2019版高考生物二輪增分策略 專題二考點7 凈光合作用速率和總光合作用速率及相關計算學案

考點 7凈光合作用速率和總光合作用速率及相關計算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，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鍵語句所指的含義植物“產生”的 O2 量，或植物“合實質上是在葉綠體中產生的量，即光成”的有機物的量合作用總量或真正光合作用量光照條件下植物“釋放”的 O2 量，或植物“積實質上是凈光合作用量，即光合作用累”的有機物的量植物“吸收”的 CO2 量黑暗條件下植物“釋放”的 CO2 量植物“吸收”的 O2 量總量細胞呼吸消耗量實質上是凈光合作用量實質上是細胞呼吸釋放量實質上是細胞呼吸吸收量(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CO酒精2122 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。1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 C6H12O66H2O酶酶6O26CO212H2O能量和 C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量這兩個反應式，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。題組一透過坐標中數(shù)據(jù)，辨析相關規(guī)律1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細胞呼吸的影響，結果如圖甲所示。下列分析正確的是()4A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3速率為kg·h1D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24 h 后重(X2)kg，則總光合速率為 1 kg·h1，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_mg·cm 2·h1(用圖中字母表示)，實際光合速率可表示為_mg·cm 2·h1(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(mg·cm2·h1)，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(mg·cm2·h1)。(2)從結果可以看出，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 (32×2)×122×2436(mg)。題組二透過表格中數(shù)據(jù)，辨析相關規(guī)律3(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進行實驗的結果如下表。請分析回答：組別土壤含水量  CO2 濃度(%)凈光合速率(molCO2·m2·s1)相對氣孔開度(%)水分利用效率ABCD適宜干旱適宜干旱0.030.030.060.06127.5159.51006283471.781.813.103.25(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 組的基礎上適當提高溫度，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)，干旱脅迫導致類囊體結構破壞、光合色素含量和光反應中水的供應減少，導致為暗反應提供的 _ 減少。因此，有人認為干旱主要通過影響光反應進而影響光合作用，結合表中數(shù)據(jù)分析，上述觀點 _( 填“合理”或“不合理”)，3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；干旱對光反應和暗反應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 組的基礎上適當提高溫度，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)干旱脅迫導致類囊體結構破壞、光合色素含量和光反應中水的供應減少，光反應減慢，其為暗反應提供的 ATP 和H會減少。干旱通過影響氣孔開度而影響暗反應；干旱對光反應和暗反應的影響大小無從判定，所以認為干旱主要通過影響光反應進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)、呼吸速率及相關指標如表所示：( mol  CO2·m   ·s)               )材料葉綠素a/b凈光合作用類胡蘿卜   速率( mol素/葉綠素  CO2·m2·s1細胞間 CO2 濃度21呼吸速率( molCO2·m2·s1)突變體野生型9.306.940.320.285.668.13239.07210.863.604.079.262.94( mol CO2·m2·s1)。由于突變體葉片中的胞間 CO2 濃度較高，所以氣孔因(1)番茄的黃化突變可能_(填“促進”或“抑制”)葉綠素 a 向葉綠素 b 轉化的過程。(2)突變體葉片中葉綠體對 CO2 的消耗速率比野生型降低了_ mol·m2·s1。研究人員認為氣孔因素不是導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 CO2·m2·s1)，同理，野生型葉片中葉綠體對CO2 的消耗速率為 8.134.0712.20( mol CO2·m2·s1)，突變體葉片中葉綠體的 CO2 的消耗速率比野生型低 12.20秀素不是導致突變體光合速率降低的限制因素。4