主题：光能利用率与光合作用效率的例析

光合速率：光合作用的指标，是指植物在一定时间内将光能转化为化学能的多少。通常以每小时每平方分米叶面积吸收CO2毫克数表示。它由植物在单位时间内吸收光能的多少及它对光能的转化率决定。

　　光能利用率：植物将一年中投射到该土地上的光能转化成化学能的效率。指植物光合作用所累积的有机物所含能量，占照射在同一地面上的日光能量的比率。它由该土地上植物的多少、进行光合作用时间的长短及植物吸收利用光能的能力决定。提高的途径有延长光合时间、增加光合面积，提高光合作用效率。

　　光合作用效率：是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率。植物通过光合作用制造有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，它由植物叶片吸收光能的能力、及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定。提高的途径有光照强弱的控制，温度的控制，CO2的供应，必需矿质元素的供应。

　　光能利用率和光合作用效率这“两率”的比例式中，主要是分母不同。光能利用率比例式中分母是指照射在同一时期同一地面上太阳辐射能，而光合作用效率比例式中分母是同一时期同一土地面积农作物光合作用所接受的太阳能；两比例式中分子都是作物光合作用积累的有机物中所含能量。

　　光能利用率与复种指数、合理密植、作物生育期、植株株型、CO2浓度、光照强度、温度、矿质元素等都有密切关系；农作物的光合作用效率与光照强度、温度、CO2浓度、矿质元素等有密切关系。

　　提高光能利用率，主要是通过延长光合作用时间、增加光合作用面积和加强光合作用效率等途径。阳光、温度、水分、矿质元素和二氧化碳等都可以影响单位绿叶面积的光合作用效率。

　　提高了光合作用效率也就提高了光能利用率，但提高了光能利用率不一定提高光合作用效率。。但二者均影响农作物产量，即提高光能利用率和提高光合作用效率均能提高单位面积上农作物产量。

　　间作是几种作物相间种植，即一行A一行B，通常将高和喜阳植物与矮的喜荫植物间种。套种是在前一茬作物即将收割沿未收割之前将后一茬作物种入前茬的行间株间。如在棉花尚未收完前种入豌豆，还可利用棉花秆作豌豆的支架。 轮作是几种作物轮流种植，如稻田在冬天种萝卜或绿肥；也可今年种水稻、明年种玉米，后年种棉花等许多种植物轮流种植。三者通称为“复种”。其中间作、套种：增加光合面积；轮作：延长光合时间。三者都是为了提高光能利用率，而不是提高光合作用效率。

　　如落在叶面的光能（100%）

不能吸收的波长，丧失能量60%

反射和透光，丧失能量8%

散热，丧失能量8%

代谢，丧失能量19%

转化、储存于糖类中的能量5%

则：光能利用率=5%

光合作用效率=5%/ （ 8%+19%+5%）=15.6%

　　例1　2005年3月3~5日，全国政协、人大十届三次会议在北京相继召开，“三农”是两会的热点之一。“三农”问题中，发展粮食生产，提高粮食产量是最基础的问题。下列措施中，有利于提高对光能利用率，增加产量的是（　）

　　A、增加光合作用面积　　B、提高农作物的光合作用效率

　　C、延长光合作用时间　　D、不包括A、B、C三项

　　解析：增加光合作用面积通过合理密植、改变植株株型等实现，延长光合作用时间通过提高复种指数、延长作物生育期实现，因此A、B、C均正确。答案是ABC。

　　例2　下列措施不能提高阳生性农作物的光合作用效率的是（　）

　　A、合理密植　　B、保证适量的必需矿质元素　

　　C、延长光合作用时间　　D、强的光照

　　解析：合理密植和延长光合作用时间虽能增加光合作用制造的有机物的总量，即光合作用所制造的有机物中所含的能量增加，但光合作用所吸收的光能也增加，二者之比值不增加，因而不能提高光合作用效率；B、D均有利于阳生性植物光合作用的进行。答案是AC。

　　例3 　合理施肥的实质是提高了光合作用的效率。下列叙述与提高光合作用效率密切相关的是（　）

　　①氮使叶面积增大，增大了光合作用面积。

　　②氮是光合作用产物蛋白质的必需元素。

　　③磷是NADP+和ATP的组成成分。

　　④钾促进光合产物的运输。

　　A、①③　B、②④　C、②③④　D、①③④

　　解析：氮元素能促进叶片的生长，使叶面积增大，增大光合作用的面积，提高了单位地面上日光能量的利用率，但不能提高光合作用效率，因而①不正确，用排除法可知正确答案为C。答案是C。

　　例4 　下面叙述中，对于农田里的农作物来说，确保良好的通风透光的不正确叙述是（　）

　　A、可充分利用光能　　　　B、可增大光合作用面积

　　C、可提高光合作用效率　　D、可提供较多的二氧化碳

　　解析：农作物栽培中要保持适当的株距和行距，且行向应为东西行向，这样做的目的就是为了确保良好的通风透光，以便充分利用光能和CO2，提高产量，但不一定能增大光合作用面积，因而B不正确。答案是B。