光合作用变化曲线中关键点移动分析

湖北   袁星

在光合作用学习中经常涉及变化曲线关键点的移动问题，现就几个例题进行分析，并对如何解决曲线中关键点的移动总量做一探讨。

1、光合强度随光照强度的变化曲线中关键点的移动

1．1改变温度

例1 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。图1表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃（原来光照强度和CO2浓度不变，），从理论上分析，图中相应点的移动应该是（    ）

A、a点上移，b点左移，m值增加

B、a点下移，b点左移，m值不变

C、a点下移，b点右移，m值下降

D、a点下移，b点不移，m值上升。

解析：要想准确判定各点移动方向，需弄清楚各关键点代表的含义：a点表示无光照条件下呼吸作用强度；B点表示在b光照强度下光合强度等于呼吸强度；m点表示达到一定光照强度时，光照强度不再是光合强度的因素，某植物光合强度达到最大值以后不再随着光照强度的增强而增强。当温度由25℃升高到30℃时，酶的活性要发生变化。光合作用所需酶的最适温度为25℃，温度升高后，酶活性下降，导致光合作用强度下降；而呼吸作用相关酶达到最适温度，酶活性上升，呼吸强度加强，无光照条件下a点下移。在b点弱光照强度下光合强度小于呼吸强度。要想维持光合作用强度等于细胞呼吸强度，必然要加大光照强度提高光合作用强度 ，所以b点右移。如果不改变光照强度，则净光合强度（净光合作用强度=光合强度-呼吸强度）必然要减小，整个变化曲线要下移。即m点下降，故答案选C。

在这里需注意，题干中给出了最适温度如果不给出适宜温度则m点在移动上则可能会改变。如将题干这样变动：图1是某植物在较低温度下（如20℃）测得的变化曲线，如果适当提高温度则a、b、m三点如何移动？

    a点处在无光照条件下，温度适当升高，则酶活性增强，呼吸强度加强，a点下移，b点对应光照强度较弱，升高温度，由于弱光照强度的，光反应变化不大，光合作用强度增强较小；而呼吸作用强度由于温度升高而大幅度加强，要维持光合作用强度等于呼吸作用强度，则必然要加大光照强度，b点右移，以提高光合作用强度。那么m点呢？m点是在强光照下达到光合强度的最大值。在强光照下，光照强度不再是因素，此时的因素是光照强度之外的其他因素（如温度等）。适当升高温度，光合作用强度、呼吸作用强度都要升高，但光合作用升高幅度大于呼吸作用强度升高幅度，m点上移。

1．2改变CO2浓度

如果是改变CO2浓度，图1各关键点会如何移动呢？

升高 CO2浓度，由于曲线上升阶段光照强度是因素，产生ATP和NADPH量一定，还原C3化合物的量确定，光合作用强度不变，自然状况下CO2浓度升高对呼吸作用基本无影响，所以a、b两点不移动。曲线达到平衡后，此时光照强度较高，合成的ATP、NADPH是充足的，对光照强度不再是因素。CO2浓度升高有利于CO2固定的加强，用于还原的C3化合物增多，光合作用强度增强；而呼吸作用基本不变，光合强度与呼吸强度差值增大，那么m点升高。

2、光合强度随CO2浓度变化曲线中稳中有降关键点的移动

2．1改变光照强度

    例2 将某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（以吸收CO2速率表示）测定结果如图2所示，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

    解析  图2中a为光补偿点（光合作用速率=呼吸作用速率）b为光饱和点。在低CO2浓度条件下，光合作用速度取决于光强，光强越大，光合作用速率越大，所以当光照强度适当增强，a点左移。如果光照强度适当降低，光合作用光反应减弱，光合作用速率降低。光合作用速度达到最大时所需CO2浓度（CO2饱和点）较低，即b点左移；如果光照强度适当增强，光合作用的光反应增强，光合作用速率增大，光合作用达到最大所需CO2浓度（CO2饱和点）较高，即b点右移。

答案D

2．2改变温度

    如果是适宜升温呢？此曲线是在适宜光照强度下测得的变化曲线，温度升高会使酶的活性增强；呼吸作用增强，而光合作用由于暗反应中CO2浓度的不能增强，要维持CO2补偿点，则必须使a点右移，升高CO2浓度，增强光合作用，才能使光合作用等于呼吸作用。那么b点呢？在b点以后CO2浓度不再是因素。适当升高温度，在适宜光照强度下，光合作用所需要酶活性比呼吸作用有关酶活性强，光合强度、呼吸强度皆增强，光合作用强度变化大于呼吸作用强度变化，此时b点对应的CO2饱和点也要增大，b点右移。

3、总结

解决此关题目的关键是要首先搞清楚什么因素是因素，该因素强弱、高低不同状态下对光合强度、呼吸强度的影响不同；然后再看所变因素的影响，是影响光反应、暗反应、还是影响酶活性，最后综合判断各关键点的移动方向。