光合作用与呼吸作用综合计算专题学案

光合作用与呼吸作用综合计算专题学案

例1：.将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO2的含量每小时增加8ｍｇ；如给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少36ｍｇ。据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30ｍｇ。请回答：

（1）上述条件下，比较光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度是_______的。 （2）在光照时植物每小时葡萄糖的净生产量是_________ｍｇ。

（3）若一昼夜中先光照4ｈ，接着放置在黑暗的条件下20ｈ，该植物体内有机物含量的变化是_________。

【解析】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CO2的毫克数表示。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O2，产生CO2；而光合作用合成有机物，吸收CO2，释放O2，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CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，而呼吸作用释放的部分或全部CO2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CO2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CO2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。

真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率 具体可表达为：

真正光合作用CO2的吸收量=表观光合作用CO2的吸收量+呼吸作用CO2释放量 如果将上述公式推广到O2和 葡萄糖，则得到下列公式：

﹙1﹚ 真正光合作用O2释放量=表观光合作用O2释放量+呼吸作用O2吸收量

﹙2﹚ 真正光合作用葡萄糖合成量=表观光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量 【求解】

（1）先利用化学方程式计算出光照条件下，光合作用每小时真正产生30ｍｇ C6H12O6需

要消耗的CO2量。

从上面计算结果可知，植物真正产生30ｍｇ的葡萄糖，需要36+8=44ｍｇ的CO2，而实际上容器内CO2的含量每小时只减少36ｍｇ，还有44－36=8ｍｇ的CO2来自光照条件下呼吸作用释放出来的。与题目交待的不给光照时（只能进行呼吸作用）产生的CO2量相等。所以在该条件下，光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用的强度是相等的。 （2）由呼吸作用每小时产生CO2的量是8ｍｇ，计算出消耗的有机物葡萄糖量。题目交待光照时，植物每小时真正（总的）能产生葡萄糖30ｍｇ，呼吸作用消耗30*8/44=5.5ｍｇ，则净生产量为24.5（30－5.5）ｍｇ。

此问题，还可以根据ＣＯ２的实际减少量来计算，题目交待在光照条件下容器内的CO2的含量每小时减少36ｍｇ，这是与植物的呼吸作用无关的，减少的CO2已作为光合作用的原料合成了葡萄糖，也就是净产生的葡萄糖，具体计算：30*36/44=24.5ｍｇ.

（3）根据上述（1）（2）的计算结果，可知一昼夜（24ｈ）中，4ｈ光照下制造的葡萄糖总量为4×30=120ｍｇ，消耗总量为24×5.5=132ｍｇ，两数说明该植物体内有机物含量减少。或者先计算4ｈ沉积的葡萄糖量为4×24.5=98ｍｇ，再计算20ｈ黑暗（只有呼吸作用）消耗的葡萄糖量为20×5.5=110ｍｇ，然后再比较这两个数据，可得出同样结论。 变式练习1：

假设某植物光合作用制造的有机物仅有葡萄糖，呼吸作用利用的有机物也只有葡萄糖。将此绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下给予充足的光照后，容器内CO2的含量每小时减少了180ｍｇ，放在黑暗条件下，容器内CO2含量每小时增加40ｍｇ。 （1）若测得该绿色植物在上述光照条件下每小时制造葡萄糖225ｍｇ，则上述光照条件下每小时通过呼吸作用释放的CO2的量为__ｍｇ

（2）其他条件不变，将此植物置于光照条件下1ｈ，再置于黑暗条件下4ｈ，此植物体内有机物含量变化情况是___，具体数值___ｍｇ。 【答案】（1）150（2）增加 13.6

例2：将一株植物置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测

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高一生物《光合作用与呼吸作用综合计算专题学案》 编写人：李铁成 审核：刘娜 2014-12-25

定的条件和结果如下表（数据均为标准状态下测得，单位mL） 在充分光照条件下 15℃ CO2减少量 CO2增加量 22.4 — 25℃ 44.8 — 15℃ — 11.2 暗处 25℃ — 22.4 在黑暗下度过（温度为15℃），只进行呼吸作用，根据呼吸作用的总反应式可以计算出其消耗的葡萄糖量Z=0.21 g。

C6H12O6+ 6 O2+6 H2O ──→12 H2O+ 6 CO2

180 6×44

Z 11.2 X 14÷1000÷22.4 X44

则所求为0.6-0.21=0.39 g.

【解题技巧归纳】

一、光合作用和呼吸作用综合计算的解题步骤

1、仔细阅读，从题干中获取有用信息，并作上相应标记

2、看清问题，明确所求为净光合作用、实际光合作用还是呼吸作用 3、根据目的，选择合适的关系式和信息数据 4、带好单位，选择合适比例进行运算 二、光合作用和呼吸作用综合计算的注意事项：

1、计算一天中的呼吸作用消耗，不要忘记光照条件下同样也有消耗 2、计算一昼夜的积累量时，务必看清光照和黑暗的时间各有多长 3、看清问题后所带的单位到底是g还是mg，L还是ml，mol还是mmol

4、进行单位换算时，若出现的条件是ml，最终所求为mg（即从体积换算成质量）时，宜先将体积换算成分子数，再根据分子数换算成质量 。即：

体积(L) ÷22.4（L/ mol） → 分子数(mol) X摩尔质量（g/ mol）→ 质量(g) 5.要分清 净光合作用、真正（实际）光合作用和呼吸消耗的常见表示方法

（1）净光合作用常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放）量、O2的__________（吸收/消耗/释放）量或者 C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。 （2）实际光合作用常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放）量、O2的_________ （吸收/产生/释放）量或者 C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。 （ 3）呼吸作用常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放）量、O2的_________（吸收/产生/释放）量或者C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。

对上述结果仔细分析后回答下列问题：

（1）在25 ℃条件下，若这株植物在充分光照条件下1小时积累的有机物都是 C6H12O6，则1小时积累 C6H12O6 —— g。(0.06)

（2）在25 ℃条件下，这株植物在充分光照下1小时总共制造 C6H12O6 g。(0.09) （3）如果一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过，如果光照时的温度为25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜积累 C6H12O6 g.( 0.39)

（4）从以上计算可知，种在新疆地区的西瓜比种在江浙一带的甜，其原因之一是 。(昼夜温差大、积累 C6H12O6多)

【解析】（1）从题目可知25℃时，CO2的吸收量（净光合作用量）为44.8ml，先将44.8ml的CO2转换成0.0448L，0.0448÷22.4=0.002摩尔，CO2的摩尔质量为44克/摩尔，则44.8ml的CO2的质量为0.002×44克，依据光合作用的总反应式： 6 H2O+ 6 CO2 ──→ C6H12O6+ 6 O2

6×

44 180

44 X 求解X =180 X（ 0.002×44）/ 6×44 =0.06g；

0.002×

（2）从题目中光合作用共利用CO2的量=44.8+22.4=67.2ml，然后再依据（1）的计算方式

6 H2O+ 6 CO2 ──→ C6H12O6+ 6 O2

6×

44 180

44 Y 即可得到制造的葡萄糖量为0.09g。

0.0672/22.4×

(3) 根据（1）的计算结果，10小时充分光照积累葡萄糖为0.06×10=0.6 g；其余14小时

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