光合作用和呼吸作用生成物量的計算

1、有關(guān)光合作用和呼吸作用生成物量的計算在近幾年的高考及其他考試的試題中，有關(guān)光合作用和呼吸作用生成物量的計算題頻頻出現(xiàn)。這類試題涉及植物的光合作用和呼吸作用兩大生理過程，同時還與化學(xué)知識相結(jié)合，是綜合性較強的熱點試題。但學(xué)生在解答此類試題時常常感到困難，甚至不知如何分析?，F(xiàn)以典型題目為例，分析以下此類試題的解題思路，供大家參考。一、例題將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在一定條件下不給光照，co2的含量每小時增加8mg；如給予充足的光照后，容器內(nèi)co2的含量每小時減少36mg。據(jù)實驗測定上述光照條件下光合作用每小時能產(chǎn)生葡萄糖30 mg。請回答： （1）上述條件下，比較光照時呼吸作用的強度與黑

2、暗時呼吸作用的強度是的_。 （2）在光照時植物每小時葡萄糖的凈生產(chǎn)量是_mg。 （3）若一晝夜中先光照4h，接著放置在黑暗的條件下20 h，該植物體內(nèi)有機物含量的變化是_。二、分析光合作用強度大小的指標(biāo)一般用光合速率表示。光合速率通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳的毫克數(shù)表示。由于綠色植物每時每刻（不管有無光照）都在進行呼吸作用，分解有機物，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳；而光合作用合成有機物，吸收二氧化碳，釋放氧氣，只在有光條件下才能進行。也就是植物在進行光合作用吸收二氧化碳的同時，還進行呼吸作用釋放二氧化碳，而呼吸作用釋放的部分或全部二氧化碳未出植物體又被光合作用利用，所以人們把在光照下測定

3、的二氧化碳的吸收量（只是光合作用從外界吸收的量，沒有把呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳計算在內(nèi)）稱為表觀光合速率或凈光合速率。如果我們在測光合作用速率時，同時測其呼吸速率，把它加到表觀光合速率上去，則得到真正光合速率。即：真正光合速率表現(xiàn)光合速率呼吸速率具體可表達為：真正光合作用co2的吸收量表觀光合作用co2的吸收量呼吸作用co2釋放量 如果將上述公式推廣到氧氣和葡萄糖，則得到下列公式：真正光合作用o2釋放量表觀光合作用o2釋放量呼吸作用o2吸收量真正光合作用葡萄糖合成量表觀光合作用葡萄糖合成量呼吸作用葡萄糖分解量三、求解 根據(jù)上面的分析和題意可知，光照時葡萄糖凈（表現(xiàn)）生產(chǎn)量是光合作用每小時產(chǎn)生的真

4、正的（總的）葡萄糖量減去呼吸作用每小時消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量與co2量求解有直接關(guān)系，可通過co2量的變化推測有機物（葡萄糖）含量的變化。 （1）先利用化學(xué)方程式計算出光照條件下，光合作用每小時真正產(chǎn)生30 mg葡萄糖需要消耗的co2量。 從上面計算結(jié)果可知，植物真正產(chǎn)生30mg的葡萄糖，需要44 mg的co2，而實際上容器內(nèi)co2的含量每小時只減少36 mg，還有 mg的co2來自光照條件下呼吸作用釋放出來的。與題目交待的不給光照時（只能進行呼吸作用）產(chǎn)生的co2量相等。所以在該條件下，光照時呼吸作用的強度與黑暗時呼吸作用的強度是相等的。 （2）由呼吸作用每小時產(chǎn)生的co2的量是8 mg

5、，計算出消耗的有機物葡萄糖量 題目交待光照時，植物每小時真正（總的）能產(chǎn)生葡萄糖30mg。呼吸作用消耗5.5mg，則凈生產(chǎn)量為 mg。 此問題，還可以根據(jù)co2的實際減少量來計算，題目交待在光照條件下容器內(nèi)的co2的含量每小時減少36mg，這是與植物的呼吸作用無關(guān)的，減少的co2已作為光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是凈產(chǎn)生的葡萄糖，具體計算如（1）。 （3）根據(jù)上述（1）（2）的計算結(jié)果，可知一晝夜（24h）中，4 h制造的葡萄糖總量為430120 mg，消耗總量為245.5=132 mg，兩數(shù)說明該植物體內(nèi)有機物含量減少。或者先計算4h產(chǎn)生的葡萄糖量為424.598 mg，再計算20 h黑

6、暗（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量為205.5110 mg，然后再比較這兩個數(shù)據(jù)，可得出同樣結(jié)論。四、與圖表的結(jié)合（廣東省1999年高考試題）將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中。研究在10、20的溫度下，分別置于5 000 ix、20 000 ix光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用。結(jié)果如圖所示。 （1）該葉片的呼吸速率在20下是10下的_倍， （2）該葉片在10、5 000 ix的光照下，每小時光合作用所產(chǎn)生的氧氣量為_mg。 （3）該葉片在20、2000 ix的光照下，如果光合作用合成的有機物都是葡萄糖，每小時產(chǎn)生的葡萄糖為_mg。 這道題與前面講述的例題相比，主要有兩點不同：一是

7、前面的例題是以光合作用與呼吸作用過程中co2量的變化作為計算依據(jù)，而此題是以o2量的變化作為計算依據(jù)。具體怎樣分析及所要用的公式前面的敘述中已經(jīng)提到。二是此題所需的數(shù)據(jù)及其他信啟、要從圖形中找到。所以要解答此題要求學(xué)生具有較高的識圖能力、圖像思維轉(zhuǎn)換能力和化學(xué)知識結(jié)合的綜合意識。 分析題中兩圖可知，上圖實際表示了黑暗條件下只有呼吸作用兩種不同溫度條件下的呼吸速率。由于題目沒有特別交待，人們一般認(rèn)為呼吸速率個受光照影響，光照條件下10和20時的呼吸速率仍然可表示為0.5 mg ，即后者是前者的3倍。 下圖較復(fù)雜，由于在光照條件下，植物體既有光合作用，又有呼吸作用，圖中所示的o2釋放量應(yīng)是光合作用

8、釋放量減去呼吸作用消耗量的“凈量”，從圖中可得10、5000 ix的光照下o2釋放“凈量”為3.5mg 。再從上圖分析可知，在10下呼吸作用吸收0.5mg ，利用前面分析時用到的公式，則此時光合作用實際釋放o2每小時為3.50.54.0mg。同理，不難求得20、20 000 ix條件下光合作用實際每小時釋放 o2量為：61.57.5mg，運用光合作用反應(yīng)式可得此時光合作用每小時合成葡萄糖量為：mg。 故答案為（1）3 （2）4 （3）7.03五、適應(yīng)性訓(xùn)練 假設(shè)某植物光合作用制造的有機物僅有葡萄糖，呼吸作用利用的有機物也只有葡萄糖。將此綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在一定條件下給予充足的光照后，容器內(nèi)co2的含量每小時減少了180mg，放在黑暗條件下，容器內(nèi)co2含量每小時增加40 mg。 （1）若測得該綠色植物在上述光照條件下