三、與光合作用和細(xì)胞呼吸相關(guān)的計(jì)算

7.用大小相同的輪藻葉片分組進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)：已知葉片實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量，在不同溫度下分別暗處理1 h，測(cè)其質(zhì)量變化，立即再光照1 h(光照強(qiáng)度相同、保持相應(yīng)溫度不變)，再測(cè)其質(zhì)量變化。得到如下表結(jié)果：

組別 1 2 3 4溫度/℃ 27 28 29 30暗處理后質(zhì)量變化/mg -1 -2 -3 -1光照后與暗處理前質(zhì)量變化/mg +3 +3 +3 +1 以下說法錯(cuò)誤的是(　　)

A.光照1 h內(nèi)，第4組輪藻合成有機(jī)物總量為3 mg

B.光照1 h內(nèi)，第1、2、3組輪藻釋放的O2量相等

C.光照1 h內(nèi)，四組輪藻光合作用強(qiáng)度均大于呼吸作用強(qiáng)度

D.該輪藻與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度在28 ℃至30 ℃之間

答案　B

解析　光照后與暗處理前質(zhì)量變化中包含的是“1 h光合作用制造有機(jī)物的量-2 h呼吸作用消耗有機(jī)物的量”，故光照1 h內(nèi)，第4組輪藻合成有機(jī)物總量為1+2×1=3(mg)，A項(xiàng)正確;光照1 h內(nèi)釋放的O2量代表的是凈光合速率，也可用光照1 h內(nèi)積累的有機(jī)物量來表示，故第1、2、3組輪藻光照1 h內(nèi)積累的有機(jī)物量分別為4(3+1)、5(3+2)、6(3+3)，B項(xiàng)錯(cuò)誤;光照1 h內(nèi)，四組輪藻光合作用強(qiáng)度分別是5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h，四組輪藻呼吸作用強(qiáng)度分別是1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，C項(xiàng)正確;從暗處理后1 h的質(zhì)量變化可知，該輪藻與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度在29 ℃左右，即28 ℃至30 ℃之間，D項(xiàng)正確。

解題啟示　本題用有機(jī)物的相關(guān)量來代表凈光合速率和呼吸速率，除此之外，還可用CO2或O2的相關(guān)量來代表凈光合速率和呼吸速率。呼吸速率是綠色植物組織在黑暗條件下測(cè)得的數(shù)值(O2消耗量，或CO2產(chǎn)生量，或有機(jī)物消耗量);凈光合速率是綠色植物組織在一定光照條件下測(cè)得的數(shù)值(O2釋放量，或CO2吸收量，或有機(jī)物積累量)。

(1)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率，具體可通過如下關(guān)系來計(jì)算：

①光合作用O2產(chǎn)生量=O2釋放量+細(xì)胞呼吸O2消耗量;

②光合作用CO2消耗量=CO2吸收量+細(xì)胞呼吸CO2產(chǎn)生量;

③光合作用有機(jī)物合成量=有機(jī)物積累量+細(xì)胞呼吸有機(jī)物消耗量。

(2)以凈光合速率的大小來判斷植物能否正常生長(自然狀態(tài)下以一天24小時(shí)為單位)：

①凈光合速率大于0時(shí)，植物因積累有機(jī)物而正常生長;

②凈光合速率等于0時(shí)，植物因無有機(jī)物積累而不能生長;

③凈光合速率小于0時(shí)，植物因有機(jī)物量減少而不能生長，且長時(shí)間處于此種狀態(tài)下植物將死亡。

8.將某種綠色植物的葉片放在特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，研究其在10 ℃、20 ℃的溫度條件下，分別置于5 klx、10 klx光照和黑暗條件下的光合作用和細(xì)胞呼吸，結(jié)果如圖。據(jù)圖所做的推測(cè)中，正確的是(　　)

A.該葉片在20 ℃、10 klx的光照強(qiáng)度下，每小時(shí)光合作用固定的CO2量約是8.25 mg

B.該葉片在5 klx光照強(qiáng)度下，10 ℃時(shí)積累的有機(jī)物比20 ℃時(shí)的少

C.該葉片在10 ℃、5 klx的光照強(qiáng)度下，每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的O2量是3 mg

D.通過實(shí)驗(yàn)可知，葉片的凈光合速率與溫度和光照強(qiáng)度均成正比

答案　A

解析　葉片在20 ℃、10 klx時(shí)，每小時(shí)光合作用固定的CO2量是(10+2)/2×(44/32)=8.25 mg;在5 klx光照強(qiáng)度下，10 ℃時(shí)積累的有機(jī)物比20 ℃時(shí)的多;在10 ℃、5 klx的光照強(qiáng)度下每小時(shí)光合作用所產(chǎn)生的O2量是(6+1)/2=3.5 mg;凈光合速率與植物細(xì)胞的呼吸速率和光合速率有關(guān)，僅就圖中曲線而言，不能得出凈光合速率與溫度和光照強(qiáng)度的關(guān)系。