高考生物复习：高考生物_光合作用和呼吸作用计算（学案）

高考生物复习：高考生物_光合作用和呼吸作用计算（学案）

精锐教育学科教师辅导讲义 学员编号： 年 级： 高三 课 时 数：3‎ 学员姓名： 辅导科目： 生物 学科教师：章培培 授课 类型 光合作用和呼吸作用生成物量的计算 授课日期时段 ‎2014/7‎ 教学内容 ‎ ‎ 在近几年的高考及各地市模拟试题中，有关光合作用和呼吸作用生成物量的计算题频频出现。这类试题涉及植物的光合作用和呼吸作用两大生理过程，同时还与生物知识相结合，是综合性较强的热点试题。‎ 一. 方法与技巧 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。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，只有在光照条件下才能进行。也就是说，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出的二氧化碳计算在内）称为表现光合速率或净光合速率。如果在测光合速率时，同时测其呼吸速率，把它加到表现光合速率上去，则得到真正光合速率。即：真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，具体可表达为：‎ 真正光合作用CO2吸收量=表观光合作用CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量 如果将上述公式推广到氧气和葡萄糖，则得到下列公式：‎ 真正光合作用O2释放量=表观光合作用O2释放量+呼吸作用O2吸收量 真正光合作用葡萄糖合成量=表观光合作用葡萄糖合成量+呼吸作用葡萄糖分解量 专题训练 光合作用与呼吸作用计算 ‎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：‎ (1) 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_____‎ (2) 在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是_________mg。‎ ‎(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 ‎15℃‎ ‎25℃‎ ‎15℃‎ ‎25℃‎ CO2减少量 ‎22.4‎ ‎44.8‎ ‎—‎ ‎—‎ CO2增加量 ‎—‎ ‎—‎ ‎11.2‎ ‎22.4‎ 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 g。‎ ‎（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 g。‎ ‎（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 g. ‎ ‎（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 。‎ ‎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0.1 mol葡萄糖，藻类每星期消耗0.12 mol葡萄糖。现在该溶液中每星期葡萄糖的净产量为0.03 mol。这一溶液中每星期氧的净产量是 A.0.03 mol B.0.60 mol C.1.32 mol D.0.18 mol ‎4、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 A 2mol B 4mol C 6mol D 12mol ‎5、对某植物测得如下数据：‎ ‎30℃‎ ‎15℃黑暗 一定光照10 h 黑暗下5 h 释放O2 640 mg 释放CO2 220 mg ‎5 h释放110 mg CO2‎ 若该植物处于白天均温30℃，晚上均温15℃，有效日照15 h环境下，请预测该植物1 d中积累的葡萄糖为 A.765 mg B.1485 mg C.315 mg D.540 mg ‎6、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 A． ‎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 ‎10、下图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_________________。‎ ‎(2)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 ‎ ‎（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 ‎11、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400 mg·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____________________ _。‎ ‎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____________。‎ ‎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—12中乙所示。请据图回答： ‎（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 。‎ ‎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，既可释放氧气，也能合成有机物。在一般光照条件下，每500g小球藻（鲜重）经光合作用每小时可释放氧气224mL（标准状况）。一名宇航员要维持正常的生命活动，每小时需氧化0．25mol的葡萄糖来提供能量。请回答下列有关问题：‎ ‎(1)在光照条件下，每kg小球藻每小时可产生______g葡萄糖。‎ ‎(2)若在航天舱内模拟地球赤道位置的白昼条件，正常情况航天舱内有两位宇航员工作，如果维持宇航员生命活动所需的氧气全部来自小球藻的光合作用，则在太空舱内至少饲养小球藻_______kg。 ‎ ‎(3)若宇航员用18O标记的水来培植小球藻，则经过一段时间后，首先出现含18O的应是 A．小球藻的光合产物C6H12O6 B．小球藻的呼吸产物CO2‎ C．宇航员的呼吸产物 D．宇航员的尿液 ‎15、图13-4是一个测定植物组织(如萌发的种子)呼吸强度的实验装置示意图。呼吸强度是指单位组织在单位时间内吸收O2或释放CO2的多少，可用释放CO2mg/10g组织/小时或吸收O2mg/10g组织/小时来表示。测定时分实验组和对照组两组，实验组在尼龙小篮中装20g 正在萌发的种子，对照组装有经过煮沸过的20g正在萌发的种子，各瓶内装的Ba(OH)2溶液的量是相等的，将两组实验装置置于15℃恒温条件下1小时，然后用0.001mol／L浓度的草酸[]溶液对 Ba(OH)2溶液进行滴定。再将两组实验装置置于25℃恒温度下1小时，重复上述滴定过程。注意在整个实验过程中要不断地进行摇动。滴定时用酚酞指示剂指示。滴定结果如表 ‎ ‎ ‎15℃‎ ‎25℃‎ 未煮过的萌发种子 ‎35mL ‎20mL 煮过的萌发种子 ‎50mL ‎50mL 根据上述内容。试回答下列问题： ‎ ‎(1)在漏斗内装有碱石灰的目的是_________。‎ ‎(2)Ba(OH)2的作用是_______，在实验过程中要不断摇动的目的是__________。‎ ‎（3）请写出此实验过程中除呼吸作用方程式外的 两个反应方程式：________________________________________‎ ‎(4)根据上述滴定结果，萌发的种子在15℃时的呼吸强度为释放CO ；在25℃的呼吸强度为释放CO2________________。‎ ‎ ‎ ‎16、将酵母菌接种到一定浓度的淀粉糊溶液中，先在30℃条件下通气培养6小时，等菌体繁殖到一定种群数量时进行如下实验，并回答相关的问题：‎ ‎(1)通气培养可使酵母菌大量繁殖的原因是_____________ ____。‎ ‎(2)通入不同浓度的氧气，根据实测其产生的酒精和放出的二氧化碳的量精确绘制成如图13-5所示的曲线。你认为在氧浓度为e时，酵母菌通过无氧呼吸分解的葡萄糖占葡萄糖总消耗量的比例为_____ ‎ ‎（3）如果在30℃、1．01×105Pa下再培养6小时，经测定酵母菌吸收199．2mLO2，放出448．2mLCO2，对此回答下列问题（假如30℃、1.01×105Pa下的1mol气体的体积是24．gL，相对原子质量：C=12，H=1，O=16，回答量时小数点以下四舍五入）:‎ ‎①写出在此6小时中，酵母菌以葡萄糖为呼吸基质发生的相关变化的反应方程式： _________________________________________________________________‎ ‎②在上述反应中产生____________mg酒精。‎ ‎③在上述反应中________________mg葡萄糖被分解。‎ 17、 ‎(1999年上海高考试题)图13-6是测定光合作用速度的仪器。在密闭的小室内，放有一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，缓冲液用以调节小室内CO2的量，使其浓度保持在0．03％，小室内气体体积的变化可根据毛细管内水柱的移动距离测得。在不同强度光照条件下，测得小室内气体体积如表13-7所示（表中气体体积的单位是微升/平方厘米叶面积／分。“+”表示增加，“-”表示减少。光强度单位为千勒克司）。‎ 图13-6 表13-7‎ 光强光 ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ 气体体积 ‎-0.25‎ ‎+0.5‎ ‎+1.2‎ ‎+1.7‎ ‎+1.7‎ ‎+1.7‎ ‎ 请回答：‎ ‎(1)光强度为0时，小室内减少的气体是____________，减少的原因是___________。‎ ‎(2)光强度增加时，小室内增加的气体是____________，增加的原因是____________。‎ ‎(3)为了防止光照引起小室内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差，必须要有对照，并对实验结果进行校正。那么对照组小室内应放置（ ）‎ A.同样大小新鲜叶片和水 B．同样大小死叶片和缓冲溶液 C．同样大小纸片和水 D．同样大小死叶片和水 ‎(4)请据表中数据，在图13-7方格内绘制O2生成总量和光强度间关系曲线。‎ 图13-7‎ ‎20、将金鱼藻置于一烧杯中培养。在不同温度下，金鱼藻光合速率(用每小时O2释放量表示）与光照强度关系如图4—8所示。呼吸速率 (用每小时O2消耗量表示）与温度关系如下表。请据图表回答：‎ ‎(1)从图中可见，金鱼藻的光合速率与 等因素有关。 ‎(2)金鱼藻的呼吸速率随温度升高而升高。其原因是 。 ‎(3)金鱼藻生成的O2若在同一细胞内被消耗，在其整个过程中，O2穿过了 层磷脂分子层。 (4)20℃条件下，用15 klx的光强连续照射11.3 h，合成的葡萄糖约为 mg，其中约有 mg用于呼吸作用。 ‎(5)10℃条件下连续12h给以20 klx的光照，再转入30℃条件下连续 8 h黑暗处理，则金鱼藻20 h内，葡萄糖含量的消长变化为 mg。 ‎(6)适宜光照和温度条件下的金鱼藻，开始时O2产生较快，但3d后O2生成减慢，其最主要原因是 。 ‎21、叶面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。图6—10表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系。‎ ‎（1）A点代表的意义是______________________。‎ ‎（2）两条曲线所围成的部分代表什么？‎ ‎_____________________________________。‎ ‎（3）叶面积指数大约为_________时（用图中数字回答），对农作物增产最有利。‎ ‎（4）据图解释为什么农作物不能过度密植？‎ ‎（1）光合作用的强度等于呼吸作用的强度 （2）有机物的积累量（植物干重增加重） （3）5 （4）若农作物过度密植，则叶片之间相互遮挡光照，且田间通风不良，CO2浓度低，光合强度弱，而呼吸强度则因密度大，叶片多而明显加强，故有机物积累减少，产量降低 ‎22、图7—7表示某种植物的非绿色器官在不同O2浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，请据图回答：‎ ‎（1）外界O2浓度在10%以下时，该器官的主要呼吸方式是_________，判断理由是_________。‎ ‎（2）该器官释放CO2与吸收O2的两条曲线在P点相交后则重合为一条曲线，则说明该器官的呼吸方式是_________，判断依据是_________。‎ ‎（3）当外界O2浓度为4%～5%时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2‎ 吸收的相对值为4，此时，无氧呼吸的CO2释放量约相当于有氧呼吸的_________倍，消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_________倍。‎ ‎23、.图8—6为大豆种子在萌发成幼苗的过程中的干重与鲜重的变化曲线。其中表示鲜重的曲线以及开始进行光合作用的时间分别是 A.c,M B.a,O C.b,N D.d,S ‎24、图中的实验装置用于测量大麦种子的呼吸速率。实验开始时，用夹子夹紧橡皮管并使图中U形管内两侧有色液体均处于“0”标志位。在25℃条件下两套装置都静置1h，实验结果如图所示。‎ ‎（1）装置中加入NaOH溶液的目的是 。‎ ‎（2）装置A中有色液体的变化量表示 。‎ ‎（3）装置B中对大麦种子进行灭菌处理的目的是 ；装置B中有色液体的变化可能是 造成的，设置B装置的目的是 。‎ ‎（4）计算大麦种子在25℃条件下的呼吸速率（用单位时间内O2的吸收速率表示，单位为mm3g-1h-1） 。‎ 25、 下图示某植物光合作用速度与环境因素之间的关系，据图分析：‎ ⑴甲图表示在光线弱的情况下，光合作用速度随__________________的增加，成正比例增加，这种情况下，可以认为光合作用的速度受__________________的限制，此时主要影响光合作用过程的__________________阶段。‎ ⑵‎ 从甲图可见，光照超过某一强度时，光合作用的速度不再增加，且具有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_________________，此时光合作用的__________________阶段受到限制。‎ ⑶乙图中C点表示光照强度为B时，植物生长的____________________________。出现CD段的原因是____________________________________。‎ ⑷除图示之外影响光合作用的主要因素是__________________________。‎ ‎(5)请根据甲图，在乙图中绘制光照强度为A时，不同温度下，光合作用速度变化的曲线。‎ ‎26．（7分）甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不影响种子生命力）。实验开始时U形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化，实验结果见乙图。回答下列问题： （1）种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗_______________________________。‎ ‎（2）此实验的实验目的是___________________________。 （3）分析0～3.5小时内气体体积变化原因___________________。分析3.5小时～4小时内标尺读数没增加最可能的原因________ __________。 （4）本实验存在的问题是没有设计对照实验，因此实验数据不能准确反映真实情况。请设置此实验的对照实验_____________________。‎ ‎⑸由于外界温度、压强的改变导致气体体积改变，在对照实验中气体体积变化在2小时是+0.2个单位，那么同等条件下萌发的种子此时实际呼吸速率是______单位/小时。 ‎ ‎27.（11分）下图为叶绿体结构与功能示意图，请据图回答：‎ ‎（1）此图应为 下观察到的结构图。‎ ‎（2）在A中发生的反应称 ，参与此反应的特有物质有 。‎ ‎（3）CO2进入叶绿体后，在基质中被 后形成甲物质。若突然停止光照，C3的含量变化是 ，其原因为 ，用14C标记CO2‎ 进行光合作用，可在 结构中测到放射性。光合作用产生的甲物质遇 呈砖红色。‎ ‎（4）能溶解于丙酮中的是存在于A结构的 ，其中决定叶片绿色的是 。‎ ‎28、（8分）请围绕与O2有关的实验，分析并回答问题：‎ ‎（1）将某绿色植物置于密闭玻璃罩内，黑暗处理1h，罩内CO2含量增加了25mg；再给以1h的充足光照，罩内CO2减少了36mg，共合成葡萄糖45mg。若呼吸底物和光合产物均为葡萄糖，则光下呼吸作用强度为 CO2/mg·h—1。上述连续2h的实验，植物净积累葡萄糖 mg。‎ ‎（2）有人利用下左图水生动物耗O2量测定装置，研究一定水温下金鱼耗O2量随水中氧分压而变化的规律，结果如右图。左图中流量计（A）用于控制和测定水流量，呼吸室（B）中放金鱼，C为恒温电热器。‎ ‎①放入金鱼前，需分别采集呼吸室入水口和出水口的水样，并测定溶O2量，其目的是 ‎ ‎ 。‎ ‎②右图结果是选择体重相似的健康金鱼实验的结果，为何实验金鱼的体重要相似？ ‎ ‎ 。限制P点、Q点下金鱼耗O2量的因子分别是 ‎ 、 。由图推知，金鱼属于 （恒/变）温动物。‎ ‎③金鱼能忍受缺O2。5℃下分别生活在氧分压为0和20mmHg氧分压水中12h的金鱼，前者 组织和水样中的 等含量明显高于后者。‎ 29、 ‎（12分）从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片（见下图），称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析。‎ ‎（1）叶圆片y比叶圆片x_______（轻或重），原因是____________。‎ ‎（2）（y－x）g可代表_______。‎ A.呼吸作用消耗的养料 B.蒸腾作用散失的水分 C.光合作用中有机物的净增量 D.光合作用中有机物的制造量 ‎（3）叶圆片z比叶圆片y__________（重或轻），原因是____________。‎ ‎（4）在下午4时至晚上10时这段时间里，呼吸作用的速率可表示为_______。‎ ‎（5）如果从上午10时到下午4时这段时间里，温度不变，呼吸作用速率不变（与下午4时至晚上10时呼吸速率相同），则这段时间里制造的有机物为_______g。‎