光合作用影响因素：光照与温度——高三生物一对一辅导手记

在金博教育做生物一对一辅导有些年头了，我发现一个特别有意思的现象：每次讲到光合作用这一章，学生们普遍反应"概念都懂，做题就懵"。尤其是光合作用的影响因素——光照和温度这两个因素，课本上明明写得清清楚楚，为什么换一种考法就不会了？

这个问题困扰了我很久。后来我慢慢想明白了，学生不是不理解概念，而是没有把这些抽象的知识点和真实的光合作用过程联系起来。他们背的是结论，而不是背后的逻辑。今天我想把这个问题掰开揉碎了讲讲，用最朴素的话，把光照和温度怎么影响光合作用说清楚。

先弄清楚光合作用的"生产线"

在讲影响因素之前，我们得先明白光合作用到底是怎么回事。光合作用就像一条生产叶绿素的"工厂流水线"，有两个关键车间：光反应车间和暗反应车间（也叫卡尔文循环）。

光反应车间需要光能来"启动"。叶绿素像一群勤劳的工人，吸收太阳光，把水分子拆开，释放出氧气，同时产生ATP和NADPH——这两种物质就像是流水线上的"能量货币"，为下一步生产糖分提供动力。

暗反应车间不需要光，但需要前面产生的"能量货币"。二氧化碳在这里被"加工"成有机物，简单说就是碳原子被固定下来，经过一系列复杂的步骤，最终变成葡萄糖。

这条流水线有两个特点要注意：第一，光反应是暗反应的前提，没有光反应产生的ATP和NADPH，暗反应就动不了；第二，暗反应的速度往往决定整个光合作用的最终产量，就像一个工厂的产能取决于最慢的那个环节。

理解了这条"生产线"，我们再来看光照和温度分别怎么影响它，思路就清晰多了。

光照：光合作用的"开关"和"油门"

光照对光合作用的影响，可以从三个维度来看：光照强度、光照时间和光质。

光照强度：不是越强越好

这点可能是学生最容易误解的。很多同学以为光照越强，光合作用就越强。实际上完全不是这么回事。

我通常会举一个生活化的例子：人吃饭，吃太少会饿，吃太多也会撑。光合作用也是这个道理。当光照强度很低的时候，叶绿素"工人"们没活干，光反应产生的能量不够用，整个光合速度就上不去。这时候增加光照，光合速度会明显加快——这是第一个阶段。

继续增加光照，光合速度还在提高，但提高的幅度开始变慢。就像一个人已经吃了七成饱，再往里塞，效率就低了。这时候对应的叫"光饱和点"。

过了光饱和点再增强光照，光合速度就不再增加了。这时候叶绿素已经满负荷运转，再多的光能也用不上。更糟糕的是，如果光照太强，叶绿素反而会被"晒伤"，光合效率还会下降——这叫"光抑制"。

不同植物的光饱和点不一样。C4植物（比如玉米、甘蔗）光饱和点比C3植物（比如水稻、小麦）高，所以它们在强光下更有优势。这个知识点经常考，学生一定要区分清楚。

光照时间：积少成多的力量

光照时间的影响相对简单直接。一天中光照时间越长，植物进行光合作用的时间就越长，积累的有机物自然越多。这就是为什么夏天比冬天更适合植物生长——不仅光照强，日照时间也长。

不过凡事有例外。极地地区夏季几乎全天白昼，但那里植物并没有长得特别夸张。这说明光照时间的影响是有上限的，得和其他因素配合才行。

光质：红光和蓝光的秘密

叶绿素对不同颜色的光吸收能力不同。叶绿素最擅长吸收红光和蓝光，对绿光吸收很少——这就是为什么叶子看起来是绿色的，因为绿光被反射回来了。

红光对光合作用促进作用最大，蓝光次之。所以大棚里用红蓝混合光源种菜，效率比普通白光高。这个知识比较冷门，考到的概率不高，但理解了能帮助学生建立"光质影响"的整体概念。

温度：暗反应的"加速器"

如果说光照是光合作用的"开关"和"油门"，那温度更像是一个"调节器"。它不像光照那样直接提供能量，而是通过影响酶的活性来调控整个过程。

酶活性的温度依赖性

光合作用涉及几十种酶，温度对这些酶的影响非常关键。每种酶都有一个最适温度，在这个温度下活性最高。低于最适温度，分子运动慢，酶促反应速度上不去；高于最适温度，酶的结构会发生变化，甚至被破坏，活性急剧下降。

暗反应阶段的酶对温度更敏感，因为暗反应是一系列酶促反应的总和。所以温度主要影响的是暗反应速率，进而影响整个光合作用的效率。

一般来说，植物光合作用的最适温度在25-30摄氏度之间。但不同植物差异很大：喜温植物（比如玉米、西红柿）最适温度高一些，约30-35摄氏度；耐寒植物（比如菠菜、小麦）最适温度低一些，约15-25摄氏度。

昼夜温差：有机物积累的关键

这里有个特别重要的概念：昼夜温差。

白天温度高，光合作用强，制造大量有机物；晚上温度低，呼吸作用弱，消耗的有机物少。这样一昼夜下来，净积累的有机物就多。新疆的瓜果特别甜，就是因为那里昼夜温差大，白天高温有利于光合作用，夜间低温抑制呼吸作用，有机物大量积累。

这个知识点高考很喜欢考，学生一定要理解背后的原理，而不要死记硬背"昼夜温差大有利于有机物积累"这句话。

高温和低温的危害

温度过高时，植物的蒸腾作用会急剧增强，叶片失水严重，气孔会关闭。气孔一关，二氧化碳进不来，暗反应就缺乏原料，光合作用反而下降。所以夏天中午最热的时候，植物其实光合效率并不高——这算是生物进化出的一种自我保护机制。

温度过低的问题更复杂。一方面，酶活性太低，反应速度提不上去；另一方面，细胞膜可能受损，影响物质运输。还有一个细节：低温下叶绿素合成会受阻，这就是为什么冬天一些植物的叶子会发黄。

光照和温度的交互作用

考试中经常会把光照和温度放在一起考，这时候学生容易懵。因为两者对光合作用的影响机制不同，而且存在复杂的交互关系。

我们可以用一个表格来梳理不同条件下的光合速率变化：

看这个表格的时候，学生要学会"找短板"的思维方式。光合作用就像一个水桶能装多少水，取决于最短的那块板子。到底是光反应拖了后腿，还是暗反应不给力？找到主要限制因素，才能准确判断光合速率的变化趋势。

几个常见考点的深度解析

关于"光合午休"现象

夏天中午，叶片的光合速率会下降，这种现象叫"光合午休"。原因就是刚才提到的：温度太高，蒸腾作用太强，植物为了保水关闭气孔，导致二氧化碳供应不足。

但这里有个细节学生容易搞错：光合午休的时候，气孔关闭导致的是二氧化碳不够，而不是光照不够。如果是光照不够导致的光合下降，那叫"光饱和"问题，两者机制完全不同。考题有时候会在这里设陷阱，区分"气孔限制"和"非气孔限制"。

净光合速率和总光合速率

这两个概念必须搞清楚。总光合速率是植物实际制造有机物的速度，净光合速率是总光合速率减去呼吸作用消耗后的"净收入"。

我们在实验中测量的通常是净光合速率。比如，用氧电极测水中植物的产氧量，测的就是净光合速率，因为植物同时也在消耗氧气进行呼吸。

计算题里经常会让学生根据数据计算总光合速率，公式就是：总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。这个关系一定要牢记，而且要理解每个指标的生理意义。

补偿点和饱和点

光合补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度。在这个点上，植物制造的有机物刚好够自己消耗，处于"不赚不赔"的状态。

光合饱和点是指达到最大光合速率所需的最低光照强度。过了这个点，再增加光照也没用。

阴生植物的补偿点和饱和点都比阳生植物低。这很好理解——阴生植物本来就在弱光环境里进化出来的，它们对光的需求低，但也更难利用强光。阳生植物则相反，需要强光才能发挥最大光合效率。

学习建议：怎么把这部分内容学透

在金博教育的一对一辅导中，我通常会让学生按三个层次来学习这部分内容。

第一层次是理解原理。知道光照和温度分别怎么影响光合作用，理解背后的生理机制，而不是死记硬背结论。可以用我前面讲的"生产线"比喻来帮助理解，想象叶绿素是一个个工人，酶是干活的工具，这样抽象概念就变得具体了。

第二层次是联系实际。多观察生活中的现象：为什么大棚种植要控制温度和遮光？为什么新疆瓜果甜？为什么植物在中午会"犯困"？把知识和真实世界联系起来，学习效果会好很多。

第三层次是做题检验。找一些综合性的题目来做，特别是图表题和实验设计题。这部分内容高考喜欢考图形曲线，比如光照强度-光合速率曲线、温度-光合速率曲线，要学会从曲线中读取信息、分析原因。

学习生物最忌讳的就是把知识点割裂开来。光合作用的影响因素之间都是相互联系的，温度不仅影响暗反应，也会影响气孔开闭；光照不仅影响光反应，也影响酶的活性。只有建立起这种整体的、动态的认知，才能真正把这部分内容学透。

说到最后，光合作用这个知识点在高考中占的分量很重，而且容易出综合题。希望同学们不要满足于"会背"，要追求"真懂"。如果自己琢磨不透，可以找金博教育的老师一对一辅导一下。有时候换个讲法，换个思路，原先想不通的地方就豁然开朗了。学习就是这样，捅破那层窗户纸，其实没那么难。