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计算专题（一）
一、光合作用与呼吸作用的相关计算
（一）光合作用速率的表示方法： 通常是指单位时间、单位面积的CO2 等原料的消耗或 O2、(CH2O)
等产物的生成量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
（二）在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，实验容
器中单位时间内O2 增加量、CO2 减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率，如右图所示：
（三）呼吸速率：将植物置于黑暗条件中，实验容器中单位时间内 CO2增加量、O2 减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率 （四）有氧呼吸与无氧呼吸的判断及有关计算
①不消耗O2 ，释放CO2 只进行无氧呼吸 ②酒精量等于CO2 只进行无氧呼吸
③CO2 释放量等于O2的吸收量 只进行有氧呼吸 ④CO2 释放量大于O2的吸收量 既有氧呼吸，又无氧呼吸
多余的CO2 来自无氧呼吸 注意有关计算 ⑤酒精量小于CO2量 既有氧呼吸，又无氧呼吸 多余的CO2 来自有氧呼吸 （五）已知呼吸熵（Q）=
B．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0.09克。
C．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0.78克。
D．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℃，则一昼夜消耗葡萄糖0.51克。 2、将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以 CO2 的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：下列对该表数据分析正确的是（ ） 温度/℃ 光照下吸收－1CO2/mg·h 黑暗中释放－1CO2/mg·h 5 1.00 10 1.75 15 2.50 20 3.25 25 3.75 30 3.50 35 3.00 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 呼吸作用释放的CO2量，通过呼吸熵可以做如下判断：
呼吸作用吸收的O2量1、呼吸熵（Q）＞1，有氧呼吸和无氧呼吸并存，并且无氧呼吸一定是产生C2H5OH的
无氧呼吸
2、呼吸熵（Q）=1，生物进行有氧呼吸，但不能确定产生乳酸的无氧呼吸的存在与否 3、呼吸熵（Q）=1，表明生物体有氧呼吸过程中只消耗了葡萄糖（糖类物质）
4、呼吸熵（Q）小于1，表明生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖有机物（脂肪、蛋白质） 总之，通过呼吸熵可以判断呼吸作用方式和用于生物呼吸作用有机物的差异
跟踪训练：
1、将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间为1小时，测定的条件和结果如下表（假设该株植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，数据均在标准状况下测得，单位ml）对上述结果仔细分析后，下列说法不正确的是（ ） 条件 在充分光照下 黑暗处 变 化 15°C 25°C 15°C 25°C
CO2减少量 22.4 44.8 － －
CO2增多量 － － 11.2 22.4
A．在25℃条件下，若该株植物在充分光照下1小时积累的有机物都是葡萄糖，则1小时积累的葡萄糖是0.06克。
A．昼夜不停地光照，在 35 ℃时该植物不能生长 B．昼夜不停地光照，在 15 ℃时该植物生长得最快
C．每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，在 20 ℃时该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行 12 小时光照、12 小时黑暗，在 30 ℃时该植物积累的有机物是 10 ℃时
的2倍
3、设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率（光合速率=净光合速率+呼吸
速率），结果见下图。据图判断，下列叙述正确的是（ ） A. 与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程 产生的ATP多
B. 与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应 生成的[H]多
C. 若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3， 则K1>K2>K3
D. 密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其 是否为兼性厌氧生物
4、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释放量如下表所示。下列分 析正确的是（ ）
O2浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10% 15% 20% 25%
O2吸收量（mol） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 CO2释放量（mol） 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 A. O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
B. O2浓度为3%时，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的2倍 C. 苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时，消耗的葡萄糖量相等
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D. 苹果果肉细胞在O2浓度为5%~25%时，只进行有氧呼吸
5、某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其
原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射a小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm·h)。 （1）可用什么方法阻止两部分叶片的物质和能量转移？ 。 （2）a小时内上述B部位截取的叶片光合作用合成有机物的总量
（M）为__________。
6、某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理（仅限制叶片有机物的输入和输出），于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm的叶圆片烘干后称其重量。M处的实验条件是将整个实验装置遮光3小时（不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响）。测得叶片的叶绿体光合作用速率= 。
环剥的叶柄 2
2
在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3
缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中； 1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：
项目 红墨水滴移动方向 原因分析 测定植物呼吸作用速率 a． c． 测定植物净光合 作用强度 b． d． M
上午10时移走的叶 下午4时移走的叶
叶圆片（干重z克） 圆片（干重x克） 圆片（干重y克）
7、（变式训练） 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作
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环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm
-2-1
的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一2z—x)／6 g·cm·h(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是( )
A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C．下午4时后在阳光下照射1小时 D．晚上8时后在无光下放置3小时 8、某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放
9、（变式训练） 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶
内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题：
（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，
20min后，要使水滴维持在位置X处，针筒的容量 （需向左/需向右/不需要）调节。
（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的 净光合作用速率是 mL/h。
（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在
20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL 的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该 植物的实际光合速率是 mL/h。
10、某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于
六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量，记录数据如下： 光照强度(klx) 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量mg/L 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量mg/L 3 3 3 3 3 3 （1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是 ；
该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为 mg/L?24h。
（2）当水层光照强度为c时，白瓶中植物产生的氧气量为 mg/L?24 h。光照强度至少
为 (填字母)时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。当光照强度为 (填字母)时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加。
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（3）若将a光照下的白瓶移至d光照下，则瓶中植物细胞内的C3和C5的含量变化分别为
、 。
跟踪训练：
1、下列有关能量流动的叙述，不正确的是（ ）
A．若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量
是192kJ
B. 若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最少能获得的能量
是24kJ
C. 在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一
营养级的生物量为625 kg
D.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至多要消耗第一营养级的生物量为625 kg
2、如图所示为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×10 kJ， B种群的总能量为1.6×10 kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多 是（ ）
A.2.0×10 kJ B.2.32×10 kJ C.4.2×10 kJ D.2.26×10 kJ
3、在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg
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计算专题（二）
二、生态系统中能量流动相关的计算
（一）以第一营养级（生产者）为例，用下图表示能量的去向
生产者自身的呼吸消耗（呼吸量）
生产者同化
（固定）的太阳能 流入初级消费者（即初级消费者同化的总能量）
（总量）
用于生产者自身的 流入分解者 生长、发育、繁殖
未被利用的部分（具体题目具体分析） （积累量）
的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色
植物到鹰的能量传递效率为（ ）
（二）能量传递效率（10%—20%）＝某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%。
A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%
（三）计算某一生物所获得的最多(或最少)能量的规律(设食物链为 A→B→C→D)：
例10：某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分
4、利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为（ ） 已知 问题 解题方法
A. 3000 B. 1650 C. 1500 D. 不超过300
至少需要A营养级多少 N÷20%÷20%÷20% D营养级 5、由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，
净增加N 1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食最多需要A营养级多少 N÷10%÷10%÷10%
性鱼从出生到死亡，共需海洋植物 ( )
D营养级最多增重多少 N×20%×20%×20% A营养级 A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg
净增加N 6、在下图食物网中a表示鸟的动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者量为y，D营养级最少增重多少 N×10%×10%×10%
那么x与y的关系可表示为 （ ） 虫 （四）涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中一条食物链，计算某一生物
A．y=90ax+10x B．y=25ax+5x
获得的最多(或最少)的能量。其规律如下： y 草 鸟 x C．y=20ax+5x D．y=100ax+10x
7、在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸选最短食物链 作用散失的能量为48%n，则 ( ) 消费者获得最多 最少消耗 A．羊同化的能量为64%n B．贮存在羊体内的能量为52%n
选最大传递效率20% C．由羊流向分解者的能量为16%n D．由羊流向下一营养级的能量为64%n 生产者
8、根据动物的同化作用发现，其98%用于呼吸消耗了，仅有2%用于生长和繁殖。则它可能流向下一 选最长食物链
最多消耗 消费者获得最少 3欢迎下载 。
选最小传递效率10%
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个营养级最多能量是（ ）
A.98% B.10-20% C.2% D.2%×（10-20%） 9、下图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析不正确的是（ ） A．甲的数值是 1250 J/(cm2·a) B．乙到丙的能量传递效率为 15% C. 每一营养级的能量大部分用于 呼吸作用和被丁利用 D. 乙的个体数目一定比甲少
10、①、②、③、④表示不同营养级，⑤为分解者。GP 表示生物同化作用所固定的能量，NP 表示生
物体贮存着的能量，R 表示生物呼吸消耗的能量，NP＝GP－R，下列叙述中，不正确的是（ ）
① ② ③ ④ ⑤ GP 15.9 871.27 0.88 141.20 211.85 NP 2.67 369.69 0.34 62.07 19.26 R 13.23 501.58 0.54 79.13 192.59
(l)甲图中
A代表 ：该生态系统中贮存的能量主要以 的形式存在；为保证各营养级都有较高的输出量，随营养级的升高，输入的有机物应增多，原因是 。 (2)甲图生态系统中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 。
(3)甲图由于某种因素使得生产者短时间内大量减少，一段时间后又恢复到原来水平， 说明生态系统具有 能力。
(4)乙图中，在tl～t2时期种群的年龄组成为 型；已知该种鱼的环境容纳量为K，请
根据图乙在图上画出该鱼种群数量与时间的关系曲线。要求标出t1、t2对应的数值。
13、如图是某一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料（能流单位：103 kJ·m-2·y-1）。据
图回答：
A.生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③
B．能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5%
C．若生态系统维持现在的能量输入、输出，则有机物的总能量会减少 D．流经生态系统的总能量是②所固定的总能量
11、下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是( )
①吃玉米的人所获得的能量比吃牛肉的人获得的能量多
②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减
③若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B最多能养活2 000人 ④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低 A．①③④ B．①②③ C．①②③④ D．③④ 12、（8分）下图中甲表示某人工鱼塘生态系统能量流动图解（能量单位为：J/cm2．a），乙图表示某
种鱼迁入该生态系统届的种群数量增长速率变化曲线。请据图分析回答：
（1）流经该生态系统的总能量为______×103 kJ·m-2·y-1。
（2）能量传递效率较低，是因为大部分能量______ ，另有一部分能量流向了______。 （3）按图中能量传递效率，若顶级肉食性动物多获得1 kJ能量，则生产者需多具有______kJ
能量。（计算结果保留1位小数）
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（4）如果该水域发生重金属污染，则上述生物中______ 体内的重金属含量最高。 14、（2011年山东卷）6月5日是世界环境日，今天我国的世界环境日主题是“共建生态文明，共享
绿色未来”. 草原是绿色生态环境的重要组成部分。某草原生态系统的食物网如图所示。 （1）如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间 的能量传递效率为10% ～ 20%，那么鹰占据的
营养级能得到的最低和最高能量值分为是 __________KJ和___________KJ。若去除蛇， 且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会 __________。若外来生物入侵该区，则会导 致草原的__________锐减或丧失。 (2)若某年兔种群的K值为1000只，且1只兔和4只 鼠消耗的草量相等，其他条件不变的情况下，次 年鼠的数量增加400只，则兔种群的K值变为
__________只。用标志重捕法调查该区的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结 果__________（填“偏高”或“偏低”）
n 肽，形成 n 肽的种类：n×(n－1)×(n－2)×…×1＝n！
（五）核苷酸脱水缩合形成核酸过程中的有关规律：
①n个脱氧核苷酸合成双链 DNA 失去的水分子数：n－2 ②n 个核糖核苷酸合成单链 RNA 失去的水分子数：n－1 ③n个脱氧核苷酸合成双链环状 DNA 失去的水分子数：n （六）基因（DNA）控制蛋白质合成的相关计算：
(1)设 mRNA 上有 n 个密码子，除 3 个终止密码子外，mRNA上的其他每个密码子都控制着一个氨基酸的连接，需要一个tRNA，所以，密码子的数量∶tRNA 的数量∶氨基酸的数量＝ 1∶1∶1。
(2)在基因控制蛋白质的合成过程中，DNA、mRNA、蛋白质三者的基本组成单位脱氧核苷酸
(或碱基)、核糖核苷酸(或碱基)、氨基酸的数量比例关系为 6∶3∶1(不考虑基因转录 后的加工和终止密码子)。
跟踪练习：
1、下列关于蛋白质的叙述中，正确的是（ ） A．水解一个环状八肽需要 7 个 H2O 参与
B．某蛋白质由 2 条肽链、n 个氨基酸组成，该蛋白质至少含有氧原子 n＋1 个 C．某蛋白质由m条肽链、n 个氨基酸组成，该蛋白质至少含有N原子 n 个
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D．如果有5种氨基酸，并且这5种氨基酸各只有1个，那么形成的三肽最多有5种 2、（多选）免疫球蛋白的结构示意图如右图所示，其中－S－S－表示连接
两条相邻肽链的二硫键。下列叙述正确的是（ ）
A．若该免疫球蛋白由 m 个氨基酸构成，当中的肽键应有（m －4）个 B．含该免疫球蛋白的溶液与双缩脲试剂发生作用，产生蓝色反应 C．若该免疫球蛋白的－s－s－被破坏，其特定功能不会发生改变 D．由图可知组成该免疫球蛋白的化学元素有 C、H、O、N、S
E．若该免疫球蛋白由 m 个氨基酸构成，每个氨基酸的平均相对分子质量为a，则该免疫球蛋白的
分子质量为am—18（m—4）—3×2
3、下列有关蛋白质和核酸的叙述不正确的是（ ）
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A. 如果有5种氨基酸，并且这5种氨基酸足量，那么形成的四肽最多有 5种 B.100个脱氧核苷酸形成一条DNA分子，要脱去98个水分子
C.100个脱氧核苷酸形成一条环状DNA分子，要脱去100个水分子
D.要合成由100个氨基酸组成的蛋白质，那么控制合成该蛋白质的的DNA中至少要 有300个碱基，
4、如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是（ ） A. 该分子中含有198个肽键
B. 参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基，200个羧基 C. 该蛋白质中至少含有3个—NH2
D. 200个氨基酸缩合成该蛋白质时分子总量减少了3582 5、现脱掉某60肽中的2个丙氨酸（相应位置如下图），得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态存在。下列有关该过程产生的全部有机物中相关原子、基团或肽键数目的叙述正确的是（ ）
A．肽键数目减少2个 B．氢原子数目增加4个 C．氧原子数目增加2个 D．氨基和羧基分别增加4个
计算专题（三）
三、蛋白质、核酸有关计算
（一）氨基酸脱水缩合形成多肽过程中的有关计算方法：
①肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数=该多肽水解时需要的水分子数 （环状肽的肽键＝脱去的水分子数＝氨基酸个数）
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量－脱去的水分子数×18 （如果有二硫键存在，还应该减去二硫键×2，因为形成一个二硫键需脱去2个H） 肽链数 1条 n条 氨基 酸数 m m 肽键数 m－1 m－n 脱去水 多肽链的相对 分子数 分子质量 m－1 m－n am－18(m－1) am－18(m－n) 氨基数 羧基数 至少1个 至少1个 至少n个 至少n个 注：氨基酸平均分子量为 a。 （二）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数＝肽链数＋R 基中含有的氨基或羧基数 （三）蛋白质中含有的 N、O 原子数的计算：
蛋白质中 N 和 O原子分布在三个部位：肽键、末端氨基或羧基、R 基
①N 原子数＝肽键数＋肽链数＋R 基上的 N 原子数＝各氨基酸中的 N 原子总数。
②O 原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R 基上的 O 原子数＝各氨基酸中 O 原子总数－脱去的水分子数。
（四）氨基酸的排列与多肽种类的计算：
m
①假若 n 种氨基酸形成一个 m 肽，则形成的多肽种类：n ②假若有 n 种氨基酸且每种氨基酸只有一个，则形成一个
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高中生物高考主要计算专题
