四川省宜宾第三中学2015届高考生物复习专题三光合作用和呼吸作用相关的计算

PAGEPAGE6高中生物相关计算专题6CO26CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶C6H12O62C3H6O3+能量酶1、光合作用与呼吸作用中的反应式（4条）、呼吸作用中能量释放与转移中的有关数据应用根据化学计算比例原理，可以将反应式简化如下：光合作用：6ＣＯ2～Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2呼吸作用：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2～6ＣＯ2无氧呼吸（产生酒精）：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～2ＣＯ22、光合速率：光合作用强度大小的指标一般用光合速率表示。光合速率通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳的毫克数表示。[也可用O2释放量（或实验容器内O2增加量）表示、用植物重量（有机物）的增加量表示]。由于绿色植物每时每刻（不管有无光照）都在进行呼吸作用，分解有机物，消耗氧气，产生二氧化碳；而光合作用合成有机物，吸收二氧化碳，释放氧气，只在有光条件下才能进行。也就是植物在进行光合作用吸收二氧化碳的同时，还进行呼吸作用释放二氧化碳，而呼吸作用释放的部分或全部二氧化碳未出植物体又被光合作用利用，所以人们把在光照下测定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用从外界吸收的量，没有把呼吸作用产生的二氧化碳计算在内）称为表观光合速率或净光合速率。如果我们在测光合作用速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表观光合速率上去，则得到真正光合速率。即：

真正光合速率=净光合速率+呼吸速率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CO2消耗量=实测CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄生产量—呼吸作用葡萄糖消耗量3、呼吸速率：呼吸作用指标，可用植物的单位鲜重、干重表示，在一定时间内所放出的二氧化碳的体积（QCO2）或所吸收的氧的体积（QO2）来表示。4、有关有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算：在氧气充足的条件下，完全进行有氧呼吸在绝对无氧的条件下，只能进行无氧呼吸在低氧条件下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸例1：用某植物测得如下数据：3015℃黑暗一定强度的光照10h黑暗下5hCO2减少880mgO2减少160mgO2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解析：在黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，依据C6H12O6—6O2,可求出30℃和15℃下的呼吸速率分别为30mg、15mg。白天30℃时每小时积累的葡萄糖为60mg.在上述条件下有效日照15h该植物1d中积累的葡萄糖为60×15－15×9=765mg例2、将状况相同的某种植物绿叶分成相同的四组，在不同温度下先暗处理一小时，再用相同适宜的光照射1小时，测量重量变化（假设在有光和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到如下表的数据，不能得出的结论是（）温度/℃27282930暗处理前后重量变化/mg－1－2－3－1光照前后重量变化/mg+4+5+6+2A、27℃时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mgB、28℃时该绿叶光照后比暗处理前重量增加C、29℃D、30℃时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是解析：在暗处理过程中，植物只进行呼吸作用，所以暗处理后重量变化就代表呼吸作用消耗的有机物的量，间接反映呼吸速率。以上四种温度下的呼吸速率依次是：1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h，可见在上述四种温度下，29℃是该植物呼吸作用的最适温度。光照前后重量的变化代表了1h内的净光合速率，它与呼吸速率的和等于真正的光合速率，即上述四种温度下，真正的光合速率为：5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h。光合作用的最适温度也是29℃；28℃时该绿叶光照后比暗处理前增加的重量为（5－2）=3mg，27℃时整个实验期间积累的有机物为（4－1）例3．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量，结果如下表变化量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.350.350.60.70.81CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.81下列有关叙述中不正确的是（） A．苹果果肉细胞在O2浓度为3%时，既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸 B．Xg的果肉在O2相对浓度为3%时每小时分解葡萄糖0.15mol C．贮藏苹果的环境中，适宜的O2相对浓度为5% D．O2相对浓度为5%时无氧呼吸和有氧呼吸均最弱解析：苹果果肉细胞在O2浓度为3%时，有氧气的吸收，说明进行着有氧呼吸，但氧气吸收量小于CO2释放量，说明在有氧呼吸的同时，也进行着无氧呼吸。在氧浓度为3%时，依据C6H12O6—6Ｏ2—6CＯ2得出有氧呼吸分解的葡糖糖为0.05mol，释放到ＣＯ2为0.3mol；依据Ｃ6Ｈ12Ｏ6—2ＣＯ2得出无氧呼吸分解的葡萄糖为0.1mol，所以在Ｏ2为3%时每小时分解的葡萄糖是0.15mol.在氧浓度为5%时CO2释放量最低，总呼吸速率最弱，分解有机物的量最低，是贮藏苹果的适宜环境条件。选D。综合训练1、将某绿色植物置于密封的玻璃容器中，在一定条件下给以充足的光照，容器内CO2的含量每小时减少了36mg、放在黑暗条件下，容器内CO2含量每小时增加8mg，据实验测定，该植物在上述光照条件下每小时制造葡萄糖30mg。回答：上述条件下，光照时细胞呼吸的强度与黑暗时细胞呼吸的强度_____（相等）在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是_________mg。（24.55mg）(3)若在一昼夜中给4小时光照、20小时黑暗，此植物体内有机物的含量是A增加B减少C不变D先减后增2、（8分）将一株植物置于密闭的容器中，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下表（数据均为标准状态下测得，单位mL）在充分光照条件下暗处15251525CO2减少量22.444.8——CO2增加量——11.222.4对上述结果仔细分析后回答下列问题：（1）在25℃条件下，若这株植物在充分光照条件下1小时积累的有机物都是葡萄糖，则1小时积累葡萄糖（2）在25℃条件下，这株植物在充分光照下1小时总共制造葡萄糖（3）如果一天有10小时充分光照，其余时间在黑暗下度过，如果光照时的温度为25℃，黑暗时的温度为15℃，则一昼夜积累葡萄糖（4）从以上计算可知，种在新疆地区的西瓜比种在江浙一带的甜，其原因之一是。(昼夜温差大、积累葡萄糖多)3、藻类和草履虫在光下生活于同一溶液中。已知草履虫每星期消耗0.1mol葡萄糖，藻类每星期消耗0.12mol葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.03mol。这一溶液中每星期氧的净产量是A.0.03molB.0.60molC.1.32molD.0.18mol4、在光合作用下，要保持叶绿体中五碳化合物数量不变，同时合成1mol葡萄糖，暗反应中将产生多少摩尔三碳化合物A2molB4molC6molD12mol5、对某植物测得如下数据：3015℃一定光照10h黑暗下5h释放O2640mg释放CO2220mg5h释放110mgCO2若该植物处于白天均温30℃，晚上均温15A.765mgB.1485mgC.315mgD.540mg6、有一瓶子有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出CO2的体积之比是3：5，这是因为A有1/2的葡萄糖用于有氧呼吸B有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸C有1/3的葡萄糖用于有氧呼吸D有1/4的葡萄糖用于有氧呼吸7、现有一瓶酵母菌的葡萄糖液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图13-3所示，（假定两种呼吸作用产生CO2的速率相同），在氧浓度为a时发生的情况是100％酵母菌进行发酵 B．30％的酵母菌进行发酵C．60％的酵母菌进行发酵 D．酵母菌停止发酵8、假设宇宙空间站内的绿色植物积累了120mol的O2，这些O2可供宇宙员血液中多少血糖分解，又有大约多少能量贮存在ATP中A20mol，23220KJB120mol，57400KJC20mol，57400KJD120mol，23220KJ9、在某湖泊生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的O2,则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多可达A.1255kJ B.2510kJ C.2870kJ D.5740kJ10、图5-10表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图5-10回答下列问题：图5-10(1)外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是_________________。该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是______，进行此种呼吸方式所用的底物是___________。(3)当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0．6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_______倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的_______倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的________倍。（4）图中阴影部分的面积代表？（不同氧浓度下的无氧呼吸强度）（5）由此可见，保存水果、蔬菜，应A控制空气流通，使氧浓度保持在10%B控制空气流通，使氧浓度保持在5%C不让空气流通，抑制有氧呼吸D保持通风良好，抑制无氧呼吸解析根据图5-10所示曲线，在氧浓度大于10％时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因为以葡萄糖为呼吸底物时，根据有氧呼吸的反应方程式，吸收的氧气和释放的二氧化碳是相等的。在氧浓度小于10％时，CO2的释放量大于氧气的吸收量，说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的，所以在氧浓度小于10％时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。第3小题的计算方法是：在外界氧浓度为4～5％时，O2的吸收量相对值为0．4，则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0．4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2，所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0．4／6。无氧呼吸释放的CO2的相对值为0．6-0．4＝0．2，按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖释放2molCO2，所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2／2。由此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是：*(0．2／2)/(0.4／6)＝1．5。释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是：［（0．2／2）×196．65］÷［（0．4／6）×2870］＝0．1027。无氧呼吸转移到ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是：［（0．2／2）×61．08］÷［（0．4／6）×1255］＝0.073。答案(1)有氧呼吸和无氧呼吸(2)有氧呼吸葡萄糖(3)1．50．10．07当外界氧气浓度为4~5%时，该器官O2吸收量的相对值为0.4，所以有氧呼吸过程中CO2释放量相对值也为0.4，则无氧呼吸过程中CO2释放量相对值为0.2。C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6O2+H2O酶6CO2+12H2O+能量1216Χ0.2У0.4Χ/У=1.511、生产实践表明：在一定范围内，提高CO2浓度，能提高光合作用。如下图是对某农作物实验的结果，请据图分析并回答：(Lx:勒克斯，光照强度的单位。A、B、C、D、E为曲线上的点，a、m、n为坐标轴上的点)(1)曲线I表明_____________________。(2)当CO2浓度为400mg·L－1时，光合作用最强的相应处是________。曲线Ⅲ的最强光合作用需要的最低CO2浓度是________。(3)这组实验的结论是__________________。(4)m点表示________。如果提高光照强度，则m点的位置将________移动。(5)图中AB段和CD段影响光合作用的主要限制因子分别是________和________。n点时的CO2浓度下，该农作物有机物和能量代谢的量变关系是________。(6)若将该农作物放置于A点条件下5h，再移入E点条件下________h，实验前后的植物有机物含量不变，若将植物体放在含C18O2的环境下，一段时间后，植物周围的空气中有没有可能出现18O2？为什么？______________________________。(7)欲提高温室栽培的叶菜类蔬菜的产量，图中信息告诉我们，应________；另外，还应适当多施________肥，并在夜间适当________温度。(8)温室栽培农作物时，为满足CO2的供应，可以采取的措施是________等。有时可见晴朗的白天，温室开窗透气，其对植物代谢的影响是_____________________。答：(1)光强为70Lx下，在CO2浓度较低范围内，随CO2浓度的增加，光合作用逐渐增强；超过一定浓度后，光合作用强度增加幅度减小，继续提高CO2浓度则光合作用强度不再增加(2)700Lx光照500mg·L－1(3)CO2浓度和光照强度都会影响光合作用强度(4)在光照强度为70Lx下，光合作用达到最强时，CO2浓度的最小值向右(5)CO2浓度光照强度光合作用利用的CO2与呼吸作用产生的CO2量相等光反应(暗反应)释放(6)2.5有可能，因为C18O2H218O18O2空气的18O2光反应(暗反应)释放(7)适当提高CO2浓度和光照强度氮降低(8)使用干冰或适当燃烧秸秆使空气流通，以补充一定量的CO2；可降低室内的空气湿度，以增强蒸腾作用从而促进作物对水分的吸收和运输，并促进矿质离子的运输；还可增强室内的光照强度，以促进光合作用12、(6分)如图，将正在萌发的种子放在一广口瓶内，瓶内放一盛有足量NaOH溶液的小烧杯，广口瓶再与一水银液体压力计相连，在温度不变、一个标准大气压下进行实验，实验过程中，水银柱只升高到15.9cm就不再升高。⑴此实验证明了_________，相关的反应式___________。⑵若实验中瓶内只放萌发的种子，在开始的一段时间内,水银柱的变化为____________，理由是_____________________。⑶水银柱升高15.9cm后，萌发的种子将进行_____________，最终种子将死亡，原因是____________。答：（1）萌发的种子进行的是有氧呼吸反应式略（2）既不升高也不下降瓶内气体总体积不变（3）无氧呼吸无氧呼吸产生的酒精对种子有毒害作用13（6分）小麦籽粒成熟过程中积累的糖类，主要是依靠穗下第一张叶片（旗叶）的光合作用供给的。有人做了这样一个实验（图1—12甲），将旗叶包在一透明的袋中，袋中始终保持25℃及充足的CO2，在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调节到20℃，测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5℃时，发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量，测得的结果如图1（1）叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用有无影响？。（2）叶片基部处于低温（5℃）状态时，后30分钟，CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关？。理由是。CO2的吸收速率下降的主要原因是答：（1）无（2）无关气体关闭与叶片水分散失有关，在前后30分钟内的水分散失量不变，说明气孔开闭状况也不变葡萄糖向穗的输送被抑制，叶片中葡萄糖量增加，使光合作用过程受到抑制，所以CO2吸收量下降。14、9年11月21日，我国载人航天飞机“神舟”号首次试飞成功，这标志着我国的航天技术已居世界领先地位。在长期的航天飞行中，比较难以解决的问题是宇航员的食物和氧气供应问题。科学家发现，在太空舱内“饲养”小球藻可以很好地解决这个问题。因为小球藻经过光合作用，