如何区分总光合与净光合

卫香云+韩继东

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，在下面两圖所示光照强度下，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。例如图9表示该植物光照强度为Q时，其总光合作用强度为30单位。如果交点为负数，则为净光合，例如，图10中光照强度为2.5千勒克斯司对应纵坐标30就为净光合，要算总光合的话还得加上各自的呼吸数据，例如，较粗的实线代表的植物的呼吸为10，较细的实线代表的植物的呼吸为20，所以他们的总光合分别为40和50。

三、从概念上区分总光合与净光合

有些材料中没有细胞图解和曲线图，只是一些语言描述，这样，我们就要从中判断是总光合还是真光合。其表示方法通常使用下列表格中的一些概念。

三个方面，结构是基础，一切生命活动都是发生在一定的细胞结构上，无论是坐标曲线还是概念描述都是对细胞结构上所发生的生命现象的反映。在这个问题上，结构决定一切。所以当材料中同时出现细胞结构、坐标曲线和概念描述，且相互矛盾时，应遵循细胞结构优先于坐标曲线，坐标曲线优先于概念描述。特殊情况还得综合考虑，如概念的前面特别强调“光合作用”，则往往是指的总光合。

四、例题分析

例如，图11表示某绿色植物不同温度（15℃和25℃）下光照强度和氧气释放速率的关系。请据回答：

若图12表示的是该绿色植物的氧气释放量时，则应当是光照强度为_____千勒克司时的测定值；若图12表示的是植物进行光合作用制造的氧气时，则应当是在光照强度为_____千勒克司下的测定值。

解析：（1）明确总光合与净光合的区别。因为图11中曲线与纵坐标交点为负数，所以图11中直接读数为净光合。

（2）再从图12中读出氧气量，例如25℃（两个温度任取一个即可，最终结果一样）时每小时氧气量为50 mL。（见图13）

（3）按照设问要求，当图12表示氧气释放量速率（即净光合）为50mL/小时时，在图11中读出对应的光照强度——因图11本身直接读数为净光合速率，所以直接读出的50mL/小时对应的光照强度4千勒克斯即可。（见图14）

（4）当图12表示光合作用制造的氧气速率（即总光合）为50mL/小时时，在图11中读出对应的光照强度——因图11本身直接读数为净光合，需要先把总光合速率转化成净光合速率（净光合=总光合-呼吸=50-20=30），再从图11中读出净光合速率为30mL/小时对应的光照强度2.5千勒克斯即可。（见图15）endprint