光合作用总光合速率和净光合速率
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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。
净光合速率在植物光合作用中,净光合速率指的是植物在单位时间内吸收光能并将其转化为化学能的总速率,也就是植物的净光合速率。
这个速率与许多因素有关,如环境条件、光照强度、气体浓度等等。
本文将对净光合速率进行详细解析。
净光合速率的定义净光合速率指植物在一定时间内吸收光能的总速率,同时减去呼吸作用所消耗的能量。
其表达式为:净光合速率= 光合速率 - 呼吸速率其中,“光合速率”表示植物在光照下吸收二氧化碳并将其转化为有机物的速率,“呼吸速率”则表示植物消耗氧气的速率。
因此,净光合速率反映了植物在一定时间内净吸收或释放氧气的能力。
净光合速率与光照强度的关系在光合作用中,光照强度是一个非常重要的因素。
当光照强度增强时,植物的净光合速率也会随着增加。
然而,随着光照强度的增加,植物的光饱和点也会逐渐上升。
当光照强度达到一定值时,植物的净光合速率就会达到最大值,并且不再上升。
这个点被称为“光饱和点”,它取决于植物的种类和生长状态。
净光合速率与温度的关系植物的净光合速率还受到温度的影响。
随着温度的升高,植物的净光合速率也会增加。
这是由于在低温下,酶的活性较低,光合作用受到抑制。
然而,当温度升高到一定程度时,植物的净光合速率也会下降。
这是由于高温会导致植物的蛋白质变性、酶活性减弱,造成光合作用受到损害。
净光合速率与二氧化碳浓度的关系二氧化碳是光合作用中的重要原料,因此二氧化碳浓度也会影响植物的净光合速率。
在一定范围内,随着二氧化碳浓度的升高,植物的净光合速率也会增加。
但是,当二氧化碳浓度升高到一定程度之后,植物的净光合速率就不再升高。
这是由于光饱和点的出现,二氧化碳的浓度增加并不会使植物进一步增加净光合速率。
结论综上所述,植物的净光合速率是对其光合能力的一个重要度量。
它受到多种因素的影响,包括光照强度、温度和二氧化碳浓度。
通过了解这些因素的作用,可以更好地理解植物在不同环境下的生长和发展情况。
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。
光合速率相关计算公式在咱们学习生物学的过程中,光合速率可是一个相当重要的概念。
这光合速率呀,就像是植物进行光合作用的“速度表”,能让我们清楚地了解植物是怎么把阳光、二氧化碳和水变成有机物和氧气的。
要搞清楚光合速率,那肯定得先知道有哪些相关的计算公式。
咱们先来瞅瞅净光合速率。
净光合速率,简单说就是植物真正积累有机物的速度。
它的计算公式是:净光合速率 = 真正光合速率 - 呼吸速率。
比如说,有一株植物,在有光照的情况下,它吸收了 10 摩尔的二氧化碳,这就是它的净光合速率。
但你可别以为这 10 摩尔就是它全部的“本事”了,因为在没有光的时候,它自己还会消耗有机物,进行呼吸作用呢。
假设它在黑暗中每小时消耗 2 摩尔的二氧化碳,那它真正的光合速率就得是 12 摩尔每小时。
真正光合速率的计算也有招儿。
如果我们能测量出单位时间内植物产生的氧气量,或者是合成的有机物量,那就能算出真正光合速率啦。
我记得有一次在实验室里观察植物的光合作用。
那是一个阳光明媚的上午,我们把一株小小的绿色植物放在一个透明的装置里,然后通过各种仪器来测量它周围气体的变化。
当时大家都特别紧张,眼睛紧紧盯着那些数字的跳动,心里都盼着能得出准确的数据。
还有个和光合速率有关的,叫表观光合速率。
这个表观光合速率呀,是通过测量植物在光照条件下释放氧气或者吸收二氧化碳的量来计算的。
光合速率的计算,其实就像是解一道有趣的谜题。
我们要通过各种线索,比如气体的变化量、有机物的生成量等等,来找出植物光合作用的“秘密”。
在实际的应用中,比如在农业生产里,了解光合速率的计算公式那可太有用啦。
农民伯伯们可以根据这些知识,来调整种植的密度、光照的时间和强度,让农作物能更好地进行光合作用,从而提高产量。
总之,光合速率的相关计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多琢磨琢磨,多联系实际,就能把它们搞明白,还能运用到生活中去,帮助我们更好地理解植物的世界,甚至为农业发展出一份力呢!。
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 =真切光合速率 =本质光合速率植物的净光合速率 =表观光合速率一、依照数据表格中的要点词作判断(1)若是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)若是光合强度用 CO2的量表示,那么,“同化”、“固定”或“耗资”CO2的量表示的是总光合强度,而“从环境(或容器)中吸取”或“环境(或容器)中减少” CO2的量则指的是净光合强度。
(3)若是光合强度用 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将情况相同的某种绿叶分成四等组,在不相同温度下分别暗办理1h,再光照1h (光强相同),测其重量变化,获取以下表的数据。
组别一二三四温度 / ℃27 28 29 30暗办理后重量变化/mg -1 -2 -3 -1光照后与暗办理前重量变化/mg +3 +3 +3 +1能够得出的结论是()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 ℃下的真切光合速率为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要点。
由表中数据绘出曲线可知,暗办理后重量的变化表示呼吸速率,29℃暗办理1h 后重量变化值最大,故 B 正确。
1h 光照后与暗办理前的重量变化表示在这2h 内的重量净变化,真切总光合速率=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。
光合作用与呼吸作用的相关曲线图归纳总结1、光照强度对光合作用速率的影响(1)图中纵坐标代表总(实际或真正)光合作用速率还就是净光合作用速率?光合总产量与光合净产量常用的判定方法:总(实际或真正)光合速率=净光合速率+呼吸速率。
①表观(净)光合速率通常用O2的表观释放量、CO2的表观吸收量或有机物积累量来表示。
②总(实际或真正)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造(合成)量来表示。
③呼吸速率只能在黑暗条件下测定。
通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。
本图纵坐标代表的就是净光合速率。
(2)相关的点与线段代表的生物学含义如何?A点:A点时光照强度为0,光合作用速率为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用。
由此点获得的信息就是:呼吸速率为OA的绝对值,因此净光合速率为负值。
B点:实际光合作用速率等于呼吸速率(光合作用与呼吸作用两者处于动态衡),净光合作用速率为0。
表现为既不释放CO2也不吸收CO2,此点为光合作用补偿点。
C点:当光照强度增加到一定值时,光合作用速率达到最大值。
此点对应的M点为光合作用速率达到最大值(CM)时所对应的最低光照强度,此光照强度为光合作用饱与点。
AB段:此时光照较弱,此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余,表现为向外界释放CO2。
总光合作用速率小于呼吸速率,因此净光合速率为负值。
BC段:此时光照较强,呼吸产生的CO2不够光合作用所用,表现为从外界吸收CO2。
总光合作用速率大于呼吸速率,因此净光合速率为正值。
AC段:在一定的光照强度范围内,随着光照强度的增加,光合作用速率逐渐增加。
CD段:当光照强度超过一定值时,光合作用速率不再随光照强度的增加而增加。
(3)AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素有哪些?在纵坐标没有达到最大值之前,主要受横坐标的限制,当达到最大值之后,限制因素为横坐标之外的其它因素AC段:限制光合作用速率的因素就是光照强度。
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、2mg/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。
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。
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。
植物叶片吸收的CO2是外界的。
植物叶绿体吸收的CO2包括外界和细胞呼吸的
2 典型例题剖析
例(2007年山东卷第8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
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
解析本题以坐标曲线为载体,考查温度对绿色植物光合作用和呼吸作用的影响。
从图中信息可知虚线表示的是CO2的吸收量,即光合作用净合成量;实线表示CO2的释放量,即呼吸作用强度。
在光照时间相同的情况下,30℃是光合作用的总量为 3.50(净
合成量)+3.00(呼吸消耗量)
=6.50mg/h,35℃时光合作用的
总量为3.00(净合成量)+3.50
(呼吸消耗量)=6.50mg/h,二
者相同;在25℃时,CO2吸收量
最大;即光合作用净合成量最
大;两曲线的交点表示光合作用
净合成量等于呼吸作用消耗量。
根据以上分析,本题图中的两条曲线分别表示净光合作用量(CO2的吸收量)和呼吸消耗量(CO2的释放量),可以在图中标出一条曲线表示实际光合作用量(见下图)。
这样本题解题的思路就非常清晰了。
故本题答案为A。
本题学生失分较为严重,主要是对光合作用的“总”与“净”不能正确区分,其原因如下:学生分析图表能力差,对图中实线与虚线的含义指向不明,错把光照下CO2的吸收量当作植物光合作用消耗的CO2量,从而将图中虚线当作总光合作用。
3 常见变式训练
1. 分析下列甲、乙、丙图,说法正确的是
A .若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影
响,则阳生植物的曲线与此比较,b 点向左移,c 点向右移
B .在光照强度相同时,t 2℃植物净光合作用最大
C .若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f 代表胡萝卜素
D .用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚
2.测试光合作用强度与光照强度之间的关系,可通过实测一片叶
子在不同光照强度条件下的CO 2吸收和释放的情况绘制曲线。
能
代表细胞中发生的情况与曲线中C 点相符的一项是
3.农科所技术员研究如何提高蔬菜新品种的产量时,
将实验结果绘制成下列曲线:(甲)光合速率与光照强度的关系、
(乙)真正光合速率、呼吸速率与温度的关系,请分析并回答问
题。
(1)甲图中B 点表
示 ;
C 点之后CO 2的吸收量不再增加,其限制因
素
甲 CO
乙
有。
(2)请描述乙图中阴影部分的含义:。
(3)结合乙图分析,如果在夏季,几天时间都处于35℃,请分析该蔬菜是否能正常生长?。
(4)如果在塑料大棚内种植该种蔬菜,则请你结合相关因素,提出两项使蔬菜增产的方法:。
参考答案:1.B2.D
3.(1)在该光照强度下,植物的光合作用速率与呼吸作用速率
相等(或植物光合作用吸收的CO2量与呼吸作用产生的
CO2量相等)外界CO2含量、温度、光合色素、与光合
作用有关的酶等因素
(2)在5℃~35℃范围内,光合作用速率大于呼吸作用速率(或净光合作用速率、白天蔬菜的有机物积累速率)
(3)因为蔬菜在夜晚只消耗有机物,而白天有机物不增加,所以不能正常生长
(4)适当增加光照强度、适当增加二氧化碳的浓度、将温度控制在25℃~27℃范围内、夜晚适当降低温度等。