光合作用与呼吸作用的相关计算

解析题目：

例1 将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置中。研究在10℃、20℃的温度下,分别置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。

(1)该叶片的呼吸速率在20℃下是10℃下的倍。

(2)该叶片在10℃、5000勒克斯的光照条件下,每小时光合作用所产生的氧气量是

mg。

(3)该叶片在20℃、20000勒克斯的光照条件下,如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为 mg。

解析：

1、要弄清题干中告诉我们的信息是什么？——要抓住所示气体量变化量为实际测得的，即“植物从外界吸收的氧气量是净产量，而不是植物实际的产生量”是关键。

2、需要解决的问题是什么？——每小时光合作用所产生的氧气量和每小时产生的葡萄糖是实际产生量还是净产量（均为实际产量）。

（1）黑暗时因只进行呼吸作用，因此测得的氧气吸收量就是它实际消耗的O2量，在200C时呼吸速率：1.5mg，在100C时呼吸速率：0.5mg，因此该叶片的呼吸速率在200C时是100C时的3倍；

（2）光照时测得的O2释放量则是释放到外界的，是净产量。

光合作用实际产生的氧气量=测得的+自身呼吸消耗的

=释放的O2量3.5 mg（净产量）+ 呼吸消耗0.5mg

=4mg

（3）光合作用实际产生的氧气量=测得的+自身呼吸消耗的

=释放的O2量6 mg（净产量）+ 呼吸消耗1.5mg

=7.5mg

根据反应式，设产生葡萄糖为X，则

6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+ 6H2O

180 192

X 7.5

X = 180× 7.5 ÷ 192=7.03 mg

参考答案：（1）3 （2）4 （3）7.03

例2 在25℃，有氧条件下，某植物在黑暗中，每小时产生CO2为44mg，给予充足光照后，每小时吸收44mgCO2，则该植物每小时实际合成的C6H12O6的量为 mg。

解析：

教师：首先，该植物在黑暗中产生的CO2来自有氧呼吸，因此测得的产生的CO2就是呼吸作用实际消耗量。其次，该植物每小时向外界吸收CO244mg为测量值，即为光合作用净产量。

它们之间的关系并以量化的形式表达出来。

光合作用实际消耗的CO2量=测得的+自身呼吸产生的

= CO2吸收量44 mg（净产量）+ 呼吸产生CO244mg

=88mg

据光合作用反应方程式：

6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+6 H2O

264 180

88 X

X =88×180÷264

则该植物每小时实际合成C6H12O6 为60 mg。

教师小节：

其中A1、A2、A3这三项可以按1：6：6的摩尔比计算；B1、B2、B3；C1、C2、C3也可以按1：6：6的摩尔比计算。

呼吸作用葡萄糖消耗量亦可由黑暗中测得的氧气消耗量（减少量）或CO2释放量（增加量）通过呼吸作用总反应式求出。

C6H12O6+6O2+ 6H2O 6CO2+12H2O+能量

例3:有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量和呼吸作用中CO2的释放量，图A曲线表示：分别在15℃和30℃条件

下，测定叶绿体在不同光照和不同温度条件下每小时CO2的吸收量；图B曲线表示：在不同温度条件下测得的线粒体呼吸作用每小时CO2的释放量。请仔细分析后回答下列问题：

μg／h/10g；

(1)在温度为30℃，光照为8000勒克斯的条件下，离体叶绿体的光合作用强度为___

μg/h/10g。在光照强度相同，在温度为15℃，光照为8000勒克斯时，离体叶绿体的光合作用强度为___

温度不同的的条件下，光合作用强度不同，是因为受光合作用的______过程的限制。

μg／h/10g和____μg／h/10g。

(2)离体线粒体在温度为 15℃和30℃时的呼吸作用强度分别为____

(3)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在30℃条件下的叶肉细胞内既不吸收CO2也不释放CO2的光照强度为__________勒克斯，此时光合作用正好补偿呼吸作用的消耗，呼吸作用所释放出的CO2正好用于_______。

(4)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯时，光照10h，然后转入无光条件下，温度也为30℃时，10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖_______μg。如果黑暗条件下的温度平均为15℃，则10克叶肉组织积累葡萄糖_______μg。（比赛看看谁的解题方法多）

(5)根据第(4)小题计算的结果，解释种在新疆吐鲁番的哈密瓜比种在江苏的品质要好的原因是___________________________________________________。

解析读懂曲线，本题目所设条件叶绿体与线粒体已分离，在测定叶绿体的光合作用时不存在呼吸作用的影响。所以光合作用和呼吸作用速率（或强度）只要直接读取曲线中的有关数据就可以了。

第(3)小题所设条件是叶肉细胞，内有叶绿体和线粒体，在光下既进行光合作用又进行呼吸作用，光合作用释放的O2有一部分被呼吸作用消耗掉，呼吸作用释放的CO2被光合作用吸收掉。当光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2量相等时的光照强度称为光补偿点。在图B曲线中查出在30℃时每小时产生CO2量为1．5μg，在图A中查出在30℃时的每小时吸收CO21．5μg时的光照强度为1500勒克斯。

第(4)小题可以通过以下几种方法来计算：

解法一：先通过光合作用反应式，算出10g叶肉细胞在30℃、8000勒克斯光照条件下光合作用10h葡萄糖的总生成量。

6CO2 + 12H2O C6H12O6+ 6O2 + 6H2O

264 180

8μg×10=80μg X

X = 80 × 180 ÷ 264=54.55μg

再通过呼吸作用反应式计算出一昼夜所消耗的葡萄糖量。

C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量