馬伯杰

項(xiàng)城市第一高級中學(xué)

高中生物呼吸作用和光合作用知識與解題方法的構(gòu)建分析

馬伯杰

項(xiàng)城市第一高級中學(xué)

在高中生物學(xué)習(xí)過程中，綠色植物光合作用與呼吸作用知識是高中生物課程的重難點(diǎn)部分，這給我們學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分知識時(shí)帶來了很大難度。因此，本文通過對這部分知識學(xué)習(xí)的必要性進(jìn)行分析，明確了高中生物呼吸作用與光合作用之間的表示方法、相互關(guān)系及判定方法，并對這部分知識的解題方法進(jìn)行了探索與構(gòu)建。

高中生物；呼吸作用；光合作用；構(gòu)建方法

一、高中生物呼吸作用和光合作用知識學(xué)習(xí)的必要性

近些年來，在我國高中生物考試過程中，綠色植物呼吸作用與光合作用這部分知識的考題經(jīng)常出現(xiàn)，這類知識考題往往考驗(yàn)我們學(xué)生對這兩者之間關(guān)系的理解和運(yùn)用，并常常以曲線圖、計(jì)算及表格的形式出現(xiàn)，且其綜合性與實(shí)踐性較強(qiáng)。由于我們對這類題目的測量方法與解題方法較為缺乏，致使在解決這類題目時(shí)明顯感覺到吃力。因此，我們有必要對綠色植物呼吸作用與光合作用的知識內(nèi)容進(jìn)行分析，以此構(gòu)建出相應(yīng)的解題方法，確保再遇到此類問題時(shí)，能夠通過科學(xué)的解題方法來進(jìn)行解決。

二、綠色植物光合速率與呼吸速率理論分析

（一）表示方法

新陳代謝不僅是生物體的生命特征，對于綠色植物來說也是一樣，綠色植物的新陳代謝方式與其他生物體不同，它是通過光合作用和呼吸作用來完成新陳代謝的。綠色植物的呼吸作用是時(shí)刻進(jìn)行的，它與光合作用不同的是，光合作用需要在有光的環(huán)境下才能進(jìn)行，而綠色植物的呼吸作用則能夠在無光的環(huán)境下進(jìn)行。另外，當(dāng)綠色植物所處環(huán)境中溫度較低時(shí)，綠色植物的呼吸作用強(qiáng)度明顯降低，因此，溫度是影響綠色植物呼吸作用的重要因素。由此我們可以看出，綠色植物的呼吸作用與光合作用和其所在環(huán)境的差異性有關(guān)。當(dāng)環(huán)境差異性較大時(shí)，綠色植物的呼吸作用與光合作用也明顯不同。因此，綠色植物的光合速率與呼吸速率的表示方法也會有所不同。綠色植物的呼吸速率可以通過二氧化碳的增加量、氧氣的減少量及有機(jī)物的減少量這三種方法進(jìn)行表示。而當(dāng)環(huán)境中處于光照充足的情況時(shí)，在容器中的綠色植物通過呼吸作用，來吸收容器中的二氧化碳，并排放出氧氣和有機(jī)物，由此我們可以了解到，綠色植物的光合速率，可以用二氧化碳的吸收量、氧氣的增加量及有機(jī)物的積累量這三種方法進(jìn)行表示。一般情況下，綠色植物的實(shí)際光合速率可以用空氣中的二氧化碳固有量及生成氧氣和有機(jī)物的量來進(jìn)行表示。因此我們可以通過公式來表示實(shí)際光合速率、呼吸速率、凈光合速率這三者之間的關(guān)系。其計(jì)算公式如下：Bd=Hd+Jd，公式中Bd代表實(shí)際光合速率，Hd代表呼吸速率，而Jd代表凈光合速率。

（二）相互關(guān)系

綠色植物的呼吸速率與光合速率是具有相互關(guān)系的，當(dāng)綠色植物處于無光照環(huán)境下，綠色植物此時(shí)只是通過呼吸作用來將吸收氧氣，并排出二氧化碳。而當(dāng)綠色植物處于較弱光照環(huán)境時(shí)，此時(shí)綠色植物的呼吸速率強(qiáng)度明顯大于光合速率，這時(shí)其所吸收的氧氣有一部分是來自其自身光合作用所產(chǎn)生的氧氣，剩余部分氧氣才是從外界環(huán)境中吸收的。而綠色植物呼吸作用所產(chǎn)生的二氧化碳，其中一部分會通過其本身光合作用進(jìn)行利用，而剩余部分二氧化碳則會排放到外界環(huán)境當(dāng)中。當(dāng)綠色植物處于光照充足的情況下，綠色植物的呼吸速率與光合速率的強(qiáng)度是基本一致的，這時(shí)綠色植物呼吸作用所吸收的氧氣，全部都是其自身光合作用所產(chǎn)生氧氣供給的。而其本身二氧化碳的排放則會全部被其本身光合作用所利用。此時(shí)，綠色植物的凈光合速率數(shù)值是零。當(dāng)綠色植物處于光照較強(qiáng)環(huán)境時(shí)，此時(shí)綠色植物的呼吸速率強(qiáng)度明顯弱于光合速率強(qiáng)度，這時(shí)綠色植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣，其中一部分被綠色植物自身呼吸作用所吸收，剩余部分則會排放到外部環(huán)境當(dāng)中。通過對上述內(nèi)容的闡述，能夠使我們掌握綠色植物光合作用與呼吸作用之間的關(guān)系，從而更有利于其對這部分知識的應(yīng)用。

（三）判定方法

通常情況下，在對綠色植物的凈光合速率進(jìn)行測定時(shí)，要依據(jù)條件形式來進(jìn)行判定，如果條件為曲線形式時(shí)，需要對光照強(qiáng)度和器皿中的二氧化碳之間的關(guān)系來區(qū)分凈光合速率與實(shí)際光合速率。當(dāng)題目條件為文字描述時(shí)，需要根據(jù)其關(guān)鍵詞來作出迅速判定，例如在對凈光合時(shí)進(jìn)行判定時(shí)，需要測量綠色植物所吸收的二氧化碳量及所釋放出的氧氣量、有機(jī)物的積累量等，并從這些方面來進(jìn)行判定。對于實(shí)際光合量的判定需要從植物體所同化的二氧化碳量、器皿中的固有二氧化碳量及植物所吸收的二氧產(chǎn)化碳量、氧氣制造量及有機(jī)物制造量等方面進(jìn)行判定。

三、高中生物呼吸作用與光合作用解題方法構(gòu)建分析

某實(shí)驗(yàn)室容器中有一綠色植物，通過調(diào)整容器中的溫度來觀察其對綠色植物呼吸作用與光合作用所產(chǎn)生的影響。其判定指標(biāo)以光照環(huán)境下的二氧化碳吸收量和黑暗環(huán)境下的二氧化碳釋放量為準(zhǔn)，并測得一組數(shù)據(jù)。溫度值從低到高排列分別為5℃、10℃、15℃、20℃.光照環(huán)境二氧化碳吸收量分別為0.5、0.75、1、1.5mg/h，黑暗環(huán)境二氧化碳釋放量為1、1.75、2.5、3.25mg/h。提問每天分別進(jìn)行12個(gè)小時(shí)的光照和12個(gè)小時(shí)的黑暗，哪個(gè)溫度環(huán)境下有機(jī)物的積累量最多？通過題目內(nèi)容，我們可以明確的是黑暗中二氧化碳的釋放量就是綠色植物本身的呼吸速率，而在光照環(huán)境下所吸收的二氧化碳量則為凈光合速率，通過對此點(diǎn)進(jìn)行明確，就不難看出差值最大的數(shù)值，即在20℃環(huán)境時(shí)，有機(jī)物積累最多。由此可知，對于這類問題的解答，最重要的還是找準(zhǔn)問題的關(guān)鍵點(diǎn)，通過快速判斷出凈光合速率、實(shí)際光合速率與呼吸速率，并找出它們之間的關(guān)系，就能輕松解答這類問題，并在不斷解題過程中，構(gòu)建出科學(xué)的解題方法與技巧。

[1]顧紅軍.在模型建構(gòu)中開展的一堂高三生物專題復(fù)習(xí)課——《光合作用和呼吸作用》一節(jié)的課例分析[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2009,S2：97-99+151.