光合作用和呼吸作用的相关计算(20200524165147)
光合作用与呼吸作用
1．(2009年安徽卷)叶绿体是植物进行光合作 用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述， 正确的是( ) A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内 B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在 基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成 的
(1)图甲所示的该植物细胞代谢情况可用图乙的 __________点表示。 (2)图乙中的a点表示______________________。
(3)在光照强度大于________klx时，植物才会表现出生 长现象。在相同温度下，将该植物的叶片臵于8 klx光 照下9小时，然后移到黑暗处15小时，则每100 cm2叶片 的CO2的净吸收量为________mg。 (4)若图乙曲线表示该植物在25 ℃时光照强度与光合速 率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最 适温度分别为25 ℃和30 ℃，那么在原有条件不变的情 况下，将温度提高到30 ℃，理论上分析b点如何变化？ ______________。
实验步骤： ①取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出小圆形叶片30片(避 开大的叶脉)。 ②将小圆形叶片臵于注射器内，并让注射器吸入清水， 待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的 小孔并缓缓拉动活塞，重复几次。 ③将处理后的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中 待用，此时叶片将全都沉到水底。 ④取甲、乙、丙三只小烧杯，___________________
光合作用呼吸作用综合计算
对于呼吸方式的分析与判断
推理思路如下：
有关光合作用和呼吸作用的计算
注意以下几条基本原理： ⑴光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间 内CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。 ⑵在有光和无光条件下，植物都能够进行呼吸 作用。 ⑶净生产量=实际光合作用量－呼吸作用量。 ⑷计算时，应该先列出光合作用和呼吸作用的 反应式，然后列出方程予以计算。
光合作用呼吸作用的公式
光合作用呼吸作用的公式光合作用和呼吸作用是植物生命活动中两个重要的过程。
光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，而呼吸作用是植物和动物分解有机物以释放能量的过程。
下面将详细介绍光合作用和呼吸作用的公式。
光合作用的公式：光合作用的化学方程式可以表示为：光合作用分两个阶段进行：光化反应和暗反应。
光化反应的方程式是：光照中，光能被光合色素（叶绿素）吸收，并通过光能转化的过程，将水分解成氧气和氢离子。
该反应产生的氧气会释放到大气中，而氢离子则用于暗反应。
暗反应的方程式是：在暗反应中，光合作用的产物氢离子与二氧化碳进行化学反应，产生葡萄糖。
此外暗反应还包括一系列酶催化的化学反应，最终将二氧化碳固定为葡萄糖等有机化合物。
呼吸作用的公式：呼吸作用是植物和动物在细胞内将有机物分解为二氧化碳、水和能量的过程。
呼吸作用可以分为三个步骤：糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
糖解的方程式是：在糖解过程中，葡萄糖分子被分解为两个分子的丙酮酸和三个分子的NADH。
这一步骤产生少量的ATP和还原型载体NADH。
Krebs循环的方程式是：在Krebs循环中，丙酮酸被分解成二氧化碳、NADH和FADH2、此外，Krebs循环还产生了少量的ATP。
氧化磷酸化的方程式是：氧化磷酸化是将NADH和FADH2中的高能电子转移到氧气上的过程。
这一过程产生更多的ATP。
具体的反应方程式包括NADH和FADH2与氧气结合生成水的反应。
总结：光合作用和呼吸作用是植物生命活动中不可或缺的过程。
光合作用将光能转化为化学能，产生有机物和氧气，为植物生长提供能量和氧气。
呼吸作用则将有机物分解为二氧化碳和水，释放能量供植物维持生命活动。
两个过程都起着重要的作用，促进了生物圈中的物质循环和能量流动。
光合作用和呼吸作用的相关计算
光合作用和呼吸作用的相关计算光合作用和呼吸作用是生物体生命活动中两个重要的能量代谢过程。
光合作用是在光照下，植物和部分细菌中利用太阳能将水和二氧化碳转化为有机物质，同时产生氧气的过程。
呼吸作用则是指生物体将有机物质在细胞内氧化解糖释放能量的过程。
下面将针对光合作用和呼吸作用的相关计算进行详细讲解。
1.光合作用的相关计算：1.1光合作用的反应方程：光合作用的反应方程可以表示为：6CO2+12H2O+光能→C6H12O6（葡萄糖）+6O2+6H2O。
1.2光合作用的速率测定：光合作用的速率可以通过测定O2的生成速率来确定。
一般情况下，可以使用氧电极法或使用光度计测定氧化还原酶的活性。
1.3光合作用的测定条件：常用的测定光合作用速率的条件是在适宜光强下，光合作用的最适温度，碳源充足，同时限制其他因素如水分和氮素等对光合速率的影响。
1.4光合作用的速率计算：光合作用速率可以通过测定单位时间内O2的产生量来计算。
单位时间内O2产生量的计算公式如下：速率=(ΔO2浓度/Δ时间)*光照区间的单位时间（通常使用秒）其中，ΔO2浓度为单位时间内O2的浓度变化量。
光合作用的效率可以通过计算单位光能转化为有机物质的量来确定。
公式如下：光合效率=（单位时间内光合作用产生的有机物质质量）/（单位时间内光能输入量）2.呼吸作用的相关计算：2.1呼吸作用的反应方程：呼吸作用可以表示为：C6H12O6（葡萄糖）+6O2→6CO2+6H2O+能量。
2.2呼吸作用的速率测定：呼吸作用的速率可以通过测定CO2的释放速率来确定。
一般情况下，可以使用CO2的浓度计或气体色谱法测定。
2.3呼吸作用的测定条件：通常情况下，呼吸作用的速率和测定条件与光合作用有所不同。
呼吸作用速率的测定条件是在黑暗中，适宜呼吸作用最适的温度，无光合作用的干扰。
2.4呼吸作用的速率计算：呼吸作用速率可以通过测定单位时间内CO2的释放量来计算。
单位时间内CO2释放量的计算公式如下：速率=(ΔCO2浓度/Δ时间)*单位时间（通常使用秒）其中，ΔCO2浓度为单位时间内CO2的浓度变化量。
光合作用与呼吸作用的相关计算解析
光合作用与呼吸作用的相关计算解析在学习完光合作用和呼吸作用后，有关两类重要代谢的综合运用成为不少同学困惑的难点，下面就相关要点座以下简要分析。
首先，就两种呼吸的判断分析如下。
1、借助反应过程的表达式涉及的物质作出判断。
C 6H 12O 6+6H 2O+6O 2→6CO 2+12H 2O+能量C 6H 12O 6 →2CO 2+2C 2H 5OH+能量 【植物无氧呼吸】 C 6H 12O 6 → 2C 3H 6O 3+能量 【主要为动物无氧呼吸】 如果反应物中有氧气，生成物中有酒精、乳酸、水则一目了然断定其反应类型。
如果生成了二氧化碳则涉及两种反应。
生活实例蒸馒头发面过程中酵母菌采用哪种呼吸类型可以此判断。
2、根据二氧化碳和氧气体积比判断呼吸的类型或主要类型。
归结表达式中比例，当消耗1摩尔葡萄糖时，有氧呼吸消耗6摩尔氧气产生6摩尔等量二氧化碳，而无氧呼吸不消耗氧气直接产生二氧化碳2摩尔。
合并二氧化碳为8摩尔，氧气总和为6摩尔，既两者比例为4/3时，两类呼吸消耗葡萄糖量相当。
据此可作出坐标图以利于识记，如图。
纵轴表示只进行无氧呼吸；较大斜率线表示两种呼吸强度相当；角平分线表示只进行有氧呼吸；两种气体比例大于4/3，无氧呼吸为主，靠近纵轴；反之如果小于4/3，有氧呼吸为主，接近角平分线。
3、光合作用和呼吸作用综合考虑首先根据光合作用和呼吸作用发生的条件，是否有光作为判断反28 642以暗环境作为突破口，明确呼吸作用的强度，因为一般情况下，暗环境下和强度等于光照下的呼吸强度。
其次，再综合考虑两种代谢作用下的相关计算。
审清题目的信息属于哪一类，然后根据如下关系进行分析计算。
总光合作用= 净光合作用+ 呼吸作用二氧化碳固定反应吸收量产生氧气产生总量释放量消耗有机物产生总量积累量消耗分解例如：据图判断当提高二氧化碳浓度时，a点向哪移动。
分析a点含义，光合作用与呼吸作用强度相当，当提高二氧化碳浓度是提高了光合作用强度，而呼吸作用影响不大，但还要保持平衡，只能降低光合作用强度，因而a点向左移动，以通过降低光照强度降低光合作用强度。
光合作用和呼吸作用的相关计算
净光合量 呼吸量
关系式
O2的释放量 CO2的吸收量 有机物的积累量 黑暗中O2的利 黑暗中CO2的产 黑暗中有机物 用（吸收）量 生（释放）量 的消耗量 总光合量=净光合量+呼吸量
典型例题
用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知 审题： 叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1 h，测 其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同，保持相 暗处理1h的质量变化： 呼吸量 应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：
C项：4组的净光合量 都大于0，即光合作用 强度大于呼吸作用强度
典型例题
用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知 叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1 h，测 其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同，保持相 应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：
组别
温度/℃
变式拓展： 变式1：光照后与光 照前质量变化
1
27
2
28
3
29
4
30
暗处理后质量变化/mg
光照后与光照前质量变化/mg 光照后与暗处理前质量变化 /mg
－1 －2
＋3 ＋3
－3＋3Βιβλιοθήκη －1＋13 3 1 净光合量/mg ： 3 2 3 1 呼 吸 量/mg ： 1 5 6 2 总光合量/mg ： 4 以下说法错误的是( A ) A.光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为3 mg × B.光照1 h内，第1、2、3组轮藻释放的O2量相等 √ C.光照1 h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用 √ 强度 D.该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在28 ℃至 30 ℃之间 √
典型例题
用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知 叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1 h，测 解析： 其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同，保持相 A项：第4组合成有机 应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：
植物光合作用与呼吸作用的相关计算
植物光合作用与呼吸作用的相关计算绿色植物光合作用与呼吸作用的相关计算1、在25℃，有氧条件下，某植物在黑暗中，每小时产生CO 2为44mg ，给予充足光照后，每小时吸收44mgCO 2，则该植物每小时实际合成的C 6H 12O 6的量为 mg 。
2、有一位科学家做了这样一个实验，将10g 叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO 2的吸收量和呼吸作用中CO 2的释放量，图A 曲线表示：分别在15℃和30℃条件下，测定叶绿体在不同光照和不同温度条件下每小时CO 2的吸收量；图B 曲线表示：在不同温度条件下测得的线粒体呼吸作用每小时CO 2的释放量。
请仔细分析后回答下列问题：(1)在温度为30℃，光照为8000勒克斯的条件下，离体叶绿体的光合作用强度为___ug ／h/10g ；在温度为15℃，光照为8000勒克斯时，离体叶绿体的光合作用强度为______ug/h/10g 。
在光照强度相同，温度不同的的条件下，光合作用强度不同，是因为受光合作用的_______________过程的限制。
(2)离体线粒体在温度为15℃和30℃时的呼吸作用强度分别为____ug ／h/10g 和____ug ／h/10g 。
(3)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在30℃条件下的叶肉细胞内既不吸收CO 2也不释放CO 2的光照强度为__________勒克斯，此时光合作用正好补偿呼吸作用的消耗，呼吸作用所释放出的CO 2正好用于_______。
(4)假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯时，光照10h ，然后转入无光条件下，温度也为30℃时，10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖_______ug 。
如果黑暗条件下的温度平均为15℃，则10克叶肉组织积累葡萄糖_______ug 。
3、将一株植物置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时。
光合呼吸综合计算
三、净光合作用、实际光合作用和呼吸消耗的常见表 净光合作用、 示方法
1、净光合作用 净光合作用 吸收 常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放） 释放 量、O2的__________（吸收/消耗/释放）量或者 积累 C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。 2 实际光合作用 2、实际光合作用 消耗 常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放） 产生 量、O2的_________（吸收/产生/释放）量或者 产生 C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。 3、呼吸作用 呼吸作用 释放 常用单位时间内CO2的__________（吸收/消耗/释放） 吸收 量、O2的_________（吸收/产生/释放）量或者 消耗 C6H12O6的__________（产生/消耗/积累）量来表示。
净光合
答案： 答案：C
实际光合
学年第一学期高三年级期末质量抽查考试35题 例3：（青浦区 学年第一学期高三年级期末质量抽查考试 题） ： 青浦区2009学年第一学期高三年级期末质量抽查考试 测得氧气的产生量、 （4）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 分别是 、 成淀粉或转化为其他有机物的葡萄糖量是 0.0025 ____________mol/min。 净光合 。 （5）如果该植物是玉米，已知在 ℃每分钟 ）如果该植物是玉米，已知在20℃ 光合作用产生1克葡萄糖要消耗 克葡萄糖要消耗1.6× 光合作用产生 克葡萄糖要消耗 ×1010焦 耳的光能，那么在20℃ 耳的光能，那么在 ℃时，该植物光合作用 1.2x1010 要消耗_________ 焦耳 分的光能。 焦耳/分的光能 分的光能。 要消耗
光合作用与呼吸作用有关计算
5、O2的浓度与细胞呼吸类型的关系
O2的浓度为0时只进行无氧呼吸；
浓度为10%以下时，既进行无氧呼吸又进 行有氧呼吸；
浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸
例1.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，其产生的酒精和CO2量如图 所示。问：在氧气的浓度为a时， A.酵母菌只进行发酵 C.67%的葡萄糖用于发酵 B.33%的葡萄糖用于发酵 D.酵母菌停止发酵
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率 B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率 C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发Байду номын сангаас D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
解析：考查有氧呼吸与无氧呼吸反应式的应用，以及获 取信息的能力。酵母菌所产生二氧化碳的量可能是有氧 呼吸和无氧呼吸的总和；无氧呼吸产生的酒精与二氧化 碳的物质的量相同，所以a浓度时没有进行有氧呼吸；b 浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率；c浓度时无氧 呼吸产生二氧化碳为6 mol，有氧呼吸产生二氧化碳为9 mol，有氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳， 而无氧呼吸分解1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，所以 设用于无氧呼吸的葡萄糖为x，则2x/6(1－x)＝6/9，推 出x＝2/3；d浓度时没有产生酒精，说明没有进行无氧 呼吸。 答案：D
根据化学计算比例原理，可以将反应式简 化如下： 光合作用：6CO2～C6H12O6～6O2
呼吸作用：C6H12O6～6O2～6CO2
无氧呼吸（产生酒精）：C6H12O6～2CO2
3、细胞呼吸计算中的比例关系
（1）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产 生的二氧化碳摩尔数为1∶3。 （2）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的氧气与 有氧和无氧呼吸产生的二氧化碳摩尔数之和的 比为3∶4 。 （3）产生等量的二氧化碳时。无氧呼吸与有氧呼吸 消耗的葡萄糖摩尔数之比为3∶1。 （4）消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产 生的ATP摩尔数之比为1∶19。
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。
一、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，2CO 的含量每小时增加8mg ；如给予充足的光照后，容器内2CO 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30 mg 。
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20 h ，该植物体内有机物含量的变化是_________。
二、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＝表现光合速率＋呼吸速率具体可表达为：真正光合作用2CO 的吸收量＝表观光合作用2CO 的吸收量＋呼吸作用2CO 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2O 释放量＝表观光合作用2O 释放量＋呼吸作用2O 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三、求解根据上面的分析和题意可知，光照时葡萄糖净（表现）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。
有关光合作用和呼吸作用生成物量的常规计算
有关光合作用和呼吸作用生成物量的常规计算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。
是大家都知道的热点试题，但是学生得分率都不是很高，尤其是对于学习成绩一般的学生，在解答此类试题时常常感到困难，甚至不知如何分析。
究其原因可能有两个：一是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，综合性较强，使学生思维混乱，无从着手。
二是思路准确，数字处理出现错误。
本文就从解决这两方面问题着手，从而来解答这类试题得常规计算。
解决学生思路混乱的问题，首先要理解光合作用和呼吸作用的过程。
光合作用是吸收CO2，释放O2，制造有机物的，而呼吸作用却是相反的，它是吸收O2，消耗有机物，产生CO2的。
在时间上，光合作用是白天或者是在有光的时候进行，而呼吸作用白天黑夜都在进行。
因此白天的时候既要考虑光合作用又要考虑呼吸作用，而晚上光合作用不再进行，只有呼吸作用。
为了便于理解，实际上我们可以把这俩过程看作是一个水池放水和注水。
光合作用好比是只在白天放水，而呼吸作用好比是水池一整天都在注水。
这样水池中水多起来还是少下去，就要看放水和注水的速度了。
晚上只进行注水，这时所测数据就是注水速度，也就是所谓的呼吸速率。
白天放水注水都进行，这时如果实验所测的数据是这两个过程的差值，就是净放水速度，就是所谓的表观光合速率或净光合速率。
那么放水速度能不能直接测出来呢？也就是有没有一个时间是只进行注水不进行放水的，没有，很明显没有这么一个时间，因此放水速度是不能直接测出来的，只能间接的算出来，放水速度=注水速度+净放水速度。
也就是：真正的光合速率=呼吸速率+表观光合速率或净光合速率。
这个等式是做这类试题首先要明确的，要理解的。
甚至一碰到这类试题就可以在草稿纸上先写上这个等式。
学生的思路理清楚之后，还有一个问题有待解决，这就是对这类试题中的数字处理。
所谓数字处理就是要弄清楚这类试题中的已知数据和让我们计算的数据所代表的意思，这些个数据是属于上面等式中的哪个速率。