第三单元 微专题三 光合作用与细胞呼吸的“三率”判定及相关计算 00

光合作用与细胞呼吸问题专题复习一、细胞呼吸（有氧呼吸）速率细胞有氧呼吸的总反应式为：植物体有氧呼吸强度可以用呼吸速率进行度量。

它是指植物体在黑暗条件下单位数量的活体组织，在单位时间内消耗的氧气量（或葡萄糖的量）或产生二氧化碳的量。

从植物内部因素来讲，有氧呼吸速率与植物的种类、生长时期、器官部位有关，从植物的外部因素来讲，与水的多少、O2的供应以及温度等因素有关。

在生产中,植物的细胞呼吸速率可以通过直接测定植物在黑暗中单位时间内氧气的消耗量或则CO2的释放量来表示。

细胞呼吸是供能的化学反应,有光无光都可进行,与光无关.二、光合作用与细胞呼吸的区别和联系光合作用与细胞呼吸是植物细胞进行的两大重要生理活动。

植物的生长发育一定程度上可以看作是有机物不断积累的结果。

植物通过光合作用生产有机物，通过细胞呼吸消耗有机物，光合作用强度与呼吸作用的强度大小是决定植物有机物积累的重要因素。

有机物净积累量=光合作用生产量-细胞呼吸消耗量光合作用与细胞呼吸的区别和联系光合作用呼吸作用代谢类型合成代谢分解代谢反应场所（细胞器）主要在叶肉细胞中（叶绿体）所有活细胞（线粒体）物质变化无机物转变成有机物有机物氧化分解对有机物的影响生产（制造）有机物消耗有机物能量变化光能转变成化学能储存在有机物中化学能释放出来以热能散失或转移到ATP中联系光合作用的产物为呼吸作用提供了基础（有机物和氧气）；呼吸作用产生的二氧化碳可被光合作用利用，释放的能量来自光合作用生产的化学能三、真光合作用速率现行教材中给出的是光合作用的总反应式，而在计算问题中，关于光合作用的反应式常要书写产物为葡萄糖的反应式。

光合作用本质上是化学反应。

植物体真光合速率是指植物在单位时间内，单位面积的叶片合成（制造）有机物的速率（或氧气产生速率、二氧化碳消耗速率）,真光合是叶绿体代谢的贡献,“真光合速率”又叫“总光合速率”，或“实际光合速率”是指的植物体“真正发生”的光合速率；四、净光合速率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真光合作用速率与细胞呼吸速率的差值，即“净光合速率”。

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__________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________速率净光合速率植物有机物的________速率植物或叶片或叶肉细胞O2______速率植物或叶片或叶肉细胞CO2_____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__________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。

光合作用与细胞呼吸“三率”的判断及相关计算一．“图示法”理解植物“三率”的含义(1)光合作用速率表示方法：光合作用速率即光合作用强度，通常指植物在单位时间内CO 2等原料的消耗量或O 2、(CH 2O)等产物的生成量来表示。

但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为能直接测得的净光合速率和不能直接测得的真正(总)光合速率。

①净光合速率：常用一定时间内O 2 量、CO 2 量或有机物 量表示。

②真正（总）光合速率：常用一定时间内O 2 量、CO 2 量或有机物 量表示。

③呼吸速率：将植物置于黑暗中，单位时间内实验容器中CO 2增加量、O 2减少量或有机物减少量即表示呼吸速率。

（2）净光合速率和真正光合速率的关系真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

凡是进行光合作用的植物，同时也在进行着呼吸作用。

在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA 段代表植物呼吸速率，OD 段代表植物净光合速率，OA ＋OD 表示真正光合速率，故真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

图中B 点既不吸收也不释放二氧化碳，表示真正光合速率＝呼吸速率，净光合速率为0。

在考题中，常需根据图表中的信息找出净光合速率和呼吸速率，进而推出真正光合速率。

二．净光合速率和真正光合速率的判定方法(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为0时，CO 2利用值为0时，CO2(2)(3)根据所给指标进行判定：如单位时间内有机物积累量单位时间内有机物制造量为例1．以测定的CO2吸收速率与释放速率为指标，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，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等呼吸速率C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D．其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动例2．如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时(其他条件不变且适宜)，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。

赛察州蜜谱市嫩翠学校高中生物相关计算专题专题三 光合作用和呼吸作用相关的计算1、光合作用与呼吸作用中的反应式（4条）、呼吸作用中能量释放与转移中的有关数据应用根据化学计算比例原理，可以将反应式简化如下：光合作用：6ＣＯ2～Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2呼吸作用：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2～6ＣＯ2无氧呼吸（产生酒精）：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～2ＣＯ22、光合速率：光合作用强度大小的指标一般用光合速率表示。

光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。

[也可用O 2释放量（或实验容器内O 2增加量）表示、用植物重量（有机物）的增加量表示]。

由于绿色植物每时每刻（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；而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，只在有光条件下才能进行。

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）称为表观光合速率或净光合速率。

如果我们在测光合作用速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率。

即：真正光合速率=净光合速率+呼吸速率光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量光合作用实际CO 2消耗量=实测CO 2消耗量+呼吸作用CO 2释放量光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量 6CO 2+12H 2O C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2光能C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2 6CO 2+12H 2O+能量酶 C 6H 12O 6 2C 2H 5OH+2CO 2+能量酶 C 6H 12O 6 2C 3H6O 3+能量酶3、呼吸速率：呼吸作用指标，可用植物的单位鲜重、干重表示，在一定时间内所放出的二氧化碳的体积（QCO2）或所吸收的氧的体积（Q O2）来表示。

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+ 6H2O180 192X 7.5X = 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。

光合呼吸解题方法汇总学生错题原因:重点过关：一、 三率的常用表示方法总光合速率=真正光合速率=实际光合速率净光合速率=表观光合速率=实测光合速率 真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。

判定方法：1、根据坐标曲线判定（1）A 点：只进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合量小于0，如图甲所示。

（2）AB 段：真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，如图乙所示。

（3）B 点：真正光合速率等于呼吸速率，净光合量等于0，如图丙所示。

（4）B 点以后：真正光合速率大于呼吸速率，净光合量大于0，如图丁所示。

2、根据关键词判定二.确认净光合速率与植物生长的关系（1）开放环境中一昼夜CO 2含量的变化曲线图分析（O 2变化与CO 2相反）：(1)a 点：夜温降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。

(2)开始进行光合作用的点：b ；结束光合作用的点：m 。

类别 错题原因学生主观感受基础知识掌握不够熟练解题的思维模式和技能不好 客观分析基础知识掌握不够熟练 解题的思维模式和技能不好检测指标 细胞呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO 2 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O 2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量 有机物消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量(3)光合速率与呼吸速率相等的点：c 、h ；有机物积累量最大的点：h 。

(4)de 段下降的原因是气孔关闭，CO2吸收减少，fh 段下降的原因是光照减弱。

（2）密闭环境中一昼夜CO 2含量的变化曲线图分析（O 2变化与CO 2相反）：注：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有c （D ）、e （H ）点。

②图中光合作用开始和结束的点分别是b （C ）、f （I ）点。

思维延伸1：（1）两图中净光合作用强度为0的点有：图甲__________；图乙___________。

（2）写出两图中有机物积累量最大的点： 图甲__________ ；图乙__________ 。

[ 拓展微课 3] 光合作用与细胞呼吸的关系整合1. 光合作用与细胞呼吸的过程图解2. 物质转化关系 (1) 元素转移途径(2) [H] 的来源和去路比较3. 能量转化关系 (1) 能量形式的转变C:CO 2C 6H 12O 6 C 3H 4O 3CO 2O:H 2OO 2 H 2OH:H 2O[H]C 6H 12O 6 [H] H 2O(2)ATP 的来源与去路比较4. 光合作用与有氧呼吸过程的比较项目光合作用有氧呼吸场所叶绿体细胞质基质和线粒体C的变化CO2→C3→C6H12O6 C6H12O6→C3H4O3→CO2 [H] 的变化H2O→[H] →C6H12O6 C6H12O6→[H] →H2O [H] 的作用还原 C3 还原 O2O的变化H2O→O2 O2→H2O能量变化光能→C6H12O6 中的化学能C6H12O6 中的化学能→ ATP中的能量和热能有氧呼吸三个阶段都产生 , 用ATP 产生于光反应 , 用于暗反应中 C3 的还原于除暗反应外的各项生命活动影响因素光照、温度、 CO2 浓度等O2浓度、温度等5. 光合作用与呼吸作用相关曲线分析(1) 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用表示方法（2） 总光合速率、净光合速率和呼吸速率常考曲线分析① “三率”的表示方法 :a. 呼吸速率 : 绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内 CO 2释放量或 O 2吸收量 , 即图 1 中 A 点对应的数值。

b. 净光合速率 : 绿色组织在有光条件下测得的一定时间内 O 2释放量、 CO 2吸收量或有机物积 累量,即图 1 中的 C'C 段对应的 CO 2吸收量 , 也称为表观光合速率。

c. 总光合速率 =净光合速率 +呼吸速率 , 即图 1 中的 AD 段对应的 CO 2总量。

② 图 2 中曲线Ⅰ表示总光合量 , 曲线Ⅲ表示呼吸量 , 曲线Ⅱ表示净光合量。

交点 D 对应点 E, 此时净光合量为 0,B 点时植物生长最快。