你知道什么是生物总光合和净光合吗?详细解析在这里
在做光合和呼吸方面题的时候,有个非常重要的公式,这个公式对很多同学来说,既是解题的关键,也是容易混淆的难点,那就是总光合速率=净光合速率+呼吸速率。很多同学就栽在这个公式的理解和运用上。
基本概念
总光合作用速率,又被称为真正光合作用或者实际光合作用,它表示的是一段时间内植物体内进行光合作用的总量。如果在题干里清楚地看到“总光合”“真正光合”“实际光合”这些字样,那可以直接按照这个定义去解题。而净光合作用速率,也叫表观光合作用,是植物体内发生光合作用的总量减去呼吸作用的量。在实际题目里,净光合速率有很直观的体现,例如植株吸收CO2的量、释放O2的量,或者植株、叶片积累或增加的有机物的量。这是比较常规的考查内容,同学们一定要牢记。而且要注意植物、叶片和叶肉细胞的净光合是不完全相同的。因为像植物的根和成熟的茎这些部位,不能进行光合作用只能进行呼吸作用,这一点同学们总是容易忽略。
不同地方的生物考试都会涉及到这个知识点,比如在北京的某次高中生物大考中,有一道实验分析题就考查了这个内容。很多学生就是因为没有区分清楚总光合和净光合的概念而做错。
题目呈现方式
在关于光合与呼吸作用的题目中,大多数不会把概念给得那么清晰,而是采用两种方式呈现,一是气体的变化量,二是有机物的变化量。例如在分析某植物在不同时间段内对CO2和O2的吸收和排放,或者是该植物体内有机物量的变化。可能是一个时间段内的连续测量值,也可能是不同环境条件下的对比值。这就需要我们根据所给的信息准确判断到底是考查总光合还是净光合。在中西部某省的生物高考模拟题里,就有这么一道题,给出了一个植物在不同光照强度下对CO2吸收量的表格,很多学生没有理解到这个数据表示的是净光合,导致后面的计算和分析全错了。
这就要求同学们要对数据有敏锐的洞察力,能够准确判断其代表的含义。如果判断失误,那整道题基本就无法得分了。
有机物积累量的计算
要知道在一天之中,不同的时刻植物积累的有机物是不一样的。例如,如果已知一天中某植物在一个密闭玻璃罩内,CO2浓度最低的时候就是植物积累有机物最多的时候。像在某科学实验基地的观察记录中,发现某种植物在18 h的时候CO2浓度最低,这就意味着此时植物积累的有机物最多。这就是根据净光合的概念来判断的,因为净光合速率和有机物的积累量有着直接关系。当净光合速率大于0时,植物就在积累有机物,反之就是消耗有机物。这对于分析植物在不同环境下的生长状态非常关键。
很多温室种植的时候,种植者就要考虑这个因素,在什么时候施肥浇水促进光合作用提升有机物积累量,这离不开对这些数据的准确分析。
实验中的速率计算
从实验方面来看,有这样的一个例子。假设实验前某植物质量为R mg,暗处理1 h后为(R - p)mg,由于黑暗中只有呼吸作用,所以可得出呼吸速率为p mg/h。然后光照1 h后质量变为(R + q)mg,从(R - p)到(R + q)是植株有机物的增加量,也就是净光合作用速率为q + p(mg/h)。那么根据公式总光合速率=呼吸速率+净光合速率,就可以算出总光合速率为p+(q + p)=(2p + q)(mg/h)。这是一个很典型的实验计算类型的题目,曾经在东部沿海地区的生物竞赛题中出现过。
同学们在做这类实验题的时候一定要清晰地梳理好各个环节的数据含义和逻辑关系,否则很容易算错相关数值。
光合呼吸的平衡关系
在分析植物的光合作用和呼吸作用时,有像D点这样代表光合作用强度等于呼吸作用强度的关键点。在D点之前玻璃罩内CO2还在增加,这是因为光合作用小于呼吸作用,植株仍然向外释放CO2。而且像G点的情况,代表光合作用强度等于呼吸作用强度,然而整个植株的光合作用主要由叶肉细胞完成,所有细胞都要进行呼吸作用,只有植物叶肉细胞内光合作用速率大于呼吸作用速率,才能保证整个植株的光合作用强度和呼吸作用强度相等。这是在分析植物内部光合呼吸作用平衡关系时要特别注意的地方,在一些农村初中生物兴趣小组的课外实验中,就会涉及到对这种关系的研究,很多学生错把植株整体的平均光合呼吸关系当成叶肉细胞内部的关系,得出错误结论。
这些关系在研究植物的生长趋势和在不同环境下的适应能力等方面非常重要,比如在高原地区的植物为了适应低氧环境,光合呼吸关系就会有不同于平原植物的表现。
应对考试的策略
在考试当中,面对光合与呼吸作用相关的题目,我们首先要做的就是仔细审题,准确区分给出的数据是关于总光合还是净光合的。无论是平时的小型测验还是大型的高考这样的考试,审题都是关键。要圈出关键字眼,像前面提到的那些概念性的关键词等。其次,当遇到实验题或者实际案例分析题的时候,头脑中一定要有清晰的公式概念以及逻辑关系,比如总光合速率、净光合速率和呼吸速率之间的关系和换算。并且要能够联系实际情况,像植物不同部位细胞的功能差异等。比如在一些南方城市的校内生物月考中,未准确把握审题要点和公式关系的考生失分严重。
同学们只有做到这些,才能在考试中对这类题目应对自如。
你在做光合和呼吸作用相关题目时,有没有因为概念混淆而失分的情况?希望你可以在评论中分享,也欢迎点赞和分享这篇文章。