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:C6HA+^6<^乜62°2扌42能量0 +能量无氧呼吸的总反应式:C6H12O6 —2C2H5OH + 2CO 2 +能量C6H12O6 —^ 2C3H6O3 + 能量酶二、净(表观)光合作用七1实际0(6真正—光合作用和曲6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.叶缭体3. 弱光情况下: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+呼吸速率条件题目中常见的关犍语旬所措的會文光照条件下楂物“产生的氧气量,或植物“合成“的有机物的量实质上是在叶绿体中产空的呈■却光合作昂 总量或真■光合作用量植物“释敵"的氧气宦,或植物“积累"的有机物的昱实质上是挣光合作用量,即光合作用总量- 呼吸柞用消耗量植韧"吸iBT的co,量实质上是挣光合作用量条幷下植皱T释放袖的匚吐量实质上是呼吸作用释放量植物“吸咬"的報气量冀质上是呼吸作用吸收量关栗式1光合柞用实际产氣最二实測的氣气释放■&斗呼吸作用耗氟量光合柞用实际cOjSMft =实测的co?消耗量+呼吸柞用co,磁量 光會件用葡萄糖积康量三光合柞用产生葡萄糖最-呼吸籬巌醸寫“生成量”、“合成量”、“同化量”、“制造量”等意思相同,都指实际 (真正) 光合作用CO2释放量” “容器内CO2的增加量”意思相同''02吸收量”、“实验容器内02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、02的 (吸收/消耗/释放)量或者 C6H12O6 的 (产生/消耗/积累)量来表示。
6 12 62、 实际光合作用常用单位时间内CO2的 (吸收/消耗/释放)量、02的 (吸收/产生/释放)量或者 C6H12O6 的 (产生/消耗/积累)量来表示6 12 63、 呼吸作用常用单位时间内C02的 (吸收/消耗/释放)量、02的 (吸收/产生/释放)量或者 C6H12O6 的 (产生/消耗/积累)量来表示6 12 6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02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氧气释放速度〔毫升一小时)( 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体积(L)X22.4(L/mol)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4-22.4(L/mol)- 分子尔(m数) X摩尔质量(g/mol) :质量(g) 。
摩尔质量(g/mol)例2:在20°C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)① 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 mg② 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① 当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所吸收的 C02 与该温度条件下植物进行 细胞呼吸所释放的 C02 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② 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)③ 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: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) 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一(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/ (m2・h)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lh,再光照1h (光照相同),测其重量变化得到如下表的数据可以得出的结论是 ( )组另U一一一三四温度/°c27282930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27C28C29C30C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:30C30C15C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°C,晚上均温15°C、有效日照15h环境下,预测该植物1天24h 中积累的葡萄糖为 ( )A.315mg B.540mg C.765mg .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02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()A. 1/3 B. 1/2 C. 2 倍 D. 3 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,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( )A. O2:甲V乙,有机物,甲=乙B. O2:甲=乙,有机物,甲=乙C. O2:甲V乙,有机物,甲V乙D. O2:甲=乙,有机物,甲V乙解析: 给予植物间歇光照,光反应产物能被及时利用,光能利用率高,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: C—2(H: --lot:丁/ —1/ 』 1 / X"1 / X"0 1[ 24.将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置中研究在10°C、20°C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( )A. 20C时的呼吸速率是10C时的4倍B. 在10°C、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°C时积累的有机物比20C时少D. 在20°C、10 klx光照下,每小时光合作用产生的氧气量是6 mg解析:20C时呼吸速率为2 mg/2小时二1 mg/h,10°C时为1 mg/2小时二0.5 mg/h ,前者是后者的2倍。
10°C、5 klx的光照下,每小时产生的O2量为6 mg/2 + 1 mg/2 = 3.5 mg5 klx 光照下,10°C 时氧气释放速度为 6 mg/2 h = 3 mg/h,20°C 时为 4 mg/2 h = 2 mg/h20C、 10 klx光照下,每小时光合作用产生的氧气量是:(10 mg+ 2 mg)/2 = 6 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①在温度为10C、光照强度大于 千勒克司时,光合速度不再增加当温度为4 8 12 16 20光照强度(千勒。