浅析光合作用中的补偿点与饱和点

孙大兵

植物光合作用的补偿点与饱和点的改变，对于植物光合作用净产量的改变有着重要的影响，这与生产实际密切相关。以此为切入点，在近几年的高考命题中从不同侧面进行了考查，而这正是高三复习中的一个难点。笔者根据多年的教学实践对该知识点归纳总结如下。

一、光补偿点与光饱和点

1、光补偿点的概念：同一片叶子在同一时间内，光合作用过程中吸收的CO₂和呼吸作用过程释放的CO₂等量时的光照强度，就称为光补偿点。

2、光补偿点的特点：一般来说，阳生植物的光补偿点在全光照的3～5％，而阴生植物的光补偿点则在全光照的1％以下。其主要原因有二：(1)一般来说阴生植物呼吸速率较阳生植物低。(2)就叶绿体而言，阴生植物与阳生植物相比，前者有较大的基粒，基粒片层数目多得多，叶绿体含量又较高，这样阴生植物在较低的光照强度下，就能保证光合作用速率等于呼吸作用速率，因此阴生植物光补偿点较低。

3、光补偿点的实际意义：植物在光补偿点时有机物的形成与消耗相等，不能积累有机物，而且晚上还要消耗有机物，因此从全天来看，植物所需的最低光照强度必须高于光补偿点，才能使植物正常生长，这在实践上有很大意义，间作和套种使作物种类的搭配，冬季温室栽培蔬菜等等都与光补偿点有关。

4、光饱和点的概念：在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而加快，但超过一定范围后，光合速率增加变慢，当达到一定光照强度时，光合速率就不再增加，此时的光照强度称为光饱和点。

5、光饱和点的特点：

(1)阴生植物的光饱和点为全光照的10～30％，而阳生植物则为全光照的100％。

(2)C₃植物的光饱和点为全日照的1／5，C₄植物远大于C₃植物的光饱和点。

(3)群体植物大于个体植物的光饱和点，群体枝叶繁茂，但外部单叶达到饱和点以上时，内部的光照强度仍在饱和点以下，中、下层就比较充分地利用群体的透射光和反射光，群体对光能利用充分，光饱和点就会上升。

(4)同一植物在不同生长发育期，光饱和点也不相同，一般在苗期和发育后期光饱和点低而在生长旺盛时期光饱和点高。

(5)光质不同，色素对不同波长的光的吸收量不同，导致光饱和点不同，一般来说，红橙光、蓝紫光较低，绿光较高。

总的来说，某种植物某一时刻达到光饱和点的原因主要是光合色素和光反应来不及利用过多的光能以及光反应产物积累较多，暗反应不能及时利用，光反应和暗反应不协调。

二、CO₂的补偿点与饱和点

1、CO₂的补偿点的概念：当光合作用吸收的CO₂的量等于呼吸作用释放的CO₂的量，这时外界CO₂的量，叫CO₂的补偿点。

2、CO₂的补偿点的特点：

(1)阳生植物CO₂的补偿点高于阴生植物CO₂的补偿点。其主要原因是一般情况下阴生植物的呼吸作用较阳生植物低。

(2)C₃植物CO₂的补偿点高于C₄植物CO₂的补偿点。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的饱和点的概念：在一定范围内，光合速率随CO₂浓度的增加而加快，但超过一定范围后，光合速率增加变慢，当达到一定CO₂浓度时，光合速率就不再增加，此时的CO₂浓度称为CO₂的饱和点。

4、CO₂的饱和点的特点：

(1)阳生植物CO₂的饱和点大于阴生植物CO₂的饱和点。

(2)当光照强度一定时，C₄植物的CO₂的饱和点小于C₃植物CO₂的饱和点。

三、影响补偿点、饱和点的外界因素

1、影响光补偿点与光饱和点的因素

(1)CO₂的影响

CO₂作为光合作用的原料，从而影响光合作用的反应速率。如果适当降低CO₂浓度，则光合作用速率会降低，使光补偿点升高、光饱和点降低；如果适当升高CO₂浓度，则光合作用速率会增强，使光补偿点降低，光饱和点则升高。

(2)矿质元素影响

N、Mg、Fe、Mn是叶绿素合成所必需的矿质元素，一定范围内，营养元素越多，光合速率就越快。例如，施氮肥后，叶绿素含量急剧增加，会导致光补偿点降低，光饱和点升高。反之，缺少矿质元素时，会导致光补偿点升高，光饱和点降低。

(3)温度的影响

由于参与光合作用的酶与参与呼吸作用的酶在最适温度上有所不同。所以，当温度条件改变时，如果促进光合作用进行而抑制呼吸作用进行。则光补偿点变小，光饱和点变大；反之如果抑制光合作用进行而促进呼吸作用进行，则光补偿点变大，光饱和点变小。

2、影响CO₂补偿点与CO₂饱和点的因素

(1)光照强度对CO₂补偿点的影响

如果光照强度适当降低，光合作用降低比呼吸作用显著，所以要求较高的CO₂浓度，才能维持光合作用速率与呼吸作用速率相等，CO₂补偿点升高。CO₂饱和点降低；反之，CO₂补偿点降低，CO₂饱和点升高。

(2)矿质元素、温度等对CO₂补偿点、饱和点的影响同对光补偿点、饱和点的影响的原理相同。

四、规律总结

通过以上的分析我们不难发现：一般情况下，某种影响因素改变，只要有利于光合作用的进行，对呼吸作用抑制或无影响时光补偿点、CO₂补偿点均降低，光饱和点、CO₂饱和点均升高，即补偿点与饱和点互相远离；如果改变的因素抑制光合作用的进行，对呼吸作用促进或无影响时光补偿点、CO₂补偿点均升高，光饱和点、CO₂饱和点均降低，即补偿点与饱和点互相靠近。

责任编辑：廖银燕