真光合速率、表观净光合速率和呼吸速率三者之间的关系

1、真光合速率、表观（净）光合速率和呼吸速率三者之间的关系（1）光合速率、呼吸速率的概念光合速率：指在单位时间内，单位面积的叶片合成有机物的速率。表观（净）光合速率：光照下测定的CO2吸收速率（或O2释放速率）。实际（总）光合速率：植物在光下实际合成有机物的速率。计算公式：实际光合速率=表观光合速率+呼吸速率。具体可表示为：实际光合速率=从外界吸收CO2的速率+呼吸释放CO2的速率，或实际光合速率=释放O2的速率+呼吸消耗O2的速率。表示方法：单位时间内，单位面积叶片吸收的CO2量或释放的O2量。单位：CO2量或O2量/（单位面积单位时间）。呼吸速率：是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率

2、。表示方法：单位时间内，释放的CO2量或吸收的O2量。测定条件：黑暗条件下。（2）图解形式分析三者关系关键点分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸，释放的CO2的量即是此时的呼吸强度（如图2）。AB段时细胞呼吸强度大于光合作用强度（如图3）。B点所示光照强度为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，净光合量为0（如图4）。BC段时光合作用强度大于细胞呼吸强度，净光合量大于0,就植物来说，只有净光合量大于0,才能正常生长（如图5）。C点表示光合作用速率达到最大值时的最低光照强度。若改变某一因素（如CO2浓度），使光合作用速率增大（减小），而呼吸作用不

3、受影响时，光补偿点应左移（右移），光饱和点应右移（左移）;若改变某一因素（如温度）,使呼吸作用速率增大（减小），则光补偿点应右移（左移）。（3）光合速率与植物生长当净（表观）光合速率0时，植物积累有机物而生长；净光合速率=0时,植物不能生长；净光合速率0时,植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡特别提醒：植物所有的生活过程都受温度的影响。在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速率。但是温度对光合作用和细胞呼吸的影响不同（如图所示），所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。特别提醒：解答有关光合作用和细胞呼吸的计算问题的几个问题（1）光合作用和细胞呼吸的

4、原料和产物正好相反，但二者不是可逆过程。光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的，从周围空气中吸收的（若是水生植物，则是从周围的水中吸收的）。光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周围的空气中（当光合速率大于呼吸速率时）。光合作用制造（等同生产、合成）的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累（当光合速率大于呼吸速率时）。因此，当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳吸收量+呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量。特别提醒：，葡萄糖在

5、细胞质基质1 .有氧呼吸过程中线粒体直接利用的是丙酮酸而不能直接利用葡萄糖中被利用。2 .无氧呼吸不需要O2的参与，但仍属于氧化还原反应。3 .不产生酒精并不意味着只进行有氧呼吸，还有可能进行产生乳酸的无氧呼吸。4 .利于蔬菜水果的保鲜的条件并非是无氧、零下低温，而是低氧、零上低温。5 .实验中CO2的吸收量和O2释放量的实测值并非真正的光合作用速率，而表示的是净光合速率。若题目中谈到有机物时用管成“、制造”等表述，则该数值表示真正光合速率。若用积累”、增加”等表述，则表示净光合速率。6 .叶肉细胞在光下，不仅进行光合作用，同时进行细胞呼吸。8.盛有绿色植物的密闭容器中呼吸速率。光合作用速率与

6、呼吸作用速率(1)呼吸速率的表示方法：7.光合作用的光反应必须在光下进行，暗反应虽不需要光照，但需要光反应提供的H和ATP;暗反应为光反应也提供两种物质：ADP和Pio没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应有机物也无法合成，生命活动也就不能持续进行。CO2浓度不变时植物并非不进行光合作用，而是光合速率等于植物置于黑暗环境中，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(2)净光合速率和真正光合速率净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示；真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。表观(净)光合速率的测定方法(如图)(1)NaH

7、CO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。水滴毛如竹绿色粒物(2)植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。(3)条件：整个装置必须在光下。如何区分真光合速率和净光合速率，现归纳如下：表示真光合作用速率植物叶绿体吸收的二氧化碳量；植物叶绿体释放的氧气量；植物叶绿体产生、制造、合成有机物(或葡萄糖)的量；植物光合作用吸收的二氧化碳量；植物光合作用产生、制造的氧气量；植物光合作用产生、制造、合成有机物(或葡萄糖)的量。表示净光合作用速率植物叶片吸收的二氧化碳量

8、；容器中减少的二氧化碳量；植物叶片释放的氧气量；容器中增加的氧气量；植物叶片积累或增加的有机物(或葡萄糖)的量。1.以测定的CC2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。下列分析正确的是丹一光.照下匚。曲H一黑胃中棒放址ll.ftmt.400|U-2rtil.惟X10对刖一空II"甲乙M曾安拼±三"二A.光照相同时间，在20c条件下植物积累的有机物的量最多B.光照相同时间，35c时光合作用制造的有机物的量与30c相等C.如果该植物原重Xkg,置于暗处4h后重(X-l)kg,然后光照4h后重(X+2)kg,则-1总光合速率

9、为3/4kg.h1.B【解析】试题分析：分析曲线可知，25c条件下植物的净光合作用速率最大，则光照相同时间，25c条件下植物积累有机物量最多，故A错误；光照下CO吸收量为净光合作用量，黑暗中CO释放量为呼吸作用量，则光合作用制造的有机物的量=净光合作用量+呼吸作用量，因此图中35c与30c的光合作用制造的有机物的量相等，均为6.5,故B正确；如果该植物原重为Xkg,置于暗处4h后，重量为(X-l)kg,说明呼吸速率为1/4kg.h-1,光照4h后重量为(X+2)kg,净光合作用速率为(X+2)-(X-1)/4=3/4(kg.h-1),则实际光合作用速率=净光合速率+呼吸速率=3/4+1/4=1

10、(kg.h-1),故C错误；若将乙装置中的NaHCO溶液换成蒸储水，则装置在黑暗条件下进行有氧呼吸时气体体积不变，不能彳#到B曲线，故D错误。27 .某同学用下图所不实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1mm,实验开始时，打开软管夹，将装置放入25c水浴中，10min后关闭软管夹。随后每隔5min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析中。正确的是rfc-Ate刻度尺一橡皮忤软管夹、一玻明管nM毛蒯管液滴A.图中x为NaOH容液，软管夹关闭后液滴将向右移动8 .在20min30min内氧气的平均吸收速率为6.5mmzminC.如将X换为清水，并将试管充入N2

11、即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率D.增设的对照实验只将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中7 .B【解析】图中X为NaOH§液，可以吸收果蝇幼虫通过呼吸作用产生的二氧化碳，因此装置中液滴的移动是由Q的消耗量引起。当软管夹关闭后，因装置中的果蝇幼虫在有氧呼吸的过程中消耗Q,导致装置中的气体压强降低，液滴将向左移动，A项错误；在2030min内氧气的平均吸收速率为(13065)mrm1mmf/10=6.5mrrYmin,B项正确；如将X换为清水，并将试管充入N,因缺乏O2,果蝇幼虫不能进行有氧呼吸，即使短时间内果蝇幼虫能进行无氧呼吸，但因其无氧呼吸既不消耗Q、也不产生CO,装置中的

12、气体压强不变，液滴不移动，所以无法测定果蝇幼虫无氧呼吸速率，C项错误；增设的对照实验应该将装置中的果蝇换成加热杀死的死果蝇或不加果蝇，其余的处理与该装置相同，D项错误。8 .以测定的CO的吸收速率与释放速率为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是-一光缴下C5的吸收速率黑暗中C6的释放速率。102030温度()A.光照相同时间，35C时光合作用制造的有机物的量与30c时相等B.光照相同时间，在20c条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25c时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动8.

13、A【解析】光照下二氧化碳的吸收速率代表了净光合作用，黑暗中的二氧化碳释放速率代表了呼吸作用强度。光照相同时间，35度时光合作用制造的有机物是3.5+3=6.5,30度时有机物制造量是3+3,5=6.5,故A正确。光照时间相同，在25度下积累的有机物最多，故B错误。温度高于25度时光合作用制造的有机物量还没有减少，故C错误。其它条件不变，光照强度适当增强时，光合作用强度增大，呼吸作用强度基本不变，两曲线交点向右上方移动，故D错误。1 .如图表示某植物叶片O2吸收量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量.若已知该植物光合作用最适温度为25C,下图为CO2浓度一定，环境温度为25c时不同光照条件下测得

14、的该植物的光合作用强度(每平方米植物叶片每小时O2吸收量表示).(1)该植物的呼吸作用强度为每平方米植物叶片每小时mmol(以O2吸收量表不).(2)光照强度为(填写字母)时该呼吸作用强度等于光合作用强度.(3) OB时段，S1表示该植物叶片有机物量；BD时段，S2表示该植物叶片有机物量.(4) OD时段，该植物叶片光合作用有机物的净积累量为,光合作用有机物的合成总量为.(5) 当光照强度处于图中的D点时，该植物每平方米叶片每小时通过光合作用能合成有机物(葡萄糖)克，此时所产生的O2的去向是.必唧也量小时)1.【解答】解：(1)据图分析，光照强度为0时表示该植物的呼吸强度，图中呼吸强度为5mm

15、ol每小时.(2)图中B点表示光补偿点，产生光合作用强度与呼吸作用的强度相等.(3)据图分析可知，Si表示O-B段有机物的净消耗量，0表示B-D段有机物的净积累量.(4)图中Si表示O-B段有机物的净消耗量，S2表示B-D段有机物的积累量；S3表示B-D段有机物的消耗量.所以0-D间，该植物叶片光合作用有机物的净积累量为S2-Si.光合作用有机物的合成总量为S2+S3.(5)当光照强度处于图乙中的D点时，该植物每平方米叶片每小时释放氧气量为5+12=17mmol.根据光合作用的总反应式，每释放6mmol氧气，要消耗immol葡萄糖，所以该植物每平方米叶片每小时通过光合作用能合成(17/6)mm

16、ol葡萄糖(葡萄糖的摩尔质量是180g/mol),即(17/6)勺000molM80g/mol=0.51克；当光照强度处于图乙中D点时，光合速率大于呼吸速率，所以叶绿体产生的O2除了扩散到同一细胞的线粒体用于呼吸作用外，还有部分扩散到细胞外.故答案为：(1) 5B(3)净消耗量净积累量(4) S2-S1S2+S3(5) 0.51扩散到同细胞内(用于线粒体的呼吸作用)和细胞外13.黑藻是一种比较常见的水生植物.将黑藻放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件处于理想状态)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标，结果如表所示.温度(C)5101520253035光照下吸

17、收CO2(mg/h)1.001.752.503.153.753.533.10黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.251.752.253.003.50(1)根据表中数据，在图1坐标中绘出不同温度下光合作用吸收CO2的直方图.(2)根据表3可知：黑藻的光合速率随温度升高而升高，原因是.(3)若在昼夜不停的光照下，黑藻生长的最适宜温度是;若每天光照10小时，其余时间置于黑暗环境中，温度保持在30c的条件下，黑藻(能/不能)生长.图2表示黑藻叶肉细胞的部分代谢过程，数字代表物质，字母代表细胞器.图1图2(4)图2中，a结构表示,物质表示,物质在b结构中的处参与反应，物质在c结构中的处参与反

18、应.(5)根据表中数据，b结构产生的最多时的温度是.13【解答】解：(1)表格中光照下吸收CO2为光合作用的净释放量，黑暗中释放CO2为呼吸作用产生的CO2量，因此可以根据表格中数据计算出不同温度下光合作用吸收CO2总量，如5c为1.5,10C为2.5等等.由此作图即可.具体见答案.(2) 一定温度范围内，光合作用的酶的活性随温度的升高而增大，所以黑藻的光合速率随温度升高而升高.(3)在昼夜不停的光照下，分析表格数据可以看出，25c时，净光合作用最高，最适合植物生长，30c时每小时的实际光合作用速率是3.00+3.53=6.53mg/h,所以光照10小时，其余时间置于黑暗环境中，有机物的积累量

19、为：10>6.53-24X3.00C0,故植物不能生长.(4)图2中，a结构表示液泡，是丙酮酸，水的光解在b叶绿体中的类囊体膜处参与反应；物质氧气与H结合生成水在c线粒体的内膜处参与反应.(5)据表分析，35c时每小时的实际光合作用速率是3.50+3.00=6.5mg/h,产生的氧气最多.故答案为：(1)如图(2) 一定温度范围内，酶的活性随温度的升高而增大二三一三一=.-_25.实验小组想利用下列装置测定某植物的光合作用强度，请回答有关问题.(1)若乙装置为对照组，则其和甲装置的区别应为.(2)测定植物的净光合作用强度.在甲、乙两装置的烧杯中加入溶液(NaOH或NaHCO3).将两装置

20、放在适宜的光照下照射1h,测定红墨水滴的移动距离.实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动0.5cm,甲装置中红墨水滴向移动4cm.(3)测定植物的呼吸强度.在甲、乙装置的烧杯中加入溶液(NaOH或NaHCO3).将两装置放在环境中1小时，温度与(2)中温度相同.实验结果：乙装置中红墨水滴向右移动0.1cm,甲装置中红墨水滴向移动1.5cm.(4)综合分析可知，该植物的实际光合强度为每小时红墨水滴向移动cm.25.【解答】解：(1)实验中要排除微生物呼吸、瓶中空气受温度等变化影响，故在乙装置中放置死亡的植物.(1) 净光合速率可以用单位时间内氧气的生成量、CO2的吸收量或是有机物的积累量表示，现要用

21、该装置测净光合要通过检测气体变化来表示，烧杯中是NaHCO3溶液，可以补充光合作用吸收消耗的CO2,确保装置中甲中红墨水移动是光合作用释放的O2引起的，以此来表示净光合作用速率.由前面分析可知甲中光合作用时内部的气体整体会增多，故向右移动.(2) 测呼吸作用强度，首先应该排除光合作用的影响，故装置放在黑暗的环境中，在黑暗里只植物进行呼吸作用不进行光合作用，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的产生量等于CO2的释放量，故可以用O2的吸收量或是CO2的释放量来表示呼吸作用.在甲乙烧杯中加入NaOH可以吸收呼吸作用产生的CO2从而确保装置甲中气体变少是由于呼吸作用吸收O2导

22、致的.甲装置中气体减少，故向左移动.(3) 实际光合作用等于净光合+呼吸作用，通过甲乙装置对比排除装置内微生物呼吸及气体受温度变化等的影响，可知每小时净光合导致右移4-0.5=3.5cm,每小时呼吸作用导致向左移动1.5+0.1=1.6cm,故综合来看实际光合强度导致每小时3.5+1.6=5.1(cm).故答案为：(4) 装置中放置死亡的植物(5) NaHCO3右(6) NaOH黑暗左(4)右5.19.右图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20c环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL,毛细管内的水滴在位置X。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此回答下列问题：水蜀川毛雕