纠错锦囊
解答有关光合作用和细胞呼吸的计算问题的几个警示
（1）光合作用和细胞呼吸的原料和产物正好相反，但二者不是可逆过程。
光合作用所需CO2的来源有两个：
细胞呼吸产生的，从周围空气中吸收的（若是水生植物，则是从周围的水中吸收的）。
光合作用释放O2的去向有两个：
细胞呼吸、释放到周围的空气中（当光合速率大于呼吸速率时）。
光合作用制造（等同生产、合成）的葡萄糖的去向有两个：
细胞呼吸消耗、积累（当光合速率大于呼吸速率时）。
因此，当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：
光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量。
（2）注意单位的换算关系。
一定要牢记光合作用和细胞呼吸的总反应式，不要记混了物质的相对分子质量，最好熟记相关物质的相对分子质量，如葡萄糖是180，CO2是44，O2是32。
（3）看懂数据及其相互关系是解题的关键。
①文字叙述式：
利用一段文字直接给出有关数据；②表格式：
在表格中给出相关数据；③坐标曲线式（有时加有方格，是为了准确识别有关数据，1个方格代表一定的变化量），利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表CO2、O2的吸收或释放的量。
【命题示例6】 北沙参味甘甜，是临床常用的滋阴药，有养阴清肺之功效。
如图是北沙参在不同光照强度条件下的光合速率实验结果（其他条件均适宜）。
光合速率以干重增加速率[mg/（单位叶面积·h）]表示，请回答下列问题：
（1）25℃条件下，1klx光照强度时，叶肉细胞中产生ATP的场所是________，5klx光照强度时的真光合速率________（大于、小于、等于）P点代表的真光合速率。
（2）15℃条件下，P点以后北沙参光合速率不再继续增大的限制因素是________。
若将CO2浓度降低为大气中CO2浓度值，则叶绿体中NADPH的合成速率将会________（变大、不变、变小），P点向________方移动。
（3）25℃条件下，北沙参黑暗处理1h后再在12klx光照强度下照射1h，则实验期间干重积累量约为________mg/单位叶面积。
必考点4 光合作用与细胞呼吸的实验探究
【试题引航】 （2012·上海杨浦区）某生物兴趣小组为探究某植物光合强度，设计了如图装置进行实验。
假设实验期间均处于适宜且相对稳定的环境条件下。
请分析回答有关问题：
（1）实验一：
测定植物呼吸作用强度时，向烧杯中加入________
（NaHCO3/NaOH溶液）。
将装置置于____________条件下。
1小时后装置中红墨水滴向左移动，原因是________________,
读取移动刻度为2cm。
（2）实验二：
测定植物的净光合作用强度时，向烧杯中加入______
（NaHCO3/NaOH溶液）。
将装置置于_____条件下。
1小时后装置红墨水滴移动的方向是______，移动刻度为10cm。
（3）根据上述实验。
假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的O2增加或减少1g，且昼夜温度控制相等，那么该植物的呼吸作用速率是________g/小时；给予光照12小时，黑暗12小时，则24小时葡萄糖的积累量是________g。
（4）实验三：
假如实验装置移到不够稳定的环境条件下，增加一对照装置，玻璃钟罩内植物以已死亡植物代替，实验装置中另放入一只昆虫，其他均与原装置相同。
在光照下1小时，读取对照装置红墨水滴左移0.5cm，实验装置红墨水滴右移0.4cm。
光照24小时后，琉璃钟罩内昆虫仍然成活还是死亡？
________，请用数据说明你的理由_____________________。
【链接提升】
1.上述装置测定植物呼吸速率时，表示呼吸速率的指标是单位时间内液滴移的体积，其原因是由于植物进行细胞呼吸吸收，释放二氧化碳，二氧化碳被溶液吸收，使容器内气压，毛细管内的水滴移。
2.上述装置测定植物净光合速率时，表示净光合速率的指标是单位时间内液滴移的体积，其原因是由于烧杯中盛有的溶液保证了容器中浓度的恒定，给予适宜的光照强度，植物的强度大于强度，植物释放，使容器内气压，毛细管内的液滴移。
但是若实验过程中给予的光照强度比较弱，则液滴将移。
3.若利用上述装置，探究某植物发芽种子的细胞呼吸类型（假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响），某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测：
（1若甲液滴左移，乙液滴不动，
则。
（2若甲液滴不动，乙液滴右移，
则。
（3若甲液滴左移，乙液滴右移，
则。
归纳总结 细胞呼吸方式的判断
（1）如果某生物产生的CO2量和消耗的O2量相等，则该生物只进行有氧呼吸。
（2）如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸。
（3）如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行。
（4）如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸（产物为乳酸）或生物已死亡。
（5）无氧呼吸的产物中没有水，如果呼吸作用的产物中有水，则一定是进行了有氧呼吸。
（6）由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用方式。
【命题示例7】 某同学运用如图所示实验装置探究酵母菌细胞呼吸的类型。
实验开始时，关闭活塞，观察两个装置中着色液滴位置的变化，实验结果如下表：
时间（h）
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
装置1中着色液滴向左移动的距离x（mm）
0
10
20
25
30
33
35
35
35
装置2中着色液滴向右移动的距离y（mm）
0
0
0
2
6
12
15
20
30
请回答下列问题：
（1）装置1中使用NaOH的目的是_______________________。
（2）装置1中着色液滴移动的距离x表示____________；装置2中着色液滴移动的距离y表示_________________________。
（3）请根据表中的数据分析：
装置2中酵母菌1h时的呼吸类型为____________，3h后酵母菌的呼吸类型为_____________。
（4）当实验进行到2h时，酵母菌有氧呼吸速率是无氧呼吸速率的________倍。
1.（2012·山东卷，2）夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。
下列说法正确的是
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
C.乙植株在e点有机物积累量最多
D.曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
2.（2012·天津卷，5）设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率（光合速率＝净光合速率＋呼吸速率），结果见下图。
据图判断，下列叙述正确的是（ ）
A.与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多
B.与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多
C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1>K2>K3。
D.密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物
专题训练
1、下图是某植物叶肉细胞中光合作用与呼吸作用之间的关系图，其中A～E表示相关过程，a～e表示相关物质，据图回答：
（1）图中A、B过程分别表示______________________，a、b物质分别表示____________。
（2）C过程发生在________________，A过程产生的a物质参与C过程，至少经过_______层生物膜。
（3）A～E过程中，玉米叶肉细胞能产生ATP的是________，玉米根尖分生区细胞能进行的是________，乳酸菌细胞中能进行的是________。
2、用某植物测得如下数据：
30℃
15℃黑暗5h
一定强度的光照10h
黑暗下5h
CO2减少880mg
O2减少160mg
O2减少80mg
若该植物处于白天均温30℃、晚上均温15℃、有效日照15h环境下，请预测该植物1d中积累的葡萄糖为（ ）。
A．315mgB．540mgC．765mgD．1485mg
3、以测定的CO2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细胞呼吸的影响，结果如下表所示。
下列分析正确的
项目
5℃
10℃
20℃
25℃
30℃
35℃
光照条件下CO2吸收量/（mg·h－1）
1
1.8
3.2
3.7
3.5
3
黑暗条件下CO2释放量/（mg·h－1）
0.5
0.75
1
2.3
3
3.5
A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量小于30℃时的量
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．光合作用净积累有机物量与细胞呼吸消耗有机物量相等时的温度最可能是介于30℃至35℃之间
4.阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。
如下图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明（ ）
A.“光斑”照射前，光合作用无法进行
B.“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C.“光斑”照射后，氧气释放曲线的变化说明暗反应对光反应有限制作用
D.图示实线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关
5.下图中甲图曲线表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜CO2浓度的变化。
乙图曲线a表示某种植物在20℃、CO2浓度为0.03%的环境中随着光照强度的变化光合作用合成量的变化；在B点时改变某种条件，结果发生了如曲线b的变化。
根据以上叙述和图示，请分析下列说法不正确的是（）
A.甲图中植物开始进行光合作用的时间是6点
B.甲图中植物的光合作用强度大于细胞呼吸作用强度的时间为6点至18点之间
C.乙图中B点时，可能改变的条件是适当提高温度或适当增加CO2浓度
D.乙图中光照强度由B点减弱为A点，则A点时叶绿体内C3的相对含量较多
6.图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与二氧化碳量的关系。
请据图回答问题（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）：
（1）图甲中，细胞器a为________，细胞器b中进行的生理过程包括___________两阶段。
（2）图甲中物质④是________，在________的情况下，进入细胞器c中被分解。
⑤代表的物质是________。
（3）将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如图乙所示（数据在标准状况下测定），据此回答：
①在15℃、1klx光照下，该植物5小时光合作用吸收CO2________mol。
②若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃、4klx光照条件下，该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖________克。
（4）从图中可发现，影响A点和B点光合速率的因素是___________________________。
（5）若用H18O2培养该密闭装置中的绿色植物，一段时间后，装置内出现了C18O2，请用文字或图解简要说明。
_____________________________________________________________________。
7、阅读下列与光合作用有关图像，请据图分析回答下列问题。
（1）若甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合作用速率与光照强度和温度的关系。
①在温度为10℃、光照强度大于________klx时，光合作用速率不再增加。
当温度为30℃、光照强度小于L3klx时，光合作用速率的限制因素是________。
当温度为20℃时、光照强度大于L3klx时光合作用速率的限制因素是________。
②根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2klx，温度分别为10℃、20℃和30℃时的光合作用速率。
（2）若丙图表示A、B两种植物的光合作用速率与光照强度的关系。
①当A、B两种植物的总光合作用速率相同时，光照强度约为________klx。
②A植物在光照强度为9klx时，2h单位叶面积可积累葡萄糖________mg。
（计算结果保留一位小数。
相对原子质量C－12，H－1，O－16）
③A植物在1d内（12h白天，12h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。
（3）若丁图表示温度与光合作用速率之间的变化曲线。
①该图中C点横坐标表示该光照强度条件下，光合作用的________。
出现CD段的原因是_______________________________________________________________。
②请先依据丁图信息在甲图中绘制在50℃的条件下，植物光合作用速率变化的曲线。
然后再根据甲图，在丁图中绘制光照强度为L1时，10～50℃之间光合作用速率变化的曲线。
8.用含14C标记的CO2供给绿藻进行光合作用，下图中图甲、图乙表示一部分实验结果。
图甲是进行光照15分钟后，突然变黑暗；图乙是在光照条件下，供给浓度为1%的CO25分钟后，在横轴为0时CO2浓度降低为0.003%,10分钟后CO2浓度又升至1%并持续5分钟。
曲线a、b、c表示C6（主要是葡萄糖）、C5和C3三种化合物中的一种。
回答下列问题：
（1）曲线a、b、c分别表示、、。
（2）由图甲与图乙都可看出，c曲线不断上升，而在一定时间内a曲线和b曲线中的14C量保持不变，形成两曲线平行的原因是。
（3）图甲中a曲线的AB段中14C量突然增加的原因是。
图乙中b曲线的EF段中14C量突然增加的原因是。
图乙中a曲线的CD段中14C量大幅度增加的原因是。
（4）图中的信息告诉我们，在温室内栽培蔬菜时，当温度、水肥条件适合，在较强的光照条件下，提高浓度，对增产效果显著，故在农田生产实践上比较易行的办法是施用肥料，利用土壤中作用来增加该物质的含量。
（5）要想提高大棚作物的光合效率，可调节的因素主要有、、。
9、如图甲是水稻生长过程中，在不同光照强度下，测得叶片吸收和释放气体体积变化的曲线（假定植物叶片的呼吸速率不变），图乙和图丙表示天气晴朗时某作物一昼夜内对CO2的吸收和释放情况。
（1）图甲中，B点和A点相比较，B点叶肉细胞中ATP特有的来源是________（场所）。
光照强度由A点到C点范围内，限制光合作用的主要因素是________，植物体合成有机物的速率_______
（2）图乙和图丙中，最可能代表夏季一昼夜CO2吸收和释放情况的是图________。
（3）图乙中，作物积累有机物最多的时间是________时刻。
S1、S2、S3表示曲线与时间轴之间围成的面积，已知该作物能正常生长，则S1、S2、S3之间的关系可用数学表达式表示为________。
（4）图丙中，时间DE内CO2吸收情况呈下降趋势，其原因是_________________。
10、为了探究植物体呼吸强度的变化规律，研究人员在不同的温度和O2浓度下，测定了一定大小的新鲜菠菜叶的CO2释放量（表中为相对值），其数据如表所示。
请据表分析回答下列问题：
（1）为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化，在实验环境条件控制上应特别注意什么？
为什么？
__________。
（2）研究人员在对数据分析时，发现在温度、氧含量分别为________的条件下所测数据最可能是错误的。
（3）图中数据反映出当氧含量从20.0%上升到40.0%时，植物的呼吸强度一般________。
其原因是______________。
（4）由表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是________________。
此条件下植物细胞内CO2的产生场所是________________。
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