光合作用和呼吸作用生成物量的计算
有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算
有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算李庆森
在近几年的高考及其他考试的试题中，有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算题频频出现。这类试题涉及植物的光合作用和呼吸作用两大生理过程，同时还与化学知识相结合，是综合性较强的热点试题。但学生在解答此类试题时常常感到困难，甚至不知如何分析。现以典型题目为例，分析以下此类试题的解题思路，供大家参考。
1 例题
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_________。
2 分析
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二氧化碳的毫克数表示。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=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氧气和葡萄糖，则得到下列公式：
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
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
3 求解
根据上面的分析和题意可知，光照时葡萄糖净（表观）生产量是光合作用每小时产生的真正的（总的）葡萄糖量减去呼吸作用每小时消耗的葡萄糖量。而葡萄糖量与ＣＯ２量求解有直接关系，可通过ＣＯ２量的变化推测有机物（葡萄糖）含量的变化。
（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葡萄糖需要消耗的ＣＯ２量。
从上面计算结果可知，植物真正产生30ｍｇ的葡萄糖，需要44ｍｇ的ＣＯ２，而实际上容器内ＣＯ２的含量每小时只减少36ｍｇ，还有8（44－36）ｍｇ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的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，具体计算如（1）。
（3）根据上述（1）（2）的计算结果，可知
4 与图表的结合
（广东省1999年
[1][2]
