1．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要通過(guò)延長(zhǎng)光照時(shí)間、增加光照面積和增強(qiáng)光合作用效率等途徑提高光能利用率。

2．增加光照面積的措施包括：套種、合理密植等。

3．提高光合作用的措施包括：利用大棚適當(dāng)延長(zhǎng)光照時(shí)間、提高二氧化碳濃度、提高溫度等。

4．影響光合作用的環(huán)境因素主要包括：光照強(qiáng)度、光質(zhì)、光照時(shí)間、二氧化碳濃度、溫度等。

1．影響光合作用的環(huán)境因素

（1）光：

在一定范圍內(nèi)，光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)光合作用中光反應(yīng)強(qiáng)度也隨著加強(qiáng)；但光照增強(qiáng)到一定程度時(shí)，光合作用強(qiáng)度就不再增加。

   另外光的波長(zhǎng)也影響光合作用的速率，通常在紅光下光合作用最快，藍(lán)紫光次之，綠光最慢。

   在生產(chǎn)上的應(yīng)用：延長(zhǎng)光合作用時(shí)間：通過(guò)輪種，延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間，是合理利用光能的一項(xiàng)重要措施。增加光合作用面積：合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。

植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用：

光補(bǔ)償點(diǎn):當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO₂與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO₂量達(dá)到平衡時(shí)的光照強(qiáng)度，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。

光飽和點(diǎn)：當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)的光照強(qiáng)度，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO₂濃度的限制。

一般陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比陰生植物高。

總光合作用：指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量(吸收的CO₂總量)。

凈光合作用：指在光照下制造的有機(jī)物總量(或吸收的CO₂總量)中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物(或釋放的CO₂)后，凈增的有機(jī)物的量。

（2）CO₂：

CO₂是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO₂達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。大氣中二氧化碳的含量是0.03%，如果濃度提高到0.1%，產(chǎn)量可提高一倍左右。濃度提高到一定程度后，產(chǎn)量不再提高。如果二氧化碳濃度降低到0.005%，光合作用就不能正常進(jìn)行。

植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO₂濃度稱為CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO₂濃度條件下，植物通過(guò)光合作用吸收的CO₂與植物呼吸作用釋放的CO₂相等。

一般來(lái)說(shuō)，在一定的范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO₂濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO₂濃度稱為CO₂的飽和點(diǎn)。

在生產(chǎn)上的應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，施用有機(jī)肥，可適當(dāng)提高室內(nèi)二氧化碳的濃度。

（3）溫度：

溫度可以通過(guò)影響暗反應(yīng)的酶促反應(yīng)來(lái)影響光合作用；在一定范圍內(nèi)隨溫度的提高，光合作用加強(qiáng)；溫度過(guò)高時(shí)也會(huì)影響酶的活性，使光合作用強(qiáng)度減弱。

在生產(chǎn)上的應(yīng)用：適時(shí)播種；溫室栽培植物時(shí)，可以適當(dāng)提高室內(nèi)溫度。

（4）水分：

水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)。水分還能影響氣孔的開(kāi)閉，間接影響CO₂進(jìn)入植物體內(nèi)（如夏季的“午休”現(xiàn)象）。

在生產(chǎn)上的應(yīng)用：預(yù)防干旱；適時(shí)適量灌溉。

（5）礦質(zhì)元素：

    如Mg是葉綠素的組成成分，N是光合酶的組成成分，P是ATP分子的組成成分等等。

在生產(chǎn)上的應(yīng)用：合理施肥，適時(shí)適量地施肥

光照、CO₂濃度、溫度與光合速率基本關(guān)系見(jiàn)圖：

2．提高作物產(chǎn)量的途徑

途徑

措施或方法

延長(zhǎng)光照時(shí)間

補(bǔ)充光照

增大光合作用面積

間作、合理密植

提高光合作用效率

控制適宜光強(qiáng)、提高CO₂濃度（如通風(fēng)）、合理施肥（供應(yīng)適量必需礦質(zhì)元素）

提高凈光合作用速率

維持適當(dāng)晝夜溫差（白天適當(dāng)升溫，晚上適當(dāng)降溫）

四.典型例題

例1：下圖中的甲、乙兩圖為―晝夜中某作物植株對(duì)CO₂的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）甲圖曲線中C點(diǎn)和正點(diǎn)（外界環(huán)境中CO₂濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動(dòng)狀態(tài)？

（2）根據(jù)甲圖推測(cè)該植物接受光照的時(shí)間是曲線中的    段，其中光合作用強(qiáng)度最高的是     點(diǎn)，植株積累有機(jī)物最多的是      點(diǎn)。

（3）乙圖中FG段CO₂吸收量逐漸減少是因?yàn)?u>      ，以致光反應(yīng)產(chǎn)生的      和      逐漸減少，從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度，使化合物數(shù)量減少，影響了CO₂固定。

（4）乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低，可能是因?yàn)?u>           

課堂練習(xí)

一.單項(xiàng)選擇題

1．下列哪條曲線反映了綠色植物葉片光合作用與空氣中二氧化碳濃度的關(guān)系(    )

2．在農(nóng)作物生產(chǎn)中，套作和輪作是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要措施，兩者（    ）

  A．都是為了提高光能利用率                 B．都可以減少病蟲(chóng)害的發(fā)生

  C．都可以充分利用土壤中的礦質(zhì)資源         D．都可以提高農(nóng)田中的能量傳遞率

3．對(duì)某植株作如下處理：① 持續(xù)光照10 min；② 光照5s后再黑暗處理5s，如此連續(xù)交替進(jìn)行20 min。若其他條件不變，則在兩種情況下，植株所能制造的有機(jī)物總量及積累的有機(jī)物總量（    ）

  A．均①多于②    B．①少于②；①多于②    C．①和②均相等    D．無(wú)法確定

4．我國(guó)政府為把2008年的北京奧運(yùn)會(huì)辦成綠色奧運(yùn)，正在北京地區(qū)實(shí)施大規(guī)模的綠化工程。綠化北京的根本目的是為了調(diào)節(jié)（    ）

  A．北京地區(qū)的氣溫                    B．北京地區(qū)的濕度

  C．北京地區(qū)氧氣和二氧化碳的濃度      D．北京地區(qū)氧氣和二氧化硫的濃度

5．下圖表示一株小麥葉片細(xì)胞內(nèi)C₃相對(duì)含量在一天24小時(shí)內(nèi)的變化過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析：

（2）AB段C₃含量較高，其主要原因是什么?

                                                                                     。

（3）       點(diǎn)出現(xiàn)的可能是由于白天該地區(qū)天氣暫時(shí)由晴轉(zhuǎn)陰所造成的。

（4）G點(diǎn)C₃含量極少，其原因是什么?

                                                                                     。

（5）G點(diǎn)與F點(diǎn)相比，葉綠體中NADPH含量較       。(填寫(xiě)“高”或“低”)

（6）請(qǐng)?jiān)谙铝凶鴺?biāo)圖中畫(huà)一條曲線，表示上圖中的HI段(15時(shí)至19時(shí))小麥葉肉細(xì)胞中C₅相對(duì)含量的變化趨勢(shì)(設(shè)a點(diǎn)為15時(shí)的C₅含量)。

6．光合作用受光照強(qiáng)度、CO₂濃度、溫度等影響，圖中4條曲線（a、b、c、d）為不同光照強(qiáng)度和不同CO₂濃度下，馬鈴薯凈光合速率隨溫度變化的曲線。a光照非常弱，CO₂很少（遠(yuǎn)小于0.03%）；b適當(dāng)遮蔭（相當(dāng)于全光照的1/25）CO₂濃度為0.03%，c全光照（晴天不遮蔭），CO₂濃度為0.03%；d全光照，CO₂濃度為1.22%。請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）隨著光照強(qiáng)度和CO₂濃度的提高，植物光合作用（以凈光合速率為指標(biāo)）最適溫度的變化趨勢(shì)是                 。

（2）當(dāng)曲線b凈光合速率降為零時(shí)，真光合速率是否為零？為什么？                                                                                                                            

（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高凈光合速率？（     ）

A．通風(fēng)           B．增施有機(jī)肥    

C．延長(zhǎng)生育期     D．施碳酸氫銨

課后練習(xí)

1．有甲、乙、丙、丁4盆長(zhǎng)勢(shì)均勻的植物置于陽(yáng)光下，甲品紅光照射；乙綠色光照射；丙添加品紅色濾光片A；丁添加綠色濾光片B（如圖），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，各盆中長(zhǎng)勢(shì)最旺的和長(zhǎng)勢(shì)最差的依次是下列哪一組（    ）

   A．甲、乙      B．乙、丙        C．甲、丁      D．丙、丁

2．光照強(qiáng)度和CO₂濃度是影響光合作用的兩個(gè)主要外界因素，下列圖像是北方夏季一天中棉花葉片光合作用強(qiáng)度的變化曲線，請(qǐng)指出正確的圖解是(  )

3．小麥籽粒成熟過(guò)程中積累的糖類，主要是依靠穗下第一張葉片（旗葉）的光合作用供給的。有人做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)（圖甲），將旗葉包在一透明的袋中，袋中始終保持25℃及充足的CO₂，在旗葉基部安裝一個(gè)可調(diào)節(jié)溫度的套環(huán)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，套環(huán)溫度調(diào)到20℃，測(cè)定30min內(nèi)透明袋中的CO₂吸收量、葉片水分散失量。然后將基部套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到5℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)葡萄糖從旗葉向穗運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程被抑制，繼續(xù)測(cè)定30min內(nèi)透明袋中的C0₂吸收量、葉片水分散失量，測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示，則下列判斷錯(cuò)誤的是（    ）

A．葉片基部溫度變化對(duì)袋內(nèi)葉片蒸騰作用有明顯影響

B．葉片基部處于低溫（5℃）狀態(tài)時(shí)，后30min，CO₂的吸收速率下降與葉片氣孔開(kāi)閉狀態(tài)無(wú)關(guān)

C．葉片基部處于低溫（5℃）狀態(tài)時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度減弱

D．葉片基部處于低溫（5℃）狀態(tài)時(shí)，光合作用強(qiáng)度減弱

4．下圖曲線表示農(nóng)田中Ⅰ晝夜溫度變化；Ⅱ光照強(qiáng)度；Ⅲ植物吸收CO₂的變化，請(qǐng)判斷下列說(shuō)法中不正確的是（    ）

A．在Ⅲ曲線與時(shí)間軸交點(diǎn)c和e時(shí)，光合作用吸收的CO₂和呼吸作用釋放的CO₂量相等。

B．a(chǎn)點(diǎn)的形成是由夜間的低溫造成的

C．在從時(shí)間軸上的c點(diǎn)開(kāi)始合成有機(jī)物，到e點(diǎn)有機(jī)物的合成終止。

D．增大曲線Ⅲ與時(shí)間軸所圍成的正面積措施包括提高光照強(qiáng)度，CO₂濃度和充足的水分供應(yīng)

5．右圖為探究CO₂是否為植物光合作用原料的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。其中a為實(shí)驗(yàn)裝置，b為對(duì)照裝置。有關(guān)用塑料袋扎緊花盆的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是（   ）

  A．確保植株與外界空氣進(jìn)一步隔絕

  B．排除土壤中微生物代謝活動(dòng)的干擾

  C．防止NaOH溶液對(duì)植物根系的影響

  D．避免土壤中自養(yǎng)微生物光合作用形成淀粉

6．對(duì)于栽種農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”的不正確解釋是（    ）

  A．有利于充分利用光能                      B．有利于釋放氧氣，降低有機(jī)物消耗

  C．有利于吸收較多的CO₂，提高光合作用效率   D．有利于通風(fēng)透光，提高光能利用率

A.甲圖表示在光線弱的情況下，光合作用速率受光強(qiáng)度的限制

B.甲圖可見(jiàn)，強(qiáng)光照下因光反應(yīng)階段受到限制光合作用速率不再增加

C.乙圖中C點(diǎn)表示光照強(qiáng)度為甲圖的B時(shí)，植物光合作用的最適溫度

D．乙圖出現(xiàn)CD段的原因是溫度過(guò)高影響光合作用有關(guān)的酶的活性

8．以測(cè)定的CO₂吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光

合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是     

A.光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等

B.光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多

C.溫度高于25℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少

D.兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等

9．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?jī)?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(shù)(陽(yáng)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(shù)整體表現(xiàn)出的吸收CO₂和釋放CO₂量的狀況。請(qǐng)分析回答

（1）當(dāng)光照強(qiáng)度為b時(shí)，光合作用強(qiáng)度                              

（2）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(zhǎng)時(shí)期為a，植物能不能正常生長(zhǎng)?為什么?                                 

                                                            。

（3）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?                                              。

10．將兩株植物放在封閉的玻璃罩內(nèi)，用全素營(yíng)養(yǎng)液置于室外進(jìn)行培養(yǎng)（如甲圖所示），假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)和自然環(huán)境中相同，且空氣濕度對(duì)植物蒸騰作用的影響、微生物對(duì)CO₂濃度的影響均忽略不計(jì)。現(xiàn)用CO₂濃度測(cè)定儀測(cè)定了該玻璃罩內(nèi)CO₂濃度的變化情況，繪制成如乙圖所示曲線。請(qǐng)據(jù)圖分析回答：

（1）上圖顯示，影響光合作用的外界因素有                                。

（2）BC段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是                          ；CD段與AB段相比，曲線上升較緩，其原因是                                。

（3）D點(diǎn)時(shí)植物生理活動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)是                                     。

（4）EF段說(shuō)明此時(shí)植物光合作用速率        （填“較快”或“較慢”），其原因最可能是     ________，由此推斷該植物CO₂的固定途徑是                       。

（5）EF段與DE段相比，其葉肉細(xì)胞中C₅的含量較       。

（6）24點(diǎn)與0點(diǎn)相比，植物體內(nèi)有機(jī)物總量的變化情況是        。

11．右圖表示三種植物葉片光合作用速度的日變化。請(qǐng)據(jù)圖回答。

（1）光合作用速度與呼吸作用速度相等的時(shí)刻，a植物葉片出現(xiàn)在_____  __，c植物葉片出現(xiàn)在__  ____。

（2）在6：00―8：00時(shí)之間，單位時(shí)間內(nèi)吸收CO₂最多的是_________植物葉片。

（3）b植物葉片在晴天中午光照強(qiáng)烈時(shí)，光合作

用速度出現(xiàn)了低谷，這一現(xiàn)象被稱為光合作用的“午休現(xiàn)象”。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因有_____       ___

___________________。

（4）c植物葉片一天內(nèi)光合作用速度變化的特點(diǎn)是_________________________。

（5）從圖中結(jié)果推測(cè)，三種植物一天內(nèi)有機(jī)物積累量多少的順序是_________>__________>____________。

（6）在一定的CO₂濃度和適宜溫度下，把某植物葉片置于5千勒克司（光合作用速度 44mgCO₂/100cm²葉?小時(shí)）光照下14小時(shí)，其余時(shí)間置于黑暗中（呼吸作用速度 6．6mgCO₂/100cm²葉?小時(shí)），則一天內(nèi)該植物每25cm²葉片葡萄糖積累量為_(kāi)_________。

答  案

例1

    解析：本例主要考查影響光合作用因素：CO₂濃度、光強(qiáng)，以及光合速率、呼吸速率和表觀速率的關(guān)系（表觀速率=光合速率－呼吸速率）。首先，要認(rèn)真看清坐標(biāo)的含義，然后進(jìn)行曲線分析；其次，要把光合作用和呼吸作用聯(lián)系起來(lái)考慮，并用兩個(gè)生理過(guò)程進(jìn)行的條件和時(shí)間進(jìn)行分析。注意光合作用強(qiáng)度決定的制造有機(jī)物量與有機(jī)物總積累量之間的聯(lián)系和區(qū)別；第三，乙圖的E點(diǎn)CO₂吸收率降低的機(jī)理，不僅要從外界因子的整天變化情況及此時(shí)的限制因素考慮，還要聯(lián)系植株的其他生理活動(dòng)進(jìn)行思考。

答案：

（1）呼吸作用釋放CO₂的量等于光合作用吸收CO₂的量時(shí)

（2）BF；D；E

（3）光照強(qiáng)度逐步減弱；ATP；NADPH

（4）溫度高，蒸騰作用過(guò)強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，影響了CO₂原料的供應(yīng)

課堂練習(xí)

1C  2A  3B  4C

5．（1）基質(zhì) (2)無(wú)光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能產(chǎn)生[H]和ATP，C₃不能還原成有機(jī)物 (3)D  (4)氣孔關(guān)閉，缺少CO₂，C₅不能轉(zhuǎn)化為C₃  (5)高（6）見(jiàn)右圖

6．（1）逐漸提高  （2）不為零，因?yàn)樵赽實(shí)驗(yàn)條件下，呼吸速率不為零  （3）ABD

課后練習(xí)

1C  2C  3A  4C  5B  6B   7B  8A

9．(1)①最高，光照強(qiáng)度再增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不再增加   ②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(zhǎng)   ③左移，與松樹(shù)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(shù)低

10．（1）光照強(qiáng)度   溫度   CO₂ 濃度   （2）夜間溫度較低影響了呼吸酶的活性   光合作用吸收了部分的CO₂  （3）光合作用速率與呼吸作用速率相等   （4）較慢    光照過(guò)強(qiáng)，溫度過(guò)高，氣孔關(guān)閉     CO₂+C₅→2C₃ （5）大  （6）增加

11．（1）19：00、5：00     10：00、15：00 （2）b

（3）中午光照強(qiáng)烈，為減少體內(nèi)水分散失，氣孔關(guān)閉，通過(guò)氣孔進(jìn)入的CO₂量減少

（4）在10：00―15：00時(shí)之間，光合作用速度為負(fù)值，其余時(shí)間為正值

（5）a>b>c    （6）78