四川省宜賓第三中學(xué)2015屆高考生物復(fù)習(xí)專題三光合作用和呼吸作用相關(guān)的計(jì)算

PAGEPAGE6高中生物相關(guān)計(jì)算專題6CO26CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2光能葉綠體C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶C6H12O62C3H6O3+能量酶1、光合作用與呼吸作用中的反應(yīng)式（4條）、呼吸作用中能量釋放與轉(zhuǎn)移中的有關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用根據(jù)化學(xué)計(jì)算比例原理，可以將反應(yīng)式簡(jiǎn)化如下：光合作用：6ＣＯ2～Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2呼吸作用：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～6Ｏ2～6ＣＯ2無(wú)氧呼吸（產(chǎn)生酒精）：Ｃ6Ｈ12Ｏ6～2ＣＯ22、光合速率：光合作用強(qiáng)度大小的指標(biāo)一般用光合速率表示。光合速率通常以每小時(shí)每平方分米葉面積吸收二氧化碳的毫克數(shù)表示。[也可用O2釋放量（或?qū)嶒?yàn)容器內(nèi)O2增加量）表示、用植物重量（有機(jī)物）的增加量表示]。由于綠色植物每時(shí)每刻（不管有無(wú)光照）都在進(jìn)行呼吸作用，分解有機(jī)物，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳；而光合作用合成有機(jī)物，吸收二氧化碳，釋放氧氣，只在有光條件下才能進(jìn)行。也就是植物在進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用釋放二氧化碳，而呼吸作用釋放的部分或全部二氧化碳未出植物體又被光合作用利用，所以人們把在光照下測(cè)定的二氧化碳的吸收量（只是光合作用從外界吸收的量，沒(méi)有把呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳計(jì)算在內(nèi)）稱為表觀光合速率或凈光合速率。如果我們?cè)跍y(cè)光合作用速率時(shí)，同時(shí)測(cè)其呼吸速率，把它加到表觀光合速率上去，則得到真正光合速率。即：

真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率光合作用實(shí)際產(chǎn)氧量=實(shí)測(cè)的氧氣釋放量+呼吸作用耗氧量光合作用實(shí)際CO2消耗量=實(shí)測(cè)CO2消耗量+呼吸作用CO2釋放量光合作用葡萄糖凈生產(chǎn)量=光合作用實(shí)際葡萄生產(chǎn)量—呼吸作用葡萄糖消耗量3、呼吸速率：呼吸作用指標(biāo)，可用植物的單位鮮重、干重表示，在一定時(shí)間內(nèi)所放出的二氧化碳的體積（QCO2）或所吸收的氧的體積（QO2）來(lái)表示。4、有關(guān)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的混合計(jì)算：在氧氣充足的條件下，完全進(jìn)行有氧呼吸在絕對(duì)無(wú)氧的條件下，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸在低氧條件下，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸例1：用某植物測(cè)得如下數(shù)據(jù)：3015℃黑暗一定強(qiáng)度的光照10h黑暗下5hCO2減少880mgO2減少160mgO2減少80mg若該植物處于白天均溫30℃、晚上均溫15℃，有效日照15h環(huán)境下，請(qǐng)預(yù)測(cè)該植物1d中積累的葡萄糖為（A、315mgB、540mgC、765mgD、1485mg解析：在黑暗條件下，植物只進(jìn)行呼吸作用，依據(jù)C6H12O6—6O2,可求出30℃和15℃下的呼吸速率分別為30mg、15mg。白天30℃時(shí)每小時(shí)積累的葡萄糖為60mg.在上述條件下有效日照15h該植物1d中積累的葡萄糖為60×15－15×9=765mg例2、將狀況相同的某種植物綠葉分成相同的四組，在不同溫度下先暗處理一小時(shí)，再用相同適宜的光照射1小時(shí)，測(cè)量重量變化（假設(shè)在有光和黑暗條件下，細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物量相同），得到如下表的數(shù)據(jù)，不能得出的結(jié)論是（）溫度/℃27282930暗處理前后重量變化/mg－1－2－3－1光照前后重量變化/mg+4+5+6+2A、27℃時(shí)該綠葉在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間積累的有機(jī)物是2mgB、28℃時(shí)該綠葉光照后比暗處理前重量增加C、29℃D、30℃時(shí)該綠葉經(jīng)光合作用合成有機(jī)物的總量是解析：在暗處理過(guò)程中，植物只進(jìn)行呼吸作用，所以暗處理后重量變化就代表呼吸作用消耗的有機(jī)物的量，間接反映呼吸速率。以上四種溫度下的呼吸速率依次是：1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h，可見(jiàn)在上述四種溫度下，29℃是該植物呼吸作用的最適溫度。光照前后重量的變化代表了1h內(nèi)的凈光合速率，它與呼吸速率的和等于真正的光合速率，即上述四種溫度下，真正的光合速率為：5mg/h、7mg/h、9mg/h、3mg/h。光合作用的最適溫度也是29℃；28℃時(shí)該綠葉光照后比暗處理前增加的重量為（5－2）=3mg，27℃時(shí)整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間積累的有機(jī)物為（4－1）例3．將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1小時(shí)后，測(cè)定O2的吸收量和CO2的釋放量，結(jié)果如下表變化量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.350.350.60.70.81CO2釋放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.81下列有關(guān)敘述中不正確的是（） A．蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為3%時(shí)，既進(jìn)行無(wú)氧呼吸又進(jìn)行有氧呼吸 B．Xg的果肉在O2相對(duì)濃度為3%時(shí)每小時(shí)分解葡萄糖0.15mol C．貯藏蘋果的環(huán)境中，適宜的O2相對(duì)濃度為5% D．O2相對(duì)濃度為5%時(shí)無(wú)氧呼吸和有氧呼吸均最弱解析：蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為3%時(shí)，有氧氣的吸收，說(shuō)明進(jìn)行著有氧呼吸，但氧氣吸收量小于CO2釋放量，說(shuō)明在有氧呼吸的同時(shí)，也進(jìn)行著無(wú)氧呼吸。在氧濃度為3%時(shí)，依據(jù)C6H12O6—6Ｏ2—6CＯ2得出有氧呼吸分解的葡糖糖為0.05mol，釋放到ＣＯ2為0.3mol；依據(jù)Ｃ6Ｈ12Ｏ6—2ＣＯ2得出無(wú)氧呼吸分解的葡萄糖為0.1mol，所以在Ｏ2為3%時(shí)每小時(shí)分解的葡萄糖是0.15mol.在氧濃度為5%時(shí)CO2釋放量最低，總呼吸速率最弱，分解有機(jī)物的量最低，是貯藏蘋果的適宜環(huán)境條件。選D。綜合訓(xùn)練1、將某綠色植物置于密封的玻璃容器中，在一定條件下給以充足的光照，容器內(nèi)CO2的含量每小時(shí)減少了36mg、放在黑暗條件下，容器內(nèi)CO2含量每小時(shí)增加8mg，據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該植物在上述光照條件下每小時(shí)制造葡萄糖30mg?；卮穑荷鲜鰲l件下，光照時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度與黑暗時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度_____（相等）在光照時(shí)該植物每小時(shí)葡萄糖的凈生產(chǎn)量是_________mg。（24.55mg）(3)若在一晝夜中給4小時(shí)光照、20小時(shí)黑暗，此植物體內(nèi)有機(jī)物的含量是A增加B減少C不變D先減后增2、（8分）將一株植物置于密閉的容器中，用紅外測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間均為1小時(shí)，測(cè)定的條件和結(jié)果如下表（數(shù)據(jù)均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測(cè)得，單位mL）在充分光照條件下暗處15251525CO2減少量22.444.8——CO2增加量——11.222.4對(duì)上述結(jié)果仔細(xì)分析后回答下列問(wèn)題：（1）在25℃條件下，若這株植物在充分光照條件下1小時(shí)積累的有機(jī)物都是葡萄糖，則1小時(shí)積累葡萄糖（2）在25℃條件下，這株植物在充分光照下1小時(shí)總共制造葡萄糖（3）如果一天有10小時(shí)充分光照，其余時(shí)間在黑暗下度過(guò)，如果光照時(shí)的溫度為25℃，黑暗時(shí)的溫度為15℃，則一晝夜積累葡萄糖（4）從以上計(jì)算可知，種在新疆地區(qū)的西瓜比種在江浙一帶的甜，其原因之一是。(晝夜溫差大、積累葡萄糖多)3、藻類和草履蟲(chóng)在光下生活于同一溶液中。已知草履蟲(chóng)每星期消耗0.1mol葡萄糖，藻類每星期消耗0.12mol葡萄糖?，F(xiàn)在該溶液中每星期葡萄糖的凈產(chǎn)量為0.03mol。這一溶液中每星期氧的凈產(chǎn)量是A.0.03molB.0.60molC.1.32molD.0.18mol4、在光合作用下，要保持葉綠體中五碳化合物數(shù)量不變，同時(shí)合成1mol葡萄糖，暗反應(yīng)中將產(chǎn)生多少摩爾三碳化合物A2molB4molC6molD12mol5、對(duì)某植物測(cè)得如下數(shù)據(jù)：3015℃一定光照10h黑暗下5h釋放O2640mg釋放CO2220mg5h釋放110mgCO2若該植物處于白天均溫30℃，晚上均溫15A.765mgB.1485mgC.315mgD.540mg6、有一瓶子有酵母菌的葡萄糖液，吸進(jìn)氧氣的體積與放出CO2的體積之比是3：5，這是因?yàn)锳有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、現(xiàn)有一瓶酵母菌的葡萄糖液，通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖13-3所示，（假定兩種呼吸作用產(chǎn)生CO2的速率相同），在氧濃度為a時(shí)發(fā)生的情況是100％酵母菌進(jìn)行發(fā)酵 B．30％的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵C．60％的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵 D．酵母菌停止發(fā)酵8、假設(shè)宇宙空間站內(nèi)的綠色植物積累了120mol的O2，這些O2可供宇宙員血液中多少血糖分解，又有大約多少能量貯存在ATP中A20mol，23220KJB120mol，57400KJC20mol，57400KJD120mol，23220KJ9、在某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的一條食物鏈中，若生產(chǎn)者通過(guò)光合作用產(chǎn)生了60mol的O2,則其所固定的太陽(yáng)能中，流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量最多可達(dá)A.1255kJ B.2510kJ C.2870kJ D.5740kJ10、圖5-10表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下O2吸收量和CO2釋放量的變化。請(qǐng)據(jù)圖5-10回答下列問(wèn)題：圖5-10(1)外界氧濃度在10％以下時(shí)，該器官的呼吸作用方式是_________________。該器官的CO2釋放與O2的吸收兩條曲線在P點(diǎn)相交后則重合為一條線，此時(shí)該器官的呼吸作用方式是______，進(jìn)行此種呼吸方式所用的底物是___________。(3)當(dāng)外界氧濃度為4～5％時(shí)，該器官CO2釋放量的相對(duì)值為0．6，而O2吸收量的相對(duì)值為0.4。此時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的相對(duì)值約相當(dāng)于有氧呼吸的_______倍，釋放的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的_______倍，轉(zhuǎn)移到ATP的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的________倍。（4）圖中陰影部分的面積代表？（不同氧濃度下的無(wú)氧呼吸強(qiáng)度）（5）由此可見(jiàn)，保存水果、蔬菜，應(yīng)A控制空氣流通，使氧濃度保持在10%B控制空氣流通，使氧濃度保持在5%C不讓空氣流通，抑制有氧呼吸D保持通風(fēng)良好，抑制無(wú)氧呼吸解析根據(jù)圖5-10所示曲線，在氧濃度大于10％時(shí)，O2的吸收量與CO2的釋放量相等，說(shuō)明該非綠色組織此時(shí)進(jìn)行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖，因?yàn)橐云咸烟菫楹粑孜飼r(shí)，根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)方程式，吸收的氧氣和釋放的二氧化碳是相等的。在氧濃度小于10％時(shí)，CO2的釋放量大于氧氣的吸收量，說(shuō)明有一部分CO2是通過(guò)無(wú)氧呼吸釋放出來(lái)的，所以在氧濃度小于10％時(shí)就是無(wú)氧呼吸和有氧呼吸并存。第3小題的計(jì)算方法是：在外界氧濃度為4～5％時(shí)，O2的吸收量相對(duì)值為0．4，則通過(guò)有氧呼吸釋放的CO2的相對(duì)值也應(yīng)為0．4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖釋放6molCO2，所以通過(guò)有氧呼吸消耗葡萄糖的相對(duì)值應(yīng)為0．4／6。無(wú)氧呼吸釋放的CO2的相對(duì)值為0．6-0．4＝0．2，按題意該非綠色組織無(wú)氧呼吸產(chǎn)物是酒精和CO2分解1mol葡萄糖釋放2molCO2，所以通過(guò)無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的相對(duì)值為0.2／2。由此可知，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：*(0．2／2)/(0.4／6)＝1．5。釋放的能量無(wú)氧呼吸約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：［（0．2／2）×196．65］÷［（0．4／6）×2870］＝0．1027。無(wú)氧呼吸轉(zhuǎn)移到ATP中的能量約相當(dāng)于有氧呼吸的倍數(shù)是：［（0．2／2）×61．08］÷［（0．4／6）×1255］＝0.073。答案(1)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸(2)有氧呼吸葡萄糖(3)1．50．10．07當(dāng)外界氧氣濃度為4~5%時(shí)，該器官O2吸收量的相對(duì)值為0.4，所以有氧呼吸過(guò)程中CO2釋放量相對(duì)值也為0.4，則無(wú)氧呼吸過(guò)程中CO2釋放量相對(duì)值為0.2。C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量C6H12O6+6O2+H2O酶6CO2+12H2O+能量1216Χ0.2У0.4Χ/У=1.511、生產(chǎn)實(shí)踐表明：在一定范圍內(nèi)，提高CO2濃度，能提高光合作用。如下圖是對(duì)某農(nóng)作物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，請(qǐng)據(jù)圖分析并回答：(Lx:勒克斯，光照強(qiáng)度的單位。A、B、C、D、E為曲線上的點(diǎn)，a、m、n為坐標(biāo)軸上的點(diǎn))(1)曲線I表明_____________________。(2)當(dāng)CO2濃度為400mg·L－1時(shí)，光合作用最強(qiáng)的相應(yīng)處是________。曲線Ⅲ的最強(qiáng)光合作用需要的最低CO2濃度是________。(3)這組實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是__________________。(4)m點(diǎn)表示________。如果提高光照強(qiáng)度，則m點(diǎn)的位置將________移動(dòng)。(5)圖中AB段和CD段影響光合作用的主要限制因子分別是________和________。n點(diǎn)時(shí)的CO2濃度下，該農(nóng)作物有機(jī)物和能量代謝的量變關(guān)系是________。(6)若將該農(nóng)作物放置于A點(diǎn)條件下5h，再移入E點(diǎn)條件下________h，實(shí)驗(yàn)前后的植物有機(jī)物含量不變，若將植物體放在含C18O2的環(huán)境下，一段時(shí)間后，植物周圍的空氣中有沒(méi)有可能出現(xiàn)18O2？為什么？______________________________。(7)欲提高溫室栽培的葉菜類蔬菜的產(chǎn)量，圖中信息告訴我們，應(yīng)________；另外，還應(yīng)適當(dāng)多施________肥，并在夜間適當(dāng)________溫度。(8)溫室栽培農(nóng)作物時(shí)，為滿足CO2的供應(yīng)，可以采取的措施是________等。有時(shí)可見(jiàn)晴朗的白天，溫室開(kāi)窗透氣，其對(duì)植物代謝的影響是_____________________。答：(1)光強(qiáng)為70Lx下，在CO2濃度較低范圍內(nèi)，隨CO2濃度的增加，光合作用逐漸增強(qiáng)；超過(guò)一定濃度后，光合作用強(qiáng)度增加幅度減小，繼續(xù)提高CO2濃度則光合作用強(qiáng)度不再增加(2)700Lx光照500mg·L－1(3)CO2濃度和光照強(qiáng)度都會(huì)影響光合作用強(qiáng)度(4)在光照強(qiáng)度為70Lx下，光合作用達(dá)到最強(qiáng)時(shí)，CO2濃度的最小值向右(5)CO2濃度光照強(qiáng)度光合作用利用的CO2與呼吸作用產(chǎn)生的CO2量相等光反應(yīng)(暗反應(yīng))釋放(6)2.5有可能，因?yàn)镃18O2H218O18O2空氣的18O2光反應(yīng)(暗反應(yīng))釋放(7)適當(dāng)提高CO2濃度和光照強(qiáng)度氮降低(8)使用干冰或適當(dāng)燃燒秸稈使空氣流通，以補(bǔ)充一定量的CO2；可降低室內(nèi)的空氣濕度，以增強(qiáng)蒸騰作用從而促進(jìn)作物對(duì)水分的吸收和運(yùn)輸，并促進(jìn)礦質(zhì)離子的運(yùn)輸；還可增強(qiáng)室內(nèi)的光照強(qiáng)度，以促進(jìn)光合作用12、(6分)如圖，將正在萌發(fā)的種子放在一廣口瓶?jī)?nèi)，瓶?jī)?nèi)放一盛有足量NaOH溶液的小燒杯，廣口瓶再與一水銀液體壓力計(jì)相連，在溫度不變、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，水銀柱只升高到15.9cm就不再升高。⑴此實(shí)驗(yàn)證明了_________，相關(guān)的反應(yīng)式___________。⑵若實(shí)驗(yàn)中瓶?jī)?nèi)只放萌發(fā)的種子，在開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi),水銀柱的變化為_(kāi)___________，理由是_____________________。⑶水銀柱升高15.9cm后，萌發(fā)的種子將進(jìn)行_____________，最終種子將死亡，原因是____________。答：（1）萌發(fā)的種子進(jìn)行的是有氧呼吸反應(yīng)式略（2）既不升高也不下降瓶?jī)?nèi)氣體總體積不變（3）無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)種子有毒害作用13（6分）小麥籽粒成熟過(guò)程中積累的糖類，主要是依靠穗下第一張葉片（旗葉）的光合作用供給的。有人做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)（圖1—12甲），將旗葉包在一透明的袋中，袋中始終保持25℃及充足的CO2，在旗葉基部安裝一個(gè)可調(diào)節(jié)溫度的套環(huán)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到20℃，測(cè)定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量、葉片水分散失量。然后將基部套環(huán)溫度調(diào)節(jié)到5℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)葡萄糖從旗葉向穗運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程被抑制，繼續(xù)測(cè)定30分鐘內(nèi)透明袋中的CO2吸收量、葉片水分散失量，測(cè)得的結(jié)果如圖1（1）葉片基部溫度變化對(duì)袋內(nèi)葉片蒸騰作用有無(wú)影響？。（2）葉片基部處于低溫（5℃）狀態(tài)時(shí)，后30分鐘，CO2的吸收速率下降與葉片氣孔開(kāi)閉狀態(tài)是否有關(guān)？。理由是。CO2的吸收速率下降的主要原因是答：（1）無(wú)（2）無(wú)關(guān)氣體關(guān)閉與葉片水分散失有關(guān)，在前后30分鐘內(nèi)的水分散失量不變，說(shuō)明氣孔開(kāi)閉狀況也不變葡萄糖向穗的輸送被抑制，葉片中葡萄糖量增加，使光合作用過(guò)程受到抑制，所以CO2吸收量下降。14、9年11月21日，我國(guó)載人航天飛機(jī)“神舟”號(hào)首次試飛成功，這標(biāo)志著我國(guó)的航天技術(shù)已居世界領(lǐng)先地位。在長(zhǎng)期的航天飛行中，比較難以解決的問(wèn)題是宇航員的食物和氧氣供應(yīng)問(wèn)題?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，在太空艙內(nèi)“飼養(yǎng)”小球藻可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)樾∏蛟褰?jīng)過(guò)光合作用，