（江蘇專版）2019版高考生物二輪增分策略 專題二 細(xì)胞代謝 考點7 凈光合作用速率和總光合作用速率及相關(guān)計算學(xué)案

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1、考點7凈光合作用速率和總光合作用速率及相關(guān)計算1呼吸速率、總(真正)光合速率與表觀光合速率的關(guān)系的確認(rèn)(1)光合作用速率表示方法：通常以一定時間內(nèi)CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等產(chǎn)物的生成量來表示。但根據(jù)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(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量，都可代表凈光合速率，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(guān)鍵語句所指

2、的含義光照條件下植物“產(chǎn)生”的O2量，或植物“合成”的有機物的量實質(zhì)上是在葉綠體中產(chǎn)生的量，即光合作用總量或真正光合作用量植物“釋放”的O2量，或植物“積累”的有機物的量實質(zhì)上是凈光合作用量，即光合作用總量細(xì)胞呼吸消耗量植物“吸收”的CO2量實質(zhì)上是凈光合作用量黑暗條件下植物“釋放”的CO2量實質(zhì)上是細(xì)胞呼吸釋放量植物“吸收”的O2量實質(zhì)上是細(xì)胞呼吸吸收量(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(guān)細(xì)胞呼吸計算的規(guī)律總結(jié)規(guī)律一：細(xì)胞有氧呼吸時，葡萄糖CO2O2166；無氧呼吸時，葡萄糖CO2酒

3、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(chǎn)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(chǎn)生的二氧化碳摩爾數(shù)之和的比為34。規(guī)律三：產(chǎn)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(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸的氣體變化計算及反應(yīng)速率比較時，應(yīng)使用C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量和C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量這兩個反應(yīng)式，并結(jié)合化學(xué)課上所學(xué)的，根據(jù)化學(xué)方程式計算的規(guī)律和方法進(jìn)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(dāng)成實際體積(或物質(zhì)

4、的量)進(jìn)行計算，最后求解。題組一透過坐標(biāo)中數(shù)據(jù)，辨析相關(guān)規(guī)律1以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖甲所示。下列分析正確的是()A光照相同時間，在20 條件下植物積累的有機物的量最多B光照相同時間，35 時光合作用制造的有機物的量與30 相等C如果該植物原重X kg，置于暗處4 h后重(X1)kg，然后光照4 h后重(X2)kg，則總光合速率為 kgh1D若將乙裝置中NaHCO3溶液換成蒸餾水，則在黑暗條件下可測得B曲線答案B解析在光照時間相同的情況下，在25 時，CO2吸收量最大，即光合作用凈合成量最大，積累的有機物最多，A錯誤；在光照時間

5、相同的情況下，30 時光合作用的總量為3.50(凈合成量)3.00(呼吸消耗量)6.50 mg/h，35 時光合作用的總量為3.00(凈合成量)3.50(呼吸消耗量)6.50 mg/h，二者相同，B正確；該植物原重X kg，置于暗處4 h后重(X1)kg，然后光照4 h后重(X2)kg，則總光合速率為1 kgh1，C錯誤；將乙裝置中NaHCO3溶液換成氫氧化鈉溶液，則在黑暗條件下可測得B曲線，D錯誤。2如圖表示在不同溫度下，測定某植物葉片1 cm2質(zhì)量(mg)變化情況(均考慮為有機物的質(zhì)量變化)的操作流程及結(jié)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

6、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_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1小時總光合速率凈光合速率呼吸速率MY(MX)XY2X(mgcm2h1)。(2)從結(jié)果可以看出，在14 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)。題組二透過表格中數(shù)據(jù)，辨析相關(guān)規(guī)律3(

7、2018如皋一模)科研人員為探究土壤含水量、CO2濃度對某作物生長的影響，在最適溫度和光照強度的智能溫室內(nèi)進(jìn)行實驗的結(jié)果如下表。請分析回答：組別土壤含水量CO2濃度(%)凈光合速率(mol CO2m2s1)相對氣孔開度(%)水分利用效率A適宜0.03121001.78B干旱0.037.5621.81C適宜0.0615833.10D干旱0.069.5473.25(1)與C組相比，限制B組作物光合作用的環(huán)境因素有_；若在D組的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高溫度，則該作物凈光合速率會_；提高CO2濃度，作物對水分的利用效率會_。(2)研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫導(dǎo)致類囊體結(jié)構(gòu)破壞、光合色素含量和光反應(yīng)中水的供應(yīng)減少，導(dǎo)致為暗

8、反應(yīng)提供的_減少。因此，有人認(rèn)為干旱主要通過影響光反應(yīng)進(jìn)而影響光合作用，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，上述觀點_(填“合理”或“不合理”)，理由是_。答案(1)土壤含水量、CO2濃度降低(或減弱)提高(或增大)(2)ATP和H不合理干旱通過影響氣孔開度而影響暗反應(yīng)；干旱對光反應(yīng)和暗反應(yīng)的影響大小無從判定解析(1)據(jù)表分析可知，與C組相比，B組與其不同之處為土壤含水量和CO2濃度，故這兩個因素為限制B組作物光合作用的環(huán)境因素。在D組的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高溫度，會超過光合作用的最適溫度，則該作物凈光合速率會降低；若提高CO2濃度，光合作用增強，作物對水分的利用效率會增大。(2)干旱脅迫導(dǎo)致類囊體結(jié)構(gòu)破壞、光合色素含

9、量和光反應(yīng)中水的供應(yīng)減少，光反應(yīng)減慢，其為暗反應(yīng)提供的ATP和H會減少。干旱通過影響氣孔開度而影響暗反應(yīng)；干旱對光反應(yīng)和暗反應(yīng)的影響大小無從判定，所以認(rèn)為干旱主要通過影響光反應(yīng)進(jìn)而影響光合作用的觀點不合理。4某種番茄的黃化突變體與野生型相比，葉片中的葉綠素、類胡蘿卜素含量均降低。凈光合作用速率(實際光合作用速率呼吸速率)、呼吸速率及相關(guān)指標(biāo)如表所示：材料葉綠素a/b類胡蘿卜素/葉綠素凈光合作用速率(mol CO2m2s1)細(xì)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6.940.288.13210.864.0

10、7(1)番茄的黃化突變可能_(填“促進(jìn)”或“抑制”)葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化的過程。(2)突變體葉片中葉綠體對CO2的消耗速率比野生型降低了_ molm2s1。研究人員認(rèn)為氣孔因素不是導(dǎo)致突變體光合速率降低的限制因素，依據(jù)是_。答案(1)抑制(2)2.94突變體葉片中的細(xì)胞間CO2濃度高解析(1)由表格可知，突變體中葉綠素a/b與類胡蘿卜素/葉綠素比值升高，葉綠素減少使葉片呈現(xiàn)黃化色澤，可能的原因是突變可能抑制了葉綠素a向葉綠素b轉(zhuǎn)化的過程。(2)根據(jù)題表可知，突變體葉片中葉綠體對CO2的消耗速率為凈光合速率呼吸速率5.663.609.26(mol CO2m2s1)，同理，野生型葉片中葉綠體對CO2的消耗速率為8.134.0712.20(mol CO2m2s1)，突變體葉片中葉綠體的CO2的消耗速率比野生型低12.209.262.94(mol CO2m2s1)。由于突變體葉片中的胞間CO2濃度較高，所以氣孔因素不是導(dǎo)致突變體光合速率降低的限制因素。5