光合作用曲线：光补偿点与光饱和点
光照强度为 0 时植物只进行细胞呼吸，净光合速率为负值，其绝对值就是呼吸速率；光合速率等于呼吸速率时的光照强度叫光补偿点；光合速率不再随光照增强而增大时的最低光照强度叫光饱和点。总光合速率（真正光合速率）= 净光合速率（表观光合速率）+ 呼吸速率。改变其他条件时，凡是使光合作用增强（或呼吸作用减弱）的因素，都使光补偿点左移、光饱和点右移；反之光补偿点右移、光饱和点左移。阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物低。
曲线上的三个点
- A 点（光照为 0）：只进行细胞呼吸，叶片从外界吸收 O₂、释放 CO₂，纵坐标的绝对值 = 呼吸速率。温度影响呼吸酶的活性，A 点会上下移动。
- A～B 之间：已经进行光合作用，但光合速率 < 呼吸速率。线粒体放出的 CO₂ 一部分被叶绿体利用，其余释放到外界；叶绿体产生的 O₂ 不够线粒体用，还要从外界吸收。
- B 点（光补偿点）：光合速率 = 呼吸速率，叶绿体与线粒体之间“自给自足”，叶片与外界没有净的气体交换。整株植物要生长，白天的光照必须长时间高于光补偿点（植株里还有不进行光合作用的细胞，所以整株植物的补偿点比单片叶更高）。
- B～C 之间：光合速率 > 呼吸速率，叶片从外界吸收 CO₂、释放 O₂，有机物积累；光照越强，净光合速率越大，限制因素主要是光照强度。
- C 点（光饱和点）及以后：再增强光照，光合速率不再增加。限制因素变为 CO₂ 浓度、温度等外因，以及色素含量、酶的数量和活性等内因。
模型里，阳生植物在 CO₂ 400 ppm、25 °C 时光补偿点约 4.6 klx，光饱和点约 49 klx，最大净光合速率约 18 mg CO₂/(100 cm²·h)；阴生植物光补偿点约 0.9 klx，光饱和点约 12 klx。
总光合速率与净光合速率
总光合速率（真正光合速率）= 净光合速率（表观光合速率）+ 呼吸速率
实验中直接测到的是叶片与外界的气体交换，即净光合速率：光下 CO₂ 的吸收量、O₂ 的释放量、有机物的积累量。在黑暗中测得的 CO₂ 释放量（或 O₂ 吸收量）是呼吸速率。两者相加才是叶绿体实际的总光合速率：CO₂ 的固定量、O₂ 的产生量、有机物的制造量。审题时看关键词：“吸收、释放、积累”是净，“固定、产生、制造”是总。
条件改变时 A、B、C 点怎么移动
| 条件改变 | A 点（呼吸） | B 点（光补偿点） | C 点（光饱和点） | 最大净光合 |
|---|---|---|---|---|
| 适当增大 CO₂ 浓度 | 不变 | 左移 | 右移 | 增大 |
| 降低 CO₂ 浓度 | 不变 | 右移 | 左移 | 减小 |
| 缺镁（叶绿素减少） | 不变 | 右移 | 左移 | 减小 |
| 温度 25 °C → 30 °C（光合最适 25 °C，呼吸最适 30 °C） | 下移 | 右移 | 左移 | 减小 |
| 换成阴生植物 | 上移（呼吸弱） | 左移 | 左移 | 减小 |
判断方法：光补偿点处“光合 = 呼吸”。光合能力变弱（或呼吸变强），就需要更强的光才能让光合追上呼吸，B 点右移；光合能力变弱，光合速率更早“封顶”，C 点左移。模型里把 CO₂ 从 400 ppm 升到 1000 ppm，阳生植物的光补偿点从约 4.6 klx 降到 4.1 klx，光饱和点从约 49 klx 升到 54 klx；温度升到 30 °C，光补偿点升到约 5.8 klx，光饱和点降到约 44 klx。
多因素曲线与限制因素
- 光照强度 × CO₂ 浓度（或温度）：光照弱时几条曲线挨得很近，增大 CO₂ 作用不大，限制因素是光照强度；光照强时曲线变平且高低分开，限制因素是 CO₂ 浓度（或温度）。所以大棚增施 CO₂ 要在光照充足时才明显有效。
- CO₂ 浓度曲线：CO₂ 浓度低到一定程度，光合速率等于呼吸速率，这一浓度叫 CO₂ 补偿点；CO₂ 增大到一定浓度后光合速率不再增加，叫 CO₂ 饱和点。光照越强，CO₂ 补偿点越低、饱和点越高。
- 温度曲线：温度通过影响酶的活性影响光合作用和细胞呼吸。光合作用相关酶的最适温度一般比呼吸酶低，所以净光合速率的最适温度比总光合还要低一点；温度过高，呼吸消耗超过光合，净光合速率降到 0 以下，植物不能积累有机物。大棚里白天适当升温、夜间适当降温，就是为了增大昼夜有机物的积累。
夏季晴天一昼夜的净光合速率
- 0 时～6 时：只有细胞呼吸，净光合速率为负值（呼吸速率随夜间气温略有起伏）。
- 6 时左右：开始进行光合作用，但光合 < 呼吸，有机物仍在减少；到光合 = 呼吸（模型里约 6:12）以后，有机物开始积累。
- 中午 12～13 时：气温高、光照强、蒸腾作用强，植物为减少水分散失，部分气孔关闭，CO₂ 吸收减少，暗反应减弱，净光合速率下降，称为光合作用的“午休”现象。此时短时间内 C₃ 含量减少、C₅ 含量增加。阴天或及时灌溉、遮阴时“午休”不明显。
- 下午：光照减弱，净光合速率下降；傍晚再次光合 = 呼吸（约 17:44），这一刻有机物积累量达到一天中的最大值。
- 18 时以后：光合作用停止，有机物又被呼吸消耗。一天的有机物积累 = 白天正面积 − 夜间（含清晨、傍晚）负面积，大于 0 植物才能生长。
用这个模型做实验
- 找三个点：在“光照强度曲线”里把光照拖到 0，读出呼吸速率（A 点）；慢慢增大光照，看叶肉细胞的气体交换箭头怎样变化，在光补偿点处叶片与外界的箭头消失；继续增大到光饱和点以后，曲线变平。
- 总与净：勾选“显示总光合速率”，总光合曲线从原点出发，净光合曲线从 −呼吸速率出发，两条曲线竖直方向的距离处处等于呼吸速率。
- 点的移动：分别把 CO₂ 调到 1000 ppm、温度调到 30 °C、勾选“缺镁”，对照灰色虚线和读数里的提示，验证上面的移动规律表。
- 阴生与阳生：勾选“对比另一种植物”，比较两条曲线的 A、B、C 点。
- 限制因素：在“多因素”里拖动竖线，看三条曲线在弱光处重合、强光处分开；把横轴换成 CO₂ 浓度和温度再看。
- 一昼夜：播放晴天的一天，留意中午的低谷和气孔开放程度；取消“午休”或换成阴天对比，看 24 时的有机物积累。
常见问题
什么是光补偿点和光饱和点？
光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光照强度，此时净光合速率为 0，叶片与外界没有净的 CO₂、O₂ 交换；光照低于它时植物不能积累有机物。光饱和点是光合速率达到最大、不再随光照增强而增大时的最低光照强度，超过它以后限制光合作用的是 CO₂ 浓度、温度等其他因素。
总光合速率和净光合速率怎么区分？
总光合速率（真正光合速率）= 净光合速率（表观光合速率）+ 呼吸速率。实验中测得的光下 CO₂ 吸收量、O₂ 释放量、有机物积累量是净光合速率；CO₂ 固定量、O₂ 产生量、有机物制造量是总光合速率；黑暗中的 CO₂ 释放量或 O₂ 吸收量是呼吸速率。光照强度—光合速率曲线从纵轴负值处出发的，画的是净光合速率。
CO₂ 浓度升高或温度改变时，光补偿点和光饱和点怎么移动？
适当增大 CO₂ 浓度，光合作用增强，呼吸作用基本不变，光补偿点左移、光饱和点右移，最大光合速率增大。若光合作用和呼吸作用的最适温度分别为 25 °C 和 30 °C，把温度从 25 °C 升到 30 °C，呼吸速率增大，A 点下移；光合作用减弱，光补偿点右移、光饱和点左移，最大净光合速率减小。缺镁使叶绿素减少，同样使光补偿点右移、光饱和点左移。
阴生植物和阳生植物的光补偿点、光饱和点有什么不同？
阴生植物（如人参、三七、蕨类）呼吸作用较弱，能更有效地利用弱光，光补偿点和光饱和点都比阳生植物低，在弱光下就能积累有机物，但强光下的最大光合速率不如阳生植物。所以间作套种时把阳生植物和阴生植物搭配，可以充分利用光能。
夏季晴天中午光合速率为什么会下降？
夏季晴天中午气温高、光照强，蒸腾作用过强，植物为减少水分散失，部分气孔关闭，叶片吸收的 CO₂ 减少，暗反应减弱，光合速率下降，这叫光合作用的“午休”现象。此时短时间内叶绿体中 C₃ 含量减少、C₅ 含量增加。阴天或及时灌溉的植物，“午休”现象不明显。
一昼夜中植物体内有机物积累最多是在什么时候？
在傍晚光合速率再次等于呼吸速率的时刻。从清晨光合速率等于呼吸速率起，净光合速率一直大于 0，有机物不断积累；傍晚净光合速率降到 0 以后，有机物开始减少，所以这一刻积累最多。而一天中有机物最少的时刻是清晨光合速率等于呼吸速率时。
适用课程
人教版高中生物学必修 1《分子与细胞》第 5 章“细胞的能量供应和利用”第 4 节“光合作用与能量转化”（光合作用原理的应用、探究环境因素对光合作用强度的影响），以及细胞呼吸原理的应用。常见题型有“光照强度—光合速率曲线中 A、B、C 点的含义及移动”“总光合速率与净光合速率的换算”“阴生植物与阳生植物曲线的比较”“多因素曲线中限制因素的判断”“CO₂ 补偿点与饱和点”“光合作用与呼吸作用最适温度不同的温度曲线”“夏季晴天一昼夜光合速率曲线与‘午休’现象”“一昼夜有机物积累最多的时刻”“大棚生产中增施 CO₂、昼夜温差的应用”等。初中的光合作用与呼吸作用、金鱼藻气泡实验见光合作用与呼吸作用。