光合作用和呼吸作用综合计算

1、光合作用和呼吸作用综合计算有关光合作用和呼吸作用的计算，主要是利用光合作用和呼吸作用的反应方程式，根据原料与产物之间的关系进行简单的化学计算。并通过正确理解净光合作用、实际光合作用和呼吸消耗之间的关系来对较复杂的问题进行解答。一、光合作用呼吸作用综合计算中的反应式光合作用总反应式： _（以葡萄糖为产物时）:_有氧呼吸的总反应式：无氧呼吸的总反应式：二、净（表观）光合作用、实际（真正）光合作用和呼吸消耗之间的关系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.2.弱光下：细胞呼吸速率大于光合作用速率N1=N2-N ，m2=m1-m 有机物减少,植物不能生长.3.弱光情况下

2、：细胞呼吸速率等于光合作用速率,无有机物生成, 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, N1=N-N2 , m2= m-m1有机物增加,植物能生长光合作用的指标是光合速率,通常以每小时每平方分米叶面及吸收CO2毫克数表示，总（真）光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量（吸收的CO2总量）。 净光合作用是指在光照下制造的有机物总量（或吸收的CO2总量）中扣除掉在这一段时间中植物进行细胞呼吸所消耗的有机物（或释放的CO2）后，净增的有机物的量。 实际 (真正) 光合速率 = 净 (表观) 光合速率 + 呼吸速率“生成量”、“合成量”、“同化量”、“制造量”等意思相同，都

3、指实际 (真正) 光合作用“CO2释放量”、“容器内CO2的增加量”意思相同“O2吸收量”、“实验容器内O2的减少量”意思相同“植物干量”、“有机物量”意思相同三、净光合作用、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

4、 C6H12O6的_（产生/消耗/积累）量来表示。例1：判断下面几种常见情况对应的是净光合作用、实际光合作用还是呼吸作用（1）光照条件下封闭容器中测得的O2体积增多量 （2）积累的有机物的量（3）有机物产物中能够转化为淀粉或者其它有机物的部分（4）右图（5）金鱼藻每天光合作用能够制造的氧气量（6）暗处的CO2增多量（7）实际测得的光合作用速率四、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注意：1、计算一天中的呼吸作用消

5、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mmol4、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摩尔数(mol)例2：在20时，测得氧气的产生量、释放量分别是560ml/min、336ml/min ，能用于合成淀粉或转化为其他有机物的葡萄糖量是_mol/min。例3：将该绿色植物置于密闭玻璃罩内，在黑暗条件下，罩内CO2含量每小时增加了25mg；在充足光照条件下，罩内CO2含量每小时减少了50mg。据测

6、定，上述光照条件下，光合作用每小时共合成葡萄糖60mg。若呼吸底物和光合产物均为葡萄糖，请回答：（保留2位小数） 该植物在光照条件下通过光合作用每小时共消耗CO2 mg。则该植物在光照条件下呼吸作用每小时产生CO2 mg。 若上述条件不变，该植物光照10小时，其余时间不给光照，则该植物一昼夜积累葡萄糖 mg。五、光合作用和呼吸作用综合计算坐标曲线图 当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行细胞呼吸所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。 当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少

7、时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。（如下图所示）当外界条件变化时，C02（光）补偿点移动规律如下：a、若呼吸速率增加，C02（光）补偿点应右移。b、若呼吸速率减小，C02（光）补偿点应左移。c、若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，C02（光）补偿点应右移；条件的改变使光合速率增加时，C02（光）补偿点应左移。例5：M右图表示A、B两种植物随着光照强度的变化，CO2吸收量或CO2释放量的变化曲线。据图回答：（1）比较A、B植物呼吸作用，较强的是 植物。当光照强度为0时，植物细胞中可以产生ATP的场所有 。（2）

8、当光照强度达到Z点后，限制A植物光合作用的因素主要是_ (答出两点)。如果在图中M点突然停止光照，短期内叶绿体内C3化合物的含量将会_。（3）当平均光照强度在X和Y之间（白天和黑夜的时间各为12h），A植物一昼夜中有机物积累量的变化是 （减少或增加），B植物一昼夜有机物积累量的变化是 （减少或增加）（4）光照强度为Z时，A植物光合作用产生的葡萄糖为mg（m2h）。（保留两位小数）（5）对B植物而言，假如白天和黑夜的时间各为12h，平均光照强度在 klux以上才能使CO2的吸收量超过CO2的释放量。3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（光照相同），测其重量变化

9、。得到如下表的数据。可以得出的结论是 （ ）组 别一二三四温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg+3+3+3+1A、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约是29C、2729下的净光合速率相等 D、30下的真正光合速率为2mg/h答案与提示： 文字信息：暗处理1h测得数据为该温度下的呼吸速率；真正光合速率即总光合速率；光照后与暗处理前的重量变化是2小时的变化量。图表中信息可转换成下表组别27282930呼吸速率（mg/h）1231总光合速率（mg/h）5793净光合速率（mg/h）4562答案：B例2：对某植物测得如下数据：3

10、03015一定强度的光照10h黑暗下5h黑暗5hCO2减少880mgO2减少160mgO2减少80mg若该植物处于白天均温30，晚上均温15、有效日照15h环境下，预测该植物1天24h中积累的葡萄糖为 （ ）A315mg B540mg C765mg 1485mg1一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24 mL，CO2增加48 mL，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的()A1/3 B1/2 C2倍 D3倍解析：有氧呼吸过程中每消耗1 mol葡萄糖生成6 mol CO2，同时消耗6 mol O2；无氧呼吸过程中每消耗1 mol 葡萄糖生成2 mol CO2

11、，不消耗O2。由于在相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，则由“1小时后测得该容器中O2减少24 mL”可知，有氧呼吸产生24 mL CO2，无氧呼吸产生24 mL CO2，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍。答案：D3对某植物作如下处理：(甲)持续光照20 min，(乙)先光照5 s后再黑暗处理5 s，连续交替40 min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的O2和合成的有机物总量符合下列哪项()AO2：甲乙，有机物，甲乙BO2：甲乙，有机物，甲乙CO2：甲乙，有机物，甲乙DO2：甲乙，有机物，甲乙解析：给予植物间歇光照，光反应产物能被及时利用，光能

12、利用率高，故在相同的光照时间内生成的O2量较多，有机物合成总量较多。答案：C4 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的温度条件下，分别置于黑暗和5 klx、10 klx条件下的光合作用和呼吸作用。结果如下图所示(横坐标为时间，单位：小时)。对以上结果分析正确的是，该叶片()A20时的呼吸速率是10时的4倍B在10、5 klx的光照下，每小时光合作用产生的氧气量是3 mgC在5 klx光照下，10时积累的有机物比20时少D在20、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是6 mg解析：20时呼吸速率为2 mg/2小时1 mg/h,10时为1 mg/2小时0.5 mg

13、/h，前者是后者的2倍。10、5 klx的光照下，每小时产生的O2量为6 mg/21 mg/23.5 mg。5 klx光照下，10时氧气释放速度为6 mg/2 h3 mg/h,20时为4 mg/2 h2 mg/h。20、10 klx光照下，每小时光合作用产生的氧气量是：(10 mg2 mg)/26 mg。故只有D项正确。答案：D5请回答下列有关光合作用的问题。(1)光合速度受到温度、二氧化碳和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的_过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的_过程。(2)甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10、光照强度大于_千勒克

14、司时，光合速度不再增加。当温度为30、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是_。根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10、20和30时的光合速度。(3)丙图表示A、B两种植物的光合速度与光照强度的关系。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。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C12，H1，O16)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。解析：(1)光是光反应的必要条件，光照强度直接影响光合作用的光反应过程

15、。CO2的固定发生在暗反应，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。(2)据甲图可知，温度为10，光强大于L1千勒克司时，光合速度不再增加；温度30光强小于L3千勒克司时，限制光合速度的因素是光照强度而不是温度。据甲图知光强为L2千勒克司，温度分别为10、20和30的光合速度分别为2、4、4，在乙图中标出。(3)由丙图知当光照强度为6千勒克司时，A和B植物光合速度都是6 mg/h，两种植物光合速度相同。A植物在光强为9千勒克司，2小时单位叶面积可积累葡萄糖为(82)/441/618010.9 mg。由图丙可知A植物每小时产生4 mg CO2，当光强为6千勒克司时，每小时吸收4 mg CO2，净

16、积累量等于呼吸作用消耗量，当植物白天12小时，黑夜12小时，要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于6千勒克司。 答案：(1)光反应暗反应(2)L1光照强度如右图所示(3)610.96.思路:例1 将某一绿色植物置于一个大型密封玻璃容器中，在一定条件下给予充足的光照，容器中二氧化碳的含量每小时减少了45mg；放在黑暗条件下，容器中二氧化碳每小时增加了20mg，据实验测定，这绿色植物在上述光照条件下，每小时制造葡萄糖45mg。请据此回答下列问题：（1）在上述光照和黑暗条件下，这绿色植物的呼吸强度哪一个强？（2）若在一昼夜给5h光照，19h黑暗的情况下，此植物体消耗葡萄糖_mg，其有机物含

17、量的变化是增加还是减少？解析:(1)“制造”葡萄糖45毫克应该是总光合量依据光合作用总反应式,生成1摩尔的葡萄糖需要利用6摩尔的CO2 。葡萄糖的相对分子质量为180，6分子的CO2的相对分子质量为264。所以若X代表在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖所利用的CO2的质量， 则180/264=45/X，X=66mg。 每小时制造45mg葡萄糖所利用的二氧化碳的量为66mg。 根据给出的已知条件：充足的光照，容器中CO2含量每小时减少45mg，用于光合作用。由于每小时制造45mg葡萄糖需要66mg的CO2 ，所以还有21mg的CO2来自自身呼吸作用产生的（66mg-45mg=21mg）。 在

18、黑暗条件下，容器中CO2每小时增加了20mg。此时不能进行光合作用，只能进行呼吸作用。在光照条件下，绿色植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，每小时呼吸作用产生的CO2为21mg。 相比之下，说明绿色植物在光照条件下呼吸强度大。(2) 在光照条件下，每小时呼吸作用产生21mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克：180/264Y/21，消耗葡萄糖约为14.32mg。光照5小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为71.6mg(14.32mg5)。在黑暗条件下，每小时呼吸作用产生20mg二氧化碳，可依据有氧呼吸的总反应式推算出每小时消耗葡萄糖多少毫克：180/264Z/20，消耗

19、葡萄糖约为13.64mg。黑暗19小时，呼吸作用消耗葡萄糖约为259.16mg(13.64mg19)。所以此植物一昼夜共消耗葡萄糖约为330.76mg(71.6mg+259.16mg)。在光照条件下，每小时制造45mg葡萄糖，5小时共制造225mg葡萄糖。一昼夜共消耗约330.76mg的葡萄糖，所以在此种条件下，有机物的含量在减少。2将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响（其余的实验条件是理想条件），实验以CO2的吸收量和释放量为指标。实验结果如下表所示。温度（0）5101520253035光照下吸收CO2（mg/h）1.001.752.5 03.253.753.

20、503.00黑暗下释放CO2（mg/h）0.5 00.751.001.502.253.003.00 下列对该表分析正确的是（ ）A、昼夜不停地光照，温度在35时该植物不能生长。B、昼夜不停地光照，该植物生长的最适温度是30。C、每天交替进行12小时光照，12小时黑暗，温度均保持在20条件下该植物积累的有机物最多。D、每天交替12小时光照，12小时黑暗，温度在30时，该值物积累的有机物是温度在10的2倍。解析：文字信息：光照下吸收CO2的量为不同温度下实验测得值，表示净光合量；黑暗下释放CO2的量为相应温度的呼吸速率。读准上述两点关键信息，就有了正确解题思路：昼夜不停光照，35时，植物净光合量为

21、吸收CO2 3.00mg/h，大于0，该植物能生长；昼夜不停照，25该植物净光合量最大（3.75mg/h），最适于生长发育；每天交替12小时光照，12小时黑暗，20时净积累有机物最多：（3.251.50）12=21mg，其它温度下有机物净积累量均可算出；同样条件下，30时该植物积累有机物与10时积累有机物的比为：（3.5-3.0）12 / (1.75-0.75)12=1/2正确答案：C【例2】 现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和二氧化碳的量如图所示（两种呼吸作用速率相等），在氧浓度为a时A.酵母菌只进行发酵B.67的酵母菌进行发酵C.33的酵母菌进行发酵D

22、.酵母菌停止发酵 【解析】选B。本题考查有关细胞呼吸的计算。 由图中的氧浓度为a时读出酒精的摩尔数为6 mol，则无氧呼吸放出的CO2也为6 mol，而氧浓度为a时的二氧化碳释放总量为15 mol，因此有氧呼吸放出的CO2为9 mol,所以酵母菌不可能只进行无氧发酵。 计算参与有氧和无氧呼吸的酵母菌的比例，实质是计算两种呼吸方式所消耗的C6H1206 的量。无氧呼吸消耗的葡萄糖量，可由C6H12062C2H50H列式计算1/x=2/6，得x=3(mol)；有氧呼吸消耗的葡萄糖量，可据有氧呼吸反应式C6H12066C02列式1/y=6/9，得y=1.5(mol)，则无氧发酵所占比例为3/(3+1

23、.5)=67【例2】 (2008宁夏高考) 将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如图。据图回答：025min期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是_含量。乙植株比甲植株固定CO2的能力_。015min期间植株释放O2速率的变化趋势是_。3045min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是_。【解析】本题考查光合作用和呼吸作用的相互关系。植物光合作用大于呼吸作用时，植物吸收CO2释放氧气，使得玻璃罩内CO2逐渐减少。题干中已强调在光照、温度相同且适宜，所以可以考虑影响甲乙两种植物光合强度的因素为CO2，随着CO2浓度减小，