在研究光合作用的过程中，常会接触到一些专业术语，如光合速率、光合效率和光能利用率等。下面将对这些概念进行详细解释。
一、光合速率
光合速率是描述植物光合作用效果的常用指标，通常用每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数来表示。常规测定光合速率时，通常未考虑到植物叶片的呼吸作用，因此得到的结果实际上是光合作用与呼吸作用的差值，这被称为净光合速率或表观光合速率。
从理论上讲，光合速率应包括植物的净光合速率和呼吸速率两部分，即：
光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率
光合速率受多种外部因素的影响，如光照强度、光质、二氧化碳浓度、温度、水分和矿质元素等。植物本身的生理状态也会影响光合速率，比如植物的生长阶段、不同部位的叶片等。
二、光合效率
光合效率是指植物通过光合作用所生产的有机物所含的能量，与吸收的光能之间的比值。它反映了植物将光能转化为化学能的能力。光合效率受到多个因素的影响，包括光照强度、温度、水分、矿质营养以及二氧化碳浓度等。C4植物相对于C3植物在利用二氧化碳方面更为高效，因此它们的光合效率较高。
三、光能利用率
光能利用率描述的是植物光合作用所积累的有机物中所含的能量，占照地面上的总光能的比例。光能利用率通常较低，大约为5%。尽管如此，植物的干物质大约有90%~95%是由光合作用产生的。如何有效地利用太阳辐射以提高光能利用率，是农业生产中的一个关键问题。
提高光能利用率的方法有很多，主要包括延长光合作用的时间（例如通过提高复种指数、延长生育期、补充人工光照等手段）、扩大光合作用的有效面积（如合理密植、调整株形等）以及提高光合效率等。
四、光合作用概述
1. 自养生物与异养生物
绿色植物是自养生物，因为它们能够利用二氧化碳和水合成有机物，从而为自身的生长、发育和繁殖提供能量。而人类、动物、腐生或寄生生活的真菌，以及大多数细菌则依赖外部有机物获取营养，它们被称为异养生物。
2. 光合作用的定义与发现
光合作用的定义：
光合作用是绿色植物通过叶绿体，在光能的作用下，将二氧化碳和水转化为储存能量的有机物，同时释放出氧气的过程。
光合作用的发现：
17世纪，比利时学者海尔蒙特的柳树实验
在公元前3世纪，古希腊的亚里士多德曾认为植物的生长来源于土壤。直到17世纪初，布鲁塞尔的医生范·海尔蒙特通过一项实验了这一观点。他将一株重2.3公斤的柳树种植在90.8公斤的干土中，经过5年，用雨水灌溉后，柳树长到了76.7公斤，而土壤重量仅减少了57克。由此，范·海尔蒙特得出结论，植物生长所需的物质主要来自水，而非土壤。如今，这一结论被认为部分正确。
1771年，英国学者普里斯特利的实验
普里斯特利通过实验发现，植物能够“更新空气”，即改善空气中的成分。
1779年，荷兰与英国学者英根豪斯的实验
英根豪斯进一步证明，植物只有在光照下才能够进行空气更新，且这一过程主要发生在绿叶中。
1864年，德国学者萨克斯的实验
萨克斯通过实验发现，绿色叶片在光合作用过程中会生成淀粉。
1880年，美国学者恩吉尔曼的实验
恩吉尔曼发现，氧气是由叶绿体释放的，并确定了叶绿体是植物光合作用的关键场所。
20世纪30年代，美国学者鲁宾和卡门的实验
通过实验，鲁宾和卡门确认了光合作用释放的氧气完全来源于水。
五、光合作用的场所
光合作用的主要场所是植物细胞中的叶绿体。叶绿体主要分布在叶肉细胞中，也有少量分布在保卫细胞、茎的皮层细胞以及某些果实的表皮细胞中。光合作用所需的酶主要分布在类囊体和基质中，而负责吸收光能的色素则集中在类囊体的膜上。
叶绿体中的色素主要分为叶绿素和类胡萝卜素两类。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素则主要有胡萝卜素和叶黄素。类胡萝卜素吸收蓝紫光，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
六、光合作用的过程
光合作用包括两个主要过程：光反应和碳反应。
1. 光反应：
光反应发生在类囊体的膜上，主要分为光系统II和光系统I两个部分。
光系统II：光系统II的作用是通过光解水来生成氧气，同时合成ATP。
光系统I：光系统I主要负责将NADP+还原为NADPH。
光反应的关键变化包括：
水分子在光的作用下分解，释放出氢离子、氧气和电子。
吸收的光能被转化为ATP的化学能。
通过光反应，水中的氢和电子帮助还原NADP+形成NADPH。
2. 碳反应：
碳反应是光合作用的后续步骤，通过一系列的生化反应，将二氧化碳转化为葡萄糖等有机物质。
七、外界因素对光合速率的影响
光合速率，即植物单位时间内进行光合作用的能力，受到多个外部因素的影响，主要包括：
光强度
光强度直接影响光合作用的速率，光强度过低会限制光合作用的进行。
温度
温度主要通过影响光合作用相关酶的活性来影响光合速率。温度过高或过低都会抑制酶的活性，从而影响光合作用。
二氧化碳浓度
二氧化碳是光合作用的原料之一，低浓度时会限制光合作用的强度；随着浓度的增加，光合作用会加强。但当二氧化碳浓度过高时，光合作用的强度将趋于饱和，甚至会因过多的二氧化碳导致植物中毒或气孔关闭，反而抑制光合作用。
矿质元素
如氮、磷、钾、镁等矿质元素对光合作用也有重要影响。例如，氮是光合酶的关键组成部分，镁则是叶绿素的重要成分。
水分
水不仅是光合作用的原料，还是维持植物蒸腾作用和气孔开放所必需的。水分的缺乏会导致气孔关闭，从而限制二氧化碳的进入，进而抑制光合作用。
通过综合考虑这些因素，可以有效地提高光合作用的效率，从而促进植物的生长和农业生产的提升。