如何正确区分真光合作用速率和净光合作用速率
如何区分总光合与净光合
如何区分总光合与净光合作者：卫香云韩继东来源：《新课程·下旬》2017年第07期绿色植物是生态系统中最重要的生产者，其担负着为整个生态系统中提供能量和有机物的重任，在生态系统的物质循环和能量流动上也处在不可替代的位置，在人类的日常生活中时时刻刻不可或缺。
因此，植物的光合作用一直就是人们研究的重点，对于中学生来说，如何区分总光合与净光合也是一个重点和难点。
本文将从细胞结构、坐标曲线和概念描述三个方面来帮助学生理解总光合和净光合（如图1）。
一、从结构上区分总光合与净光合我们可以用下面三个图来进行说明。
图2表示的仅仅是叶绿体的活动，这就是总光合（可以用二氧化碳、氧气和葡萄糖等物质的量的变化来表示），即该细胞的总光合的量为m。
图3表示的仅仅是线粒体的活动，这就是细胞呼吸的强度，用n表示。
图4表示的是整个细胞最终与外界发生的气体交换值，这就是净光合，用M表示。
现在我们从一个细胞的完整结构上（图5—图8）来分析总光合、净光合和呼吸，并判断光合和呼吸的强弱。
图5可表示黑暗下，没有光合，只有呼吸。
细胞的总光合=0，呼吸=M，净光合=总光合-呼吸=-M。
细胞表现为从外界吸收氧气，放出二氧化碳。
图6表示总光合=m，呼吸=m，即总光合=呼吸，净光合=总光合-呼吸=0。
此时细胞与外界的气体交换量为0 。
图7可表示光照较强，总光合=M+m，呼吸=m，即总光合> 呼吸。
净光合=总光合-呼吸=M。
细胞表现为从外界吸收二氧化碳，放出氧气。
图8可表示光照较弱，总光合=m，呼吸=M+m，即总光合< 呼吸。
净光合=总光合-呼吸=-M。
细胞表现为从外界吸收二氧化碳，放出氧气。
二、从坐标曲线上区分总光合与净光合曲线图的特点是能反映数据变化的趋势和一些特定点的生物学含义，所以在更多的情况下人们会绘制曲线图来描述一些生物量的变化规律，能读懂曲线是高中生物学素养的基本要求。
例如，在下面两图所示光照强度下，纵坐标所示数据都是30单位，那么它们到底表示的是总光合还净光合呢？这就要参照曲线与纵坐标的交点位置，如果交点为0，则为总光合。
——实际光合速率与净光合表观光合...
培优讲堂(一)——实际光合速率与净光合(表观光合)速率辨析[疑难讲解]1．表观(净)光合作用速率与真正光合作用速率的表示方法在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量，CO2减少量或有机物的增加量，用于表示净光合速率，而真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
表示方法如下：2.净(表观)光合作用速率与实际(总)光合作用速率的关系(1)呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值(CO2释放量或O2吸收量)(2)净光合速率：植物绿色组织在“有光”条件下测得的值——小室内CO2减少(或增加)量或小室内O2增加(或减少)量(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
3．净(表观)光合速率与实际(总)光合速率细胞微观水平分析图1 1个植物细胞图2 置于小室中的植株注m表示CO2n表示O2图3植物细胞气体代谢状况(1)呼吸速率a．用产物CO2表示：m1即线粒体释放CO2量或“黑暗”条件下细胞或植物体释放CO2量(如图3中①)。
b．用底物O2表示：n1即线粒体吸收O2总量或“黑暗”条件下细胞或植物体从外界吸收的O2量。
(2)总光合速率a．用CO2表示：m1＋m2即“叶绿体”利用CO2或固定CO2总量(此为呼吸量与净光合量之和)。
b．用O2表示：n1＋n2即叶绿体产生或释放O2总量(此为呼吸耗O2量与净光合量之和)。
(3)净光合速率(v净＝v总－v呼)a．可用底物CO2表示：m2即植物或细胞从外界吸收的CO2量。
b．可用产物O2表示：n2即植物或细胞向外界释放的O2量。
其中图3中①、②v净<0；③v净＝0；④v净>0只有在此状态下植株才能生长。
(4)相关曲线分析4．在相对密闭的环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图(1)如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加(即植物生长)；(2)如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；(3)如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；(4)CO2含量最高点为c点，CO2含量最低点为e点。
如何区分总光合速率和净光合速率
如何区分总光合速率和净光合速率总光合速率和净光合速率是两个不同但相关的概念，它们都与光合作用的速度有关，但是衡量的角度不同。
总光合速率是指单位时间内全球光合作用所吸收的光能总量。
光合作用是光能转化为化学能的过程，植物通过这一过程将二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放出氧气。
光合作用的过程中，植物通过光能合成化学能，同时也会消耗一部分光能进行反光合作用消散。
总光合速率是单位时间内光能的产量与光能的总输入量之间的差异。
它通常用光合作用量子产量来表示，即单位时间内光合作用的速率。
净光合速率是指在光合作用中产生的化学能和消耗的光能之间的差异。
化学能是植物通过光合作用合成的有机物质，这些有机物质可以被植物用于生长、繁殖和其他生物活动。
净光合速率可通过测量单位时间内产生的氧气量和二氧化碳量的差异来计算。
总结来说，总光合速率是单位时间内全球光合作用所吸收的光能总量，而净光合速率是单位时间内光合作用中产生的化学能和消耗的光能之间的差异。
那么如何区分总光合速率和净光合速率呢？下面从实验测量、影响因素和意义三个方面进行详细说明：一、实验测量的区分：在实验室里，可以通过测量单位时间内产生的氧气量和二氧化碳量的差异来计算净光合速率。
氧气是光合作用的产物，而二氧化碳是光合作用的底物。
通过测量这两种气体的变化，可以得到净光合速率的值。
而总光合速率则常常通过测量光合作用的总量子产量来表示。
两者的实验测量方法略有不同，总光合速率主要通过光合作用的量子产量来测量，而净光合速率则一般通过测量氧气的释放量和二氧化碳的吸收量来计算。
二、影响因素的区分：总光合速率和净光合速率的变化受到不同的影响因素。
总光合速率受到光照强度、温度、二氧化碳浓度和叶绿素含量等因素的影响。
光照强度越高，总光合速率越大；温度越适宜，总光合速率越高；二氧化碳浓度越高，总光合速率也越高；叶绿素含量多的植物总光合速率会更高。
净光合速率受到总光合速率的影响，同时也会受到呼吸作用的影响。
必修1 第3单元 微专题 植物“三率”的判定及测定
NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，因此单位时间内红色液滴 右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
③总光合速率＝净光合速率＋有氧呼吸速率。
④物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素引起误差，应设 置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的 移动距离对原实验结果进行校正。
3．(2023·河南洛阳高三统考)如图所示，将对称叶片左侧遮光，右 侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质转移。在适宜光照下 照射6小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和 b。下列相关叙述正确的是( D )
A．a/6所代表的是该叶片的呼吸速率 B．b/6所代表的是该叶片的光合速率 C．(b＋a)/6所代表的是该叶片的净光合速率 D．(b－a)/6所代表的是该叶片的真正光合速率
作用，CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变，液滴移动距离即表示净 光合作用产生O2的多少，A正确；真光合速率＝净光合速率＋呼吸速 率，测呼吸速率需另加设一装置遮光处理(不能进行光合作用)，为去除
有氧呼吸产生CO2的干扰，将X溶液更换为NaOH溶液，那么测得液滴移 动的距离即为有氧呼吸消耗O2的量，B正确；若X溶液为清水并给予光 照，装置内植物光合作用吸收的CO2量＝释放O2量，植物有氧呼吸吸收 的O2量＝释放的CO2量，液滴不移动，C错误；若X溶液为清水并遮光处 理，植物只进行有氧呼吸，但由于消耗的底物为脂肪，其消耗O2的量大 于产生CO2的量，液滴向左移动，D正确。
c．因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的 小圆形叶片上浮的数量(或浮起相同数量的叶片所用的时间长短)来衡量 光合作用的强弱。
1．(2023·河南九师联盟)某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置 若干组，室温25 ℃下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件 及结果的叙述，错误的是( C )
(完整版)总光合作用强度和净光合作用强度区分
总光合作用强度和净光合作用强度区分植物的总光合速率(也即是总光合作用强度)= 净光合速率+呼吸速率植物的总光合速率=真正光合速率=实际光合速率植物的净光合速率=表观光合速率一、根据数据表格中的关键词作判断（1）如果光合强度用葡萄糖的量表示，那么，“产生”、“合成”或“制造”葡萄糖的量是指总光合强度，而“积累”、“增加”或“净产生”葡萄糖的量则指的是净光合强度。
（2）如果光合强度用CO2的量表示，那么，“同化”、“固定”或“消耗”CO2的量表示的是总光合强度，而“从环境（或容器）中吸收”或“环境（或容器）中减少”CO2的量则指的是净光合强度。
（3）如果光合强度用O2的量表示，那么“产生”或“制造”O2的量指的是总光合强度，而“释放至容器（或环境）中”或“容器（或环境）中增加”O2的量则指的是净光合强度。
例1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1h，再光照1h （光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。
组别一二三四温度/℃27282930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可以得出的结论是（）A．该植物光合作用的最适温度约是27℃B．该植物呼吸作用的最适温度是29℃C． 27～29℃下的净光合速率相等D． 30℃下的真正光合速率为2mg/h解析：理解光合作用和细胞呼吸中的相关量的变化是正确解题的关键。
由表中数据绘出曲线可知，暗处理后重量的变化表示呼吸速率，29℃暗处理1h后重量变化值最大，故B正确。
1h光照后与暗处理前的重量变化表示在这2h内的重量净变化，真正总光合速率=净光合速率＋呼吸速率。
27℃、28℃、29℃、30℃总光合速率分别为5、7、9、3mg/h，因此该植物光合作用的最适温度约为29℃。
27℃、28℃、29℃、30℃净光合速率分别为4、5、6、2mg/h。
答案：B二、根据坐标系中曲线的起点作判断（1）坐标系中横坐标是“光照强度”：若纵坐标是“光合速率（强度）”时（图A）,曲线的起点在0点，纵坐标表示的是“总光合速率”；若纵坐标是“CO2吸收速率”或“O2释放速率”时（图B），曲线的起点在横坐标上（a点:光补偿点，此点光合速率等于呼吸速率），纵坐标表示的是“净光合速率”。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定
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(2)总光合速率 ①用CO2表示:m1+m2,即叶绿体利用CO2或固定CO2总量(为细胞 呼吸量与净光合作用量之和)。 ②用O2表示:n1+n2,即叶绿体产生O2的总量(为细胞呼吸量与净光 合作用量之和)。
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典例2图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系,图乙 表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图 判断,下列说法错误的是(注:不考虑无氧呼吸)( )
关闭
图甲中的A点表示植物只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用,则图乙中的 m2或n2可表示此时植物的细胞呼吸强度,图乙中不存在的过程是m3、m4、 n3、n4,A、B两项正确。在图甲中C点时,光合作用强度等于细胞呼吸强
A.图甲中A点对应的纵坐标的数值可用图乙中的m2或n2表示 度,植物不吸收气体,也不释放气体,所以图乙中不存在的过程是m2、m3、 B.在图甲中的A点时,图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4 n2、n3,C项正确。图甲中E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m3值关闭 C.在图甲中C点时,图乙中不存在的过程是m2、m3、n2、n3 太低 项错误。 D D.,D 图甲中 E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m1值太低
关闭
根据题图可知,光合作用的最适宜温度约为30 ℃,呼吸作用的最适宜温度
约为55 ℃,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A项正确。净光合
作用的最适温度约为25 ℃,B项正确。在0~25 ℃范围内,呼吸速率变化幅 度小,光合速率变化幅度大,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速
率的大,C项正确。温度为45 ℃时,净光合速率为0,超过45 ℃,净光合速率关闭
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典例1(2017北京理综)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系 如下图。据此,对该植物生理特性理解错误的是 ( )
光合速率和净光合速率
光合速率和净光合速率
光合速率又称“光合强度”，是光合作用强弱的一种表示法。
光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气表示，亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。
净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，是总光合速率减去呼吸速率的值。
净光合速率=总(实际)光合速率-呼吸速率总光合速率=真光合速率。
净光合速率一般可以用氧气的净生成速率、二氧化碳的净消耗速率和有机物的积累速率表示。
光合速率的详细学术释义：
1、为叙述方便以下均简称为光合速率。
不同种源呼吸功效、净光合速率与总光合速率和百分比变化不大。
2、植物在光合作用中吸收二氧化碳的能力称为光合速率，又叫作净光合强度或二氧化碳净同化率。
光合速率越高，植物在光合作用中吸收的二氧化碳越多，制造的碳水化合物就越多，产量越高。
3、为叙述方便本文中均简称为光合速率.通常植物的光合速率用单位面积叶片在单位时间内同化CO2的量表示。
地上生物量用收获法测定样方面积为50cm×50cm。
净光合速率和真光合速率的含义
净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，是总光合速率减去呼吸速率的值。
光合速率又称“光合强度”，是光合作用强弱的一种表示法。
光合速率的大小可用单位时间、单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气表示，亦可用单位时间、单位叶面积所积累的干物质量表示。
光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。
其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
净光合速率的意思是指光合作用产生的糖类减去呼吸作用消耗的糖类（即净光合作用产生的糖类）的速率。
或者说净光合速率是指植物光合作用积累的有机物，是总光合速率减去呼吸速率的值。
概念介绍：
净光合速率=总（实际）光合速率-呼吸速率总光合速率=真光合速率。
净光合速率一般可以用氧气的净生成速率、二氧化碳的净消耗速率和有机物的积累速率表示。
净光合速率为零时，植物总体表现为既不吸收氧气也不释放氧气，但是叶肉细胞还在源源不断的释放氧气。
反映在有机物上，净光合速率是指植物在单位时间内积累的有机物的量，而真正光合速率则是指植物在单位时间制造有机物的量。
反映在坐标图上，一般画出的是净光合速率，可以看出其曲线会有负值出现，而真正光合速率是不会有负值出现的。
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如何正确区分真光合作用速率和净光合作用速率
1．光合作用速率概念辨析
光合作用速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。
植物在进行光合作用积累物质的同时，也在不断进行呼吸作用消耗有机物和O2并释放CO2，因此，测定光合作用速率时没有把呼吸作用以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考虑在内，得到的是实际光合作用速率与呼吸速率之差，称为表观光合作用速率或净光合作用速率。
如果在测得光合作用CO2吸收量（或O2释收量）的同时，测定呼吸作用CO2释收量（或O2吸收量）并把它加到表观光合速率上去，即得到实际总的光合作用速率，称为真正光合作用速率。
即：
真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。
如图所示，数值a是测定到的植物CO2吸收量，即净光合作用速率。
数值b 是植物的呼吸速率，a＋b为真光合作用速率。
组成植物体的有机物都是直接或间接地来自于光合作用，植物一生中所累积的物质总干重取决于光合作用和呼吸作用，即植物的净光合速率。
2．审题技巧
根据试题中的表述，如何区分真光合速率和净光合速率，现归纳如下：
表示真光合作用速率
植物叶绿体吸收的二氧化碳量；
植物叶绿体释放的氧气量；
植物叶绿体产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量；
植物光合作用吸收的二氧化碳量；
植物光合作用产生、制造的氧气量；
植物光合作用产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量。
表示净光合作用速率
植物叶片吸收的二氧化碳量；
容器中减少的二氧化碳量；
植物叶片释放的氧气量；
容器中增加的氧气量；
植物叶片积累或增加的有机物（或葡萄糖）的量。
3．典例解析
（2008年高考生物上海卷36题）下图表示A、B两种植物的光合速度与光
照强度的关系。
（1）当在千勒克司光照强度条件下，A、B两种植物的光合速度相同。
（2）A植物在光照强度为9千勒克司时，2小时单位叶面积可积累葡萄糖mg。
（计算结果保留一位小数。
相对原子质量C-12，H-1，O-16）
（3）A植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于千勒克司。
解析：图中纵坐标“CO2吸收速率”指的是净光合速率，（1）题中“A、B 两种植物的光合速度相同”指的是真光合速率。
从图中可确定A、B两种植物的
呼吸速率分别是4mg／小时和2mg／小时，6千勒克司光照强度条件下，A、B 两种植物的净光合速度分别是4 mg／小时和6mg／小时，因此两种植物的光合
速度都为8mg／小时。
（2）题中积累葡萄糖的量应利用净光合速率计算，9千勒克司时A植物的净光合速率是8 mgCO2／小时，根据光合作用反应式，2小时单位叶面积可积累
葡萄糖180×8×2／44×6＝10.9 mg。
A植物在1天内呼吸消耗量（以CO2衡量）为4mg／小时×24＝96 mg，A 植物在1天内（12小时白天，12小时黑夜），要使有机物积累量为正值，其真光合速率必须大于96 mg÷12小时，即8 mg／小时，那么净光合速率为8 mg／小时－4mg／小时＝4mg／小时，从图中知白天平均光照强度必须大于6千勒克
司。
答案：（1）6 （2）10.9 （3）6
例2（2007年高考理综山东卷）以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。
下列分析正确
的是（）
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等解析：本题是对光合作用和呼吸作用综合知识的考查。
解题的关键是在识图的基础上合理运用真光合速率和净光合速率。
根据解题技巧中的分析，题干中的“以测定的CO2吸收量与释放量为指标”以及图中纵坐标“CO2吸收量与释放量”在光照下指的是净光合速率，而黑暗下CO2释放量为呼吸作用速率。
选项中的“35℃时光合作用制造的有机物的量”其含义是光合作用中实际制造的有机物的量，应该用真光合速率进行衡量和计算。
植物真光合速率（光合作用吸收的CO2量）＝净光合速率（光照下CO2吸收量）＋呼吸速率（黑暗下CO2释放量）。
选项中“植物积累的有机物的量”其含义是光合作用中制造的有机物减去呼吸作用消耗后才是积累量，应该用净光合速率进行衡量和计算。
可以将曲线图中的信
间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等。
光照相同时间，在25℃条件下植物积累有机物的量（净光合速率）最多，为3.7 mg/h。
温度处在25℃—30℃范围时，光合作用制造的有机物（真光合速率）逐渐增加。
两曲线的交点表示植物有机物的积累量（净光合速率）与呼吸作用消耗量（呼吸速率）相等。