100分 关于生物中光合作用的补偿点和饱和点

100分 关于生物中光合作用的补偿点和饱和点
(1)解释一下补偿点和饱和点
(2)在影响光合作用主要是光照强度时 分别分析阴生和阳生植物、C3和C4植物之间的补偿点和饱和点的大小关系(详细)
(3) 分析在影响光合作用主要因素是CO2浓度时上述植物的补偿点和饱和点的大小关系(详细)

（1光补偿点：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.
光饱和点：当达到某一光强时,光合速率就不再随光强的增高而增加,这种现象称为光饱和现象.
（2）阳生植物光补偿点,光饱和点均比阴生植物高
阴生植物可以利用弱光,在光照弱的条件下都能生长,所以光补偿点低,因为植物在光照大于光补偿点时,可以生长.阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏,当光照强度增大时,水分对叶片的供给不足,阴生植物便不再增加光合速率,其光饱和点较低.阳生植物需要强光,所以光补偿点相应提高.
C4植物的碳同化能力强,其光饱和点和饱和光强下的光合速率也较高.
植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高.因此,限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率(受CO2浓度影响)和CO2固定速率(受羧化酶活性和RuBP再生速率影响)等.所以,C4植物的碳同化能力强,其光饱和点和饱和光强下的光合速率也较高.
（3）
C3植物的CO2补偿点比C4植物高
C3植物的CO2固定是通过核酮糖二磷酸羧化酶的作用来实现的,C4途径的CO2固定是由磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化来完成的.两种酶都可使CO2固定.但它们对CO2的亲和力却差异很大.磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO2的Km值是7μmol/L,核酮糖二磷酸羧化酶的Km值是450μmol/L.（Km值越大,亲和力越小）前者比后者对CO2的亲和力大得多.科学通过实验验证明,C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性比C3植物的强60倍.因此C4植物的光合速率比C3植物快许多,尤其是在二氧化碳浓度低的环境下,相差更是悬殊.一般来说,C3植物的二氧化碳补偿点约为50ppm,C4植物的补偿点在2～5ppm（1ppm=1／1000 000体积比）.
由此可见C3植物的CO2补偿点比C4植物高.而且C4植物在CO2浓度低的环境下,其光合速率的增加比C3植物要快一些.
C3植物的CO2饱和点比C4植物高
C4植物在大气CO2浓度下就能达到饱和；而C3植物CO2饱和点不明显,光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而升高.这是主要因为空气中的CO2含量一般只占总体积的0.036%（相当于350μl·L-1）,在它到达同化部位的通路上,要经历周围大气-叶片表皮-叶肉细胞表面-叶绿体内这3大阶段的阻力,所以扩散到叶绿体基质中的CO2浓度就很低了,几乎接近C3植物的CO2补偿点.但C4植物有“CO2泵”的作用,甚至在外界CO2浓度为小于0.036％时就会达到CO2饱和点.
C4植物的CO2饱和点比C3植物低的原因可能有如下两个方面：
1、C4植物的气孔对CO2浓度比较敏感,在CO2浓度超过空气水平后,C4植物气孔开度就会变小.
2、C4植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的Km低,故对CO2亲和力高,有浓缩CO2的机制.