生物微课真光合作用与净光合作用的辨析

如何区分总光合速率和净光合速率蒙城二中李化光合作用的相关知识是高中生物学中的重点、也是难点内容,更是高考中细胞代谢部分的必考点。

尤其相关知识的综合题更是考查学生对总（真正）光合速率与净（表观）光合速率之间的理解程度和应用能力，但从学生的答题情况看，每次碰到光合速率的试题总是答错，究其原因是不知道如何区分总光合速率和净光合速率，造成处理数据时发生差错。

也折射出学生对光合速率的理解存在误区。

本文结合教学实际主要从总光合速率和净光合速率的概念辨析、生理过程图示解析、测量方法、总光合速率和净光合速率二者在解题中应用等方面进行浅析。

一、概念辨析净（表观）光合速率通常是指绿色植物叶肉细胞在单位时间、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。

绿色植物叶肉细胞在进行光合作用制造有机物的同时，绿色植物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，得到的是总光合速率与呼吸速率之差，称为净（表观）光合速率。

即：总（真正）光合速率＝净（表观）光合速率＋呼吸速率。

二、生理过程图示解析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速率时，由于植物的细胞呼吸同时进行，因而实际测得的数值应为总光合速率与细胞呼吸速率的差值即净光合速率。

反之，总光合速率不能直接测量到。

总光合速率和净光合速率关系如下图所示：由上图可知：在光下绿色植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时，应存在如下关系：a．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。

b．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。

c．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速率。

真光合和净光合的描述真光合和净光合是生物学中重要的概念，它们描述了光合作用中的两个核心过程。

在这篇文章中，我们将详细讨论真光合和净光合的定义、过程和重要性。

真光合是植物和其他光合生物进行光合作用的过程。

光合作用是通过光能转化为化学能的重要过程，它发生在植物叶绿素中的叶绿体中。

光合作用中最重要的步骤之一就是真光合，它发生在叶绿体的葡萄糖发酵体中。

真光合的过程可以分为两个阶段：光化学反应和碳固定反应。

光化学反应发生在光合体系中，其中光能被吸收并转化为化学能。

在光化学反应中，叶绿素分子中的电子被激发，然后通过一系列复杂的电子传递过程，在光化学复合物中产生NADPH和ATP等高能化合物。

在碳固定反应中，植物利用光化学反应产生的ATP和NADPH来将二氧化碳转化为有机物质。

这个过程中，叶绿体中存在的一种关键酶称为RuBisCO催化反应，将二氧化碳与一种称为RuBP的化合物结合，产生一个不稳定的中间产物，并最终产生葡萄糖分子。

这个过程被称为净光合。

净光合是光合作用的另一个关键步骤，它描述了植物从大气中吸收的二氧化碳净释放或固定的过程。

净光合是真光合中碳固定反应的结果，它决定了光合作用对二氧化碳浓度和温度的响应。

净光合的速率取决于光照强度、二氧化碳浓度和气孔导度等因素。

当光照强度较高、二氧化碳浓度较高和气孔导度较大时，净光合速率会增加。

真光合和净光合对于植物生长和生态系统的功能至关重要。

通过进行真光合，植物可以将光能转化为化学能，并将其存储在葡萄糖和其他有机物质中。

这些有机物质为植物提供了能量和营养物质，使其能够生长和繁殖。

同时，通过净光合，植物能够吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质，从而减少大气中的碳浓度。

此外，真光合和净光合还对全球碳循环和气候变化具有重要的影响。

通过净光合，植物可以吸收大量的二氧化碳，减少大气中的温室气体浓度。

这有助于维持地球的气候平衡，并减缓全球气候变化的速度。

总而言之，真光合和净光合是光合作用中的两个关键过程。

怎样区分真光合作用与净光合作用方法一：如试题所问的是“植物体或叶片或叶肉细胞”，则为净光合作用；如试题所问的是“叶绿体”或则指真正光合作用。

如：1.植物体（或叶片）吸收的CO2，释放的O2，表示净光合作用。

2.植物体的叶肉细胞吸收的CO2，释放的O2，表示净光合作用。

3.植物体的叶绿体吸收的CO2，释放的O2，表示真光合作用。

方法二：如题目中提示是“某容器中”测出的CO2吸收量或O2的释放量，则全表示净光合作用。

如：将一株绿色植物放在一个密闭的三角瓶中，如图甲所示，在瓶口放一个测定瓶中CO2浓度的传感器，传感器的另一端与计算机连接，以检测一段时间内瓶中CO2浓度的变化。

根据实验所测数据绘制曲线如图乙所示。

如果图甲中的装置用于在适宜条件下测定植物光合用速率，应首先将该装置置于黑暗条件下，此时测得数值表示的是呼吸作用速率；之后再将装置置于适宜光照条件下，此时测得的数值表示的是净光合作用速率。

方法三：如题目的文字中强调“光合作用”制造的有机物，或“光合作用”CO2吸收量或O2产生量，则表示真光合作用。

如文字中强调“植物体”有机物积累量，就表示净光合作用。

例题：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，结果如右上图所示。

下列分析正确的是（ A ）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。

（指求真光合作用，35℃与30℃时都为6.5mg/h，因此相等。

）B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多。

(指净光合作用最多,应该约26℃，是代表净光合作用的那条蓝色曲线的最高点所对应的温度。

)C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少。

（温度高于25℃时，应该是净光合作用的减少，而不是题中真光合作用的减少。

）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。

（两曲线的交点表示净光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。

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。

3个角度辨析总光合与净光合题大招适用题型【例】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，30℃时光合作用制造的有机物的量大于35℃时光合作用制造的有机物的量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.两曲线的交点表示绿色植物积累的有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等识别标志题大招操作步骤角度一：文字（物质＋动词＝XX 率）角度二：曲线曲线1 曲线2曲线只在第一象限（过0点），则为总光合，如曲线1；曲线在第一、四象限（不过0点），则为净光合，如曲线2。

角度三：图像（细胞器之间气体交换）（1）黑暗下：只进行细胞呼吸，不进行光合作用,有机物减少，植物不能生长。

呼吸（黑暗条件下）总光合净光合CO 2释放固定吸收O 2吸收产生释放有机物消耗制造积累3个角度辨析总光合与净光合题3个角度辨析总光合与净光合大招操作步骤（2）弱光下：细胞呼吸速率大于光合作用速率，有机物减少，植物不能生长。

（3）弱光情况下：细胞呼吸速率等于光合作用速率，无有机物积累，长期如此植物不能生长。

（4）较强光照时, 光合作用速率大于细胞呼吸速率，有机物积累，植物能生长题大招例题分析答案：D分析：从文字的角度，将题目中的所有物质＋动词全部转换为XX率。

曲线中CO2的吸收代表净光合，黑暗下CO2的释放代表呼吸。

解答：A、光照时间相同，30℃时光合作用制造的有机物的量（总光合）等于35℃时光合作用制造的有机物的量（总光合），都为3.0+3.5=6.5，A错误；B、植物积累的有机物等于净光合积累量，图中虚线表示净光合积累量，光照相同时间，在25℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；C、温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量因光照不变而不变，C错误；D、两曲线的交点表示绿色植物积累的有机物的量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，D正确。

例谈辨析真正光合作用强度与净光合作用强度的技巧和方法作者：涂宽来源：《理科考试研究·高中》2019年第09期摘要：本文以典型例题为依托，介绍辨析真正光合作用强度与净光合作用强度的技巧方法，以期提升该类试题解题效率和效果.关键词：真正光合作用强度;净光合作用强度;技巧和方法真正光合作用强度与净光合作用强度的区别不仅仅是学生学习的难点，更是教师教的难点.历次考试证明，很多学生在未明确题中数据究竟代表真正光合作用强度还是净光合作用强度时就开始作答，从而导致“雪崩式”丢分.笔者认为，导致学生丢分原因有两点：一是学生在理解真正光合作用强度和净光合作用强度存在误区;二是教师未引导学生总结一套区别真正光合作用强度与净光合作用强度的技巧方法.鉴于上述问题亟待解决，笔者结合多年教学经验谈谈自己的一些看法.1 从概念内涵角度进行辨析真正光合作用强度（速率）是指在光照下单位时间、单位面积下叶绿体进行光合作用所制造的有机物量（或固定的CO2量，或产生的O2量）.净光合作用强度（速率）是指光照下单位时间、单位面积下植物积累的有机物量（或吸收的CO2量，或释放的O2量）.笔者建议在引导学生辨析上述两概念的同时，可借助图形法（图1）或类比法帮助理解，具体分析如下：教师引导学生观察得到以下结果（以下结果均以吸收或释放CO2量作为观察指标）：a中只有线粒体释放的CO2量;b中线粒体释放的CO2总量，一部分被叶绿体利用，另一部分释放到细胞外;c中线粒体释放的CO2量全部被叶绿体利用;d中叶绿体利用的CO2总量，一部分来源于线粒体释放的CO2量，另一部分来源于细胞从外界环境吸收的CO2量.结合真正光合强度与净光合作用强度的概念，可以看出：线粒体释放的CO2量代表呼吸作用强度，叶绿体利用的CO2量代表真正光合作用强度，植物细胞从外界环境吸收或释放到外界环境的CO2量代表净光合作用强度.类比法则是引导学生将真正光合作用强度、呼吸作用强度及净光合作用强度分别类比为一个人的真正收入（总收入）、支出及净收入，具体关系如图2所示：【例题1】如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图，据图判断下列说法错误的是（）A.A、C表示叶绿体释放氧气的量，A+C可以表示总光合速率B.B、C表示线粒体吸收氧气的量，B+C可以表示呼吸速率C.黑暗中，A、C的量为零D.叶肉细胞的净光合速率可以用C或D来表示【解析】结合题意，图中表示CO2的是E、D和F，表示O2的是A、C、B.以下为每个选项分析：A：A、C都表示叶绿体释放的O2量，其中C被线粒体利用，表示细胞呼吸速率，A会释放到外界环境，表示净光合作用速率，故A+C=净光合速率+细胞呼吸速率，表示总光合速率.A正确.B：B、C都表示线粒体吸收的O2量，故B+C表示细胞呼吸速率.B正确.C：黑暗下，植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，故A、C、D、E的量都为零.C正确.D：据概念内涵可知，净光合作用速率指植物从外界吸收或释放的气体量，故A（释放到外界的O2量）或B（从外界吸收的CO2量）才能表示净光合作用速率.D错误.【答案】D2 从文字术语角度进行辨析试题中对于真正光合作用速率和净光合作用速率的表述是不同的，教师应引导学生归纳并总结规律，方能准确快速判断.具体表述如表1所示：【例题2】如图4表示温度对某绿色植物细胞光合作用和呼吸作用的影响，下列关于此图的分析错误的是（）A.F点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等B.植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10℃C.图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30D.H、J点表示光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的2倍【解析】据题意可知，曲线“GJ”为细胞呼吸速率，曲线“FIJ”表示從空气中吸收的CO2量，故表示净光合作用速率.以下为每个选项的分析：A：F点表示净光合作用速率为零，故光合作用速率=呼吸作用速率.A正确.B：有机物积累量最大指净光合作用速率最高，故只需找出曲线“FIJ”中最高点所对应的温度最小值（10℃时净光合作用速率刚好达到最大）.B正确.C：固定CO2量最大值指真正光合作用速率最大，故只需找出曲线“GJ”和曲线“FIJ”同一温度下对应的CO2吸收量（净光合作用速率）及O2消耗量（呼吸作用速率）之和的最大值，即温度为30℃时符合上述要求，故固定的CO2最大量=30+30=60.C错误.D：光合作用制造的有机物量指真正光合作用速率，H点光合作用制造的有机物量=10+10（呼吸消耗有机物量=10），J点光合作用制造的有机物=30+30=60（呼吸消耗有机物=30）.D正确.【答案】C3 从等式数学角度进行辨析理解真正光合作用强度、净光合作用强度及呼吸作用强度之后，教师可引导学生归纳出三者关系等式：真正光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度.由于呼吸作用强度不可能小于或等于零（除非植物死亡），且真正光合作用强度只能大于或等于零（黑暗条件下，不进行光合作用，故真正光合作用强度等于零），因此，净光合作用强度有三种情况：（1）当真正光合作用强度>呼吸作用强度，则净光合作用强度>零;（2）当真正光合作用强度=呼吸作用强度，则净光合作用=零;（3）当真正光合作用强度小于呼吸作用强度，则净光合作用强度由此可知，净光合作用强度可正可负可为零，而真正光合作用强度绝不可为负.利用“净光合作用速率可负，真正光合作用强度不可为负”这一特点，我们可快速准确辨析两者，尤其是在曲线图题型中效果显著.【例题3】图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中CO2、O2的来源和去路，则图甲在图乙中的位置是（）A.AB之间B.BC之间C.C点之后D.B点【解析】据图甲可知，植物细胞正在从外界吸收O2，并释放CO2，说明，此时植物细胞的真正光合作用强度小于呼吸作用强度，即净光合作用强度为负.图乙中AB（不包括B点）段处于X轴下方，属于数学层面上的“负”，因此，该曲线代表净光合作用强度，故图乙AB之间符合图甲.A正确.【答案】A【例题4】科学家为研究环境因素对光合作用强度的影响进行了相关实验，得到以下曲线图（图6），其中哪一幅图能表示真正光合作用强度？（）【解析】据等式数学角度来看，A和D选项图中曲线均有“负值”，因此，曲线代表净光合作用强度;B选项虽没有明显“负值”，但将曲线延伸至Y轴相交，也会有“负值”出现，故也代表净光合作用强度;C选项曲线全区间对应的光合作用强度都大于或等于零，因此，代表真正光合作用强度，故C正确.【答案】C从以上例题可以得知，熟练掌握以上三种技巧方法对辨析真正光合作用和净光合作用极为重要.需要注意的是，以上三种技巧方法并非孤立存在，而是相辅相成，在具体使用过程中，针对不同类型的试题，择优选择最佳技巧方法进行解题，方能达到最佳效果.（收稿日期：2019-03-26）。

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”。

如何正确区分真光合作用速率和净光合作用速率
真光合作用速率是指植物在有限光强度下，植物当次能量转化的最大
速率，也叫实际光合作用速率，单位是μmol/(m2·s)。

它是光合作用速
率的理论最大值，是植物在被它所受的光刺激反应下最大能量转化速率的
表现。

净光合作用速率是真光合作用速率减去光合速率的产物释放速率。

即
净光合作用速率=真光合作用速率-产物释放速率。

它是植物在有限光强度
下对CO2的有效利用率，即由于光强度或其它因素的原因而减少的光合作
用产物，即由植物光合作用过程中产生的拥有的能量。

正确区分真光合作用速率和净光合作用速率的关键在于正确地定义这
两者的性质、结构和作用。

首先，真光合作用速率是植物在有限光强度下，植物反应的最大速率，而净光合作用速率是植物在有限光强度下，植物有
效利用CO2的有效率，是减少的产物释放速率。

其次，真光合作用速率是
由植物捕捉光能的能力和叶绿体叶绿素内能量转换的最大速率来确定的，
而净光合作用速率则受光强度和外界因素的影响，其速率可能会变化。

最后，真光合作用速率和净光合作用速率都受植物光照状况的影响，
但是它们在光照状况上的反应有一定的不同，真光合作用速率是最高达到
一定的光强度就不会再变化，而净光合作用速率则是随着光强度的不断变
化而不断变化。