光合作用篇

先來個要背的，色素的作用：吸收傳遞轉化。

光合呼吸的具體過程在此省略，影響光合作用的因素也省略；我們接下來就直接進入光合呼吸常見圖像的整理。（這個是多年做題得來的經(jīng)驗，一般教輔上不會歸納這些知識的。）

經(jīng)典圖像１：類正弦函數(shù)圖像

適用背景：密閉玻璃罩里的綠色植物

（感覺這個圖畫的比較奇怪，二氧化碳濃度還能是負的，它的意思應該是和初始玻璃罩內二氧化碳濃度相比較的濃度）

ＡＢ段（０－２時）：凌晨時分，植物只進行呼吸作用，放出二氧化碳。

ＢＣ段（２－６時）（按照我們老師的說法是２－５時）：植物仍然只進行呼吸作用，不同的是溫度降低，呼吸速率減慢。

ＣＤ段（６－８時）：太陽升起，植物開始進行光合作用，但尚未達到光補償點。

Ｄ點：植物達到光補償點，即光合作用強度等于呼吸作用強度。接下來二氧化碳濃度就開始降低了。

ＤＥ段（８－１１時）：光合作用強度大于呼吸作用強度，植物開始有凈積累量。

ＥＦ段（１１－１４時）：午休階段。溫度過高，為防止蒸騰失水，氣孔關閉，胞間二氧化碳增大，吸收二氧化碳含量減少，暗反應速率下降，進而總（凈）光合速率下降。

ＦＧ段（１４－１８時）：午休解除。凈光合速率上升。

Ｇ點：植物達到光補償點。

ＧＨ點（１８－２０時）：溫度降低，光照減弱，呼吸作用強于光合作用。

ＨＩ點（２０－２４時）：光照徹底消失，二氧化碳濃度加速上升。

既然找到的兩張圖放在了一起，那就一起講吧。

甲圖：作為兩種植物的比較，在此側重談陰生植物的特點，陽生植物特點對比可推出。

陰生植物適合于弱光環(huán)境。在一定的弱光條件下（不能太弱），陰生植物生長的會比陽生植物更好。在群落演替的過程中，當高大的喬木逐漸成為優(yōu)勢種，光照被搶奪時，自然選擇了一部分耐受弱光的植物。

陰生植物的葉片肥厚，葉綠體大、多，光合作用的效率更高，因而光補償點也更靠前了。還有一個原因是無光照時，陰生植物呼吸作用強度比陽生植物弱。

陰生植物光飽和點較低，這也可以看作是自然選擇的一個結果。

提高光照利用率：陰生植物和陽生植物間種套作。

乙圖

放這個圖做什么呢，我們可以來提取一下信息，不要覺得很無趣，高考就考信息提取與概括這些奇怪的題目。

只看一條曲線，這就是一個普通的凈光合速率隨溫度變化的鐘型曲線，再加上一條呢？信息可就多了。

首先，我們發(fā)現(xiàn)大氣二氧化碳濃度并不是飽和的。這也就意味著我們可以通過提高二氧化碳的濃度來提高光合速率。

相同溫度下兩條曲線差距的長度有什么意義呢？也就是將大氣二氧化碳濃度提升到飽和二氧化碳濃度光合速率的提升量，我們可以發(fā)現(xiàn)在３５度時這個提升是最大的。

那么，我們怎樣提高二氧化碳濃度？施放干冰，施放有機肥都是可行的。有機肥也就是農(nóng)家肥，可以補充微量元素，不過這和二氧化碳有什么關系？原因在于微生物的分解作用（分解作用其中很重要的一個環(huán)節(jié)就是呼吸作用，是包含關系），這個過程是比較緩慢的。

另外，加速空氣流動也是很有必要的，這樣才會有二氧化碳隨時來補充，這和開窗戶透氣是一個道理，“正其風，通其行”是經(jīng)典的概括。

其次，我們發(fā)現(xiàn)兩條曲線的最適溫度并不是重合的，也就是說，最適溫度還與二氧化碳濃度有關。

這是一個雙變量的問題，進而我們因此可以推測二氧化碳的濃度影響了酶的活性，具體原因歡迎大家查閱文獻尋求答案。

在雙變量的影響下，結果往往是多變的。比如說，雙變量組合條件下的實驗，兩個最優(yōu)條件的搭配有時候不一定是最好的，因為兩個變量可能存在疊加或是排斥效應，這也就導致了結果偏差。做生物實驗題時，這是尤其需要注意的一點。

當然有些雙變量也是不受影響的，比如在不同溫度下，最適ＰＨ是相同的。

隨后，我們還可以發(fā)現(xiàn)，溫度在飽和二氧化碳濃度時作用效應更明顯。（曲線波動幅度更大）當二氧化碳達到飽和，不再成為限制條件時，溫度自然就成為了影響光合作用的主要因素，所以溫度的效應就明顯了。而在二氧化碳濃度較低時，就有二氧化碳不足在限制光合速率增長，導致光合速率變化幅度小。

上圖是一個曾經(jīng)讓我百思不得其解的實驗裝置。碳酸氫鈉溶液有什么意義？一些教輔這樣說：可以維持空氣中二氧化碳濃度的穩(wěn)定。

根據(jù)高中化學知識，碳酸氫鈉只有在固態(tài)的時候加熱才會分解產(chǎn)生二氧化碳。

在向老師求證后，得出的結論是，這個裝置是命題人來搞笑的。

如果真的存在這樣一種強大的溶液，那我們就勉強稱它為二氧化碳緩沖液吧。

事實上，那個錯誤裝置的靈感來自這個實驗：用光照射不同濃度碳酸氫鈉溶液中的葉圓片，觀察葉片上浮的時間。

因為葉片通過光合作用產(chǎn)生了氧氣，氣體托起葉片上升。光合作用越強，單位時間產(chǎn)生氧氣越多，上浮時間就越短。

在碳酸氫鈉溶液中，隨溶液酸性增強會有二氧化碳產(chǎn)生，濃度越大產(chǎn)生越多，上浮時間自然縮短。那么為什么之后時間又變長了呢？原因就和把葉片放到高濃度蔗糖溶液里一樣，滲透失水，必然影響光合作用。

而以上那個實驗又是課本實驗的改裝。原課本實驗裝置如上（課本用的是小圓形葉片而不是水藻），通過白熾燈距離植物的遠近來調節(jié)光照強度，進而探究光照強度對光合作用的影響。

有些教輔指出：最好使用節(jié)能燈之類的燈泡，因為白熾燈產(chǎn)熱（可視為將電能全部轉化為熱能）會影響實驗結果。

這個圖是一個非常經(jīng)典的圖像，用于檢驗你對凈光合速率、總（真）光合速率的辨析。

光照下ＣＯ２吸收量反映了凈光合速率，黑暗下ＣＯ２釋放量反映了呼吸速率，而真正的光合速率是兩條曲線的值相加。由此可見大約35度時總光合作用最強。

此圖并不完整，大家可以試著補出右邊的圖像和總光合作用的圖像。

之后我們可以推測：真光合速率將會在３５℃之后下降，在４５℃左右減為０，呼吸作用的最適溫度會比光合作用要高（這個是普遍規(guī)律），大約在４０℃左右，然后就會下降。

當然這個也要因植物而異，因為每個植物的酶都不一樣（根本原因就是遺傳物質不同），在該圖的這類植物中以上最適溫度都是普遍適用的。

然而植物的生長主要看凈光合速率，因此２５℃是植物的最適生長溫度。

既然談到了溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中怎樣提高產(chǎn)量呢？

前提是在溫室栽培。

白天適當提高溫度（適當這個詞是你需要學會使用的，它很可能就是一個踩分點），光合作用會加快，呼吸作用也會加快，當然你要相信“適當”一詞保證了光合速率提高更快。

晚上適當降低溫度，目的是降低呼吸作用的強度。

晝夜溫差大有利于有機物積累，原因就一目了然了。