六下数学公式2017高考生物考前3个月专题复习专题2细胞的代谢考点8梳理数量关系,区分净量和总量,掌握相关计算规律

2020年10月14日发(作者：邱荪)
考点8 梳理数量关系，区分净量和总量，掌握相关计算
规律

题组一 光合作用相关数据分析与计算
1．(地方卷精选)完成下列相关内容：
(1)(经典高考题 )以测定的CO
2
吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼
吸作用 的影响，结果如图所示。下列分析正确的是( )

A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动
答案 A
解析 分析题意与图像可知，图中的虚线代表净光合作用，实线代表呼吸作用。在光照下，
光合 作用制造的有机物总量(真光合作用量)＝呼吸作用消耗的有机物量(呼吸量)＋有机物的
净积累量(净 光合作用量)，即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真光合
作用量。读取图中20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃等温度下对应的CO
2
的吸收量与释放量，根
据上 面的等式关系可以推断出：光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃
时相等；光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多；温度高于25 ℃时，有机物的净积累量开始减少；两曲线的交点表示某温度时，有机物的净积累量与呼吸作用消耗
的有机物 的量相等，当其他条件不变，光照强度适当增强时，净光合作用量增大，两曲线的
交点将向右上方移动。
(2)(2012·上海，(五)节选)下表为某地夏季晴朗的某天，玉米和花生净光合速率测定值，假
设用表中11：00对应的光照强度连续照射两种作物10分钟，则玉米积累的葡萄糖总量比花
生多________ mgm。
2

时间
9：30
11：00
12：30

答案 360
解析 从外界吸收的 CO
2
与植物积累的葡萄糖的量是相对应的，两者物质的量之比为1∶6。
由表可知每 小时每平方米玉米比花生多吸收CO
2
的物质的量为72 mmol，所以在10分钟内玉
米多吸收CO
2
12 mmol，产生的葡萄糖为2 mmol，即360 mgm。
(3)(2014·广东，26节选)观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。请回答下列问题：
净光合速率
光照强度 叶色 平均叶面积(cm)
2
2
光合速率(CO
2
mmol·m·h)
玉米
136.8
144.0
126.0
花生
90.0
72.0
90.0
－2－1
气孔密度(个·mm) (μmol CO
2
·m·s
1
－2－2－
)
强
中
弱

浅绿
绿
深绿
13.6(100%)
20.3(149%)
28.4(209%)
826(100%)
768(93%)
752(91%)
4.33(100%)
4.17(96%)
3.87(89%)
注：括号内的百分数以强光照的数据作为参照。
与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔 总数__________，单位时间内平均每片叶CO
2
吸收量________。对强光下 生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这
三个指标中，最先发生改变的是____ ____________，最后发生改变的是________。
答案 少 少 净光合速率 叶面积
解析 柑橘平均每片叶的气孔总数＝平均叶面积×气孔密度，通过计算可知，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数最少，单位时间内平均每片叶CO
2
吸收量也少。在遮阴条件下，植物 接
受的光照减少，会首先影响其光合速率，净光合速率随之改变。为了适应弱光环境，植物要
合 成更多的叶绿素来尽量提高光合速率，一段时间后，植物叶面积也会变大，以便通过增加
气孔总数来提高 光合速率。

题组二 细胞呼吸相关数据分析与计算
2．(2012·新课标全国，29)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定
时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均
干重 ，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题：

( 1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成__________，再通过__________作用为种子萌发 提
供能量。
(2)萌发过程中在__________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时 间段内每粒种子呼吸消耗
的平均干重为__________mg。
(3)萌发过程中胚乳的 部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为
__________mg·粒·d。
(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是__________，原因是
__________________________________________________ ______________________
_______________________ _________________________________________________。
答案 (1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72～96 26.5 (3)22 (4)持续下降 幼苗呼吸
作用消耗有机物，且不能进行光合作用
解析 解答本题的突破点： ①正确分析坐标曲线的生物学含义：随着时间的延续，胚乳干重
逐渐减少，种子的干重也逐渐减少。②两 条曲线变化趋势不一致的原因：第(3)小问提到的“胚
乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质”。
(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被细胞通过呼吸作用利用，为种子萌发提供能量。(2)因为胚
乳减少的干重中有一部分转化成幼苗的组成物质，所以衡量种子的呼吸速率应以种子的干重
减少量为指 标。由图示曲线可以看出，在72～96 h之间，单位时间内种子的干重减少量最大，
该时间段(24 h)内每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)转化速率
＝ (胚乳的减少量－种子的干重减少量)单位时间。在72～96 h内，转化速率为(161.7－118.1)
－(204.2－177.7)＝17.1(mg·粒·d)，96～120 h内，转化速率为(11 8.1－91.1)－(177.7
－172.7)＝22(mg·粒·d)，因此最大转化速率为22 mg·粒·d。(4)黑暗条件下，萌
发种子只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，因而种子干重持续 下降。
3．(2013·山东，25节选)下图是大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线，若测得阶段Ⅱ 种子
吸收O
2
与释放CO
2
的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的 无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之
比为________。
－1－1－1－1
－1－1
－1－1

答案 6∶1

依纲联想


1．呼吸速率、总(真正)光合速率与表观光合速率的关系的确认
(1)光合作用速率表示方 法：通常以一定时间内CO
2
等原料的消耗量或O
2
、(CH
2O)等产物的生
成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真光合速 率。在
有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O
2
增加量、CO
2
减少量或有机
物的增加量，称为净光合速率，而植物真光合速率＝净光合速率＋呼吸 速率。而呼吸速率是
将植物置于黑暗中，实验容器中CO
2
增加量、O
2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
(2)不同情况下净光合量、真光合量和呼吸量的判定
条件 题目中常见的关键语句
植物“产生”的氧气量，或
所指的含义
实质上是在叶绿体中产生的量，即
植物“合成”的有机物的量 光合作用总量或真光合作用量
光照条件下 植物“释放”的氧气量，或实质上是净光合作用量，即光合作
植物“积累”的有机物的量 用总量－呼吸作用消耗量
植物“吸收”的CO
2
量
黑暗条件下

(3)有机物积累量的表示方法：一昼夜有机物的积累量(用CO
2
的量表示)可用式 子表示为：积
累量＝白天从外界吸收的CO
2
量－晚上呼吸释放的CO
2量。
植物“释放”的CO
2
量
植物“吸收”的氧气量
实质上是净光合作用量
实质上是呼吸作用释放量
实质上是呼吸作用吸收量
2．有关细胞呼吸计算的规律总结
规律一：细胞有氧呼吸时，葡萄糖∶CO
2
∶O
2
＝1∶6∶6；无氧呼吸时，葡萄糖∶CO
2
∶酒精＝
1∶ 2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
规律二：消耗等量葡萄糖时，则酒精发酵与有氧呼吸产生的CO2
的摩尔数之比为1∶3；有氧
呼吸消耗氧气摩尔数与有氧呼吸和酒精发酵产生的二氧化碳 摩尔数之和的比为3∶4。
规律三：产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔数之比为19∶1。 规律四：在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及反应速率比较时，应使用C
6
H12
O
6
＋6H
2
O
＋6O
2
―→6 CO
2
＋12H
2
O＋能量和C
6
H
12
O
6
―→2C
2
H
5
OH＋2CO
2
＋能 量这两个反应式，并结合化学课上
所学的，根据化学方程式计算的规律和方法进行解答。
规律 五：如果在题干中没有给出所要计算的具体数值，只有体积比，则可将此比值当成实际
体积(或物质的量 )进行计算，最后求解。
3．有关光合作用和细胞呼吸的综合计算
(1)当光合作用≥细胞呼吸时：
①光合作用CO
2
的总吸收量＝环境中C O
2
的减少量＋细胞呼吸CO
2
释放量。
②光合作用O
2
释放总量＝环境中O
2
增加量＋细胞呼吸O
2
消耗量。
③光合作用的实际产氧量＝实测氧气的释放量＋细胞呼吸的消耗量。
④净光合作用的葡萄糖产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－细胞呼吸葡萄糖的消耗量。
(2)当光合作用<细胞呼吸时：
①光合作用吸收的CO
2
量＝细胞呼吸释 放的CO
2
量－环境中增加的CO
2
量。
②光合作用释放O
2
的量＝细胞呼吸消耗的O
2
量－环境中减少的O
2
量。
如果将上述公式推广到葡萄糖，则得到下列公式：
真光合作用葡萄糖合成量＝净光合作用葡萄糖合成量＋细胞呼吸葡萄糖消耗量。

考向一 透过表格数据，辨析相关规律
1．某种油菜的黄化突变体叶片呈现黄化色泽，与野生 型相比，突变体的叶绿素、类胡萝卜素
含量均降低。净光合速率、呼吸速率及相关指标见下表。则突变体 叶片中叶绿体CO
2
的消耗
速率为________ μmol CO
2·m
－2
·s
－1
。引起突变体CO
2
消耗速率变化的 原因可能是
_________________________________________ _______________________________
______________ __________________________________________________ ________。
净光合速率
(μmol CO
2
·m
2
－
材料
叶绿素
ab
类胡萝卜
素叶绿素
胞间CO
2
浓度
(μmol CO
2
·m
2
－
呼吸速率
(μmol
CO
2
·m·s
1
－2－
·s)
－1
·s)
－1
)
突变体
野生型
9.30
6.94
0.32
0.28
5.66
8.13
239.07
210.86
3.60
4.07
答案 9.26 叶绿素a与叶绿素b的比值升高，类胡萝卜素与叶绿素的比值下降，叶绿素和
类胡萝卜素含量 降低，使色素吸收的光能减少，光反应减弱
解析 突变体叶片中叶绿体CO
2
的消耗 速率即为总光合速率，总光合速率＝净光合速率＋呼
吸速率＝5.66＋3.60＝9.26 μmol CO
2
·m·s。引起突变体CO
2
消耗速率变化的原因可能
是叶绿 素a与叶绿素b的比值升高，类胡萝卜素与叶绿素的比值下降，叶绿素和类胡萝卜素
含量降低，使色素吸 收的光能减少，光反应减弱。
2．烟草花叶病毒(TMV)对烟草叶片光合特性的影响的相关实验数据 如图和表，所有数据都是
在适宜条件下测得的。由图和表中的实验数据可知：当光照强度小于1 500 klx时，感病株
的__________________大于健康株，说明此时_________ _________不是影响净光合速率的主
要因素。当光照强度等于1 500 klx时，感病株的实际光合速率为________ μmol·m·s
－1
－2
－ 2－1
。TMV在__________________条件下对感病株光合作用的抑制更显著。

植株类型
健康株
感病株

答案 净光合速率 叶绿素的含量 18 强光(或“光照强度大于1 500 klx”)
解析 由图、表可知，当光照强度小于1 500 klx时，感病株的净光合速率大于健康株，说
明此时叶绿 素的含量不是影响光合速率的因素，当光照强度等于1 500 klx时，感病株的实
际光合速率为1 5＋3＝18(μmol·m·s)，从图中可以看出，当光照强度大于1 500 klx
时，TMV对植物光合作用的抑制作用显著。
3．下表是对甲、乙两种植物在不同光照 强度下测定得到的数据(光照强度的单位为千勒克斯，
CO
2
的吸收和释放速率的单位 为μmol·m·s)。由表格数据可知，更适合在阴暗环境中生
长的是____________(填 “甲植物”“乙植物”)。当光照强度为8千勒克斯时，叶片释放氧
气的速率甲________乙(填 “大于”“等于”“小于”)；当光照强度为20千勒克斯时，乙植
物叶绿体产生O
2
的速率为________ μmol·m·s(填数值)。

光合作用与呼吸作
用速率相等时的光
光饱和时的光照
强度(千勒克斯) 光饱和时植物吸
收CO
2
的速率
黑暗条件下CO
2
释放 的速率
－2－1
－2－1
－2－1
叶绿素a含量(mgg)
2.108
1.543
叶绿素b含量(mgg)
0.818
0.604
照强度(千勒克斯) (
μ
mol·m·s
－1
－2
(
μ
mol·m·s
－1
－2
) )
甲植物
乙植物

3
8
8
15
15
30
10
15
答案 甲植物 大于 45
4 ．有两种植物，一种在强光下生长，一种在荫蔽处生长。从这两种植物上各取一片彼此相似
叶片，分别放 在两个透明盒子中。在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定放氧速率，
数据如下表。若绘制A、B 两叶片放氧速率曲线图，两条曲线相交时的放氧速率为8.5 μmol
O
2
(m· s)，则在该光照强度下叶片B中叶绿体产生O
2
的速率为__________ μmolO
2
(m·s)。
对叶片A维持光照强度50 μmol光子(m·s)8小时，一昼夜后叶片A中干重________(增
加减少)。
光强[μmol光子
(m·s)]
放氧速率
[μmol O
2

(m·s)]

答案 28.5 减少

考向二 透过坐标系相关数据，辨析相关规律
5．研究人员从发菜藻体中分离发菜细胞进行液 体悬浮培养，在适宜温度、适宜光照、不同
pH下测定离体发菜细胞液中的溶解氧变化，再计算该时间段 内发菜细胞的光合产氧速率或呼
吸耗氧速率，结果如图。发菜细胞培养的最适pH约为7.0左右，若在 此pH且适宜光照强度
下持续培养10小时后转入暗室继续培养至24小时，可积累葡萄糖______ __ mg。(保留一位
小数)
2
2
2
22
0
－2
10
0
25
1.5
50
3
0
100
6
5
250
10
15
500
12
28
600
12
30
700
12
30
叶片A
叶片B －20 －10 －5

答案 112.5
解析 pH为7时的总产氧速率为120 mgh，耗氧速率为45 mgh，因此净产氧速率为75 mgh。
10 h积累的葡萄糖量＝(180×75×10)÷(6×32)＝703.13 mg,14 h细胞呼吸消耗的葡萄糖＝
(180×45×14)÷(6×32)＝590.63 mg，两者抵消后可累积葡萄糖＝703.13－590.63＝112.5
mg。
6．如 图表示X、Y两种植物的光合速率与光照强度的关系。其中实线和虚线分别表示X、Y
两种植物的光合速 率(CO
2
吸收速率)与光照强度的关系。当在________ klx光照强度条件下，
X植物固定CO
2
的速率为5 mgh·单位叶面积。Y植物 在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，
要使有机物积累量为正值，白天平均光照强度必须大于__ ______ klx。

答案 8 4
解析 据图分析，X植物的呼吸速率为2，X植物固定CO
2
的速率为5 mgh·单位叶面积，根< br>据真正的光合速率＝呼吸速率＋净光合速率可知，此时净光合速率＝5－2＝3，对应的光照强
度 为8 klx。要使Y植物在1天内(12小时白天，12小时黑夜)，使有机物积累量为正值，则
净光 合速率一定要大于呼吸速率，图中对应净光合速率为1时的光照强度为4 klx。
7．如图表示在不同温度下，测定该植物叶片1 cm质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质
量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：
2

(1)从图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为________(mg·cm ·h)(用图中字母表示)，
实际光合速率可表示为________ (mg·cm·h)(用图中字母表示)。
(2)从图分析，恒定在上述________℃温度下，维持12 h光照，12 h黑暗，该植物叶片1 cm
增重最多，增重了________mg。
答案 (1)X Y＋2X (2)14 36
解析 (1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为X(mg·cm ·h)，而单位时间光照下
叶片重量的增加量表示的是净光合速率，故光照一小时总光合速率＝净光合速 率＋呼吸速率
＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y＋2X(mg·cm·h)。(2)从结果可以看出，在1 4 ℃温度下，维持
－2－1
－2－1
2
－2－1
－2－1
12 h光照，12 h黑暗，该植物叶片增重最多，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率＝(3＋
2×2)× 12－2×24＝36(mg)。
8．将长势相同的小麦幼苗分成若干等份，在不同的温度下先暗处理1 h，测得其干重即葡萄
糖的量的(单位：g)变化如图中甲曲线所示；再分别置于同一光照强度下照射1 h后，测得其
干重与暗处理前的变化如图中乙曲线。请据图回答下列问题：

(1)小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度为________。
(2)在此光照强度下照射， 参与葡萄糖合成的CO
2
∶C
3
∶C
5
＝________ ____。若此光照下植物
能生长，30 ℃条件下每天的光照时间应不低于________。 (3)A点和B点相比，光合作用速率是否相等？__________________________ ___________，
为什么？_____________________________ _________________________________________
____ __________________________________________________ __________________。
答案 (1)29 ℃ (2)1∶2∶1 8 h (3)不相等 A点光合作用的速率为5 gh，B点光合作
用的速率为9 gh
解析 (1)测定呼吸速率，应在黑暗条件下进行，故从图中可以看出小麦叶肉细胞内呼吸酶的
最适温度为29 ℃，总光合作用＝呼吸作用＋净光合作用，29 ℃时小麦幼苗的呼吸速率最高
为3 g，因而该温度为 小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度。(2)在此光照强度下照射，CO
2
＋
酶
C
5
――→2C
3
，因此参与葡萄糖合成的CO
2
∶C3
∶C
5
＝1∶2∶1。据图分析，此光照强度下照射，
植物若能生长， 30 ℃条件下净光合作用速率为1＋1＝2(gh)，呼吸速率为1 gh，设每天的
光照时间应不低于x，则有2x－(24－x)×1＞0，解得x＞8 h。(3)由于 乙曲线为黑暗处理1
小时、再光照1小时后获得的曲线，因而A点小麦的净光合速率为3＋1＝4(gh )，真正的光
合速率为4＋1＝5(gh)；B点小麦的净光合速率为3＋3＝6(gh)，真正的光合 速率为6＋3
＝9(gh)。因此A点和B点相比，光合作用速率不相等。