总光合速率、净光合速率与呼吸速率的辨析

如何正确区分真光合作用速率和净光合作用速率1．光合作用速率概念辨析光合作用速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。

植物在进行光合作用积累物质的同时，也在不断进行呼吸作用消耗有机物和O2并释放CO2，因此，测定光合作用速率时没有把呼吸作用以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考虑在内，得到的是实际光合作用速率与呼吸速率之差，称为表观光合作用速率或净光合作用速率。

如果在测得光合作用CO2吸收量（或O2释收量）的同时，测定呼吸作用CO2释收量（或O2吸收量）并把它加到表观光合速率上去，即得到实际总的光合作用速率，称为真正光合作用速率。

即：真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。

如图所示，数值a是测定到的植物CO2吸收量，即净光合作用速率。

数值b 是植物的呼吸速率，a＋b为真光合作用速率。

组成植物体的有机物都是直接或间接地来自于光合作用，植物一生中所累积的物质总干重取决于光合作用和呼吸作用，即植物的净光合速率。

2．审题技巧根据试题中的表述，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；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。

3．典例解析（2008年高考生物上海卷36题）下图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。

（1）当在千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。

（2）A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg。

（计算结果保留一位小数。

相对原子质量C-12，H-1，O-16）（3）A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于千勒克司。

【高中生物】归类例析“总光合”与“净光合”的判断问题总光合速率代表植物真正的光合能力，它是净光合速率与呼吸速率之和。

纵观近几年高考试题，发现“总光合”与“净光合”的判断问题仍然倍受青睐。

笔者经过汇总归类，初步探究解题策略，希望能起到抛砖引玉的作用。

一、根据数据表中的关键字进行判断（1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指总光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是净光合强度。

（2）如果光合强度用CO2量表示，则CO2的“同化”、“固定”或“消耗”量指总光合强度，而“从环境（或容器）吸收”或“从环境（或容器）减少”量指净光合强度。

（3）如果光合强度用o2的量表示，那么“产生”或“制造”o2的量指的是总光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”o2的量则指的是净光合强度。

例1：将一片相同条件下的绿叶分为四组，在不同温度下黑暗1H，然后点燃1H（相同的光照强度），测量其重量变化，得到下表中的数据。

组别一二三四温度/℃272829三十暗处理后重量变化/mg-1-2-3-1光照后和黑暗处理前的体重变化/mg+3+3+3+1可以得出的结论是（）a、植物光合作用的最适温度为27℃左右b．该植物呼吸作用的最适温度是29℃c、净光合速率在27～29℃时基本相同d．30℃下的真正光合速率为2mg/h分析：了解光合作用和细胞呼吸相关量的变化是正确解决问题的关键。

从表中的数据绘制的曲线显示，暗处理后的体重变化代表呼吸频率，29℃暗处理1H后的体重变化最大，因此B是正确的。

光照1小时后和黑暗处理前的重量变化代表2小时内的净重变化。

实际总光合速率=净光合速率+呼吸速率。

27℃、28℃、29℃和30℃的总光合速率分别为5、7、9和3mg/h，最适光合温度约为29℃。

27℃、28℃、29℃和30℃下的净光合速率分别为4、5、6和2mg/h。

答案：b二、根据坐标系中曲线的起点进行判断（1）坐标系中横坐标是“光照强度”：若纵坐标是“光合速率（强度）”时（图a）,曲线的起点在0点，纵坐标表示的是“总光合速率”；若纵坐标是“co2吸收速率”或“o2释放速率”时（图b），曲线的起点在横坐标上（a点:光补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“净光合速率”。

重点1辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速率大于呼吸速率为例)项目表示方法呼吸速率线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量)线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量净光合速率细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)；植物(叶片)积累葡萄糖量细胞(植物体)释放的O2量(n2)真正光合速率叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生葡萄糖量叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2)2.常考曲线分析【特别提醒】总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率＝呼吸速率，不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率＝呼吸速率，此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。

视角1总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算1.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如图数据。

下列说法正确的是()A.该植物在27 ℃时生长最快，在29 ℃和30 ℃时不表现生长现象B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 ℃C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃时光合作用制造的有机物的量相等D.30 ℃时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是1 mg/h解析暗处理后有机物减少量代表呼吸速率，4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光照后与暗处理前的有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值，所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。

该植物在29 ℃时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在29 ℃条件下制造的有机物量最多；该植物在30 ℃条件下光合作用制造的有机物为 3 mg/h，呼吸作用消耗的有机物为 1 mg/h。

总光合速率、净光合速率与呼吸速率的辨析高考的出题中，光合作用和呼吸作用被考到的频率很高，几乎年年都会有相关的代谢考题。

不言而喻，与光合、呼吸这边相关的代谢知识，基础概念都是重点内容。

但此块知识较抽象，学生往往不易于理解，尤其总光合作用、净光合作用与呼吸作用概念间的辨析更是难上加难，笔者从概念的表述，三率测定、三者的联系以及常见曲线图等方面进行教学，效果较好，想与同行分享。

1、净光合速率和总光合速率的含义和外延拓展外界条件是有光，放在密闭容器中的绿色植物同时进行光合作用和呼吸作用，测出的O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，可以表示净光合速率，而真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

有哪些常用的表示方法呢，其实可参考如下表示：【净光合速率】：①“测定出”植物(叶片)吸收CO2量或“实验容器内”CO2的减少量；②“植物(叶片)”释放O2量或“容器内”O2的增加量；③植物(叶片“) 积累”葡萄糖量或植物(叶片)质量(有机物)增加量。

【总光合速率】：①叶绿体“吸收”CO2量；②CO2的同化量；③叶绿体“释放”O2量；④O2产生总量；⑤植物或叶绿体“产生”葡萄糖量；⑥植物制造有机物的量。

【呼吸速率】：黑暗条件下，①植物CO2释放量；②O2吸收量；③有机物消耗量。

2、总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系第一，外界环境黑暗，绿色组织在此条件下只进行呼吸作用或非绿色组织测得的数据为呼吸速率(A点)。

第二，外界环境有光，植物绿色细胞中线粒体和细胞质基质内进行呼吸作用，叶绿体中进行光合作用，从外界表观测得的数据则代表净光合速率。

第三，总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。

第四，各点(段)光合作用和呼吸作用分析例如如下图示：第五，常考曲线分析曲线上的A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用——呼吸速率是指单位时间从外界吸收O2的量或向外界排出CO2量，此时的生理过程是在细胞质基质和线粒体这两个场所中进行。

AB段(不含A、B点)呼吸量＞实际光合量——净光合＜0B点实际光合量＝呼吸量——净光合＝0，所以与外界不发生气体交换。

考点7净光合作用速率和总光合作用速率及相关计算1．呼吸速率、总(真正)光合速率与表观光合速率的关系的确认(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。

但根据测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真光合速率。

在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，都可代表净光合速率，而植物真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

而呼吸速率是将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。

(2)不同情况下净光合量、真光合量和呼吸量的判定(3)有机物积累量的表示方法：一昼夜有机物的积累量(用CO2的量表示)可用式子表示为：积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。

2．有关细胞呼吸计算的规律总结规律一：细胞有氧呼吸时，葡萄糖∶CO 2∶O 2＝1∶6∶6；无氧呼吸时，葡萄糖∶CO 2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。

规律二：消耗等量葡萄糖时，则酒精发酵与有氧呼吸产生的CO 2的摩尔数之比为1∶3；有氧呼吸消耗氧气摩尔数与有氧呼吸和酒精发酵产生的二氧化碳摩尔数之和的比为3∶4。

规律三：产生同样数量的A TP 时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔数之比为19∶1。

规律四：在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及反应速率比较时，应使用C 6H 12O 6＋6H 2O ＋6O 2――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量和C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋少量能量这两个反应式，并结合化学课上所学的，根据化学方程式计算的规律和方法进行解答。

规律五：如果在题干中没有给出所要计算的具体数值，只有体积比，则可将此比值当成实际体积(或物质的量)进行计算，最后求解。

题组一 透过坐标中数据，辨析相关规律1．以测定的CO 2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。

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①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)。

②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。

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①当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长;②净光合速率=0时,植物不能生长;③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。

重点1辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速率大于呼吸速率为例) 项目表示方法呼吸速率线粒体释放CO2量(m1)；黑暗条件下细胞(植物体)释放CO2量(葡萄糖消耗量)线粒体吸收O2量(n1)；黑暗条件下细胞(植物体)吸收O2量净光合速率细胞(植物体)吸收的CO2量(m2)；植物(叶片)积累葡萄糖量细胞(植物体)释放的O2量(n2)真正光合速率叶绿体利用、固定CO2量m3或(m1＋m2)；植物(叶绿体)产生葡萄糖量叶绿体产生、释放O2量n3或(n1＋n2)2.常考曲线分析【特别提醒】总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率＝呼吸速率，不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率＝呼吸速率，此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。

视角1总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算1.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如图数据。

下列说法正确的是()A.该植物在27 ℃时生长最快，在29 ℃和30 ℃时不表现生长现象B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 ℃C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃时光合作用制造的有机物的量相等D.30 ℃时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是1 mg/h解析暗处理后有机物减少量代表呼吸速率，4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光照后与暗处理前的有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值，所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。

该植物在29 ℃时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在29 ℃条件下制造的有机物量最多；该植物在30 ℃条件下光合作用制造的有机物为 3 mg/h，呼吸作用消耗的有机物为 1 mg/h。

第18课时光合速率和呼吸速率的综合分析课标要求说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。

考情分析光合作用与细胞呼吸综合分析2022·全国乙·T22022·湖南·T132022·福建·T102021·北京·T32020·海南·T21考点一“三率”的关系及测定1．微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系2．光合速率与呼吸速率的常用表示方法项目含义表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)O2CO2有机物真正光合速率植物在光下实际合成有机物的速率O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量有机物产生(制造、生成)速率净光合速率植物有机物的积累速率植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率3.计算公式：真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

4．测定植物光合速率和呼吸速率的常用方法(1)“液滴移动法”——测定装置中气体体积变化①在测定了净光合速率和呼吸速率的基础上可计算得出二者之和，即“总光合速率”。

②物理误差的校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。

与图示两装置相比，对照装置的不同点是用“死亡的绿色植物”代替“绿色植物”，其余均相同。

(2)“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。

需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。

(3)“黑白瓶法”——测定溶氧量的变化Ⅰ.“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。