「總光合」、「淨光合」傻傻分不清楚?
在教師資格生物學科筆試中,光合作用出簡答題(填空)的頻率非常高。做光合和呼吸方面題的時候,有一個重要的公式:總光合速率=淨光合速率+呼吸速率,如圖所示。
只要出現計算,基本都離不開這個公式。公式本身很簡單,呼吸作用的量通常也都很容易判斷出來,但總光合與淨光合卻總是傻傻分不清楚,那怎麼解決這個問題呢?
一般來說,兩個部分會考察到總光合與淨光合的區分:第一種是在問題中,區分出題目要我們求的是什麼光合速率;第二種就是在題幹中,給的條件是淨光合速率還是總光合速率必須要明確,分析好後才能做題。下面我們就來看看到底什麼是總光合速率,什麼又是淨光合速率。
總光合作用速率(又稱真、真正、實際光合作用),是指一段時間內植物體內進行光合作用的總量;如果題幹中明確的給出了「總光合」、「真正光合」、「實際光合」等字眼,那麼就可以直接確定。
淨光合作用速率(表觀光合作用),是指一段時間內植物體內發生光合作用的總量減去呼吸作用的量。同樣,如果直接給出那就不需要判斷了。
但是大多數沒有那麼明確,題目中主要以兩種方式呈現,一種是氣體的變化量,另一種是有機物的變化量。我們也從這兩個方向來看下怎麼區分總光合速率和淨光合速率。
二、有機物含量的變化
總光合作用速率:植物葉綠體產生、製造、合成有機物(或葡萄糖、澱粉等)的量;植物光合作用產生、製造、合成有機物(或葡萄糖)的量。
淨光合作用速率:植株、葉片積累或增加的有機物(或葡萄糖、澱粉等)的量。
看了這些如果還不太明確,那我們就結合下面的題目再來詳細講解下。
注意:植物、葉片和葉肉細胞的淨光合併不完全相同,因為植物除了能進行光合作用的葉片中的葉肉細胞外,還有其他的不能光合作用只能進行呼吸作用的部分,如根和成熟的莖等。也就是淨光合量一般來說:葉肉細胞>葉片>植株。
例題:
將一株長勢良好的馬鈴薯植株置於密閉玻璃罩內培養,並將整個裝置置於室外,如圖表示玻璃罩內
濃度一天的變化情況(假設植株未進行無氧呼吸)。請回答下列問題:
(1)高等植物進行光合作用消耗ADP的具體場所是 ________。進行有氧呼吸產生
的具體場所是 ________。
(2)一天中,密閉玻璃罩內植株在________(填時間)積累的有機物最多。
(3)在其他條件相同且適宜的情況下,進行如下實驗:實驗前該植物質量為R mg,暗處理1 h,測得其質量為(R-p)mg,隨後立即光照1 h,測得其質量為(R+q)mg。則該植物葉片在光照時的總光合速率________mg/h。
(4)該植株在圖中________(填「D點之前」、「D點」或「D點之後」)開始進行光合作用。
(5)G點條件下,該植物葉肉細胞內光合作用速率________(填「大於」、「等於」或「小於」)呼吸作用速率。
【答案】(1)葉綠體基粒(類囊體薄膜)線粒體基質
(2)18 h
(3)2p+q
(4)D點之前
(5)大於
【解析】(1)光合作用的光反應階段消耗ADP,生成ATP,光反應發生在葉綠體基粒即類囊體薄膜上。在線粒體的基質中完成有氧呼吸的第二階段,在酶的催化作用下,丙酮酸和水反應產生
和[H]。
(2)由題圖可知,18 h
濃度最低,表明此時植物積累的有機物最多。(這兩個量指的都是淨光合)
(3)實驗前該植物質量為R mg,暗處理1 h,測得其質量為(R-p)mg,黑暗條件下只進行呼吸作用,所以呼吸速率就是p mg/h;立即光照1h,測得其質量為(R+q)mg,從(R-p)到(R+q)屬於植株有機物的增加量,也就是淨光合作用速率,那麼淨光合速率=(R+q)-(R-q)=q+p(mg/h),則總光合速率=呼吸速率+淨光合速率=p+(q+p)=(2p+q)(mg/h)。
(4)D點代表植物的光合作用強度等於呼吸作用強度,故D點之前已開始進行光合作用,之前玻璃罩內
還在增加的原因是光合作用小於呼吸作用,植株仍然向外釋放
。
(5)G點代表植物的光合作用強度等於呼吸作用強度(淨光合為0),植株的光合作用主要由葉肉細胞完成,而所有細胞都要進行呼吸作用,只有植物葉肉細胞內光合作用速率大於呼吸作用速率(淨光合大於0),才能保證整個植株的光合作用強度和呼吸作用強度相等。
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