【摘 要】文章從單因子變量對光合作用的影響、多因子變量對光合作用的影響等兩方面，分析和論述對植物光合作用的環(huán)境影響。

【關(guān)鍵詞】高中生物 植物光合作用 環(huán)境

在高中生物教學(xué)中，有關(guān)光合作用的內(nèi)容是歷年高考命題的熱點(diǎn)，也是重點(diǎn)和難點(diǎn)，試題側(cè)重考查考生對光合作用過程圖解的理解和分析，包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、相互關(guān)系以及在某種環(huán)境因素突然發(fā)生變化的情況下，細(xì)胞中[H]、ATP、C3和C5的含量變化情況等。影響光合作用的環(huán)境因素是高考必考的內(nèi)容，考查形式多樣，選擇題的考查側(cè)重于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，而非選擇題的考查往往結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來進(jìn)行。以下是影響光合作用的相關(guān)因素：

一、單因子變量對光合作用的影響

（一）光照——光合作用的動力

1.光照時(shí)間：光照時(shí)間越長，產(chǎn)生的有機(jī)物越多。2.光質(zhì)：由于色素吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光最多，吸收的綠光最少，故不同波長的光對光合作用的影響不同，建溫室時(shí)，選用無色透明的玻璃或塑料薄膜做頂棚，能提高光能利用率。3.光照面積：在一定范圍內(nèi)，隨著葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不斷增大。達(dá)到一定值后，隨著葉面積的增大，光合作用強(qiáng)度不再增加，原因是葉片之間相互遮擋，光照不足。所以適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水，避免徒長。4.光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增加植物的光合作用強(qiáng)度越強(qiáng)，同化CO2的速度也相應(yīng)增加，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用，當(dāng)植物在某一光照強(qiáng)度條件下，進(jìn)行光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下植物進(jìn)行呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為光補(bǔ)償點(diǎn)，這時(shí)光合作用強(qiáng)度主要是受光反應(yīng)產(chǎn)物的限制。當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定值以后，植物的光合作用強(qiáng)度不再增加或增加很少時(shí)，這一光照強(qiáng)度就稱為植物光合作用的光飽和點(diǎn)，此時(shí)的光合作用強(qiáng)度是受暗反應(yīng)系統(tǒng)中酶的活性和CO2濃度的限制。光補(bǔ)償點(diǎn)因植物種類的不同而不同，主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān)，與溫度也有一定的關(guān)系。一般陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物的高。光飽和點(diǎn)也是陽生植物高于陰生植物。在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰暗潮濕的條件下，才有利于生長發(fā)育，光照強(qiáng)度越大，蒸騰作用越旺盛，植物體內(nèi)因失水而不利于其生長發(fā)育，如人參、三七、胡椒等的栽培，就必須栽培于陰暗潮濕的環(huán)境中，才能獲得較高的產(chǎn)量。

（二）溫度

植物所有的生活過程都受溫度的影響，在一定范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速率。光合作用也不例外，在適宜的光照強(qiáng)度下，適當(dāng)提高溫度會促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，但提高溫度也會促進(jìn)呼吸作用。冬天，溫室栽培可適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度。白天調(diào)到光合作用的最適溫度，以提高光合作用效率；晚上適當(dāng)降低溫室溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。

（三）CO2濃度

CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環(huán)境中的CO2低于這一濃度，植物的光合作用就會低于呼吸作用，消耗大于積累，長期如此植物就會死亡。一般來說，在一定范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再增加或增加很少，這時(shí)的CO2濃度稱為CO2的飽和點(diǎn)。如CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長發(fā)育。所以大田作物要“正其行，通其風(fēng)”多施有機(jī)肥；溫室內(nèi)可適當(dāng)補(bǔ)充CO2，即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（四）必需礦質(zhì)元素

綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素。如氮是催化光合作用過程中各種酶以及NADP+和ATP的重要組成成分，磷也是NADP+和ATP的重要組成成分。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，用磷脂酶將離體葉綠體膜結(jié)構(gòu)上的磷脂水解后，在原料和條件都具備的情況下，這些葉綠體的光合作用過程明顯受到阻礙，可見磷在維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能上起著重要的作用。又如綠色植物通過光合作用合成糖類，以及將糖類運(yùn)輸?shù)綁K根、塊莖和種子等器官中，都需要鉀。再如鎂是葉綠體的重要組成成分，沒有鎂就不能合成葉綠素，等等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)適量地增施肥料，有利于提高農(nóng)作物的光能利用率。

二、多因子變量對光合作用的影響

溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合作用速率，也可同時(shí)充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率，當(dāng)溫度適宜時(shí)，要適當(dāng)提高光照強(qiáng)度和CO2濃度以提高光合速率?？傊?，可根據(jù)具體情況，通過提高光照強(qiáng)度、調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度等來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。

各種環(huán)境因子對植物光合作用的影響不是單獨(dú)的發(fā)揮作用，而是綜合作用。但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子，因此在分析相關(guān)問題時(shí)，應(yīng)抓住關(guān)鍵因子。

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