影響光合作用的因素

邱君璐

摘要：在自然界光合作用作為生物賴以存活的基礎之一，和其他種類生理活動一樣，光合作用存在種種因素影響。例如，葉面積、光照、二氧化碳等元素均會帶來一定程度的影響。唯有全面了解以上因素，并以此為基礎為植物營造出更適宜的環境，方可改善光合作用的效果。為此，本文從光合作用出發，探討了有關影響因素，僅供參考。

關鍵詞：光合作用;基礎原理;常見影響因素

針對光合作用，可基于一定時段內消耗原料或生成產物的量來呈現相應的強度，當前主要通過釋放氧氣的量來體現光合作用的實際強度。但其中存在很多因素，均會影響到光合作用的過程及強度情況。為此，便很有必要深入探究光合作用的有關影響因素，以有效指導并促進光合作用。

一、光合作用簡介

在基本定義上光合作用即光能合成作用，是植物、藻類和某些細菌，在可見光的照射下，經光反應、暗反應，利用光合色素，將水和二氧化碳轉化成有機物并產生氧氣的過程。就光合作用而言，還涉及其他諸如電子傳遞、光吸收、碳同化、磷酸化等的關鍵性環節。以上環節均屬于光合作用的重要節點，如果任一環節存在問題，則均會令光合作用受到影響。

二、光合作用的常見影響因素

與學生一起對校園內主要栽培植物的分布進行調查，如樟樹、紅葉石楠、銀杏、山茶、百日菊等，發現不同地段同種植物生長狀況不同，特別是同一片林子內，相隔很近的百日菊的生長狀況差別很大，是什么因素造成這種差距的呢？

1、葉面積

（1）基本原理。當增大葉面積后，相應的光合作用也會擴大面積。在開始的時段光合作用會持續增強，但稍后葉面積繼續增大，便不再會增強光合作用。主要原因就是許多葉片會相互遮擋，加之葉面積增大后也會增強呼吸作用，因此干物質積累量也會有所減少。

（2）推廣應用。通過間苗、修剪直接去掉無用的葉片，以防植物出現陡長現象。尤其是過早封行，會令中下層葉子無法正常接受光照，而消耗一定量的有機物。同時，還可適當密植山茶等來擴大光合作用的反應面積。譬如，在弱光環境下柑橘則可在葉面積增加下，增大葉綠素含量，以更多地吸收光適應弱光條件。

2、光照強度

（1）基本原理。在光合作用中，光照的強度、光質均經由光反應階段，來直接影響ATP、[H]暗反應過程，進而波及到光合作用全程。圖1顯示在光強度是0時，對應的是縱坐標A點，僅發生呼吸反應，所以釋放出來的都是CO2，據OA便可呈現出呼吸強度。到了OB階段伴隨光照強度持續增加，也漸漸增強光合作用，也逐漸增大了CO2吸收量。在呼吸反應中放出的CO2，其中一些投入到光合作用中，因此AB在上升。在上升至B點后，通過呼吸放出的CO2都投入到光合作用上。也就是在B點光合和呼吸相等，因此B點就是光補償點。在光照強度達到B點時，通過呼吸放出的CO2已經無法供給光合作用。因此需要從外界吸收一定的CO2。在BC段持續上升，不斷強化光合強度，一直至C點以上就不會再進一步加強，所以C點就是光合作用過程中的飽和點。但光質一般考慮的是波長，而綠葉中存在的類胡蘿卜素、葉綠素，通常吸收的是紅光、藍紫光，很少吸收綠光。因此在白光下光合速率達到最高值，而綠光則最弱。

（2）推廣應用。適當增強光照強度后，可以加快光合作用反應速率。譬如，在陰雨連綿的天氣下，可適當供給光照，來改善植物生長情況。又如，在溫室大棚內種植一些蔬菜水果，用無色透明之類的薄膜，來提升通光量令作物增收。

圖2顯示在一晝夜中某一樟樹植株吸收、釋放CO2的變化圖。逐漸升高BD段表示的是伴隨太陽的升高光照變得更強，變強后的光合作用能更多地吸收CO2。在E點會降低是由于正午溫高加強蒸騰作用會過多散失水分。為避免散失水分會暫閉氣孔，而降低CO2吸收量。在下降的FG段，因為太陽西落而弱化光照，令光反應降低ATP、[H]量而抑制暗反應，更少吸收CO2，一直至H點才結束光合作用過程。

3、多種因素的綜合

（1）基本原理。在光合作用中面臨眾多影響因素，應從單一變量出發，研究在控制其他因素一樣下，查看唯一變量的變化情況。圖3顯示從O至P點，光合速率限制因素均為橫坐標，在上升至Q點后，橫坐標不再是光合速率的限制因素。為了加快光合速率，便可適當增大圖中別的因素數值。

（2）推廣應用。在溫室栽培各種農作物，可考慮在白天提溫、增強酶活性，加快農作物光合反應速率。此外，也可考慮施用農家肥，基于微生物分解放礎的CO2來加快光合速率值。

4、CO2濃度、光強影響C3C5含量的情況

（1）基本原理。據光、暗反應中改變各物質的分析知，光強的改變會影響到植物光反應中的ATP、[H]產量。在暗反應中還原C3需要ATP、[H]，而令其影響C3C5的量。基于驟變CO2濃度則會影響暗反應，左右暗反應下的CO2固定量，最終左右C3C5的量。

（2）推廣應用。以正常生長狀態下的綠藻為例，提供一段時間的光照后再罩上黑布。這等于無光照后就會停止光反應產停O2，很快就停止暗反應。在減慢CO2固定后，暗反應便會逐步耗盡ATP、[H]，因此C3C5含量也會降低。

結語：在高中生物中，光合作用作為很重要的一個知識點，要求學生深入展開分析，充分明確其中涉及到的諸多影響因素。我們通過分析得出：影響校園內植物光合作用的主要因素是光照強度。植物接受的光照強度不同，生長狀況因而存在差異。在調查的過程中，學生走進大自然，將理論知識與實踐聯系起來，解釋生命現象，用生命觀念認識到生物的多樣性、統一性、獨特性和復雜性，理論聯系實際，豐富了生命觀念的認知，并在這個過程中逐步增強解題能力、獲得理想成績。

參考文獻：

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基金項目：本文是湖南省教育科學“十三五”規劃課題“農村普通高中利用校園生物資源強化學科核心素養的研究”（課題編號XJK20CJC090）的階段性成果之一。

（湖南省衡陽縣第三中學?湖南衡陽?421200）