真光合速率、表觀凈光合速率和呼吸速率三者之間的關系

1、真光合速率、表觀（凈）光合速率和呼吸速率三者之間的關系（1）光合速率、呼吸速率的概念光合速率：指在單位時間內(nèi)，單位面積的葉片合成有機物的速率。表觀（凈）光合速率：光照下測定的CO2吸收速率（或O2釋放速率）。實際（總）光合速率：植物在光下實際合成有機物的速率。計算公式：實際光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。具體可表示為：實際光合速率=從外界吸收CO2的速率+呼吸釋放CO2的速率，或?qū)嶋H光合速率=釋放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。表示方法：單位時間內(nèi)，單位面積葉片吸收的CO2量或釋放的O2量。單位：CO2量或O2量/（單位面積單位時間）。呼吸速率：是指單位面積的葉片在單位時間內(nèi)分解有機物的速率

2、。表示方法：單位時間內(nèi)，釋放的CO2量或吸收的O2量。測定條件：黑暗條件下。（2）圖解形式分析三者關系關鍵點分析:A點光照強度為0,此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2的量即是此時的呼吸強度（如圖2）。AB段時細胞呼吸強度大于光合作用強度（如圖3）。B點所示光照強度為光補償點，細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，此時光合作用強度等于呼吸作用強度，凈光合量為0（如圖4）。BC段時光合作用強度大于細胞呼吸強度，凈光合量大于0,就植物來說，只有凈光合量大于0,才能正常生長（如圖5）。C點表示光合作用速率達到最大值時的最低光照強度。若改變某一因素（如CO2濃度），使光合作用速率增大（減?。粑饔貌?/p>

3、受影響時，光補償點應左移（右移），光飽和點應右移（左移）;若改變某一因素（如溫度）,使呼吸作用速率增大（減?。?，則光補償點應右移（左移）。（3）光合速率與植物生長當凈（表觀）光合速率0時，植物積累有機物而生長；凈光合速率=0時,植物不能生長；凈光合速率0時,植物不能生長，長時間處于此種狀態(tài)，植物將死亡特別提醒：植物所有的生活過程都受溫度的影響。在一定的溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速率。但是溫度對光合作用和細胞呼吸的影響不同（如圖所示），所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。特別提醒：解答有關光合作用和細胞呼吸的計算問題的幾個問題（1）光合作用和細胞呼吸的

4、原料和產(chǎn)物正好相反，但二者不是可逆過程。光合作用所需CO2的來源有兩個：細胞呼吸產(chǎn)生的，從周圍空氣中吸收的（若是水生植物，則是從周圍的水中吸收的）。光合作用釋放O2的去向有兩個：細胞呼吸、釋放到周圍的空氣中（當光合速率大于呼吸速率時）。光合作用制造（等同生產(chǎn)、合成）的葡萄糖的去向有兩個：細胞呼吸消耗、積累（當光合速率大于呼吸速率時）。因此，當在光照下光合作用與呼吸作用同時進行時：光合作用實際產(chǎn)氧量=實測的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量；光合作用實際二氧化碳消耗量=實測的二氧化碳吸收量+呼吸作用二氧化碳釋放量；光合作用葡萄糖凈產(chǎn)量=光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量-呼吸作用葡萄糖消耗量。特別提醒：，葡萄糖在

5、細胞質(zhì)基質(zhì)1 .有氧呼吸過程中線粒體直接利用的是丙酮酸而不能直接利用葡萄糖中被利用。2 .無氧呼吸不需要O2的參與，但仍屬于氧化還原反應。3 .不產(chǎn)生酒精并不意味著只進行有氧呼吸，還有可能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。4 .利于蔬菜水果的保鮮的條件并非是無氧、零下低溫，而是低氧、零上低溫。5 .實驗中CO2的吸收量和O2釋放量的實測值并非真正的光合作用速率，而表示的是凈光合速率。若題目中談到有機物時用管成“、制造”等表述，則該數(shù)值表示真正光合速率。若用積累”、增加”等表述，則表示凈光合速率。6 .葉肉細胞在光下，不僅進行光合作用，同時進行細胞呼吸。8.盛有綠色植物的密閉容器中呼吸速率。光合作用速率與

6、呼吸作用速率(1)呼吸速率的表示方法：7.光合作用的光反應必須在光下進行，暗反應雖不需要光照，但需要光反應提供的H和ATP;暗反應為光反應也提供兩種物質(zhì)：ADP和Pio沒有光反應，暗反應無法進行，沒有暗反應有機物也無法合成，生命活動也就不能持續(xù)進行。CO2濃度不變時植物并非不進行光合作用，而是光合速率等于植物置于黑暗環(huán)境中，測定實驗容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機物減少量。(2)凈光合速率和真正光合速率凈光合速率：常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示；真正光合速率：常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機物產(chǎn)生量表示。表觀(凈)光合速率的測定方法(如圖)(1)NaH

7、CO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。水滴毛如竹綠色粒物(2)植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強增大，毛細管內(nèi)的水滴右移。單位時間內(nèi)水滴右移的體積即是凈光合速率。(3)條件：整個裝置必須在光下。如何區(qū)分真光合速率和凈光合速率，現(xiàn)歸納如下：表示真光合作用速率植物葉綠體吸收的二氧化碳量；植物葉綠體釋放的氧氣量；植物葉綠體產(chǎn)生、制造、合成有機物(或葡萄糖)的量；植物光合作用吸收的二氧化碳量；植物光合作用產(chǎn)生、制造的氧氣量；植物光合作用產(chǎn)生、制造、合成有機物(或葡萄糖)的量。表示凈光合作用速率植物葉片吸收的二氧化碳量

8、；容器中減少的二氧化碳量；植物葉片釋放的氧氣量；容器中增加的氧氣量；植物葉片積累或增加的有機物(或葡萄糖)的量。1.以測定的CC2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響，結果如圖甲所示。下列分析正確的是丹一光.照下匚。曲H一黑胃中棒放址ll.ftmt.400|U-2rtil.惟X10對刖一空II"甲乙M曾安拼±三"二A.光照相同時間，在20c條件下植物積累的有機物的量最多B.光照相同時間，35c時光合作用制造的有機物的量與30c相等C.如果該植物原重Xkg,置于暗處4h后重(X-l)kg,然后光照4h后重(X+2)kg,則-1總光合速率

9、為3/4kg.h1.B【解析】試題分析：分析曲線可知，25c條件下植物的凈光合作用速率最大，則光照相同時間，25c條件下植物積累有機物量最多，故A錯誤；光照下CO吸收量為凈光合作用量，黑暗中CO釋放量為呼吸作用量，則光合作用制造的有機物的量=凈光合作用量+呼吸作用量，因此圖中35c與30c的光合作用制造的有機物的量相等，均為6.5,故B正確；如果該植物原重為Xkg,置于暗處4h后，重量為(X-l)kg,說明呼吸速率為1/4kg.h-1,光照4h后重量為(X+2)kg,凈光合作用速率為(X+2)-(X-1)/4=3/4(kg.h-1),則實際光合作用速率=凈光合速率+呼吸速率=3/4+1/4=1

10、(kg.h-1),故C錯誤；若將乙裝置中的NaHCO溶液換成蒸儲水，則裝置在黑暗條件下進行有氧呼吸時氣體體積不變，不能彳#到B曲線，故D錯誤。27 .某同學用下圖所不實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為1mm,實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25c水浴中，10min后關閉軟管夾。隨后每隔5min記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結果如下表所示。下列分析中。正確的是rfc-Ate刻度尺一橡皮忤軟管夾、一玻明管nM毛蒯管液滴A.圖中x為NaOH容液，軟管夾關閉后液滴將向右移動8 .在20min30min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5mmzminC.如將X換為清水，并將試管充入N2

11、即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率D.增設的對照實驗只將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環(huán)境中7 .B【解析】圖中X為NaOH§液，可以吸收果蠅幼蟲通過呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，因此裝置中液滴的移動是由Q的消耗量引起。當軟管夾關閉后，因裝置中的果蠅幼蟲在有氧呼吸的過程中消耗Q,導致裝置中的氣體壓強降低，液滴將向左移動，A項錯誤；在2030min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為(13065)mrm1mmf/10=6.5mrrYmin,B項正確；如將X換為清水，并將試管充入N,因缺乏O2,果蠅幼蟲不能進行有氧呼吸，即使短時間內(nèi)果蠅幼蟲能進行無氧呼吸，但因其無氧呼吸既不消耗Q、也不產(chǎn)生CO,裝置中的

12、氣體壓強不變，液滴不移動，所以無法測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率，C項錯誤；增設的對照實驗應該將裝置中的果蠅換成加熱殺死的死果蠅或不加果蠅，其余的處理與該裝置相同，D項錯誤。8 .以測定的CO的吸收速率與釋放速率為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是-一光繳下C5的吸收速率黑暗中C6的釋放速率。102030溫度()A.光照相同時間，35C時光合作用制造的有機物的量與30c時相等B.光照相同時間，在20c條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25c時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.其他條件不變，光照強度適當增強時，兩曲線的交點將向左下方移動8.

13、A【解析】光照下二氧化碳的吸收速率代表了凈光合作用，黑暗中的二氧化碳釋放速率代表了呼吸作用強度。光照相同時間，35度時光合作用制造的有機物是3.5+3=6.5,30度時有機物制造量是3+3,5=6.5,故A正確。光照時間相同，在25度下積累的有機物最多，故B錯誤。溫度高于25度時光合作用制造的有機物量還沒有減少，故C錯誤。其它條件不變，光照強度適當增強時，光合作用強度增大，呼吸作用強度基本不變，兩曲線交點向右上方移動，故D錯誤。1 .如圖表示某植物葉片O2吸收量隨光照強度變化的曲線，S代表有機物量.若已知該植物光合作用最適溫度為25C,下圖為CO2濃度一定，環(huán)境溫度為25c時不同光照條件下測得

14、的該植物的光合作用強度(每平方米植物葉片每小時O2吸收量表示).(1)該植物的呼吸作用強度為每平方米植物葉片每小時mmol(以O2吸收量表不).(2)光照強度為(填寫字母)時該呼吸作用強度等于光合作用強度.(3) OB時段，S1表示該植物葉片有機物量；BD時段，S2表示該植物葉片有機物量.(4) OD時段，該植物葉片光合作用有機物的凈積累量為,光合作用有機物的合成總量為.(5) 當光照強度處于圖中的D點時，該植物每平方米葉片每小時通過光合作用能合成有機物(葡萄糖)克，此時所產(chǎn)生的O2的去向是.必唧也量小時)1.【解答】解：(1)據(jù)圖分析，光照強度為0時表示該植物的呼吸強度，圖中呼吸強度為5mm

15、ol每小時.(2)圖中B點表示光補償點，產(chǎn)生光合作用強度與呼吸作用的強度相等.(3)據(jù)圖分析可知，Si表示O-B段有機物的凈消耗量，0表示B-D段有機物的凈積累量.(4)圖中Si表示O-B段有機物的凈消耗量，S2表示B-D段有機物的積累量；S3表示B-D段有機物的消耗量.所以0-D間，該植物葉片光合作用有機物的凈積累量為S2-Si.光合作用有機物的合成總量為S2+S3.(5)當光照強度處于圖乙中的D點時，該植物每平方米葉片每小時釋放氧氣量為5+12=17mmol.根據(jù)光合作用的總反應式，每釋放6mmol氧氣，要消耗immol葡萄糖，所以該植物每平方米葉片每小時通過光合作用能合成(17/6)mm

16、ol葡萄糖(葡萄糖的摩爾質(zhì)量是180g/mol),即(17/6)勺000molM80g/mol=0.51克；當光照強度處于圖乙中D點時，光合速率大于呼吸速率，所以葉綠體產(chǎn)生的O2除了擴散到同一細胞的線粒體用于呼吸作用外，還有部分擴散到細胞外.故答案為：(1) 5B(3)凈消耗量凈積累量(4) S2-S1S2+S3(5) 0.51擴散到同細胞內(nèi)(用于線粒體的呼吸作用)和細胞外13.黑藻是一種比較常見的水生植物.將黑藻放在特定的實驗裝置內(nèi)，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響(其余的實驗條件處于理想狀態(tài))，實驗以CO2的吸收量與釋放量為指標，結果如表所示.溫度(C)5101520253035光照下吸

17、收CO2(mg/h)1.001.752.503.153.753.533.10黑暗中釋放CO2(mg/h)0.500.751.251.752.253.003.50(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖1坐標中繪出不同溫度下光合作用吸收CO2的直方圖.(2)根據(jù)表3可知：黑藻的光合速率隨溫度升高而升高，原因是.(3)若在晝夜不停的光照下，黑藻生長的最適宜溫度是;若每天光照10小時，其余時間置于黑暗環(huán)境中，溫度保持在30c的條件下，黑藻(能/不能)生長.圖2表示黑藻葉肉細胞的部分代謝過程，數(shù)字代表物質(zhì)，字母代表細胞器.圖1圖2(4)圖2中，a結構表示,物質(zhì)表示,物質(zhì)在b結構中的處參與反應，物質(zhì)在c結構中的處參與反

18、應.(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，b結構產(chǎn)生的最多時的溫度是.13【解答】解：(1)表格中光照下吸收CO2為光合作用的凈釋放量，黑暗中釋放CO2為呼吸作用產(chǎn)生的CO2量，因此可以根據(jù)表格中數(shù)據(jù)計算出不同溫度下光合作用吸收CO2總量，如5c為1.5,10C為2.5等等.由此作圖即可.具體見答案.(2) 一定溫度范圍內(nèi)，光合作用的酶的活性隨溫度的升高而增大，所以黑藻的光合速率隨溫度升高而升高.(3)在晝夜不停的光照下，分析表格數(shù)據(jù)可以看出，25c時，凈光合作用最高，最適合植物生長，30c時每小時的實際光合作用速率是3.00+3.53=6.53mg/h,所以光照10小時，其余時間置于黑暗環(huán)境中，有機物的積累量

19、為：10>6.53-24X3.00C0,故植物不能生長.(4)圖2中，a結構表示液泡，是丙酮酸，水的光解在b葉綠體中的類囊體膜處參與反應；物質(zhì)氧氣與H結合生成水在c線粒體的內(nèi)膜處參與反應.(5)據(jù)表分析，35c時每小時的實際光合作用速率是3.50+3.00=6.5mg/h,產(chǎn)生的氧氣最多.故答案為：(1)如圖(2) 一定溫度范圍內(nèi)，酶的活性隨溫度的升高而增大二三一三一=.-_25.實驗小組想利用下列裝置測定某植物的光合作用強度，請回答有關問題.(1)若乙裝置為對照組，則其和甲裝置的區(qū)別應為.(2)測定植物的凈光合作用強度.在甲、乙兩裝置的燒杯中加入溶液(NaOH或NaHCO3).將兩裝置

20、放在適宜的光照下照射1h,測定紅墨水滴的移動距離.實驗結果：乙裝置中紅墨水滴向右移動0.5cm,甲裝置中紅墨水滴向移動4cm.(3)測定植物的呼吸強度.在甲、乙裝置的燒杯中加入溶液(NaOH或NaHCO3).將兩裝置放在環(huán)境中1小時，溫度與(2)中溫度相同.實驗結果：乙裝置中紅墨水滴向右移動0.1cm,甲裝置中紅墨水滴向移動1.5cm.(4)綜合分析可知，該植物的實際光合強度為每小時紅墨水滴向移動cm.25.【解答】解：(1)實驗中要排除微生物呼吸、瓶中空氣受溫度等變化影響，故在乙裝置中放置死亡的植物.(1) 凈光合速率可以用單位時間內(nèi)氧氣的生成量、CO2的吸收量或是有機物的積累量表示，現(xiàn)要用

21、該裝置測凈光合要通過檢測氣體變化來表示，燒杯中是NaHCO3溶液，可以補充光合作用吸收消耗的CO2,確保裝置中甲中紅墨水移動是光合作用釋放的O2引起的，以此來表示凈光合作用速率.由前面分析可知甲中光合作用時內(nèi)部的氣體整體會增多，故向右移動.(2) 測呼吸作用強度，首先應該排除光合作用的影響，故裝置放在黑暗的環(huán)境中，在黑暗里只植物進行呼吸作用不進行光合作用，植物呼吸作用O2的利用量等于O2的吸收量，植物呼吸作用CO2的產(chǎn)生量等于CO2的釋放量，故可以用O2的吸收量或是CO2的釋放量來表示呼吸作用.在甲乙燒杯中加入NaOH可以吸收呼吸作用產(chǎn)生的CO2從而確保裝置甲中氣體變少是由于呼吸作用吸收O2導

22、致的.甲裝置中氣體減少，故向左移動.(3) 實際光合作用等于凈光合+呼吸作用，通過甲乙裝置對比排除裝置內(nèi)微生物呼吸及氣體受溫度變化等的影響，可知每小時凈光合導致右移4-0.5=3.5cm,每小時呼吸作用導致向左移動1.5+0.1=1.6cm,故綜合來看實際光合強度導致每小時3.5+1.6=5.1(cm).故答案為：(4) 裝置中放置死亡的植物(5) NaHCO3右(6) NaOH黑暗左(4)右5.19.右圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度。該裝置放在20c環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL,毛細管內(nèi)的水滴在位置X。30分鐘后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X的位置。據(jù)此回答下列問題：水蜀川毛雕