例談辨析真正光合作用強度與凈光合作用強度的技巧和方法

涂寬

摘 要：本文以典型例題為依托，介紹辨析真正光合作用強度與凈光合作用強度的技巧方法，以期提升該類試題解題效率和效果.

關鍵詞：真正光合作用強度;凈光合作用強度;技巧和方法

真正光合作用強度與凈光合作用強度的區別不僅僅是學生學習的難點，更是教師教的難點.歷次考試證明，很多學生在未明確題中數據究竟代表真正光合作用強度還是凈光合作用強度時就開始作答，從而導致“雪崩式”丟分.筆者認為，導致學生丟分原因有兩點：一是學生在理解真正光合作用強度和凈光合作用強度存在誤區;二是教師未引導學生總結一套區別真正光合作用強度與凈光合作用強度的技巧方法.鑒于上述問題亟待解決，筆者結合多年教學經驗談談自己的一些看法.

1 從概念內涵角度進行辨析

真正光合作用強度（速率）是指在光照下單位時間、單位面積下葉綠體進行光合作用所制造的有機物量（或固定的CO2量，或產生的O2量）.凈光合作用強度（速率）是指光照下單位時間、單位面積下植物積累的有機物量（或吸收的CO2量，或釋放的O2量）.

筆者建議在引導學生辨析上述兩概念的同時，可借助圖形法（圖1）或類比法幫助理解，具體分析如下：

教師引導學生觀察得到以下結果（以下結果均以吸收或釋放CO2量作為觀察指標）：a中只有線粒體釋放的CO2量;b中線粒體釋放的CO2總量，一部分被葉綠體利用，另一部分釋放到細胞外;c中線粒體釋放的CO2量全部被葉綠體利用;d中葉綠體利用的CO2總量，一部分來源于線粒體釋放的CO2量，另一部分來源于細胞從外界環境吸收的CO2量.

結合真正光合強度與凈光合作用強度的概念，可以看出：線粒體釋放的CO2量代表呼吸作用強度，葉綠體利用的CO2量代表真正光合作用強度，植物細胞從外界環境吸收或釋放到外界環境的CO2量代表凈光合作用強度.

類比法則是引導學生將真正光合作用強度、呼吸作用強度及凈光合作用強度分別類比為一個人的真正收入（總收入）、支出及凈收入，具體關系如圖2所示：

【例題1】如圖是葉肉細胞內兩種細胞器間的氣體關系圖，據圖判斷下列說法錯誤的是（ ）

A.A、C表示葉綠體釋放氧氣的量，A+C可以表示總光合速率

B.B、C表示線粒體吸收氧氣的量，B+C可以表示呼吸速率

C.黑暗中，A、C的量為零

D.葉肉細胞的凈光合速率可以用C或D來表示

【解析】結合題意，圖中表示CO2的是E、D和F，表示O2的是A、C、B.以下為每個選項分析：A：A、C都表示葉綠體釋放的O2量，其中C被線粒體利用，表示細胞呼吸速率，A會釋放到外界環境，表示凈光合作用速率，故A+C=凈光合速率+細胞呼吸速率，表示總光合速率.A正確.B：B、C都表示線粒體吸收的O2量，故B+C表示細胞呼吸速率.B正確.C：黑暗下，植物只進行呼吸作用，不進行光合作用，故A、C、D、E的量都為零.C正確.D：據概念內涵可知，凈光合作用速率指植物從外界吸收或釋放的氣體量，故A（釋放到外界的O2量）或B（從外界吸收的CO2量）才能表示凈光合作用速率.D錯誤.

【答案】D

2 從文字術語角度進行辨析

試題中對于真正光合作用速率和凈光合作用速率的表述是不同的，教師應引導學生歸納并總結規律，方能準確快速判斷.具體表述如表1所示：

【例題2】如圖4表示溫度對某綠色植物細胞光合作用和呼吸作用的影響，下列關于此圖的分析錯誤的是（ ）

A.F點表示光合作用速率與呼吸作用速率相等

B.植物有機物積累量最大時對應的最低溫度是10℃

C.圖中光合作用單位時間內固定的CO2最大量為30

D.H、J點表示光合作用制造的有機物是呼吸作用消耗有機物的2倍

【解析】據題意可知，曲線“GJ”為細胞呼吸速率，曲線“FIJ”表示從空氣中吸收的CO2量，故表示凈光合作用速率.以下為每個選項的分析：A：F點表示凈光合作用速率為零，故光合作用速率=呼吸作用速率.A正確.B：有機物積累量最大指凈光合作用速率最高，故只需找出曲線“FIJ”中最高點所對應的溫度最小值（10℃時凈光合作用速率剛好達到最大）.B正確.C：固定CO2量最大值指真正光合作用速率最大，故只需找出曲線“GJ”和曲線“FIJ”同一溫度下對應的CO2吸收量（凈光合作用速率）及O2消耗量（呼吸作用速率）之和的最大值，即溫度為30℃時符合上述要求，故固定的CO2最大量=30+30=60.C錯誤.D：光合作用制造的有機物量指真正光合作用速率，H點光合作用制造的有機物量=10+10（呼吸消耗有機物量=10），J點光合作用制造的有機物=30+30=60（呼吸消耗有機物=30）.D正確.

【答案】C

3 從等式數學角度進行辨析

理解真正光合作用強度、凈光合作用強度及呼吸作用強度之后，教師可引導學生歸納出三者關系等式：真正光合作用強度=凈光合作用強度+呼吸作用強度.由于呼吸作用強度不可能小于或等于零（除非植物死亡），且真正光合作用強度只能大于或等于零（黑暗條件下，不進行光合作用，故真正光合作用強度等于零），因此，凈光合作用強度有三種情況：（1）當真正光合作用強度>呼吸作用強度，則凈光合作用強度>零;（2）當真正光合作用強度=呼吸作用強度，則凈光合作用=零;（3）當真正光合作用強度小于呼吸作用強度，則凈光合作用強度<零.

由此可知，凈光合作用強度可正可負可為零，而真正光合作用強度絕不可為負.利用“凈光合作用速率可負，真正光合作用強度不可為負”這一特點，我們可快速準確辨析兩者，尤其是在曲線圖題型中效果顯著.

【例題3】圖甲表示在一定的光照強度下，植物葉肉細胞中CO2、O2的來源和去路，則圖甲在圖乙中的位置是（ ）

A.AB之間B.BC之間

C.C點之后 D.B點

【解析】據圖甲可知，植物細胞正在從外界吸收O2，并釋放CO2，說明，此時植物細胞的真正光合作用強度小于呼吸作用強度，即凈光合作用強度為負.圖乙中AB（不包括B點）段處于X軸下方，屬于數學層面上的“負”，因此，該曲線代表凈光合作用強度，故圖乙AB之間符合圖甲.A正確.

【答案】A

【例題4】科學家為研究環境因素對光合作用強度的影響進行了相關實驗，得到以下曲線圖（圖6），其中哪一幅圖能表示真正光合作用強度？（ ）

【解析】據等式數學角度來看，A和D選項圖中曲線均有“負值”，因此，曲線代表凈光合作用強度;B選項雖沒有明顯“負值”，但將曲線延伸至Y軸相交，也會有“負值”出現，故也代表凈光合作用強度;C選項曲線全區間對應的光合作用強度都大于或等于零，因此，代表真正光合作用強度，故C正確.

【答案】C

從以上例題可以得知，熟練掌握以上三種技巧方法對辨析真正光合作用和凈光合作用極為重要.需要注意的是，以上三種技巧方法并非孤立存在，而是相輔相成，在具體使用過程中，針對不同類型的試題，擇優選擇最佳技巧方法進行解題，方能達到最佳效果.

（收稿日期：2019-03-26）