总光合作用强度和净光合作用强度区分

如何区分总光合与净光合作者：卫香云韩继东来源：《新课程·下旬》2017年第07期绿色植物是生态系统中最重要的生产者，其担负着为整个生态系统中提供能量和有机物的重任，在生态系统的物质循环和能量流动上也处在不可替代的位置，在人类的日常生活中时时刻刻不可或缺。

因此，植物的光合作用一直就是人们研究的重点，对于中学生来说，如何区分总光合与净光合也是一个重点和难点。

本文将从细胞结构、坐标曲线和概念描述三个方面来帮助学生理解总光合和净光合（如图1）。

一、从结构上区分总光合与净光合我们可以用下面三个图来进行说明。

图2表示的仅仅是叶绿体的活动，这就是总光合（可以用二氧化碳、氧气和葡萄糖等物质的量的变化来表示），即该细胞的总光合的量为m。

图3表示的仅仅是线粒体的活动，这就是细胞呼吸的强度，用n表示。

图4表示的是整个细胞最终与外界发生的气体交换值，这就是净光合，用M表示。

现在我们从一个细胞的完整结构上（图5—图8）来分析总光合、净光合和呼吸，并判断光合和呼吸的强弱。

图5可表示黑暗下，没有光合，只有呼吸。

细胞的总光合=0，呼吸=M，净光合=总光合-呼吸=-M。

细胞表现为从外界吸收氧气，放出二氧化碳。

图6表示总光合=m，呼吸=m，即总光合=呼吸，净光合=总光合-呼吸=0。

此时细胞与外界的气体交换量为0 。

图7可表示光照较强，总光合=M+m，呼吸=m，即总光合> 呼吸。

净光合=总光合-呼吸=M。

细胞表现为从外界吸收二氧化碳，放出氧气。

图8可表示光照较弱，总光合=m，呼吸=M+m，即总光合< 呼吸。

净光合=总光合-呼吸=-M。

细胞表现为从外界吸收二氧化碳，放出氧气。

二、从坐标曲线上区分总光合与净光合曲线图的特点是能反映数据变化的趋势和一些特定点的生物学含义，所以在更多的情况下人们会绘制曲线图来描述一些生物量的变化规律，能读懂曲线是高中生物学素养的基本要求。

例如，在下面两图所示光照强度下，纵坐标所示数据都是30单位，那么它们到底表示的是总光合还净光合呢？这就要参照曲线与纵坐标的交点位置，如果交点为0，则为总光合。

如何区分总光合速率和净光合速率总光合速率和净光合速率是两个不同但相关的概念，它们都与光合作用的速度有关，但是衡量的角度不同。

总光合速率是指单位时间内全球光合作用所吸收的光能总量。

光合作用是光能转化为化学能的过程，植物通过这一过程将二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放出氧气。

光合作用的过程中，植物通过光能合成化学能，同时也会消耗一部分光能进行反光合作用消散。

总光合速率是单位时间内光能的产量与光能的总输入量之间的差异。

它通常用光合作用量子产量来表示，即单位时间内光合作用的速率。

净光合速率是指在光合作用中产生的化学能和消耗的光能之间的差异。

化学能是植物通过光合作用合成的有机物质，这些有机物质可以被植物用于生长、繁殖和其他生物活动。

净光合速率可通过测量单位时间内产生的氧气量和二氧化碳量的差异来计算。

总结来说，总光合速率是单位时间内全球光合作用所吸收的光能总量，而净光合速率是单位时间内光合作用中产生的化学能和消耗的光能之间的差异。

那么如何区分总光合速率和净光合速率呢？下面从实验测量、影响因素和意义三个方面进行详细说明：一、实验测量的区分：在实验室里，可以通过测量单位时间内产生的氧气量和二氧化碳量的差异来计算净光合速率。

氧气是光合作用的产物，而二氧化碳是光合作用的底物。

通过测量这两种气体的变化，可以得到净光合速率的值。

而总光合速率则常常通过测量光合作用的总量子产量来表示。

两者的实验测量方法略有不同，总光合速率主要通过光合作用的量子产量来测量，而净光合速率则一般通过测量氧气的释放量和二氧化碳的吸收量来计算。

二、影响因素的区分：总光合速率和净光合速率的变化受到不同的影响因素。

总光合速率受到光照强度、温度、二氧化碳浓度和叶绿素含量等因素的影响。

光照强度越高，总光合速率越大；温度越适宜，总光合速率越高；二氧化碳浓度越高，总光合速率也越高；叶绿素含量多的植物总光合速率会更高。

净光合速率受到总光合速率的影响，同时也会受到呼吸作用的影响。

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。

总光合作用强度和净光合作用强度区分植物的总光合速率(也即是总光合作用强度)= 净光合速率+呼吸速率植物的总光合速率=真正光合速率=实际光合速率植物的净光合速率=表观光合速率一、根据数据表格中的关键词作判断（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的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是总光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是净光合强度。

（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将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h （光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。

组别一二三四温度/℃27282930暗处理后重量变化/mg-1-2-3-1光照后与暗处理前重量变化/mg+3+3+3+1可以得出的结论是（）A．该植物光合作用的最适温度约是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C． 27～29℃下的净光合速率相等D． 30℃下的真正光合速率为2mg/h解析：理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键。

由表中数据绘出曲线可知，暗处理后重量的变化表示呼吸速率，29℃暗处理1h后重量变化值最大，故B正确。

1h光照后与暗处理前的重量变化表示在这2h内的重量净变化，真正总光合速率=净光合速率＋呼吸速率。

27℃、28℃、29℃、30℃总光合速率分别为5、7、9、3mg/h，因此该植物光合作用的最适温度约为29℃。

27℃、28℃、29℃、30℃净光合速率分别为4、5、6、2mg/h。

答案：B二、根据坐标系中曲线的起点作判断（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”。

光合速率和净光合速率
光合速率又称“光合强度”，是光合作用强弱的一种表示法。

光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气表示，亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。

净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，是总光合速率减去呼吸速率的值。

净光合速率=总(实际)光合速率-呼吸速率总光合速率=真光合速率。

净光合速率一般可以用氧气的净生成速率、二氧化碳的净消耗速率和有机物的积累速率表示。

光合速率的详细学术释义：
1、为叙述方便以下均简称为光合速率。

不同种源呼吸功效、净光合速率与总光合速率和百分比变化不大。

2、植物在光合作用中吸收二氧化碳的能力称为光合速率，又叫作净光合强度或二氧化碳净同化率。

光合速率越高，植物在光合作用中吸收的二氧化碳越多，制造的碳水化合物就越多，产量越高。

3、为叙述方便本文中均简称为光合速率.通常植物的光合速率用单位面积叶片在单位时间内同化CO2的量表示。

地上生物量用收获法测定样方面积为50cm×50cm。

光合作用的“总”与“净”1 光合作用的“总”与“净”的测量指标由于绿色植物的活细胞每时每刻（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；而植物体只有在有光时才进行光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气。

也就是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。

所以人们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的二氧化碳计算在内）称为净光合作用。

如果我们在测光合作用速率时，同时测其呼吸速率，把它加到净光合速率上去，则得到总光合速率，即：总光合速率=净光合速率+呼吸速率；光合作用实际产氧量=实际的氧气释放量+呼吸作用耗氧量；光合作用实际CO2消耗量=实际CO2消耗量（净光合作用量）+呼吸作用CO2释放量；光合作用实际葡萄生产量=光合作用葡萄糖净生产量+呼吸作用葡萄糖消耗量。

基于以上分析，确定植物的总光合作用、净光合作用及呼吸作用可采用以下测量指标：1、植物体（或叶片）吸收的CO2：表示净光合作用量，植物体（或叶片）释放的CO2（黑暗中）：表示呼吸消耗量。

2、植物体（或叶片）吸收的O2（黑暗中）：表示呼吸消耗量量，植物体（或叶片）释放的O2：表示净光合作用量。

3、植物体的叶肉细胞吸收的CO2：表示净光合作用量，植物体的叶肉细胞释放的CO2（黑暗中）：表示呼吸消耗量。

4、植物体的叶肉细胞吸收的O2（黑暗中）：表示呼吸消耗量量，植物体的叶肉细胞释放的O2：表示净光合作用量。

5、植物体的叶绿体吸收的CO2：表示实际光合作用量，植物体的叶绿体释放的O2：表示实际光合作用量。

6、植物体的线粒体吸收的O2：表示呼吸消耗量量，植物体的线粒体释放的CO2：表示呼吸消耗量量。

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。

解读《光合作用总量与净光合作用量》江西省新干中学李海保一、知识点归纳绿色植物每时每刻都进行细胞呼吸，当在光下测定植物光合强度时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和（表观光合强度）。

如下图：即在光下植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：1．光合作用实际产氧量（叶绿体产氧量）=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。

2．光合作用实际CO2消耗量（叶绿体消耗CO2量）=实测植物CO2消耗量+细胞呼吸CO2释放量。

3．光合作用葡萄糖净产量（葡萄糖积累量）=光合作用实际葡萄糖生产量（叶绿体产生或合成葡萄糖量）－细胞呼吸葡萄糖消耗量。

通常情况下，以下几种说法应分别代表不同的光合量。

⑴表示净光合量（表观光合量）①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量或实验容器内O2的增加量③植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量⑵表示总光合量（实际光合量）①叶绿体“吸收”CO2量②叶绿体“释放”O2量③植物或叶绿体“产生”葡萄糖量⑶相关图形分析：甲图：表示光合作用强度=细胞呼吸强度，此时植物在外观上表现为既不吸收CO2也不释放CO2，既不吸收O2也不释放O2，该图应对应于戊图中曲线的B点。

乙图：该图表示叶绿体中吸收的CO2除来自线粒体外还来自外界，此时应为光合作用＞呼吸作用，植物在外观上将表现为吸收CO2，同时向外界释放O2，该图应对应于戊图中的B点之后。

丙图：该图显示叶绿体不吸收CO2，即植物不进行光合作用，只有细胞呼吸（处于暗处），此时，植物释放的CO2=线粒体释放的CO2，植物外观上表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，该图应对应于戊图中的A点。

丁图：该图表示植物的细胞呼吸作用＞光合作用，即线粒体所释放的CO2，除一部分被叶绿体捕获用于光合作用外，还有一些CO2将释放到外界，此时植物的外观表现为从外界吸收O2向外界释放CO2，该图应对应于戊图的AB段。

总光合量与净光合量的辨析在解答光合作用有关试题中，同学们很容易失误在“总光合量与净光合量”上，究其原因是混淆了“总光合量与净光合量”，或不能从题目的具体情景中准确判断出是“总光合量”还是“净光合量”。

为此，现将对应“总光合量（实际光合量）”与“净光合量（表观光合量）”的几种常见说法列表加以比较。

由此可见，凡题目中涉及二氧化碳的吸收与氧气的释放量时，要特别注意弄清楚指的是植物体（叶片）还是叶绿体吸收或释放。

此外，在分析解答中还应明确两点：①光照下绿色植物同时有光合作用和呼吸作用发生，而在黑暗下只有呼吸作用，温度相同时光照与黑暗条件下植物的呼吸作用强度相等。

②注意3个等量关系：光合作用实际产生的O2量=呼吸作用消耗氧气量 +植物释放到外界环境中的氧气量；光合作用实际消耗的CO2量=呼吸作用产生的CO2量+植物从外界环境中吸收的CO2量；光合作用产生的有机物量=呼吸作用消耗的有机物量+植物积累的有机物量。

例1：右图中a曲线表示在一定光照强度、不同温度条件下，某植物的光合作用量(单位吸作用量(单位时间内释放出C02量)。

依据检测结果，可获得的结论是（）A. 在20℃时植物的总光合作用速率最高B. 在40℃时，有机物积累的量呈负增长C. 在25℃时植物的净光合作用量最高D. 在20℃与30℃时，有机物积累的速度相同解析：a曲线某植物的光合作用量(单位时间内同化的C02量)，这是总光合作用量，根据图可以看出在25℃时植物的总光合作用速率最高。

a与b曲线围成的面积表示有机物积累量，据图可知，20℃时有机物积累速度大于30℃时有机物积累的速度，在40℃时，光合作用强度小于呼吸作用，有机物积累的量呈负增长。

本题答案为B1。

总光合作用强度和净光合作用强度区分植物的总光合速率也即是总光合作用强度= 净光合速率+呼吸速率植物的总光合速率=真正光合速率=实际光合速率植物的净光合速率=表观光合速率一、根据数据表格中的关键词作判断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的量表示;那么;“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是总光合强度;而“从环境或容器中吸收”或“环境或容器中减少”CO2的量则指的是净光合强度..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将状况相同的某种绿叶分成四等组;在不同温度下分别暗处理1h;再光照1h光强相同;测其重量变化;得到如下表的数据..组别一二三四温度/℃27282930暗处理后重量变化/mg-1-2-3-1光照后与暗处理前重量变化/mg+3+3+3+1可以得出的结论是A．该植物光合作用的最适温度约是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C． 27～29℃下的净光合速率相等D． 30℃下的真正光合速率为2mg/h解析：理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键..由表中数据绘出曲线可知;暗处理后重量的变化表示呼吸速率;29℃暗处理1h后重量变化值最大;故B正确..1h光照后与暗处理前的重量变化表示在这2h内的重量净变化;真正总光合速率=净光合速率＋呼吸速率..27℃、28℃、29℃、30℃总光合速率分别为5、7、9、3mg/h;因此该植物光合作用的最适温度约为29℃..27℃、28℃、29℃、30℃净光合速率分别为4、5、6、2mg/h..答案：B二、根据坐标系中曲线的起点作判断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”..2坐标系中横坐标是“CO2浓度”：若纵坐标是“光合速率强度”时图D;曲线的起点在横坐标上a点:植物进行光合作用的最低二氧化碳浓度;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E;曲线的起点在横坐标上a点:二氧化碳补偿点;此点光合速率等于呼吸速率;纵坐标表示的是“净光合速率”..3坐标系中横坐标是“光照强度”或“CO2浓度”：若纵坐标出现负值时图C和图F;纵坐标表示的是“净光合速率”;曲线的起点在纵坐标的负轴上;其对应值表示“呼吸速率”此点只进行呼吸作用 ..例2 植物的光合作用受CO2浓度、光照强度和温度的影响..右图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下;测定某植物在不同光照强度下的光合作用速率..下列有关说法正确的是A．在a点所示条件下;该植物细胞只进行呼吸作用;产生ATP的场所是线粒体B．b点时该植物的实际光合作用速率为0C．若将该植物置于c点条件下光照9小时;其余时间置于黑暗中;则每平方米叶片一昼夜中CO2的净吸收量为15mgD．适当提高CO2浓度;则图中a点下移;b点左移;c点上移解析:a点没有光照;此时植物细胞只进行呼吸作用;产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体；b点时光合速率等于呼吸速率;即净光合速率为0；该叶片一昼夜中CO2的净吸收量为10×9－5×15＝15mg；适宜提高CO2浓度;光合速率增大;呼吸速率减弱;则a点上移;b点左移;c 点上移..答案:C2 右图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下;甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系;下列说法正确的是A．CO2浓度大于a时;甲才能进行光合作用B．适当增加光照强度;a点将左移C．CO2浓度为b时;甲、乙总光合作用强度相等D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强答案：B3 下面甲图为研究光合作用的实验装置..用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片;再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底;然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中;给予一定的光照;测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间见图乙;以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系..有关分析正确的是A．在ab段;随着NaHCO3溶液浓度的增加;光合作用速率逐渐减小B．在bc段;单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度;都可以缩短叶圆片上浮的时间C．在c点以后;因NaHCO3溶液浓度过高;使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气;所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用答案：C13．8分下图甲曲线表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系;图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图..试回答：1图甲曲线中;当光照强度为X点时;叶肉细胞中产生ATP的场所有..2已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃;在其他条件不变的情况下;将温度调节到25℃;甲曲线中a点将向移动;b点将向移动..3图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是4若实验中每隔5min改变一次试管与玻璃柱之间的距离;随着距离的增加;气泡产生速率下降;请分析影响这一结果的外界因素是：①；② ..5为了探究光照强度对光合速率的影响;利用乙图装置进行实验的设计思路是： ..13.8分1细胞质基质、线粒体和叶绿体 2上左3吸收灯光的热量;避免光照对试管内水温的影响4①光照强度减弱;光合作用产生的O2减少②水中CO2含量逐渐下降;光合作用产生的O2减少 5用多组相同装置;只更换灯泡大小或只改变试管与光源之间的距离;进行对照实验2分8．9分下图甲表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化;图乙为棚内植物各时吸收CO2的速率;假若一昼夜6时日出;18时日落..请据图回答下列问题：1植物细胞内与大棚内CO2浓度变化有关的两种细胞器是和 ..2一昼夜中CO2光浓度最高和最低的时间点分别是a时和b时;此时间点的含义是 ..3一昼夜中植物进行光合作用的时间是；积累有机物最多的时间点是 .. 4在植株正常生长情况下;理论上你认为图甲中的B点有机物应 C点〈填“等于”、“大于”或“小于”..5若10时的气温与夜间相同;则棚内植物10时的光照下;1h光合作用利用的CO2量为 ..6假设一昼夜中12时光照最强;请在乙图中补画出12时至24时的CO2吸收速率曲线8．8分1叶绿体线粒体2在此时的光照强度下;光合速率与呼吸速率相等 36时～18时 b 4小于56mg 6见右图典例5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;结果如下所示;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℃时相等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答案A。