光合作用和呼吸作用是高中生物教學(xué)的重點(diǎn)，也是高考設(shè)題考查的熱點(diǎn)，在高考中常常以圖表曲線的形式出現(xiàn)，重在考查學(xué)生對(duì)光合作用和呼吸作用的關(guān)系的理解，學(xué)生解答有一定難度。盡管有關(guān)這方面的專題論述不少，但依然是用抽象的描述解釋抽象，不利于學(xué)生領(lǐng)會(huì)掌握。我在教學(xué)過程中借助圖表曲線，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)光合作用和呼吸作用的關(guān)系進(jìn)行梳理分析，非常有利于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解和應(yīng)用。
　　一、光合作用和呼吸作用關(guān)系的典型曲線和圖示分析
　　1.圖示與曲線上幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和線段的對(duì)應(yīng)關(guān)系及生物學(xué)含義
　?。?）圖1曲線表示，在一定CO濃度和溫度等條件下，在一定范圍內(nèi)，光合作用速率（或光合作用強(qiáng)度）隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大，但當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定強(qiáng)度時(shí)，光合速率達(dá)到最大值后不再增大。
　　（2）圖2表示光照強(qiáng)度為零，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用。此時(shí)植物釋放的CO等于線粒體釋放的CO。植物外觀上表現(xiàn)為向外界釋放CO，同時(shí)也表明了此時(shí)的呼吸強(qiáng)度（如果是恒溫條件，而且忽略光照對(duì)溫度的影響，則此后的呼吸強(qiáng)度也保持不變）。該圖對(duì)應(yīng)于圖1中的A點(diǎn)。
　?。?）圖3表示植物的呼吸作用大于光合作用，即線粒體釋放的CO，一部分被葉綠體吸收用于光合作用，還有一部分釋放到外界。此時(shí)植物外觀表現(xiàn)為向外界釋放CO，該圖應(yīng)對(duì)應(yīng)于圖1中的AB段。
　?。?）圖4表示光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等。此時(shí)植物在外觀上表現(xiàn)為既不吸收CO又不釋放CO，該圖應(yīng)對(duì)應(yīng)于圖1中的B點(diǎn)。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度代表光補(bǔ)償點(diǎn)。
　　（5）圖5表示光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，即葉綠體吸收的CO除來(lái)自線粒體外還來(lái)自外界。此時(shí)植物外觀上將表現(xiàn)為吸收CO（此時(shí)該CO吸收量即代表凈光合作用量）。該圖對(duì)應(yīng)于圖1中的B點(diǎn)之后。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度代表光飽和點(diǎn)。
　　2.兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的變化規(guī)律
　　在圖1曲線所示狀況下，若改變某一因素（如CO濃度），使光合作用增強(qiáng)（減弱），而呼吸作用不受影響時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)左移（右移），光飽和點(diǎn)應(yīng)右移（左移）；若改變某一因素（如溫度），使呼吸作用增強(qiáng)（減弱），則光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移（左移）。
　　另外，陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比陽(yáng)生植物的小。
　　3.限制AC段和CD段光合作用強(qiáng)度的主要因素
　　AC段：限制因素主要是光照強(qiáng)度。
　　CD段：限制因素主要是外因有：CO濃度、溫度等。內(nèi)因有：酶的數(shù)量和活性、葉綠體色素含量、C含量等。
　　4.光合作用和呼吸作用的計(jì)算關(guān)系式
　　光合作用和細(xì)胞呼吸的原料和產(chǎn)物相反，但二者不是可逆過程。通常用單位時(shí)間里CO吸收量、O釋放量或有機(jī)物的制造量來(lái)代表光合作用強(qiáng)度。用單位時(shí)間里CO釋放量、O吸收量或有機(jī)物的消耗量來(lái)代表呼吸作用強(qiáng)度。而光合作用強(qiáng)度又有實(shí)際光合作用強(qiáng)度和凈光合作用強(qiáng)度。它們的關(guān)系式可表示為：凈光合作用強(qiáng)度=實(shí)際光合強(qiáng)度-呼吸作用強(qiáng)度。
　　二、典型例題分析
　　1.（2006四川理綜）將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)定葉片光合作用的強(qiáng)度（以CO吸收速率表示），測(cè)定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述96676dddd21e00c9b118ee60272e4d0c，正確的是（?搖 ?搖）。
　　A.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)左移
　　B.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移
　　C.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)右移，b點(diǎn)右移
　　D.如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移
　　【解析】盡管該題的自變量是CO濃度，但根據(jù)前述知識(shí)可推知，a點(diǎn)是CO補(bǔ)償點(diǎn)，b點(diǎn)是CO飽和點(diǎn)。在題干限定條件下，如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，則光合作用強(qiáng)度降低，而呼吸作用強(qiáng)度不變。此時(shí)，要維持光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，則必然要增大CO濃度，以提高光合作用強(qiáng)度，所以a點(diǎn)右移；當(dāng)光照強(qiáng)度適當(dāng)降低時(shí)，光合作用的光反應(yīng)減弱，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度降低，則光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值時(shí)所需CO濃度（CO飽和點(diǎn)）較低，所以b點(diǎn)左移。如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，則光合作用強(qiáng)度增大，而呼吸作用強(qiáng)度不變。此時(shí)，要維持光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，則在較低CO濃度下就可以實(shí)現(xiàn)，所以a點(diǎn)左移；當(dāng)光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)時(shí)，光合作用的光反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度增大，則光合作用達(dá)到最大值所需CO濃度（CO飽和點(diǎn)）較高，所以b點(diǎn)右移。
　　正確答案：D。
　　2.（2007山東理綜）以測(cè)定的CO吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（?搖 ?搖）。
　　A.光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時(shí)相等
　　B.光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多
　　C.溫度高于25℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少
　　D.兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等
　　【解析】根據(jù)前面對(duì)光合作用和呼吸作用關(guān)系的分析，通過讀圖可知，圖示的虛線（光照下CO的吸收量）表示光合作用凈積累有機(jī)物的量，實(shí)線（黑暗下CO的釋放量）表示呼吸作用消耗有機(jī)物的量。根據(jù)公式：總光合作用制造的有機(jī)物的量=凈光合量+呼吸量=虛線量+實(shí)線量，可逐一計(jì)算出20℃、25℃、30℃、35℃條件下，光合作用制造的有機(jī)物的量。35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為：3（凈光合量）+3.5（呼吸量）=6.5mg/h；30℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量為：3.5（凈光合量）+3（呼吸量）=6.5mg/h。所以A選項(xiàng)正確。光照相同時(shí)間，在25℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。25℃、30℃和35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量分別為6mg/h、6.5mg/h和6.5mg/h，也就是說，在25℃之后，總光合量還在增加，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；兩曲線的交點(diǎn)表示光合作用積累的有機(jī)物的量與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
　　正確答案：A
　　3.將某綠色植物放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究溫度對(duì)光合作用與呼吸作用的影響（其他實(shí)驗(yàn)條件都是理想的），實(shí)驗(yàn)以CO的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。
　　A.晝夜不停地光照，在35℃時(shí)該植物不能生長(zhǎng)
　　B.晝夜不停地光照，在15℃時(shí)該植物生長(zhǎng)得最快
　　C.每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在20℃時(shí)，該植物積累的有機(jī)物最多
　　D.每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在30℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物是在10℃時(shí)的2倍
　　【解析】光照下吸收的CO量代表的是凈光合作用量，也就是有機(jī)物的積累量；黑暗中釋放的CO量代表的是呼吸量，也就是有機(jī)物的消耗量。35℃時(shí)該植物的有機(jī)物積累量為3mg/h，植物能正常生長(zhǎng)，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。光照下CO吸收量最大的是25℃下的3.75mg/h，該溫度下植物生長(zhǎng)最快，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤。每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在20℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物為：3.25×12-1.5×12=21mg；同理可算出其他溫度條件下有機(jī)物的積累量；在所有的溫度中20℃時(shí)有機(jī)物積累量最多，所以C選項(xiàng)正確。每天交替進(jìn)行12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗，在10℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物為1.75×12-0.75×12=12mg；在30℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物為：3.5×12-3.0×12=6mg；在10℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物是30℃時(shí)的2倍，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
　　正確答案：C。