光補償點移動方向的判斷

趙懷珺

(甘肅省永靖中學 臨夏 731600)

光合速率受到光照強度、CO2濃度和溫度等環境因素的影響；在一定的范圍內，隨著光照強度的增強，光合速率也會增強，當光合速率和呼吸速率相等時所對應的光照強度就是光補償點，所以光補償點的移動主要受到光合速率和呼吸速率的影響。

1 判斷方法

要判斷光補償點和光飽和點的移動方向，首先分析光合速率和呼吸速率是增強了，還是減弱了；再通過圖形轉換，依據曲線伸展和收縮的情況去判斷光補償點和光飽和點的移動方向。

如圖1所示，在呼吸速率相等的情況下，曲線Ⅰ的光合速率大于曲線Ⅱ的光合速率，b1、 b2分別為曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的光補償點，b2在b1的右側。如果光合速率減弱，可表示為由曲線Ⅰ轉換為曲線Ⅱ，光補償點由b1向右移動為b2， c1向下方移動為c2，最大光合速率減弱；如果光合速率增強，可表示為由曲線Ⅱ轉換為曲線Ⅰ，光補償點由b2向左移動為b1， c2向上方移動為c1，最大光合速率增強。

圖1 光合速率與光照強度的關系1

如圖2所示，在真正光合速率相等的情況下，曲線Ⅱ的呼吸速率大于曲線Ⅰ的呼吸速率，a1、 a2分別表示曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的呼吸速率，a2在a1的下方，b1、 b2分別為曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的光補償點，b2在b1的右側。呼吸速率增強，單位時間釋放的CO2增多，曲線Ⅰ轉換為曲線Ⅱ，a1向下方移動為a2，光補償點由b1向右移動為b2；呼吸速率減弱，單位時間釋放的CO2減少，曲線Ⅱ轉換為曲線Ⅰ， a2向上方移動為a1，光補償點由b2向左移動為b1。

圖2 光合速率與光照強度的關系2

2 方法運用

例1 圖3為單位時間、單位葉面積植物CO2吸收量和釋放量隨光照強度變化的坐標圖，下列敘述中正確的是(D)

圖3 單位時間、單位葉面積植物CO2吸收量和釋放量與光照強度的關系

A. a點葉肉細胞產生ATP的場所只有線粒體

B. b點的位置不會隨環境中CO2濃度的改變而移動

C. 已知某植物光合作用和細胞呼吸最適溫度分別是25℃和30℃，若圖3表示該植物處于25℃環境中，則將溫度提高到30℃時，a點上移，b點左移，c點下降

D. 當植物缺鎂時，b點將右移

解析： a點時光照強度為0，葉肉細胞不進行光合作用，但進行細胞呼吸，所以產生ATP的場所有細胞質基質和線粒體；在一定的濃度范圍內，隨著CO2濃度的升高，光合速率增強，曲線向外伸展，b點向左移動；環境溫度由25℃提高到30℃時，光合速率下降，呼吸速率增強，曲線向下移動的同時向內收縮，a點向下移動，b點向右移動，c點下降；當植物缺鎂時，葉綠素合成受阻，含量降低，直接影響到光能的吸收和利用，光合速率下降，曲線向內收縮，b點將向右移動。

上述分析方法同樣適用于光合速率用單位時間、單位葉面積O2吸收量和釋放量表示的情況，以及CO2補償點和飽和點移動方向的判斷(圖4)。

圖4 單位時間、單位葉面積植物O2吸收量和釋放量與光照強度的關系

例2 (2017新課標全國Ⅰ卷 第30題)植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的。

回答下列問題：

(1) 將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養，培養后發現兩種植物的光合速率都降低，原因是，甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率(填“大于0”“等于0”“小于0”)。

解析： 如圖5所示，b點對應的CO2濃度為CO2補償點。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的(圖6)，即b1>b2；當為CO2為b1時，植物甲的凈光合速率為0，而植物乙的凈光合速率大于0。

圖5 光合速率與CO2濃度的關系注： m表示進行光合作用的最低CO2濃度

圖6 光合速率與CO2濃度的關系

光合速率和呼吸速率是影響光補償點移動的主要原因，通過圖形轉換，形象展示了光補償點移動與光合速率、呼吸速率的內在聯系。

在生物學教學過程中，各種曲線、表格和圖像等的處理，要注重內在知識點的聯系和遷移，這樣才有助于學生科學思維的培養，有助于提高學生解決問題的能力。