淺析光合作用中的補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)

孫大兵

植物光合作用的補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)的改變，對(duì)于植物光合作用凈產(chǎn)量的改變有著重要的影響，這與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)。以此為切入點(diǎn)，在近幾年的高考命題中從不同側(cè)面進(jìn)行了考查，而這正是高三復(fù)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。筆者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐對(duì)該知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)如下。

一、光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)

1、光補(bǔ)償點(diǎn)的概念：同一片葉子在同一時(shí)間內(nèi)，光合作用過(guò)程中吸收的CO₂和呼吸作用過(guò)程釋放的CO₂等量時(shí)的光照強(qiáng)度，就稱(chēng)為光補(bǔ)償點(diǎn)。

2、光補(bǔ)償點(diǎn)的特點(diǎn)：一般來(lái)說(shuō)，陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)在全光照的3～5％，而陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)則在全光照的1％以下。其主要原因有二：(1)一般來(lái)說(shuō)陰生植物呼吸速率較陽(yáng)生植物低。(2)就葉綠體而言，陰生植物與陽(yáng)生植物相比，前者有較大的基粒，基粒片層數(shù)目多得多，葉綠體含量又較高，這樣陰生植物在較低的光照強(qiáng)度下，就能保證光合作用速率等于呼吸作用速率，因此陰生植物光補(bǔ)償點(diǎn)較低。

3、光補(bǔ)償點(diǎn)的實(shí)際意義：植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)有機(jī)物的形成與消耗相等，不能積累有機(jī)物，而且晚上還要消耗有機(jī)物，因此從全天來(lái)看，植物所需的最低光照強(qiáng)度必須高于光補(bǔ)償點(diǎn)，才能使植物正常生長(zhǎng)，這在實(shí)踐上有很大意義，間作和套種使作物種類(lèi)的搭配，冬季溫室栽培蔬菜等等都與光補(bǔ)償點(diǎn)有關(guān)。

4、光飽和點(diǎn)的概念：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而加快，但超過(guò)一定范圍后，光合速率增加變慢，當(dāng)達(dá)到一定光照強(qiáng)度時(shí)，光合速率就不再增加，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱(chēng)為光飽和點(diǎn)。

5、光飽和點(diǎn)的特點(diǎn)：

(1)陰生植物的光飽和點(diǎn)為全光照的10～30％，而陽(yáng)生植物則為全光照的100％。

(2)C₃植物的光飽和點(diǎn)為全日照的1／5，C₄植物遠(yuǎn)大于C₃植物的光飽和點(diǎn)。

(3)群體植物大于個(gè)體植物的光飽和點(diǎn)，群體枝葉繁茂，但外部單葉達(dá)到飽和點(diǎn)以上時(shí)，內(nèi)部的光照強(qiáng)度仍在飽和點(diǎn)以下，中、下層就比較充分地利用群體的透射光和反射光，群體對(duì)光能利用充分，光飽和點(diǎn)就會(huì)上升。

(4)同一植物在不同生長(zhǎng)發(fā)育期，光飽和點(diǎn)也不相同，一般在苗期和發(fā)育后期光飽和點(diǎn)低而在生長(zhǎng)旺盛時(shí)期光飽和點(diǎn)高。

(5)光質(zhì)不同，色素對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收量不同，導(dǎo)致光飽和點(diǎn)不同，一般來(lái)說(shuō)，紅橙光、藍(lán)紫光較低，綠光較高。

總的來(lái)說(shuō)，某種植物某一時(shí)刻達(dá)到光飽和點(diǎn)的原因主要是光合色素和光反應(yīng)來(lái)不及利用過(guò)多的光能以及光反應(yīng)產(chǎn)物積累較多，暗反應(yīng)不能及時(shí)利用，光反應(yīng)和暗反應(yīng)不協(xié)調(diào)。

二、CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)

1、CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)的概念：當(dāng)光合作用吸收的CO₂的量等于呼吸作用釋放的CO₂的量，這時(shí)外界CO₂的量，叫CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)。

2、CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)的特點(diǎn)：

(1)陽(yáng)生植物CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)高于陰生植物CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)。其主要原因是一般情況下陰生植物的呼吸作用較陽(yáng)生植物低。

(2)C₃植物CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)高于C₄植物CO₂的補(bǔ)償點(diǎn)。其原因主要是C₃植物固定CO₂的RUBP羧化酶比C₄植物固定CO₂的PEP羧化酶催化效率低。

3、CO₂的飽和點(diǎn)的概念：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO₂濃度的增加而加快，但超過(guò)一定范圍后，光合速率增加變慢，當(dāng)達(dá)到一定CO₂濃度時(shí)，光合速率就不再增加，此時(shí)的CO₂濃度稱(chēng)為CO₂的飽和點(diǎn)。

4、CO₂的飽和點(diǎn)的特點(diǎn)：

(1)陽(yáng)生植物CO₂的飽和點(diǎn)大于陰生植物CO₂的飽和點(diǎn)。

(2)當(dāng)光照強(qiáng)度一定時(shí)，C₄植物的CO₂的飽和點(diǎn)小于C₃植物CO₂的飽和點(diǎn)。

三、影響補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的外界因素

1、影響光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)的因素

(1)CO₂的影響

CO₂作為光合作用的原料，從而影響光合作用的反應(yīng)速率。如果適當(dāng)降低CO₂濃度，則光合作用速率會(huì)降低，使光補(bǔ)償點(diǎn)升高、光飽和點(diǎn)降低；如果適當(dāng)升高CO₂濃度，則光合作用速率會(huì)增強(qiáng)，使光補(bǔ)償點(diǎn)降低，光飽和點(diǎn)則升高。

(2)礦質(zhì)元素影響

N、Mg、Fe、Mn是葉綠素合成所必需的礦質(zhì)元素，一定范圍內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)元素越多，光合速率就越快。例如，施氮肥后，葉綠素含量急劇增加，會(huì)導(dǎo)致光補(bǔ)償點(diǎn)降低，光飽和點(diǎn)升高。反之，缺少礦質(zhì)元素時(shí)，會(huì)導(dǎo)致光補(bǔ)償點(diǎn)升高，光飽和點(diǎn)降低。

(3)溫度的影響

由于參與光合作用的酶與參與呼吸作用的酶在最適溫度上有所不同。所以，當(dāng)溫度條件改變時(shí)，如果促進(jìn)光合作用進(jìn)行而抑制呼吸作用進(jìn)行。則光補(bǔ)償點(diǎn)變小，光飽和點(diǎn)變大；反之如果抑制光合作用進(jìn)行而促進(jìn)呼吸作用進(jìn)行，則光補(bǔ)償點(diǎn)變大，光飽和點(diǎn)變小。

2、影響CO₂補(bǔ)償點(diǎn)與CO₂飽和點(diǎn)的因素

(1)光照強(qiáng)度對(duì)CO₂補(bǔ)償點(diǎn)的影響

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，光合作用降低比呼吸作用顯著，所以要求較高的CO₂濃度，才能維持光合作用速率與呼吸作用速率相等，CO₂補(bǔ)償點(diǎn)升高。CO₂飽和點(diǎn)降低；反之，CO₂補(bǔ)償點(diǎn)降低，CO₂飽和點(diǎn)升高。

(2)礦質(zhì)元素、溫度等對(duì)CO₂補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的影響同對(duì)光補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的影響的原理相同。

四、規(guī)律總結(jié)

通過(guò)以上的分析我們不難發(fā)現(xiàn)：一般情況下，某種影響因素改變，只要有利于光合作用的進(jìn)行，對(duì)呼吸作用抑制或無(wú)影響時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)、CO₂補(bǔ)償點(diǎn)均降低，光飽和點(diǎn)、CO₂飽和點(diǎn)均升高，即補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)互相遠(yuǎn)離；如果改變的因素抑制光合作用的進(jìn)行，對(duì)呼吸作用促進(jìn)或無(wú)影響時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)、CO₂補(bǔ)償點(diǎn)均升高，光飽和點(diǎn)、CO₂飽和點(diǎn)均降低，即補(bǔ)償點(diǎn)與飽和點(diǎn)互相靠近。

責(zé)任編輯：廖銀燕