考點8梳理數(shù)量關系，區(qū)分凈量和總量，掌握相關計算規(guī)律題組一光合作用相關數(shù)據(jù)分析與計算1(地方卷精選)完成下列相關內容：(1)(經(jīng)典高考題)以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是()A光照相同時間，35 時光合作用制造的有機物的量與30 時相等B光照相同時間，在20 條件下植物積累的有機物的量最多C溫度高于25 時，光合作用制造的有機物的量開始減少D其他條件不變，光照強度適當增強時，兩曲線的交點將向左下方移動答案A解析分析題意與圖像可知，圖中的虛線代表凈光合作用，實線代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有機物總量(真光合作用量)呼吸作用消耗的有機物量(呼吸量)有機物的凈積累量(凈光合作用量)，即某溫度下圖中實線所對應的量加上虛線所對應的量就是真光合作用量。讀取圖中20 、25 、30 、35 等溫度下對應的CO2的吸收量與釋放量，根據(jù)上面的等式關系可以推斷出：光照相同時間，35 時光合作用制造的有機物的量與30 時相等；光照相同時間，在25 條件下植物積累的有機物的量最多；溫度高于25 時，有機物的凈積累量開始減少；兩曲線的交點表示某溫度時，有機物的凈積累量與呼吸作用消耗的有機物的量相等，當其他條件不變，光照強度適當增強時，凈光合作用量增大，兩曲線的交點將向右上方移動。(2)(2012上海，(五)節(jié)選)下表為某地夏季晴朗的某天，玉米和花生凈光合速率測定值，假設用表中11：00對應的光照強度連續(xù)照射兩種作物10分鐘，則玉米積累的葡萄糖總量比花生多_ mg/m2。時間光合速率(CO2mmolm2h1)玉米花生9：30136.890.011：00144.072.012：30126.090.0答案 360解析從外界吸收的CO2與植物積累的葡萄糖的量是相對應的，兩者物質的量之比為16。由表可知每小時每平方米玉米比花生多吸收CO2的物質的量為72 mmol，所以在10分鐘內玉米多吸收CO212 mmol，產生的葡萄糖為2 mmol，即360 mg/m2。(3)(2014廣東，26節(jié)選)觀測不同光照條件下生長的柑橘，結果見下表。請回答下列問題：光照強度葉色平均葉面積(cm2)氣孔密度(個mm2)凈光合速率(mol CO2m2s1)強淺綠13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中綠20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深綠28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注：括號內的百分數(shù)以強光照的數(shù)據(jù)作為參照。與弱光下相比，強光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)_，單位時間內平均每片葉CO2吸收量_。對強光下生長的柑橘適度遮陰，持續(xù)觀測葉色、葉面積和凈光合速率，這三個指標中，最先發(fā)生改變的是_，最后發(fā)生改變的是_。答案少少凈光合速率葉面積解析柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)平均葉面積氣孔密度，通過計算可知，強光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)最少，單位時間內平均每片葉CO2吸收量也少。在遮陰條件下，植物接受的光照減少，會首先影響其光合速率，凈光合速率隨之改變。為了適應弱光環(huán)境，植物要合成更多的葉綠素來盡量提高光合速率，一段時間后，植物葉面積也會變大，以便通過增加氣孔總數(shù)來提高光合速率。題組二細胞呼吸相關數(shù)據(jù)分析與計算2(2012新課標全國，29)將玉米種子置于25 、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結果如下圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質來源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題：(1)萌發(fā)過程中胚乳組織中的淀粉被水解成_，再通過_作用為種子萌發(fā)提供能量。(2)萌發(fā)過程中在_小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內每粒種子呼吸消耗的平均干重為_mg。(3)萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質轉化成幼苗的組成物質，其最大轉化速率為_mg粒1d1。(4)若保持實驗條件不變，120小時后萌發(fā)種子的干重變化趨勢是_，原因是_。答案(1)葡萄糖呼吸(或生物氧化)(2)729626.5(3)22(4)持續(xù)下降幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用解析解答本題的突破點：正確分析坐標曲線的生物學含義：隨著時間的延續(xù)，胚乳干重逐漸減少，種子的干重也逐漸減少。兩條曲線變化趨勢不一致的原因：第(3)小問提到的“胚乳的部分營養(yǎng)物質轉化成幼苗的組成物質”。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被細胞通過呼吸作用利用，為種子萌發(fā)提供能量。(2)因為胚乳減少的干重中有一部分轉化成幼苗的組成物質，所以衡量種子的呼吸速率應以種子的干重減少量為指標。由圖示曲線可以看出，在7296 h之間，單位時間內種子的干重減少量最大，該時間段(24 h)內每粒種子呼吸消耗的平均干重為204.2177.726.5(mg)。(3)轉化速率(胚乳的減少量種子的干重減少量)/單位時間。在7296 h內，轉化速率為(161.7118.1)(204.2177.7)17.1(mg粒1d1)，96120 h內，轉化速率為(118.191.1)(177.7172.7)22(mg粒1d1)，因此最大轉化速率為22 mg粒1d1。(4)黑暗條件下，萌發(fā)種子只能進行細胞呼吸而不能進行光合作用，因而種子干重持續(xù)下降。3(2013山東，25節(jié)選)下圖是大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化曲線，若測得階段種子吸收O2與釋放CO2的體積比為13，則此時種子胚細胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比為_。答案61依綱聯(lián)想1呼吸速率、總(真正)光合速率與表觀光合速率的關系的確認(1)光合作用速率表示方法：通常以一定時間內CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等產物的生成量來表示。但由于測量時的實際情況，光合作用速率又分為凈光合速率和真光合速率。在有光條件下，植物同時進行光合作用和細胞呼吸，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量，稱為凈光合速率，而植物真光合速率凈光合速率呼吸速率。而呼吸速率是將植物置于黑暗中，實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量都可表示呼吸速率。(2)不同情況下凈光合量、真光合量和呼吸量的判定條件題目中常見的關鍵語句所指的含義光照條件下植物“產生”的氧氣量，或植物“合成”的有機物的量實質上是在葉綠體中產生的量，即光合作用總量或真光合作用量植物“釋放”的氧氣量，或植物“積累”的有機物的量實質上是凈光合作用量，即光合作用總量呼吸作用消耗量植物“吸收”的CO2量實質上是凈光合作用量黑暗條件下植物“釋放”的CO2量實質上是呼吸作用釋放量植物“吸收”的氧氣量實質上是呼吸作用吸收量(3)有機物積累量的表示方法：一晝夜有機物的積累量(用CO2的量表示)可用式子表示為：積累量白天從外界吸收的CO2量晚上呼吸釋放的CO2量。2有關細胞呼吸計算的規(guī)律總結規(guī)律一：細胞有氧呼吸時，葡萄糖CO2O2166；無氧呼吸時，葡萄糖CO2酒精122或葡萄糖乳酸12。規(guī)律二：消耗等量葡萄糖時，則酒精發(fā)酵與有氧呼吸產生的CO2的摩爾數(shù)之比為13；有氧呼吸消耗氧氣摩爾數(shù)與有氧呼吸和酒精發(fā)酵產生的二氧化碳摩爾數(shù)之和的比為34。規(guī)律三：產生同樣數(shù)量的ATP時，無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩爾數(shù)之比為191。規(guī)律四：在進行有氧呼吸和無氧呼吸的氣體變化計算及反應速率比較時，應使用C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量和C6H12O62C2H5OH2CO2能量這兩個反應式，并結合化學課上所學的，根據(jù)化學方程式計算的規(guī)律和方法進行解答。規(guī)律五：如果在題干中沒有給出所要計算的具體數(shù)值，只有體積比，則可將此比值當成實際體積(或物質的量)進行計算，最后求解。3有關光合作用和細胞呼吸的綜合計算(1)當光合作用細胞呼吸時：光合作用CO2的總吸收量環(huán)境中CO2的減少量細胞呼吸CO2釋放量。光合作用O2釋放總量環(huán)境中O2增加量細胞呼吸O2消耗量。光合作用的實際產氧量實測氧氣的釋放量細胞呼吸的消耗量。凈光合作用的葡萄糖產量光合作用實際葡萄糖生產量細胞呼吸葡萄糖的消耗量。(2)當光合作用<細胞呼吸時：光合作用吸收的CO2量細胞呼吸釋放的CO2量環(huán)境中增加的CO2量。光合作用釋放O2的量細胞呼吸消耗的O2量環(huán)境中減少的O2量。如果將上述公式推廣到葡萄糖，則得到下列公式：真光合作用葡萄糖合成量凈光合作用葡萄糖合成量細胞呼吸葡萄糖消耗量?？枷蛞煌高^表格數(shù)據(jù)，辨析相關規(guī)律1某種油菜的黃化突變體葉片呈現(xiàn)黃化色澤，與野生型相比，突變體的葉綠素、類胡蘿卜素含量均降低。凈光合速率、呼吸速率及相關指標見下表。則突變體葉片中葉綠體CO2的消耗速率為_ mol CO2m2s1。引起突變體CO2消耗速率變化的原因可能是_。材料葉綠素a/b類胡蘿卜素/葉綠素凈光合速率(mol CO2m2s1)胞間CO2濃度(mol CO2m2s1)呼吸速率(mol CO2m2s1)突變體9.300.325.66239.073.60野生型6.940.288.13210.864.07答案9.26葉綠素a與葉綠素b的比值升高，類胡蘿卜素與葉綠素的比值下降，葉綠素和類胡蘿卜素含量降低，使色素吸收的光能減少，光反應減弱解析突變體葉片中葉綠體CO2的消耗速率即為總光合速率，總光合速率凈光合速率呼吸速率5.663.609.26 mol CO2m2s1。引起突變體CO2消耗速率變化的原因可能是葉綠素a與葉綠素b的比值升高，類胡蘿卜素與葉綠素的比值下降，葉綠素和類胡蘿卜素含量降低，使色素吸收的光能減少，光反應減弱。2煙草花葉病毒(TMV)對煙草葉片光合特性的影響的相關實驗數(shù)據(jù)如圖和表，所有數(shù)據(jù)都是在適宜條件下測得的。由圖和表中的實驗數(shù)據(jù)可知：當光照強度小于1 500 klx時，感病株的_大于健康株，說明此時_不是影響凈光合速率的主要因素。當光照強度等于1 500 klx時，感病株的實際光合速率為_ molm2s1。TMV在_條件下對感病株光合作用的抑制更顯著。植株類型葉綠素a含量(mg/g)葉綠素b含量(mg/g)健康株2.1080.818感病株1.5430.604答案凈光合速率葉綠素的含量18強光(或“光照強度大于1 500 klx”)解析由圖、表可知，當光照強度小于1 500 klx時，感病株的凈光合速率大于健康株，說明此時葉綠素的含量不是影響光合速率的因素，當光照強度等于1 500 klx時，感病株的實際光合速率為15318(molm2s1)，從圖中可以看出，當光照強度大于1 500 klx時，TMV對植物光合作用的抑制作用顯著。3下表是對甲、乙兩種植物在不同光照強度下測定得到的數(shù)據(jù)(光照強度的單位為千勒克斯，CO2的吸收和釋放速率的單位為molm2s1)。由表格數(shù)據(jù)可知，更適合在陰暗環(huán)境中生長的是_(填“甲植物”“乙植物”)。當光照強度為8千勒克斯時，葉片釋放氧氣的速率甲_乙(填“大于”“等于”“小于”)；當光照強度為20千勒克斯時，乙植物葉綠體產生O2的速率為_ molm2s1(填數(shù)值)。光合作用與呼吸作用速率相等時的光照強度(千勒克斯)光飽和時的光照強度(千勒克斯)光飽和時植物吸收CO2的速率(molm2s1)黑暗條件下CO2釋放的速率(molm2s1)甲植物381510乙植物8153015答案甲植物大于454有兩種植物，一種在強光下生長，一種在蔭蔽處生長。從這兩種植物上各取一片彼此相似葉片，分別放在兩個透明盒子中。在適宜溫度條件下，逐漸增加光照強度，測定放氧速率，數(shù)據(jù)如下表。若繪制A、B兩葉片放氧速率曲線圖，兩條曲線相交時的放氧速率為8.5 mol O2/(m2s)，則在該光照強度下葉片B中葉綠體產生O2的速率為_ molO2/(m2s)。對葉片A維持光照強度50 mol光子/(m2s)8小時，一晝夜后葉片A中干重_(增加/減少)。光強mol光子/(m2s)0102550100250500600700放氧速率mol O2/(m2s)葉片A201.53610121212葉片B201050515283030答案28.5減少考向二透過坐標系相關數(shù)據(jù)，辨析相關規(guī)律5研究人員從發(fā)菜藻體中分離發(fā)菜細胞進行液體懸浮培養(yǎng)，在適宜溫度、適宜光照、不同pH下測定離體發(fā)菜細胞液中的溶解氧變化，再計算該時間段內發(fā)菜細胞的光合產氧速率或呼吸耗氧速率，結果如圖。發(fā)菜細胞培養(yǎng)的最適pH約為7.0左右，若在此pH且適宜光照強度下持續(xù)培養(yǎng)10小時后轉入暗室繼續(xù)培養(yǎng)至24小時，可積累葡萄糖_ mg。(保留一位小數(shù))答案112.5解析pH為7時的總產氧速率為120 mg/h，耗氧速率為45 mg/h，因此凈產氧速率為75 mg/h。10 h積累的葡萄糖量(1807510)(632)703.13 mg,14 h細胞呼吸消耗的葡萄糖(1804514)(632)590.63 mg，兩者抵消后可累積葡萄糖703.13590.63112.5 mg。6如圖表示X、Y兩種植物的光合速率與光照強度的關系。其中實線和虛線分別表示X、Y兩種植物的光合速率(CO2吸收速率)與光照強度的關系。當在_ klx光照強度條件下，X植物固定CO2的速率為5 mg/h單位葉面積。Y植物在1天內(12小時白天，12小時黑夜)，要使有機物積累量為正值，白天平均光照強度必須大于_ klx。答案84解析據(jù)圖分析，X植物的呼吸速率為2，X植物固定CO2的速率為5 mg/h單位葉面積，根據(jù)真正的光合速率呼吸速率凈光合速率可知，此時凈光合速率523，對應的光照強度為8 klx。要使Y植物在1天內(12小時白天，12小時黑夜)，使有機物積累量為正值，則凈光合速率一定要大于呼吸速率，圖中對應凈光合速率為1時的光照強度為4 klx。7如圖表示在不同溫度下，測定該植物葉片1 cm2質量(mg)變化情況(均考慮為有機物的質量變化)的操作流程及結果，據(jù)圖分析回答問題：(1)從圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為_(mgcm2h1)(用圖中字母表示)，實際光合速率可表示為_ (mgcm2h1)(用圖中字母表示)。(2)從圖分析，恒定在上述_溫度下，維持12 h光照，12 h黑暗，該植物葉片1 cm2增重最多，增重了_mg。答案(1)XY2X(2)1436解析(1)由圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為X(mgcm2h1)，而單位時間光照下葉片重量的增加量表示的是凈光合速率，故光照一小時總光合速率凈光合速率呼吸速率MY(MX)XY2X(mgcm2h1)。(2)從結果可以看出，在14 溫度下，維持12 h光照，12 h黑暗，該植物葉片增重最多，凈光合速率總光合速率呼吸速率(322)1222436(mg)。8將長勢相同的小麥幼苗分成若干等份，在不同的溫度下先暗處理1 h，測得其干重即葡萄糖的量的(單位：g)變化如圖中甲曲線所示；再分別置于同一光照強度下照射1 h后，測得其干重與暗處理前的變化如圖中乙曲線。請據(jù)圖回答下列問題：(1)小麥葉肉細胞內呼吸酶的最適溫度為_。(2)在此光照強度下照射，參與葡萄糖合成的CO2C3C5_。若此光照下植物能生長，30 條件下每天的光照時間應不低于_。(3)A點和B點相比，光合作用速率是否相等？_，為什么？_。答案(1)29 (2)1218 h(3)不相等A點光合作用的速率為5 g/h，B點光合作用的速率為9 g/h解析(1)測定呼吸速率，應在黑暗條件下進行，故從圖中可以看出小麥葉肉細胞內呼吸酶的最適溫度為29 ，總光合作用呼吸作用凈光合作用，29 時小麥幼苗的呼吸速率最高為3 g，因而該溫度為小麥葉肉細胞內呼吸酶的最適溫度。(2)在此光照強度下照射，CO2C52C3，因此參與葡萄糖合成的CO2C3C5121。據(jù)圖分析，此光照強度下照射，植物若能生長，30 條件下凈光合作用速率為112(g/h)，呼吸速率為1 g/h，設每天的光照時間應不低于x，則有2x(24x)10，解得x8 h。(3)由于乙曲線為黑暗處理1小時、再光照1小時后獲得的曲線，因而A點小麥的凈光合速率為314(g/h)，真正的光合速率為415(g/h)；B點小麥的凈光合速率為336(g/h)，真正的光合速率為639(g/h)。因此A點和B點相比，光合作用速率不相等。