高中生物呼吸作用與光合作用解題技巧分析

彭碧芳

（寧德市霞浦縣第一中學(xué) 福建 寧德 355100）

高中生物呼吸作用與光合作用解題技巧分析

彭碧芳

（寧德市霞浦縣第一中學(xué) 福建 寧德 355100）

作為生命活動的主要特征之一，新陳代謝對所有生命體至關(guān)重要，對綠色植物而言，其新陳代謝的主要形式為呼吸作用與光合作用。從教學(xué)實踐來看，高中生普遍反映該部分內(nèi)容比較難學(xué)。筆者在本文中對此進行研究和探討。

高中；生物；呼吸作用與光合作用；解題方法；技巧

一、高中生物教學(xué)呼吸作用和光合作用板塊存在的問題

高中生物教師有很多沒有深入理解新課程改革的內(nèi)涵，面對素質(zhì)教育理念也無法深入領(lǐng)會，就高中生物光合作用與呼吸作用知識來講，教師對該知識的講解有無從下手的感覺，因此影響教育教學(xué)質(zhì)量的提升。對新的教學(xué)內(nèi)容和要求來講，很多生物教師不知怎么去把握。一些教師認(rèn)為，生物光合作用與呼吸作用的知識比較抽象，同時新課程標(biāo)準(zhǔn)的操作性有待提升；教學(xué)實驗條件有限。我們需要大量的實驗來對生物教學(xué)的新知識加以實踐和鞏固，作為生物教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)之一，生物實驗教學(xué)必不可少。但是很多學(xué)校缺乏必要的實驗設(shè)施，嚴(yán)重阻礙教學(xué)質(zhì)量的提升。

二、生物呼吸作用以及光合作用解題技巧研究

1.明確呼吸速率、光合速率的表示方法及相互關(guān)系

由于綠色植物不管是不是有光都需要進行呼吸作用，因此我們必須讓學(xué)生明白光照和呼吸的強度無關(guān)，和溫度有關(guān)；但是在光照環(huán)境下，綠色植物不僅進行呼吸作用還需要進行光合作用，因此呼吸作用和光合作用的強度因環(huán)境的不同而有一定的差異，表達呼吸速率和光合速率的方法也存在差異。通常在黑暗的環(huán)境下來表示植物的呼吸速率，通過釋放的二氧化碳量或者實驗容器中增加的二氧化碳量、吸收的氧氣量或者實驗容器中減少的氧氣量等等三種表述方式。

2.明確呼吸速率、光合速率的判定方法

一般情況下我們用單位時間內(nèi)二氧化碳或者氧氣的增減量或者積累的有機物量來測量呼吸速率以及光合速率。由于光照并不會影響呼吸作用，在光照條件下綠色植物同時發(fā)生呼吸作用和光合作用，因此這就要求學(xué)生在解題的時候應(yīng)該對外部環(huán)境條件加以區(qū)分。呼吸速率在沒有光照的條件下同樣進行；但是在對真正光合速率進行測量的時候?qū)χ参镒陨淼暮粑饔貌⒉豢紤]，因此測得的為凈光合速率，也就是我們所謂的表現(xiàn)光合速率；我們在測定真正光合速率的時候需要對植物自身的呼吸作用加以考慮。進行解題的時候，題目不同我們設(shè)置的判定方法有所區(qū)別。要是題目以條件以及曲線的形式呈現(xiàn)，就可以通過光照強度和二氧化碳之間的關(guān)系區(qū)分凈光合速率和真正光合速率。同時還應(yīng)該有效的把握文字描述條件，掌握其中的關(guān)鍵詞，然后進行判斷，判定凈光合量的時候可以從植物自身在外界吸收的二氧化碳量或者植物所處環(huán)境減少的二氧化碳量，植物體向外界釋放的氧氣量或者植物體環(huán)境增加的氧氣量；同時要求學(xué)生充分理解綠色植物呼吸作用以及光合作用的全過程，這對學(xué)生知識的熟練運用極為有利。

三、典型例題解析

【例1】 在特定實驗裝置中放置一綠色植物，在其他條件都理想的情況下，對其呼吸作用和光合作用被溫度的影響情況進行觀察，實驗以二氧化碳的釋放、吸收量為參考。最終的實驗數(shù)據(jù)如下：

圖1

下列選項對該表數(shù)據(jù)分析正確的是 （ ）

A.一天24小時光照，該植物置于35攝氏度溫度下無法生長

B.一天24小時光照，植物生長最快的溫度為15攝氏度

C.每天光照12小時，植物積累有機物最多的溫度為20攝氏度

該題考查綠色植物光合作用、呼吸作用的形式為圖形表格，同時考查其和溫度之間的關(guān)系。植物在黑暗狀態(tài)下釋放的二氧化碳量為呼吸作用強度，光照下吸收的二氧化碳并不是真正光合速率，而應(yīng)該是凈光合速率，只要突破這一思維難點，就能輕易地找出正確答案C，我們通過C的論述能夠發(fā)現(xiàn)，在光照和黑暗時間相同的情況下，20攝氏度的時候差值最大，也就是積累的有機物量最多。

【例2】 圖2中甲圖表示的為一定溫度下對綠色植物光合作用速率進行測定的裝置，乙圖表示在不同光照強度下利用甲圖設(shè)備測得的氣體體積變化曲線，圖丙為綠色植物葉片細(xì)胞中的一些細(xì)胞器。

圖2

（1）開始標(biāo)記實驗的時候毛細(xì)刻度管中液滴所在位置，進行實驗的時候，光照強度不斷變化，由0漸變?yōu)?.5千勒克斯（不同光照強度照射的時間相等），和初始實驗相比，滴液所在的位置位于初始標(biāo)記位置的——（答案：左側(cè)）

解題分析：綠色植物由黑暗環(huán)境慢慢有光照（0漸變?yōu)?.5千勒克司），和呼吸作用相比，由于光照強度較弱，植物進行光合作用的能力較小，綠色植物進行呼吸作用會把光合作用產(chǎn)生的氧氣消耗掉，同時生成的二氧化碳被二氧化碳緩沖液所吸收，因此裝置內(nèi)的氣體量會不斷降低。

（2）對葉片而言，當(dāng)在10千勒克斯光照強度下，對應(yīng)到丙圖中存在的箭頭有——（答案：A、B、C、D）

解題思考：其一，當(dāng)沒有光照的時候（光照強度為零），綠色植物僅僅進行呼吸作用，不存在光合作用，需要有效排除光合作用對解題的干擾；其二，當(dāng)光照強度逐漸變大，直至2.5千勒克斯時，進入光補償點；其三，光照強度繼續(xù)增大，達到10千勒克斯時，屬于強光照條件，應(yīng)這樣對其進行分析。

【例3】 在燒杯中放入金魚藻。在不同溫度下，金魚藻光合速率（用每小時氧氣釋放量代表）和光照強度關(guān)系如圖3所示，呼吸速率（氧氣每小時消耗量）和溫度關(guān)系如圖3中表格所示。根據(jù)圖和表回答問題。

圖3

溫度 0℃10℃20℃30℃40℃mg·h－10.3 0.35 0.50 0.70 1.10

（1）從圖中可以看出，金魚藻光合速率和什么有關(guān)系？

（2）隨著溫度的升高，金魚藻的呼吸速率加快，原因是什么？

（3）20攝氏度下，用15klx強度的光照射11.3小時，合成葡萄糖量為多少？其中用于呼吸作用的量有多少？

解析：（1）從圖表中我們可以看出，在一定的范圍內(nèi)，隨著溫度和光照強度的增加，光合速率在提升，也就是說第一題的答案是金魚藻光合速率和溫度、光照強度有關(guān)。

（2）呼吸酶的活動會被溫度造成嚴(yán)重的影響。在一定的范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，呼吸酶的活性增強，因此隨著溫度的升高，呼吸速率增強，和光照無關(guān)。

（3）在光照強度為15klx以及20攝氏度情況下連續(xù)照射，此刻金魚藻同時進行呼吸作用和光合作用。因此光合作用產(chǎn)生的氧氣速率為釋放的氧氣量和呼吸消耗的氧氣量之和：6mg／h＋0.5mg／h＝6.5mg／h，根據(jù)光合作用反應(yīng)式C6H12O6——6O2，可以得出光合作用制造的葡萄糖速度。

180÷192×6.5mg／h＝6.09mg／h；

經(jīng)過11.3小時的照射后光合作用生成的葡萄糖量有：

6.09mg／h×11.3h＝68.817mg。

根據(jù)呼吸作用的反應(yīng)公式C6H12O6——6O2，經(jīng)過11.3小時的照射，呼吸作用消耗的葡萄糖量有：

180÷192×0.5mg／h×11.3h＝5.3mg。

四、結(jié)束語

通過上文的論述我們會發(fā)現(xiàn)，高中生物綠色植物光合作用和呼吸作用考查的題型復(fù)雜多變，最關(guān)鍵的是引導(dǎo)學(xué)生把握關(guān)鍵點，對學(xué)生該類型題目的解決措施進行訓(xùn)練，最終實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

［1］唐田，劉恩山.對北京初中學(xué)生學(xué)習(xí)“光合作用與呼吸作用”知識水平的研究［J］.生物學(xué)通報，2001，（11）.

［2］王秀云.講授光合作用和呼吸作用中插圖比較法的運用［J］.廣西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2000，（S3）.

［3］陳豐華.對“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”演示實驗的改進［J］.新課程（下），2013，（02）.