高考生物考前3個月專題復(fù)習(xí) 專題2 細(xì)胞的代謝 考點8 梳理數(shù)量關(guān)系區(qū)分凈量和總量掌握相關(guān)計算規(guī)律

《高考生物考前3個月專題復(fù)習(xí) 專題2 細(xì)胞的代謝 考點8 梳理數(shù)量關(guān)系區(qū)分凈量和總量掌握相關(guān)計算規(guī)律》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考生物考前3個月專題復(fù)習(xí) 專題2 細(xì)胞的代謝 考點8 梳理數(shù)量關(guān)系區(qū)分凈量和總量掌握相關(guān)計算規(guī)律（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

考點8　梳理數(shù)量關(guān)系，區(qū)分凈量和總量，掌握相關(guān)計算 規(guī)律 題組一　光合作用相關(guān)數(shù)據(jù)分析與計算 1．(地方卷精選)完成下列相關(guān)內(nèi)容： (1)(經(jīng)典高考題)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呼吸作用的影響，結(jié)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(jī)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(jī)物的量最多 C．溫度高于25 ℃時，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少 D．其他條件不變，光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)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(jī)物總量(真光合作用量)＝呼吸作用消耗的有機(jī)物量(呼吸量)＋有機(jī)物的凈積累量(凈光合作用量)，即某溫度下圖中實線所對應(yīng)的量加上虛線所對應(yīng)的量就是真光合作用量。讀取圖中20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃等溫度下對應(yīng)的CO2的吸收量與釋放量，根據(jù)上面的等式關(guān)系可以推斷出：光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機(jī)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(jī)物的量最多；溫度高于25 ℃時，有機(jī)物的凈積累量開始減少；兩曲線的交點表示某溫度時，有機(jī)物的凈積累量與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等，當(dāng)其他條件不變，光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)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(shè)用表中11：00對應(yīng)的光照強(qiáng)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(CO2mmolm－2h－1) 玉米 花生 9：30 136.8 90.0 11：00 144.0 72.0 12：30 126.0 90.0 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(yīng)的，兩者物質(zhì)的量之比為1∶6。由表可知每小時每平方米玉米比花生多吸收CO2的物質(zhì)的量為72 mmol，所以在10分鐘內(nèi)玉米多吸收CO212 mmol，產(chǎn)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(jié)果見下表。請回答下列問題： 光照強(qiáng)度 葉色 平均葉面積(cm2) 氣孔密度(個mm－2) 凈光合速率 (μmol CO2m－2s－1) 強(qiáng) 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(nèi)的百分?jǐn)?shù)以強(qiáng)光照的數(shù)據(jù)作為參照。 與弱光下相比，強(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)__________，單位時間內(nèi)平均每片葉CO2吸收量________。對強(qiáng)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(biāo)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(qiáng)光下柑橘平均每片葉的氣孔總數(shù)最少，單位時間內(nèi)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(yīng)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(xì)胞呼吸相關(guān)數(shù)據(jù)分析與計算 2．(2012新課標(biāo)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(jié)果如下圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)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(nèi)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(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，其最大轉(zhuǎn)化速率為__________mg粒－1d－1。 (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)72～96　26.5　(3)22　(4)持續(xù)下降　幼苗呼吸作用消耗有機(jī)物，且不能進(jìn)行光合作用 解析　解答本題的突破點：①正確分析坐標(biāo)曲線的生物學(xué)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。②兩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(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)”。 (1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被細(xì)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(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，所以衡量種子的呼吸速率應(yīng)以種子的干重減少量為指標(biāo)。由圖示曲線可以看出，在72～96 h之間，單位時間內(nèi)種子的干重減少量最大，該時間段(24 h)內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)轉(zhuǎn)化速率＝(胚乳的減少量－種子的干重減少量)/單位時間。在72～96 h內(nèi)，轉(zhuǎn)化速率為(161.7－118.1)－(204.2－177.7)＝17.1(mg粒－1d－1)，96～120 h內(nèi)，轉(zhuǎn)化速率為(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝22(mg粒－1d－1)，因此最大轉(zhuǎn)化速率為22 mg粒－1d－1。(4)黑暗條件下，萌發(fā)種子只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸而不能進(jìn)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Ⅱ種子吸收O2與釋放CO2的體積比為1∶3，則此時種子胚細(xì)胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比為________。 答案　6∶1 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(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(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(jī)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(jī)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 所指的含義 光照條件下 植物“產(chǎn)生”的氧氣量，或植物“合成”的有機(jī)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光合作用量 植物“釋放”的氧氣量，或植物“積累”的有機(jī)物的量 實質(zhì)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(zhì)上是凈光合作用量 黑暗條件下 植物“釋放”的CO2量 實質(zhì)上是呼吸作用釋放量 植物“吸收”的氧氣量 實質(zhì)上是呼吸作用吸收量 (3)有機(jī)物積累量的表示方法：一晝夜有機(jī)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∶CO2∶O2＝1∶6∶6；無氧呼吸時，葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。 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1∶3；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3∶4。 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19∶1。 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C6H12O6＋6H2O＋6O2―→6CO2＋12H2O＋能量和C6H12O6―→2C2H5OH＋2CO2＋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)的量)進(jìn)行計算，最后求解。 3．有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合計算 (1)當(dāng)光合作用≥細(xì)胞呼吸時： ①光合作用CO2的總吸收量＝環(huán)境中CO2的減少量＋細(xì)胞呼吸CO2釋放量。 ②光合作用O2釋放總量＝環(huán)境中O2增加量＋細(xì)胞呼吸O2消耗量。 ③光合作用的實際產(chǎn)氧量＝實測氧氣的釋放量＋細(xì)胞呼吸的消耗量。 ④凈光合作用的葡萄糖產(chǎn)量＝光合作用實際葡萄糖生產(chǎn)量－細(xì)胞呼吸葡萄糖的消耗量。 (2)當(dāng)光合作用<細(xì)胞呼吸時： ①光合作用吸收的CO2量＝細(xì)胞呼吸釋放的CO2量－環(huán)境中增加的CO2量。 ②光合作用釋放O2的量＝細(xì)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(xì)胞呼吸葡萄糖消耗量。 考向一　透過表格數(shù)據(jù)，辨析相關(guān)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(guān)指標(biāo)見下表。則突變體葉片中葉綠體CO2的消耗速率為________ μmol CO2m－2s－1。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 (μmol CO2m－2s－1) 胞間CO2濃度 (μmol CO2m－2s－1) 呼吸速率 (μmol CO2m－2s－1) 突變體 9.30 0.32 5.66 239.07 3.60 野生型 6.94 0.28 8.13 210.86 4.07 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(yīng)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＝5.66＋3.60＝9.26 μmol CO2m－2s－1。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(yīng)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(guān)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(dāng)光照強(qiáng)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(dāng)光照強(qiáng)度等于1 500 klx時，感病株的實際光合速率為________ μmolm－2s－1。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 2.108 0.818 感病株 1.543 0.604 答案　凈光合速率　葉綠素的含量　18　強(qiáng)光(或“光照強(qiáng)度大于1 500 klx”) 解析　由圖、表可知，當(dāng)光照強(qiáng)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(dāng)光照強(qiáng)度等于1 500 klx時，感病株的實際光合速率為15＋3＝18(μmolm－2s－1)，從圖中可以看出，當(dāng)光照強(qiáng)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(qiáng)度下測定得到的數(shù)據(jù)(光照強(qiáng)度的單位為千勒克斯，CO2的吸收和釋放速率的單位為μmolm－2s－1)。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(dāng)光照強(qiáng)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(dāng)光照強(qiáng)度為20千勒克斯時，乙植物葉綠體產(chǎn)生O2的速率為________ μmolm－2s－1(填數(shù)值)。 光合作用與呼吸作用速率相等時的光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時的光照強(qiáng)度(千勒克斯) 光飽和時植物吸收CO2的速率(μmolm－2s－1) 黑暗條件下CO2釋放的速率(μmolm－2s－1) 甲植物 3 8 15 10 乙植物 8 15 30 15 答案　甲植物　大于　45 4．有兩種植物，一種在強(qiáng)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(qiáng)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 μmol O2/(m2s)，則在該光照強(qiáng)度下葉片B中葉綠體產(chǎn)生O2的速率為__________ μmolO2/(m2s)。對葉片A維持光照強(qiáng)度50 μmol光子/(m2s)8小時，一晝夜后葉片A中干重________(增加/減少)。 光強(qiáng)[μmol光子/(m2s)] 0 10 25 50 100 250 500 600 700 放氧速率 [μmol O2/ (m2s)] 葉片A －2 0 1.5 3 6 10 12 12 12 葉片B －20 －10 －5 0 5 15 28 30 30 答案　28.5　減少 考向二　透過坐標(biāo)系相關(guān)數(shù)據(jù)，辨析相關(guān)規(guī)律 5．研究人員從發(fā)菜藻體中分離發(fā)菜細(xì)胞進(jìn)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(xì)胞液中的溶解氧變化，再計算該時間段內(nèi)發(fā)菜細(xì)胞的光合產(chǎn)氧速率或呼吸耗氧速率，結(jié)果如圖。發(fā)菜細(xì)胞培養(yǎng)的最適pH約為7.0左右，若在此pH且適宜光照強(qiáng)度下持續(xù)培養(yǎng)10小時后轉(zhuǎn)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(chǎn)氧速率為120 mg/h，耗氧速率為45 mg/h，因此凈產(chǎn)氧速率為75 mg/h。10 h積累的葡萄糖量＝(1807510)(632)＝703.13 mg,14 h細(xì)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＝703.13－590.63＝112.5 mg。 6．如圖表示X、Y兩種植物的光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)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(qiáng)度的關(guān)系。當(dāng)在________ klx光照強(qiáng)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(nèi)(12小時白天，12小時黑夜)，要使有機(jī)物積累量為正值，白天平均光照強(qiáng)度必須大于________ klx。 答案　8　4 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＝5－2＝3，對應(yīng)的光照強(qiáng)度為8 klx。要使Y植物在1天內(nèi)(12小時白天，12小時黑夜)，使有機(jī)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(yīng)凈光合速率為1時的光照強(qiáng)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(zhì)量(mg)變化情況(均考慮為有機(jī)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________(mgcm－2h－1)(用圖中字母表示)，實際光合速率可表示為________ (mgcm－2h－1)(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)X　Y＋2X　(2)14　36 解析　(1)由圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為X(mgcm－2h－1)，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＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y(jié)＋2X(mgcm－2h－1)。(2)從結(jié)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＝(3＋22)12－224＝36(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(qiáng)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(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度為________。 (2)在此光照強(qiáng)度下照射，參與葡萄糖合成的CO2∶C3∶C5＝____________。若此光照下植物能生長，30 ℃條件下每天的光照時間應(yīng)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)1∶2∶1　8 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(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行，故從圖中可以看出小麥葉肉細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞內(nèi)呼吸酶的最適溫度。(2)在此光照強(qiáng)度下照射，CO2＋C52C3，因此參與葡萄糖合成的CO2∶C3∶C5＝1∶2∶1。據(jù)圖分析，此光照強(qiáng)度下照射，植物若能生長，30 ℃條件下凈光合作用速率為1＋1＝2(g/h)，呼吸速率為1 g/h，設(shè)每天的光照時間應(yīng)不低于x，則有2x－(24－x)1＞0，解得x＞8 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3＋1＝4(g/h)，真正的光合速率為4＋1＝5(g/h)；B點小麥的凈光合速率為3＋3＝6(g/h)，真正的光合速率為6＋3＝9(g/h)。因此A點和B點相比，光合作用速率不相等。