關(guān)于總光合作用、凈光合作用和呼吸作用的計(jì)算

許明麗

摘 要：光合作用和呼吸作用在高考復(fù)習(xí)大綱中都屬于Ⅱ類(lèi)要求。其中光合作用和呼吸作用的計(jì)算更是高中生物學(xué)的重難點(diǎn)，又由于光合作用和呼吸作用之間存在著物質(zhì)聯(lián)系，所以此類(lèi)問(wèn)題多數(shù)是綜合性較強(qiáng)的，導(dǎo)致學(xué)生做此類(lèi)問(wèn)題時(shí)比較吃力，本文通過(guò)對(duì)相關(guān)詞語(yǔ)的辨析和三種題型的剖析，希望對(duì)學(xué)生解決此類(lèi)問(wèn)題有所幫助。

關(guān)鍵詞：總光合作用 凈光合作者 呼吸作用 關(guān)系 計(jì)算

一、關(guān)鍵詞的辨析

為了便于學(xué)生分清總光合作用，凈光合作用和呼吸作用三者的關(guān)系，現(xiàn)做以下分析：

光合作用強(qiáng)度是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類(lèi)的數(shù)量，也可用CO2吸收量或O2生成量表示。

1.表示總光合作用的詞語(yǔ)有：制造有機(jī)物、合成有機(jī)物、產(chǎn)生有機(jī)物、消耗CO2、固定CO2、產(chǎn)生O2、制造O2。

2.表示凈光合作用的詞語(yǔ)有：積累有機(jī)物、吸收CO2、釋放O2、封閉容器中測(cè)得的氣體體積的變化量、實(shí)際測(cè)得的光合作用速率。

3.表示呼吸作用的詞語(yǔ)有：消耗有機(jī)物、釋放CO2、消耗O2。

在光照條件下植物的光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行，應(yīng)存在如下關(guān)系：

二、題型分析

1.曲線(xiàn)式題型

典例1、以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如下圖所示。下列分析正確的是（）

A.光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等

B.光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多

C.溫度高于25 ℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少

D.兩曲線(xiàn)的交點(diǎn)表示光合作用制造的與細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的量相等

解析：本題是考查光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系的曲線(xiàn)圖題型，重點(diǎn)是對(duì)凈光合作用，總光合作用的區(qū)分。

實(shí)線(xiàn)為黑暗中CO2的釋放量，根據(jù)關(guān)鍵詞“黑暗”和“CO2釋放”確定該曲線(xiàn)為呼吸作用釋放CO2的量，與此對(duì)應(yīng)的也可代表呼吸作用消耗有機(jī)物的量，虛線(xiàn)為光照下CO2吸收量，根據(jù)關(guān)鍵詞“CO2吸收量”判斷為凈光合作用消耗的CO2量。凈光合作用CO2吸收量與此對(duì)應(yīng)的是凈光合作用積累有機(jī)物的量。

A選項(xiàng)關(guān)鍵詞“制造有機(jī)物”可知問(wèn)兩個(gè)溫度下總光合作用，總光合作用制造有機(jī)物的量=實(shí)線(xiàn)量+虛線(xiàn)量，所以正確。

B選項(xiàng)關(guān)鍵詞“積累有機(jī)物”可知問(wèn)凈光合作用，凈光合作用積累有機(jī)物量直接看虛線(xiàn)，從圖可知對(duì)應(yīng)25 ℃為虛線(xiàn)峰值即積累有機(jī)物最多。

又從A選項(xiàng)可知30 ℃和35 ℃制造有機(jī)物量都為6.5，所以C選項(xiàng)“溫度高于25 ℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少”是錯(cuò)誤的。

D選項(xiàng)兩曲線(xiàn)交點(diǎn)表示光合作用積累的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等。

答案A

典例2下圖表示A、B兩種植物隨著光照強(qiáng)度的變化，吸收C02和釋放CO2的變化圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）在光照強(qiáng)度為Z時(shí)，A植物光合作用消耗的CO2為mg/m2·h。

（2）當(dāng)平均光照強(qiáng)度在X和Y之間（白天和黑夜的時(shí)間各為12小時(shí)），A植物一晝夜中有機(jī)物總量的變化是，B植物一晝夜中有機(jī)物總量的變化是。

解析：本題是考查光照強(qiáng)度與CO2吸收關(guān)系的另一種曲線(xiàn)圖題型，曲線(xiàn)縱軸CO2吸收量即代表凈光合作用。

（1） 關(guān)鍵詞“消耗CO2”即總光合作用。當(dāng)光強(qiáng)為Z時(shí)，A植物光合作用消耗的CO2為8+2=10 mg/m2·h。

（2）A植物呼吸作用消耗CO2為2 mg/m2·h，當(dāng)光照強(qiáng)度為Y時(shí)，凈積累量為2 mg/m2·h，所以當(dāng)光照強(qiáng)度在X和Y之間（白天和黑夜各12小時(shí)），A植物一晝夜中有機(jī)物總量減少。同理B植物呼吸作用消耗CO2為1 mg/m2·h，當(dāng)光照強(qiáng)度為X時(shí)，凈積累量為1 mg/m2·h，所以當(dāng)光照強(qiáng)度在X和Y之間（白天和黑夜各12小時(shí)），B植物一晝夜中有機(jī)物總量增加。

答案 （1） 10（2）減少增加

2.表格式題型

典例、將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，研究溫度對(duì)光合作用與呼吸作用的影響（其他實(shí)驗(yàn)條件都是理想的），實(shí)驗(yàn)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

下列對(duì)該表數(shù)據(jù)分析正確的是（）

A.晝夜不停地光照，在35℃時(shí)該植物不能生長(zhǎng)

B.晝夜不停地光照，在15℃時(shí)該植物生長(zhǎng)得最快

C.每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在20℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多

D.每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在30℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物是10℃時(shí)的2倍

解析：本題是考查光合作用，呼吸作用與溫度關(guān)系的表格式題型。解題思路從表格中關(guān)鍵詞入手，“吸收CO2”即為凈光合作用，“釋放CO2”為呼吸作用，大多數(shù)同學(xué)會(huì)誤將吸收CO2認(rèn)為是總光合作用，導(dǎo)致做題錯(cuò)誤。選項(xiàng)A、B中晝夜不停地光照，在表中各組溫度下都有CO2吸收量，即都存在有機(jī)物積累，所以植物都能生長(zhǎng)且在25℃生長(zhǎng)最好，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。

C、D選項(xiàng)中每天交替12小時(shí)光照，12小時(shí)黑暗，由于光照與黑暗時(shí)間相同，光照下植物有機(jī)物積累量減去黑暗時(shí)對(duì)應(yīng)溫度的消耗量，差值最大的即為有機(jī)物量積累最多的，20℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多，所以C正確。D項(xiàng)中10℃是30℃的2倍。

答案C

從以上三種題型分析看出，當(dāng)解決光合作用與呼吸作用計(jì)算時(shí)，找關(guān)鍵詞很重要，只有確定了凈光合作用還是總光合作用，才能正確解題。

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