光合速率的最大值相对较大，需要的CO2浓度较高，所以c点右移，m点上移（图3）。

3．已知某植物在适宜光照强度和温度条件下光合速率与CO2浓度的变化曲线，适当增加光照强度关键点移动分析

适当增加光照强度呼吸作用基本不变，a点不动。在低CO2浓度的条件下，增加光照强度光合速率增强，要维持光合速率等于呼吸速率，则需要较低的CO2浓度，b点左移。c点时的光合速率受光照强度的限制，适当增大光照强度，光合速率增大，光合速率达到最大值所需CO2浓度升高，所以c点右移，m点上移（图4）。

4.已知某植物在适宜光照强度和温度条件下光合速率与CO2浓度的变化曲线，适当升高温度（不超过光合最适温度）关键点移动分析

适当升高温度，酶活性增强，呼吸速率加强，a点下移。b点的限制因素是CO2浓度，光照一定，适当升高温度，光合作用和呼吸作用都增强，而光合作用由于受暗反应CO2浓度的限制，光合速率的增加量小于呼吸速率增加量，要实现光合速率等于呼吸速率，必然要加大CO2浓度，b点右移。c点以后光合速率达到最大值，CO2浓度不再是限制因素，此时CO2的数量充足，适当升高温度，光合速率继续升高，光合速率达到最大值所需的CO2浓度增大，所以c点右移，m点上移（图5）。

三、总结

解决此类问题时应具体问题具体分析，关键是首先要搞清楚不同植物在不同CO2浓度下光合速率和呼吸速率的特点、关健点的含义及关键点的限制因素，其次看植物所处环境的光照强度和温度条件，然后看变化因素的变化幅度分别对光合速率和呼吸速率的影响，最后综合分析出各关健点的移动方向。

四、练习

将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 CO2 浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 CO2 吸收速率表示），测定结果如图6。

(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)下列相关叙述正确的是（）

A．如果温度适当降低，a 点右移，b 点左移

B．如果温度适当降低，a 点左移，b 点右移

C．如果温度适当增强，a 点右移，b 点右移

D．如果温度适当增强，a 点左移，b 点右移

答案：(1)D(2)C