一、光合午休现象
在炎热、阳光充足的夏季天气下，许多植物的光合作用速率呈现出明显的日变化规律。通常，这种变化表现为白天出现两个光合作用速率的高峰，分别位于早晨和傍晚，而中午时分则会出现一个低谷。这种现象被称为“光合午休”。小麦、水稻、玉米、棉花等作物都可能会经历这一现象。
光合午休的主要原因与中午时段的高温密切相关。高温加剧了植物的蒸腾作用，导致植物大量失水。为防止过度水分流失，气孔会部分关闭，从而减少二氧化碳的吸收，进而导致光合作用的速率下降。光呼吸和光抑制等因素也在其中起到了一定作用。
二、哪些植物没有“光合午休”现象
尽管大多数植物都会经历光合午休，但也有一些植物因其独特的生理机制，不受此影响，能够在高温强光下持续进行光合作用。
1. C4植物
根据植物光合作用过程中二氧化碳的固定方式，可以将植物分为C3植物和C4植物。
C3植物：这类植物在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳首先与C5化合物结合，形成三碳化合物。例如，大麦、小麦、大豆、水稻和马铃薯等都属于C3植物。
C4植物：与C3植物不同，C4植物在光合作用过程中，二氧化碳先被转化为四碳化合物（C4），然后再进入卡尔文循环进行进一步的光合作用。常见的C4植物包括玉米、甘蔗、高粱和苋菜等。
C4植物在其叶肉细胞中具有一种特殊的酶——PEP羧化酶，这种酶能够高效地固定低浓度的二氧化碳，并将其转移到维管束鞘细胞中，释放出二氧化碳供卡尔文循环使用。这种机制大大提高了C4植物在高温和强光环境下的光合作用能力，使其在这些条件下几乎不会出现光合午休现象。
2. CAM植物
仙人掌和其他多肉植物是CAM植物的代表，它们通常生长在炎热干旱的地区，昼夜温差极大。为了适应这种环境，这些植物进化出了一种特殊的光合作用方式——景天酸代谢（CAM代谢）。
在夜间，CAM植物开放气孔，吸收二氧化碳并将其转化为苹果酸，储存在细胞的大液泡中。白天，当气孔关闭时，它们通过苹果酸脱羧反应释放二氧化碳，将其用于光合作用。由于这种方式的特殊性，CAM植物能够有效地避免在白天高温时气孔过度关闭导致的二氧化碳不足，从而避免了光合午休的出现。
3. 水生植物
水生植物由于生活在水中，水源充足，始终不会遭遇缺水的问题。它们不需要像陆生植物那样通过关闭气孔来防止水分流失，因而也不存在光合午休现象。
三、光合午休的例题分析
植物根据生长环境的不同，光合作用的节奏和方式也有所不同。以下是关于光合午休现象的一道题目，旨在帮助我们理解不同植物的光合作用特性。
图中展示了三种植物在一天之内的光合作用速率变化，分别标记为a、b和c植物。通过分析其光合作用曲线，我们可以得出一些结论：
对于a植物，在中午12点左右，光合作用速率明显下降。这是因为此时的气温很高，蒸腾作用剧烈，气孔关闭导致二氧化碳供应减少，进而光合作用速率下降。
对于b植物，虽然气孔在中午时关闭，但其光合作用速率并未显著降低。通过对比，我们发现b植物拥有特殊的机制，它的叶肉细胞和维管束鞘细胞分工合作，利用一种被称为“CO2泵”的酶将二氧化碳高效地传递到维管束鞘细胞中。即使气孔关闭，这种机制也能保证二氧化碳的供应，不至于成为光合作用的限制因子。
对于c植物，它采用了特殊的CO2同化方式。夜间，它的气孔开放，吸收二氧化碳并将其转化为苹果酸储存；白天，气孔关闭，储存在液泡中的苹果酸通过脱羧作用释放二氧化碳，进入卡尔文循环进行光合作用。
题目分析：
在a植物的光合作用过程中，气孔关闭导致二氧化碳供应减少，从而降低了光合作用速率。
b植物通过“CO2泵”的作用，即使气孔关闭，也能有效地将二氧化碳带入卡尔文循环，保持较强的光合作用速率。
根据光合作用特点，可以推测，b植物在高光强和高温环境下具有显著的竞争优势。
答案解析：
a植物在12时左右光合作用减弱的原因是CO2供应不足，b植物则通过“CO2泵”机制克服了这一问题，使光合作用不受影响。
c植物利用夜间储存二氧化碳的方式，避免了白天因气孔关闭而导致的二氧化碳不足，这使得它能够在高温和干旱环境下具有竞争优势。
不同植物的光合作用策略根据其生长环境的不同而有所不同。C4植物和CAM植物通过独特的光合作用机制，避免了光合午休现象，使它们能够在高温、强光和干旱等极端环境下更高效地进行光合作用。而水生植物由于生活在水中，永远不必担心水分流失，因此也不会出现类似的现象。这些植物各自的生理适应性使它们能够在各自的生态环境中占据优势。