(完整版)光合作用图像

（2）由呼吸作用每小时产生的CO2量是8mg，计算出消耗的葡萄糖量。
1806×44
y8
解得y=5.5（mg）
由题干知，植物每小时真正（总的）能产生葡萄糖30mg，呼吸作用消耗5.5mg，则净生产量为30－5.5=24.5mg。
解此问还可以根据CO2的实际减少量来计算。由题干知，在光照条件下容器内的CO2的含量每小时减少36mg，这是与植物的呼吸作用无关的，减少的CO2全部作为光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是净产生的葡萄糖。
光合作用和呼吸作用生成物量的计算
在近几年的高考及各地市模拟试题中，有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算题频频出现。这类试题涉及植物的光合作用和呼吸作用两大生理过程，同时还与化学知识相结合，是综合性较强的热点试题。
一.方法与技巧
光合作用强度大小的指标一般用光合速率表示。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。绿色植物每时每刻（不管有无光照）都在进行呼吸作用，分解有机物，消耗氧气，产生二氧化碳。而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，只有在光照条件下才能进行。也就是说，植物在进行光合作用吸收二氧化碳的同时，还进行呼吸作用释放二氧化碳，而呼吸作用释放的部分或全部二氧化碳未出植物体又被光合作用利用，所以把在光照下测定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用从外界吸收的量，没有把呼吸作用产生出的二氧化碳计算在内）称为表现光合速率或净光合速率。如果在测光合速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表现光合速率上去，则得到真正光合速率。
例1（山东理综）以测定的CO2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
呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确
的是：
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的
有机物的量与30℃相等
B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累
的有机物的量最多
C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机
物的量开始减少
根据给出的已知条件：充足的光照，容器中二氧化碳含量每小时减少45mg，用于光合作用。由于每小时制造45mg葡萄糖需要66mg的二氧化碳，所以还有21mg的二氧化碳来自呼吸作用产生的（66mg-45mg=21mg）。
在黑暗条件下，容器中二氧化碳每小时增加了20mg。在黑暗条件下，不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。在光照条件下，绿色植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，每小时呼吸作用产生的二氧化碳为21mg。相比之下，说明绿色植物在光照条件下呼吸强度大。
有关光合作用和呼吸作用的计算会涉及葡萄糖的生成量、消耗量和积累量，氧气的生成量、消耗量，二氧化碳的同化量、生成量，能量等计算问题。
计算依据的知识是：
光合作用的总反应式：
有氧呼吸的总反应式：
无氧呼吸的总反应式：
1mol葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量为2870KJ，其中1161KJ左右的能量储存在ATP中；1mol的葡萄糖
(4)称重比较:将各同号之A、B按对应部分重叠,切下等大的方形叶块(如图中的虚线部分),分别烘干至恒重,称重、记录Wa,Wb,请你设计表格，以记录和分析实验数据（假定选定的叶片是4片）
(5)W=Wa-Wb,则W表示的生物学意义是：_____________________________________________________________.
在光照条件下，每小时呼吸作用产生21mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时照5小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为71.6mg(14.32mg×5)。
在黑暗条件下，每小时呼吸作用产生20mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克：180/264＝Z/20，消耗葡萄糖约为13.64mg。黑暗19小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为259.16mg(13.64mg×19)。所以此植物一昼夜共消耗葡萄糖约为330.76mg(71.6mg+259.16mg)。
在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖，5小时共制造225mg葡萄糖。一昼夜共消耗约330.76mg的葡萄糖，所以在此种条件下，有机物的含量在减少。
例2“半叶法”是测定光合作用强度的常用方法，其基本过程是：将植物对称叶片的一部分（图中A）剪下置于暗处，另一部分（图中B）则留在植株上进行光合作用。一段时间后，在A、B的对应部分截取相同大小的叶片并烘干称重，然后计算出光合作用强度(mg/dm2 ·h)
图2：与1不同之处，曲线的起点为0，光合作用CO2吸收量代表光合作用强度总值。O点表示光合作用强度为0，A点表示光合作用强度达到最大值，在OA之间存在一点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。
图3：CO2浓度代表外界环境中CO2的剩余量，其中AB区段和EF区段表示呼吸作用强度大于光合作用强度，B点和E点表示呼吸作用强度等于光合作用强度，BE区段表示光合作用强度大于呼吸作用强度（CD区段表示中午光照过强，温度过高，蒸腾作用增大，导致叶片气孔关闭，从而减少CO2供应，光合作用相对较弱，但光合作用强度还是大于呼吸作用强度的）
例析光合作用强度曲线变化规律
光合作用是高中生物的重点和难点，光合作用强度曲线变化图解是近几年高考常见题型，是一种综合能力的体现，学生在做有关光合作用强度计算题、点位变换题时，把握不准曲线代表的含义，经常出现错误，现就教学中常见光合曲线有关图形变化归纳分析如下：
一、光合作用强度的净值与总值判定
分析曲线分三步：一看坐标轴，首先看它的横纵坐标含义；二看关键点，包括起点、转折点、终点等；三看图走向，看曲线趋势。
（1）在上述光照和黑暗条件下，这绿色植物的呼吸强度哪一个强？
（2）若在一昼夜给5h光照，19h黑暗的情况下，此植物体消耗葡萄糖__________mg，其有机物含量的变化是增加还是减少？
解析：根据光合作用的总反应式可求出在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖所利用的二氧化碳的量为66mg。计算依据光合作用生成1摩尔的葡萄糖需要利用6摩尔的二氧化碳。葡萄糖的相对分子质量为180，6分子的二氧化碳的相对分子质量为264。所以180/264=45/x（x代表在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖所利用的CO2的质量），x =66mg。
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼
吸作用消耗的有机物的量相等
点评：常见的光合作用总值表示方法：①制造（生产）有机物的量；②光合作用CO2吸收量；③光合作用O2释放量。常见的光合作用净值表示方法：①积累有机物的量；②光下环境中CO2吸收量；③光下环境中O2释放量。由题干信息可知，CO2吸收量与释放量为外界环境下的测得值，则虚线表示光合作用强度净值量，实线表示呼吸强度，在一定温度下，光合作用制造的有机物的量=光合作用净值量+呼吸作用消耗有机物的量，即35℃时为6.5mg/h，25℃时积累量最多，两曲线的交点表示光合作用净值量与呼吸作用消耗的有机物的量相等。
在分解成乳酸后，释放的总能量为196.65KJ，其中61.08KJ的能量储存在ATP中。绿色植物积累的有机物是光
合作用制造的有机物的量减去呼吸作用消耗的有机物的量。
例1将某一绿色植物置于一个大型密封玻璃容器中，在一定条件下给予充足的光照，容器中二氧化碳的含量每小时减少了45mg；放在黑暗条件下，容器中二氧化碳每小时增加了20mg，据实验测定，这绿色植物在上述光照条件下，每小时制造葡萄糖45mg。请据此回答下列问题：
（6）同样假设小叶片初始重量为m,5h内光合作用制造有机物的量为a,吸吸消耗的有机物量为b,Wc=m,Wb=m+a-b,
Wb-Wc=a-b,表示的是光照下被截取的叶片5h光合作用有机物的积累量（净光合作用量）。
让学生不明白的是后两问，同样是求光合作用量，为什么一个是光合作用总量，一个是光合作用净量，光合作用总量等于净量加上呼吸作用消耗量，第（4）步两小块叶都进行了呼吸作用，第（5）步，只有光下的叶进行呼吸作用，烘干的小叶已死亡不再呼吸，所以二者不同，为了更好区分二者，最好用数据来进行设定光合作用和呼吸作用的量，这样学生就不会弄错，且清楚明白，记忆深刻
主要实验步骤：
（1）在田间选取有代表性的植物绿叶若干，编号。
（2）叶基部处理：为了确定选定叶片的______不外运或从外部运入,同时不影响___________的供应,必须采用环割或烫伤等措施破坏叶柄的韧皮部(筛管),而又不伤及木质部(导管).
(3)剪最样品:按编号分别剪下对称叶的A部(不剪下主脉),置于湿润黑暗处,5h后再依次剪下B,同样按编号置于湿润黑暗处.
6×44 180
36 z
解得z=24.5（mg）
（3）根据上述（1）（2）的计算结果，可知一昼夜（24h）中，4h制造的葡萄糖总量为4×30=120mg，消耗总量为24×5.5=132mg，说明该植物体内有机物含量减少。或者先计算4h产生的葡萄糖量为4×24.5=98mg，再计算20h黑暗条件下（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量为20×5.5=110mg，然后再比较这两个数据，可得出同样结论。
即：真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，具体可表达为：
真正光合作用CO2吸收量=表观光合作用CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量
如果将上述公式推广到氧气和葡萄糖，则得到下列公式：
真正光合作用O2释放量=表观光合作用O2释放量+呼吸作用O2吸收量
真正光合作用葡萄糖合成量=表观光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量
图1：纵坐标为CO2吸收量，曲线的起点为负值，则CO2吸收量代表光合作用强度净值量。A点表示只进行呼吸作用，B点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，即光补偿点；C点表示光合作用强度净值量达到最大值，即光饱和点。AB区段表示呼吸作用强度大于光合作用强度，BC区段表示光合作用强度大于呼吸作用强度，植物有机物积累增多。
（1）先利用化学方程式计算出光照条件下，光合作用每小时真正产生30mg葡萄糖需要消耗的CO2量。
6×44180
x 30
解得x=44（mg）
从上面的计算结果可知，植物真正产生30mg的葡萄糖，需要44mg的CO2，而实际上容器内CO2的含量每小时只减少36mg，还有44－36=8mg的CO2来自光照条件下的呼吸作用。与题干中不给光照时（只能进行呼吸作用）产生的CO2量相等。所以在该条件下，光照时呼吸作用强度与黑暗时呼吸作用强度是相等的。