三、与光合作用和细胞呼吸相关的计算

7.用大小相同的轮藻叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量，在不同温度下分别暗处理1 h，测其质量变化，立即再光照1 h(光照强度相同、保持相应温度不变)，再测其质量变化。得到如下表结果：

组别 1 2 3 4温度/℃ 27 28 29 30暗处理后质量变化/mg -1 -2 -3 -1光照后与暗处理前质量变化/mg +3 +3 +3 +1 以下说法错误的是(　　)

A.光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为3 mg

B.光照1 h内，第1、2、3组轮藻释放的O2量相等

C.光照1 h内，四组轮藻光合作用强度均大于呼吸作用强度

D.该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在28 ℃至30 ℃之间

答案　B

解析　光照后与暗处理前质量变化中包含的是“1 h光合作用制造有机物的量-2 h呼吸作用消耗有机物的量”，故光照1 h内，第4组轮藻合成有机物总量为1+2×1=3(mg)，A项正确;光照1 h内释放的O2量代表的是净光合速率，也可用光照1 h内积累的有机物量来表示，故第1、2、3组轮藻光照1 h内积累的有机物量分别为4(3+1)、5(3+2)、6(3+3)，B项错误;光照1 h内，四组轮藻光合作用强度分别是5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h，四组轮藻呼吸作用强度分别是1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，C项正确;从暗处理后1 h的质量变化可知，该轮藻与呼吸作用有关的酶的最适温度在29 ℃左右，即28 ℃至30 ℃之间，D项正确。

解题启示　本题用有机物的相关量来代表净光合速率和呼吸速率，除此之外，还可用CO2或O2的相关量来代表净光合速率和呼吸速率。呼吸速率是绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值(O2消耗量，或CO2产生量，或有机物消耗量);净光合速率是绿色植物组织在一定光照条件下测得的数值(O2释放量，或CO2吸收量，或有机物积累量)。

(1)总光合速率=净光合速率+呼吸速率，具体可通过如下关系来计算：

①光合作用O2产生量=O2释放量+细胞呼吸O2消耗量;

②光合作用CO2消耗量=CO2吸收量+细胞呼吸CO2产生量;

③光合作用有机物合成量=有机物积累量+细胞呼吸有机物消耗量。

(2)以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)：

①净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长;

②净光合速率等于0时，植物因无有机物积累而不能生长;

③净光合速率小于0时，植物因有机物量减少而不能生长，且长时间处于此种状态下植物将死亡。

8.将某种绿色植物的叶片放在特定的实验装置中，研究其在10 ℃、20 ℃的温度条件下，分别置于5 klx、10 klx光照和黑暗条件下的光合作用和细胞呼吸，结果如图。据图所做的推测中，正确的是(　　)

A.该叶片在20 ℃、10 klx的光照强度下，每小时光合作用固定的CO2量约是8.25 mg

B.该叶片在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时的少

C.该叶片在10 ℃、5 klx的光照强度下，每小时光合作用所产生的O2量是3 mg

D.通过实验可知，叶片的净光合速率与温度和光照强度均成正比

答案　A

解析　叶片在20 ℃、10 klx时，每小时光合作用固定的CO2量是(10+2)/2×(44/32)=8.25 mg;在5 klx光照强度下，10 ℃时积累的有机物比20 ℃时的多;在10 ℃、5 klx的光照强度下每小时光合作用所产生的O2量是(6+1)/2=3.5 mg;净光合速率与植物细胞的呼吸速率和光合速率有关，仅就图中曲线而言，不能得出净光合速率与温度和光照强度的关系。