2019年高考生物二轮复习 第1部分 专题突破 第4讲 光合作用与细胞呼吸课件.ppt

二轮专题突破 第一部分 专题二细胞的代谢 第4讲光合作用与细胞呼吸 1 光合作用的基本过程 2 影响光合作用速率的环境因素 3 细胞呼吸 栏 目 导 航 叶绿体类囊体薄膜上 将光能转变为ATP中活跃化学能 有机物中稳定化学能 光 CO2 温度等 温度 O2 H2O等 1 有机物分解释放的能量只有小部分用于合成ATP 2 有氧呼吸产生的 H 在线粒体基质中与氧结合生成水 3 人体细胞中CO2来自细胞质基质和线粒体 4 无氧呼吸的最终产物是丙酮酸 5 无氧呼吸两个阶段都能产生ATP 6 彻底氧化相同质量的脂肪和糖类 消耗的氧气量相同 7 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光 8 液泡中色素吸收的光能用于光合作用 9 叶绿体和线粒体中含有DNA RNA和核糖体 10 一般情况下暗反应停止光反应不会变化 11 北方中午光合速率下降主要由水分缺乏引起 12 在叶肉细胞中 CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质 线粒体基质 13 光合作用过程中光能转变为化学能 细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP 14 冬季植物光合速率低主要原因是光照时间短 15 光照较弱时 叶肉细胞中可能没有淀粉的积累 16 夏季连续阴天 大棚中白天适当增加光照 夜晚适当降温 可以提高作物产量 1 水果 蔬菜和种子的贮存条件有哪些不同 为什么 提示 1 蔬菜和水果应贮存在 零上低温 湿度适中 低氧 的条件下 2 种子应贮藏在 零上低温 干燥 低氧 条件下 两种贮存手段均需降低呼吸作用 减少有机物的消耗 但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度 故二者在贮藏条件上存在差异 2 夏季晴朗的白天的中午 下午的黄昏光合作用都会减弱 说出其中的原因 提示 夏季晴朗的白天的中午 有些植物会关闭气孔 这直接限制暗反应 下午的黄昏光照较弱 直接限制的是光反应 3 写出鲁宾 卡门实验的思路 提示 分别用同位素标记二氧化碳和水中的氧 再分别培养两组植物 最终检测什么产物中含有标记氧 1 真题重组判正误 1 2017 全国 T2B 叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中 2 2016 全国 T1D 在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP 3 2014 全国 T6D 病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 4 2014 全国 T6B 光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 5 2014 全国 T6A 磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 2 2018 全国 T5 下列关于生物体中细胞呼吸的叙述 错误的是 A 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP C 解析 植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸 无氧时可进行无氧呼吸 A正确 食物链上的营养级同化的能量有三个去向 呼吸散失 传递给下一个营养级 除了最高营养级 和被分解者分解利用 B正确 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O CO2和酒精 某些组织或器官是乳酸 C错误 植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP D正确 3 2016 全国 T4 关于高等植物叶绿体中色素的叙述 错误的是 A 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C 通常 红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 C 解析 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中 A正确 镁属于组成细胞的无机盐 可以以离子状态由植物的根从土壤中吸收 进而参与叶绿素的合成 B正确 一般情况下 光合作用所利用的光都是可见光 可见光不包括红外光和紫外光 C错误 叶绿素的合成需要光 黑暗中生长的植物幼苗 因没有光照而导致叶绿素合成受阻 使类胡萝卜素的颜色显现出来 因而叶片呈黄色 D正确 4 2014 全国 T2 正常生长的绿藻 照光培养一段时间后 用黑布迅速将培养瓶罩上 此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 A O2的产生停止B CO2的固定加快C ATP ADP比值下降D NADPH NADP 比值下降 B 解析 用黑布将培养瓶罩上 光反应停止 氧气的产生停止 A正确 同时NADPH和ATP的产生停止 使暗反应C3的还原速度减慢 从而导致二氧化碳的固定减慢 B错误 ADP生成ATP减少 使ATP ADP比值下降 C正确 NADPH的产生减少 NADPH NADP比值下降 D正确 5 2015 全国 T29 为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响 科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A B C D四组实验 各组实验的温度 光照强度和CO2浓度等条件相同 适宜且稳定 每组处理的总时间均为135s 处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量 处理方法和实验结果如下 A组 先光照后黑暗 时间各为67 5s 光合作用产物的相对含量为50 B组 先光照后黑暗 光照和黑暗交替处理 每次光照和黑暗时间各为7 5s 光合作用产物的相对含量为70 C组 先光照后黑暗 光照和黑暗交替处理 每次光照和黑暗时间各为3 75ms 毫秒 光合作用产物的相对含量为94 D组 对照组 光照时间为135s 光合作用产物的相对含量为100 回答下列问题 1 单位光照时间内 C组植物合成有机物的量 填 高于 等于 或 低于 D组植物合成有机物的量 依据是 C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要 这些反应发生的部位是叶绿体的 2 A B C三组处理相比 随着 的增加 使光下产生的 能够及时利用与及时再生 从而提高了光合作用中CO2的同化量 高于 光照 基质 光照和黑暗交替频率 ATP和 H 或者ATP和还原型辅酶II C组只用了D组一半的光照时间 其光合作用产物的相对含量却是D组的94 解析 1 光合作用的过程依据是否必须有光的参与可以划分为光反应和暗反应 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上 其物质变化包括水的光解和ATP的合成 生成 H 和ATP 用于叶绿体基质中暗反应 C组光照时间为67 5s D组光照时间为135s 即C组只用了D组一半的光照时间 但光合产物的相对含量却是D组的94 由此可推知C组合成的有机物量高于D组合成的有机物量 2 本题探究不同光照处理下对植物光合作用的影响 在其他条件和处理相同的情况下 A B C三组实验的自变量是光照与黑暗交替的频率 因变量是光合产物的相对含量 由A B C三组实验结果可看出 随着光照与黑暗交替频率的增加 光合作用产物相对含量增加 C组光照与黑暗交替频率较高 光反应所生成的 H 和ATP能够及时的利用及时的再生 甲 甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 种植密度过大 植株接受的光照强度减弱 导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 3 甲 乙两种植物中 更适合在林下种植的是 4 某植物夏日晴天中午12 00时叶片的光合速率明显下降 其原因是进入叶肉细胞的 填 O2 或 CO2 不足 乙 CO2 解析 据图可知 甲植物的净光合速率变化幅度明显大于乙植物 因此可以得出甲植物对光能的利用率明显高于乙植物 且乙植物的光饱和点和光补偿点都比较低 属于阴生植物 甲植物属于阳生植物 1 由图分析可知 当光照强度大于a时 相同光照强度下 甲植物的净光合速率大于乙 有机物的积累较多 对光能的利用率较高 2 甲 乙两种植物单独种植时 如果种植密度过大 植株接受的光照强度相对较弱 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 因此种植密度过大 导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 3 从图中可以看出 乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低 适合在光照强度相对更弱的环境中生长 林下的光照强度更低 因此更适合在林下种植的是植物乙 4 夏日晴天中午12 00时 植物为了减少蒸腾作用对水分的散失 叶片上的部分气孔会关闭 导致细胞间的二氧化碳的含量下降 从而引起光合速率下降 7 2016 全国 T29 为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响 某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组 1组在田间生长作为对照组 另4组在人工气候室中生长作为实验组 并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同 于中午12 30测定各组叶片的光合速率 各组实验处理及结果如表所示 回答下列问题 1 根据本实验结果 可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是 其依据是 并可推测 填 增加 或 降低 麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用 午休 的程度 2 在实验组中 若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率 其原因是 3 小麦叶片气孔开放时 CO2进入叶肉细胞的过程 填 需要 或 不需要 载体蛋白 填 需要 或 不需要 消耗ATP 湿度 或相对湿度 在相同温度条件下 相对湿度改变时光合速率变化较大 四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 不需要 不需要 增加 解析 1 根据本实验结果可知 相同温度条件下 小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快 但相对湿度相同时 小麦光合速率随温度的变化不明显 由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度 并可推测 增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用 午休 的程度 2 比较实验组二 三 四可推知 小麦光合作用的最适温度在31 左右 而第四组的25 还远低于最适温度 所以在实验组中 若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率 3 CO2是以自由扩散方式进入叶肉细胞的 所以该过程不需要载体蛋白 也不需要消耗ATP 8 2018 全国 T29 回答下列问题 1 高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上 该物质主要捕获可见光中的 2 植物的叶面积与产量关系密切 叶面积系数 单位土地面积上的叶面积总和 与植物群体光合速率 呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示 由图可知 当叶面积系数小于a时 随叶面积系数增加 群体光合速率和干物质积累速率均 当叶面积系数超过b时 群体干物质积累速率降低 其原因是 类囊体膜 蓝紫光和红光 增加 群体光合速率不变 但群体呼吸速率仍在增加 故群体干物质积累速率降低 3 通常 与阳生植物相比 阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 填 高 或 低 低 解析 1 高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素 分布在叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光 2 由图可知 当叶面积系数小于a时 随叶面积系数增加 群体光合速率和干物质积累速率均上升 当叶面积系数大于b时 由于群体光合速率不变 而群体呼吸速率仍在上升 导致群体净光合速率降低 干物质积累速率下降 3 由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物 即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少 因此阴生植物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低 考点一细胞呼吸 1 理清细胞呼吸中 H 和ATP的来源和去路 2 判断细胞呼吸类型的五大方法 以葡萄糖为底物 1 产生CO2量 消耗O2量 有氧呼吸 2 不消耗O2 产生CO2 无氧呼吸 酒精发酵 3 释放CO2量 吸收O2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 酒精发酵 4 不吸收O2 不释放CO2 乳酸发酵或细胞已经死亡 5 有水生成一定是有氧呼吸 有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵 3 影响细胞呼吸的 四类 曲线 1 甲图 温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率 2 乙图 图中O2浓度为0时 并非细胞呼吸强度为0 而是只进行无氧呼吸 大于0小于10 时两种呼吸类型均有 大于等于10 时只进行有氧呼吸 图中AB BC 但是氧浓度为C点时 无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同 图中R点时 细胞呼吸释放出的CO2总量最小 由此可知 在贮藏种子或蔬菜水果保鲜时应保持低温 低氧而非无氧 3 丙图 自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 4 丁图 CO2是细胞呼吸的产物 对细胞呼吸具有抑制作用 1 细胞呼吸的实质是氧化分解有机物 释放能量 无论是否有氧气的参与 都是生物氧化过程 2 细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类 糖类是主要的能源物质 3 线粒体只能利用丙酮酸 不能吸收利用葡萄糖 4 真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸 如蛔虫细胞 哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸 5 原核生物无线粒体 但有些原核生物仍可进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌等 因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶 题型1涉及有氧呼吸与无氧呼吸的考查1 2018 山东泰安期末 下图是人体内不完整的细胞呼吸示意图 有关叙述正确的是 A 细胞内产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体B 在有氧条件下 过程 将受到抑制C 与 过程相比 能够彻底分解有机物D 过程 产生的ATP最多 过程 需要水的参与 C 解析 人体细胞有氧呼吸会产生CO2 无氧呼吸产生乳酸 在有氧呼吸第二阶段会产生CO2 其场所为线粒体基质 A错误 在有氧条件下 无氧呼吸过程 会受到抑制 过程为有氧呼吸的第二阶段 不受影响 B错误 为有氧呼吸 为无氧呼吸 有氧呼吸能彻底氧化分解有机物 C正确 过程 为有氧呼吸的第三阶段 产生的ATP最多 过程 为有氧呼吸的第二阶段 需要水的参与 D错误 B 解析 由题意可知呼吸熵越大 细胞无氧呼吸越强 有氧呼吸越弱 A错误 B点呼吸熵大于1 但比A点要低 B点的有氧呼吸强度要大于A点有氧呼吸的强度 B正确 C点时呼吸熵为1 说明完全进行有氧呼吸 为了减少有机物的损耗 应是在低氧条件下 C错误 C点后在一段范围内 细胞呼吸强度随氧分压增强而增强 但到一定程度后不再增加 D错误 C 解析 U型管中水柱的变化反映的是种子有氧呼吸消耗的O2量 A错误 若U型管中水柱高度达到平衡后不再变化 说明装置内氧气消耗完毕 种子可以进行无氧呼吸 B错误 用该装置测定叶片的细胞有氧呼吸速率 应该将装置至于黑暗环境中 以避免光合作用的干扰 C正确 乳酸菌的细胞呼吸不产生气体 将KOH溶液换为蒸馏水 不会出现水柱高度的变化 D错误 4 2018 山西太原期末 选取体长 体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组 其中训练组每天进行运动训练 持续不断驱赶斑马鱼游动 对照组不进行 训练一段时间后 分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后的肌肉乳酸含量 结果如下图 下列叙述正确的是 C A 乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的B 静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质中生成C 运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例D 运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度解析 乳酸是由葡萄糖在细胞质基质中转化形成的 A错误 静止时斑马鱼所需ATP主要由有氧呼吸提供 线粒体是有氧呼吸的主要场所 B错误 训练组运动后乳酸含量较低 说明运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例 C正确 训练组静止时乳酸含量与对照组相同 说明运动训练不影响斑马鱼静止时的无氧呼吸强度 D错误 5 科研人员探究了不同温度 25 和0 5 条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化 结果见图1和图2 1 由图可知 与25 相比 0 5 条件下果实的CO2生成速率较低 主要原因是 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的 浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测 浓度变化来计算呼吸速率 2 某同学拟验证上述实验结果 设计如下方案 称取两等份同一品种的蓝莓果实 分别装入甲 乙两个容积相同的瓶内 然后密封 将甲 乙瓶分别置于25 和0 5 条件下储存 每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度 记录实验数据并计算CO2生成速率 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2 为使实验结果更可靠 请给出两条建议 以完善上述实验方案 不考虑温度因素 a b 选取的果实成熟度应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验 解析 1 由图可知 与25 相比 0 5 条件下的CO2生成速率较低 主要原因是温度较低导致酶的活性较低 呼吸速率较慢 所以其主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 随着果实储存时间的增加 密闭容器内的CO2浓度越来越高 抑制了果实的细胞呼吸 该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算细胞呼吸速率 2 根据单一变量原则 控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用 所以 选取的果实成熟度也应一致 根据可重复性原则 同一处理在实验中出现的次数称为重复 重复的作用有二 一是降低实验误差 扩大实验的代表性 二是估计实验误差的大小 判断实验可靠程度 所以 每个温度条件下至少有3个平行重复实验 考点二光合作用 1 光合作用的两个阶段及联系 2 外界条件变化时 C5 C3 H ATP等物质量的变化模型构建 1 光照强度变化 2 CO2浓度变化 3 分析影响光合作用的3类曲线 1 叶绿体中的色素能吸收 传递 转换光能 不能制造能量 2 蓝藻没有叶绿体 但含有叶绿素和藻蓝素 能进行光合作用 3 叶绿体和线粒体中含有DNA RNA和核糖体 4 液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用 5 光反应停止 暗反应不会立刻停止 因为光反应产生 H 和ATP还可以维持一段时间的暗反应 题型1涉及光合色素及光合作用过程的考查1 2017 全国 T3 植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应 如O2的释放 来绘制的 下列叙述错误的是 A 类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B 叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C 光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D 叶片在640 660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 A 解析 类胡萝卜素不吸收红光 主要吸收蓝紫光 A错误 吸收光谱就是通过不同色素对不同波长光的吸收值来绘制的 B正确 光合作用光反应阶段色素对光的吸收会直接影响到暗反应阶段对CO2的利用 所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 C正确 叶绿素可以吸收红光 类胡萝卜素不吸收红光 只能吸收蓝紫光 叶片在640 660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 D正确 2 2018 福建福州检测 关于光合作用探究历程的相关实验 下列说法错误的是 A 饥饿处理后 天竺葵叶片曝光部分可向遮光部分运输小分子有机物B 受到均匀光照 好氧菌分布在水绵带状叶绿体所有受光照部位C 改变水中HO的所占比例 小球藻释放的氧气中18O2的所占比例也随之改变D 供给小球藻14CO2 叶绿体内含14C的三碳化合物和五碳化合物不断积累 D 解析 叶片被遮光以后 不能进行光合作用 仍然要进行呼吸作用 呼吸作用需要的小分子有机物 如葡萄糖 是由曝光部分运输而来 A正确 如果实验用临时装片完全暴露在光下 即受到均匀光照后 好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围 由此说明了氧是由叶绿体释放出来的 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 B正确 因为光合作用产生的氧气来自水的光解 因此 改变水中HO的所占比例 小球藻释放的氧气中18O2的所占比例也随之改变 C正确 在光合作用的暗反应阶段 14CO2与五碳化合物在相应酶的作用下被固定形成C3化合物 进而在ATP和 H 的作用下生成糖类等有机物 因此14C先后出现在三碳化合物与糖类中 不会出现在五碳化合物中且含14C的三碳化合物不会不断积累 D错误 3 2018 湖北孝感期末 用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上 短期内检测到叶绿体中C3的含量下降 C5的含量上升 NaHSO3溶液的作用可能是 A 促进叶绿体中CO2的固定B 抑制叶绿体中C3的还原C 促进叶绿体中ATP的合成D 抑制叶绿体中有机物的输出 C 解析 若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定 则CO2被C5固定形成的C3增加 消耗的C5增加 故C5的含量将减少 C3的含量将增加 A错误 若NaHSO3溶液抑制叶绿体中C3的还原 则C3被还原生成的C5减少 消耗的C3减少 而CO2被C5固定形成的C3的过程不变 故C5的含量将减少 C3的含量将增加 B错误 若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成 则被还原的C3增加 生成的C5增加 而CO2被C5固定形成的C3的过程不变 故C5的含量将增加 C3的含量将减少 C正确 若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出 意味着暗反应中C3的还原过程变慢 生成的C5减少 而CO2被C5固定形成的C3的过程不变 故C5的含量将减少 C3的含量将增加 D错误 C 解析 从图示可知 用CTK处理比正常叶片中 用蒸馏水处理 叶绿素含量下降慢 说明细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老 A正确 而用CTK ABA处理组比CTK中的叶绿素含量下降快 说明CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱 B正确 NADPH是光反应产生 通过光合色素吸收光能使水光解产生 ABA组叶绿体中叶绿素含量下降快于CTK组 光反应慢 形成NADPH速率慢 C错误 ABA处理组叶绿素含量比对照组下降快 说明ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程 D正确 5 2018 河南洛阳一质检 下图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响 下列有关叙述中不正确的是 A A B点 叶绿体中C3浓度降低B B D点 叶绿体中C5浓度升高C 曲线A B点 叶绿体中C5生成速率降低D D点时 限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等 C 解析 A B点 光照强度增强 光反应产生的ATP和 H 多 C3被还原的多 所以叶绿体中C3浓度降低 A正确 B D点 B点二氧化碳浓度比D点高 二氧化碳与C5固定形成C3 所以D点C5利用的少 叶绿体中C5浓度升高 B正确 曲线A B点 C3被还原的多 所以叶绿体中C5生成速率加快 C错误 D点时 限制光合作用速率的环境因素不是光照强度 可能有CO2浓度和温度等 D正确 6 2018 全国 T30 为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性 某同学选取来自树冠不同层的A B两种叶片 分别测定其净光合速率 结果如图所示 据图回答问题 1 从图可知 A叶片是树冠 填 上层 或 下层 的叶片 判断依据是 2 光照强度达到一定数值时 A叶片的净光合速率开始下降 但测得放氧速率不变 则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制 3 若要比较A B两种新鲜叶片中叶绿素的含量 在提取叶绿素的过程中 常用的有机溶剂是 下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 暗 无水乙醇 解析 1 由于上层叶片对阳光的遮挡 导致下层叶片接受的光照强度较弱 因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低 据此分析图示可推知 A叶片是树冠下层的叶片 2 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段 氧气产生于光反应阶段 光照强度达到一定数值时 A叶片的净光合速率开始下降 但测得放氧速率不变 说明光反应速率不变 则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制 3 绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 可以用无水乙醇提取叶绿素 7 2016 全国 T30 为了探究生长条件对植物光合作用的影响 某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲 乙两组 置于人工气候室中 甲组模拟自然光照 乙组提供低光照 其他培养条件相同 培养较长一段时间 T 后 测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度 即单位时间 单位叶面积吸收CO2的量 光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示 回答下列问题 1 据图判断 光照强度低于a时 影响甲组植物光合作用的限制因子是 2 b光照强度下 要使甲组的光合作用强度升高 可以考虑的措施是提高 填 CO2浓度 或 O2浓度 3 播种乙组植株产生的种子 得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后 再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度 得到的曲线与甲组的相同 根据这一结果能够得到的初步结论是 光照强度 CO2浓度 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素 低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 解析 1 题图显示 光照强度低于a时 甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加 因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度 2 b光照强度下 甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增加而增加 因此限制甲组植物光合作用的因子不再是光照强度 而是CO2浓度等 所以 要使甲组的光合作用强度继续升高 可以考虑的措施是提高CO2浓度 3 依题意可知 导致甲 乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同 即甲组模拟自然光照 乙组提供低光照 播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后 其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同 据此能够得到的初步结论是 乙组光合作用强度与甲组的不同 是由环境因素低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 8 2018 河南新乡二模 为研究叶面施肥对大豆植株光合作用的影响 科研人员用适宜浓度的氮肥 尿素 钾肥 硫酸钾 磷肥 过磷酸钙 和硼肥 硼酸 分别喷施处于生长期的大豆叶片 相关实验结果见下表 请回答下列问题 1 根据上表信息 分析实验过程中影响大豆植株光合作用的内部因素是 影响大豆植株光合作用的外界因素有 等 2 实验过程中对实验组的处理要求是 3 在预实验过程中 喷施溶液的浓度过高时会出现 烧苗 现象 该现象出现的主要原因是 4 由表中数据可知 使用适宜浓度的磷肥 硼肥可以使大豆叶片的光反应和暗反应均增强 试结合表中数据分别说明其原因 叶绿素含量 或光合色素含量 光照强度 CO2浓度 水分 矿质元素 喷施溶液的量相等 叶片细胞发生质壁分离 或渗透失水 失去过多水分而死亡 叶绿素含量增多 对光能的转化 能力增强 胞间CO2浓度升高 CO2吸收量增多 解析 1 表中信息显示 叶面施肥的各实验组的叶绿素含量和净光合速率均高于对照组 说明影响大豆植株光合作用的内部因素是叶绿素含量 或光合色素含量 光照强度 CO2浓度 水分 矿质元素等外界因素均会影响大豆植株的光合作用 2 叶面施肥的量为无关变量 依据实验设计遵循的等量原则应控制相同 即实验过程中对实验组的处理要求是喷施溶液的量相等 3 喷施溶液的浓度过高时 出现 烧苗 现象的主要原因是 喷施溶液的浓度大于细胞液浓度 导致叶片细胞因渗透失水而发生质壁分离 最终因失去过多水分而死亡 4 由表中数字可知 与对照组和使用适宜浓度的氮肥 钾肥的实验组相比 使用适宜浓度的磷肥 硼肥的实验组 其叶绿素含量增多 色素分子吸收的光能多 对光能的转化能力增强 导致光反应增强 同时 胞间CO2浓度升高 CO2吸收量增多 致使暗反应增强 考点三光合作用与细胞呼吸的综合 1 图解光合作用与细胞呼吸的过程 2 图解总光合速率与呼吸速率的关系 1 图示 2 解读 A点 只进行细胞呼吸 AB段 总光合速率呼吸速率 C点 为光饱和点 3 总 真 光合速率 净光合速率和呼吸速率三者之间的关系 1 关系式 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 2 三种速率的表示方法 3 总光合速率无法直接测得 只能通过测得的净光合速率数值与呼吸速率数值计算得到 题型1涉及光合作用与细胞呼吸过程关系的考查1 2018 广东江门一模 光合作用和呼吸作用都能产生ATP和 H 下列有关叙述中正确的是 A ATP中的腺苷含有N元素和2个高能磷酸键B ATP可以作为复制DNA分子的原料C ATP和 H 都是光合作用和呼吸作用的最终产物D H 是还原型辅酶 和还原型辅酶 的简化表示方式 D 解析 ATP中的腺苷是由腺嘌呤与核糖结合而成 含有N元素 不含高能磷酸键 A错误 ATP中远离腺苷的两个磷酸基团被水解掉后所得的物质是腺嘌呤核糖核苷酸 可以作为合成RNA分子的原料 B错误 H 是光合作用和呼吸作用的中间产物 C错误 H 是还原型辅酶 NADH 和还原型辅酶 NADPH 的简化表示方式 D正确 2 2017 全国 T29 下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图 据图回答下列问题 1 图中 代表的物质依次是 H 代表的物质主要是 2 B代表一种反应过程 C代表细胞质基质 D代表线粒体 则ATP合成发生在A过程 还发生在 填 B和C C和D 或 B和D 3 C中的丙酮酸可以转化成酒精 出现这种情况的原因是 O2 NADP ADP Pi C5 NADH 或还原型辅酶 C和D 在缺氧条件下进行 无氧呼吸 解析 1 分析图示 A过程为光合作用的光反应阶段 B过程是光合作用的暗反应阶段 图中 为水光解产生的O2 由 和H2O产生 与NADPH H 即还原型辅酶 可知 是NADP 由 转化成ATP可知 是ADP Pi 由 与CO2结合生成C3可知 为C5 呼吸作用过程中的 H 代表的物质主要是NADH 还原型辅酶 2 光合作用的光反应阶段 A 可产生ATP 而暗反应阶段 B 不产生ATP 有氧呼吸的三个阶段都产生ATP 其中细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段 C 线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段 D 3 在缺氧条件下 植物细胞可进行无氧呼吸 将丙酮酸转化成酒精 3 2018 山西太原期末 如图为某植物叶肉细胞内发生的生理过程图解 请据图回答 1 A物质是 B物质是 C物质是 这些物质跨膜运输的方式是 2 场所 是通过 结构 来增大膜面积的 酶1作用的部位是场所 中的 光合作用的光反应为暗反应提供 物质 场所 是指 3 在场所 中 如果用放射性同位素对B物质示踪 则放射性最先出现在 物质中 E物质在场所 的 上生成 4 长期水淹的植物会出现烂根现象 是因为图中 物质 的积累造成的 5 植物根尖细胞中产生ATP的结构有 H2O O2 CO2 自由扩散 类囊体薄膜 叶绿体基质 H 和ATP 细胞质基质 E 线粒体内膜 F 酒精 细胞质基质和线粒体 解析 1 分析图形可知 A物质是由根从土壤溶液中吸收的H2O 能参与光合作用的光反应 B物质是光反应产生并释放的O2 C物质是参与暗反应的CO2 这些物质跨膜运输的方式都是自由扩散 2 图中场所 是光合作用的场所叶绿体 是通过类囊体薄膜来增大膜面积的 图中酶1催化的是暗反应 其作用的部位是叶绿体中的叶绿体基质 光合作用的光反应为暗反应提供 H 和ATP 场所 是无氧呼吸进行的场所细胞质基质 3 图中场所 是有氧呼吸的主要场所线粒体 如果用放射性同位素对B物质 O2 示踪 则参与有氧呼吸第三阶段反应 与 H 结合生成水 故放射性最先出现在E物质 H2O 中 E物质在场所 的线粒体内膜上 有氧呼吸第三阶段的场所 生成 4 长期水淹的植物会出现烂根现象 是因为无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 即图中 F 酒精的积累造成的 5 植物根尖细胞没有光合作用能力 但可以进行细胞呼吸 其细胞呼吸会产生ATP 因此根尖细胞中产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体 题型2涉及光合作用与细胞呼吸影响因素及其应用的考查4 2017 全国 T30 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制 光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度 已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的 回答下列问题 1 将正常生长的甲 乙两种植物放置在同一密闭小室中 适宜条件下照光培养 培养后发现两种植物的光合速率都降低 原因是 甲种植物净光合速率为0时 乙种植物净光合速率 填 大于0 等于0 或 小于0 植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量 使密闭小室中CO2浓度降低 光合速率也随之降低 大于0 2 若将甲种植物密闭在无O2 但其他条件适宜的小室中 照光培养一段时间后 发现植物的有氧呼吸增加 原因是 甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加 而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节 所以当O2增多时 有氧呼吸会增加 解析 1 将正常生长的甲 乙两种植物放置在同一密闭小室中 适宜条件下照光培养 刚开始时小室内CO2浓度较高 光合作用强度大于呼吸作用强度 一段时间后 CO2浓度降低 暗反应受阻 进而使两种植物的光合速率都降低 甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的 因此当甲种植物的光合速率为0时 CO2浓度达到甲种植物的CO2补偿点 此时乙种植物光合作用强度仍大于呼吸作用强度 净光合速率大于0 2 将甲种植物密闭在无O2 但其他条件适宜的小室中 该小室内是有CO2的 植物可以进行光合作用 甲种植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加 而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节 所以当O2增多时 有氧呼吸会增加 5 2018 湖南衡阳一模 为研究磁场处理时间对金鱼藻光合作用的影响 研究者给予金鱼藻不同磁场处理时间 在适宜条件下培养后对藻液中溶解氧浓度进行了测定 表格为测定结果 图为金鱼藻在24h内O2的吸收量和释放量 S1 S2 S3表示相应图形面积 据此分析回答 1 本实验的因变量是 经处理后藻液中溶解氧的浓度增加明显 说明其光合作用能力增强 这可能是磁场影响了金鱼藻本身的 等 2 用同位素18O标记藻液中的H2O 在金鱼藻体内发现含放射性18O的有机物 18O转移途径是 3 图中表示叶绿体吸收CO2的区段是 用字母表示 金鱼藻一昼夜最大光合速率为 mg h 一昼夜有机物积累量为 用代数式表示 溶解氧的浓度 数量 叶绿素含量 酶的数量与活性 叶绿体数量等 H2O CO2 C3 有机物 ad和eh 85 S1 S3 S2 解析 1 分析可知 该实验的自变量是磁场处理时间 因变量是溶解氧的浓度 经处理后藻液中溶解氧的浓度增加明显 说明处理使得光合作用能力增强 可能是磁场影响了金鱼藻本身的数量 叶绿素含量 酶的数量与活性 叶绿体数量等 2 用同位素18O标记藻液中的H2O 该水先参与有氧呼吸第二阶段 与丙酮酸反应生成含有同位素的二氧化碳 再参与光合作用暗反应 与五碳化合物结合生成三碳化合物 最后三碳化合物还原生成含有同位素的有机物 因此18O转移途径是H2O CO2 C3 有机物 3 当叶绿体吸收二氧化碳的时候 说明植物体进行光合作用 图乙中ad和eh段有光照 有光合作用 所以图乙中ad和eh段叶绿体吸收二氧化碳 金鱼藻最大光合速率 净光合作用 细胞呼吸 75 10 mg h 85mg h 图中S1 S3可以表示白天有机物的积累量 S2可以表示夜间有机物的消耗量 所以一昼夜积累的有机物S1 S3 S2 题型3自然环境与密闭环境中光合作用变化的分析6 某研究小组进行某植物的栽培实验 图1表示在适宜的光照 CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线 图2为在恒温密闭玻璃温室中 连续24h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线 据图分析 下列说法中错误的是 D A 图1中 当温度达到55 时 植物光合作用相关的酶失活B 6h时 图2叶肉细胞产生 H 的场所有叶绿体 线粒体和细胞质基质C 18h时 图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量D 该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时 在两图中的描述点共有4个 解析 图1中的虚线始终为二氧化碳的释放 从图中看出 当温度达到55 时 光合作用不再吸收二氧化碳 只剩下细胞呼吸释放二氧化碳的曲线 表示植物不再进行光合作用 只进行细胞呼吸 A正确 图2中6h时 二氧化碳的吸收速率为0 此时光合作用强度与细胞呼吸强度相等 因此叶肉细胞产生 H 的场所有叶绿体 线粒体和细胞质基质 B正确 图2中18h 二氧化碳的吸收速率等于0 说明植物的光合作用强度等于细胞呼吸强度 植株的叶肉细胞的叶绿体产生的O2量必须大于线粒体消耗的O2量 才能保证非叶肉细胞的O2供应 而使植物的光合作用强度等于有氧呼吸的强度 C正确 图2中当光合速率等于呼吸速率时 净光合速率为0 处于室内二氧化碳浓度曲线的拐点 因此图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有2个 图1中 光合作用与细胞呼吸相等的温度条件是40 故两图中的描述点共3个 D错误 7 2018 河北衡水一模 某兴趣小组从晴朗夏季的某天早晨6点 a 到下午6点 h 测量了某植株吸收CO2速率的变化情况 其结果如图所示 请回答下列相关问题 1 测量期间 在 点该植株的干重最大 理由是 2 该植株在d点和f点通过光合作用消耗CO2的速率不一定相等 理由是 3 ce段 该植株吸收CO2速率下降的直接原因是 fg段植株吸收CO2速率下降的主要原因是 4 在c点 若给该植株提供14C标记的二氧化碳 则14C的转移途径是二氧化碳 葡萄糖 二氧化碳 g bg段 不包括b和g点 该植株一直在积累有机物 且积累量大于ab段有机物的消耗量 该植株在d点和f点的呼吸作用速率不一定相等 部分气孔关闭 CO2供应减少 光照强度减弱 光反应速率变慢 导致暗反应消耗CO2速率变慢 三碳化合物 丙酮酸 解析 1 根据分析可知 b g为光补偿点 此时光合速率与呼吸速率相等 说明bg段 不包括b和g点 该植株一直在积累有机物 且积累量大于ab段有机物的消耗量 因此在g点时该植株的干重最大 2 据图分析 d点和f点的净光合速率相等 而该植株在d点和f点的呼吸作用速率不一定相等 因此该植株在这两点通过光合作用消耗CO2的速率不一定相等 3 图中ce段 光照太强 温度过高 导致植株的部分气孔关闭 CO2供应减少 导致该植株吸收二氧化碳速率降低 fg段 光照强度减弱 光反应速率变慢 导致暗反应消耗CO2速率变慢 4 根据光合作用暗反应过程和有氧呼吸过程分析 首先被14C标记的二氧化碳与五碳化合物结合生成含有14C的三碳化合物 然后在光反应产生的ATP和 H 的作用下 三碳化合物还原生成含有14C的葡萄糖等有机物 接着葡萄糖通过有氧呼吸第一阶段产生含有14C的丙酮酸 三碳化合物 再通过有氧呼吸第二阶段生成含有14C的二氧化碳 8 2018 山东济南期末 图甲是一个完全透光的密闭小室 内有利用完全培养液培育的大豆幼苗和一个装有饱和NaHCO3溶液的烧杯 将该小室置于自然环境中 图乙是晴朗夏季的一昼夜 该小室内O2增加或减少速率的变化曲线 请回答下列相关问题 1 图甲中饱和NaHCO3溶液的作用是 2 图乙中 a点之前 大豆幼苗叶肉细胞内合成ATP的场所有 从日出到日落这段时间内 小室内氧气含量的变化规律是 3 当 写出含有S1 S2 S3的表达式 时 反映该小室一昼夜大豆幼苗的有机物总量是增加的 为大豆幼苗的光合作用提供CO2 细胞质基质和 ab段逐渐降低 bf段逐渐升高 fg段逐渐降低 线粒体 S2 S1 S3 解析 1 图甲中饱和NaHCO3溶液的作用是 为大豆幼苗的光合作用提供CO2 2 图乙中 a点之前 没有光照 大豆幼苗叶肉细胞不能进行光合作用 但能进行呼吸作用 因此叶肉细胞内合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体 ab段和fg段 小室内O2增加的速率均小于零 说明呼吸速率大于光合速率 小室内氧气含量都逐渐降低 bf段小室内O2增加的速率大于零 说明呼吸速率小于光合速率 小室内氧气含量都逐渐升高 可见 从日出到日落这段时间内 小室内氧气含量的变化规律是 ab段逐渐降低 bf段逐渐升高 fg段逐渐降低 3 分析乙图可知 S1 S3分别表示0 bh f 24h时间段内有机物的消耗量 S2表示b fh时间段内有机物的积累量 若该小室一昼夜大豆幼苗的有机物总量是增加的 则需满足S2 S1 S3 1 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 图甲 1 a点 凌晨3时 4时 温度降低 细胞呼吸减弱 CO2释放减少 2 b点 上午6时左右 有微弱光照 开始进行光合作用 3 bc段 不含b c点 光合作用强度小于细胞呼吸强度 4 c点 上午7时左右 光合作用强度等于细胞呼吸强度 5 ce段 不含c e点 光合作用强度大于细胞呼吸强度 6 d点 温度过高 部分气孔关闭 出现 午休 现象 7 e点 下午6时左右 光合作用强度等于细胞呼吸强度 8 ef段 不含e f点 光合作用强度小于细胞呼吸强度 9 fg段 没有光照 光合作用停止 只进行细胞呼吸 图乙 1 积累有机物时间段 ce段 2 制造有机物时间段 bf段 3 消耗有机物时间段 为Og段 4 一天中有机物积累最多的时间点 e点 5 一昼夜有机物的积累量表示为 SP SM SN SP SM SN表示面积 题型4涉及光合作用与细胞呼吸关键点的移动9 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室 调节小室CO2浓度 在一定光照强度下测定叶片光合作用强度 以CO2吸收速率表示 测定结果如图所示 下列叙述正确的是 A 如果光照强度适当降低 a点左移 b点左移B 如果光照强度适当降低 a点左移 b点右移C 如果光照强度适当增强 a点右移 b点右移D 如果光照强度适当增强 a点左移 b点右移 D 解析 a点 b点分别是CO2补偿点 CO2饱和点 在a点浓度时 光合速率等于呼吸速率 b点浓度时 光合速率达到最大 如果光照强度适当降低 则光合作用强度会降低 a点应右移 b点左移 如果光照强度适当增强 则光合作用强度会增加 a点左移 b点右移 10 已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 如图表示30 时光合作用与光照强度的关系 若温度降到25 原光照强度和二氧化碳浓度不变 理论上图中相应点a b d的移动方向分别是 A 下移 右移 上移B 下移 左移 下移C 上移 左移 上移D 上移 右移 上移 C 解析 图中a b d三点分别表示细胞呼吸强度 光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度 由题干 光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 可知 当温度从30 降到25 时 细胞呼吸强度降低 a点上移 光合作用强度增强 所以光饱和点 d点 时吸收的CO2增多 d点上移 b点表示光合作用强度 细胞呼吸强度 在25 时细胞细胞呼吸强度降低 光合作用强度增强 在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等 需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等 即b点左移 注 适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上 光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前 典例1 2016 全国 T31 BTB是一种酸碱指示剂 BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄 某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用 进行了如下实验 用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液 并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色 之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中 其中6支加入生长状况一致的等量水草 另一支不加水草 密闭所有试管 各试管的实验处理和结果见下表 借助光合作用与细胞呼吸强化科学探究 遮光是指用黑纸将试管包裹起来 并放在距日光灯100cm的地方 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响 回答下列问题 1 本实验中 50min后1号试管的溶液是浅绿色 则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的 若1号试管的溶液是蓝色 则说明2至7号试管的实验结果是 填 可靠的 或 不可靠的 2 表中X代表的颜色应为 填 浅绿色 黄色 或 蓝色 判断依据是 3 5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明在此条件下水草 不同光强下水草的光合作用与呼吸作用 不可靠的 黄色 水草不进行光合作用 只进行呼吸作用 溶液中CO2浓度高于3号管 光合作用强度等于呼吸作用强度 吸收与释放的CO2量相等 解析 1 依题意并结合表中信息可知 距日光灯的距离表示光照的强弱 1号试管为对照组 其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定 2 7号试管为实验组 2号试管遮光 其内的水草不能进行光合作用 但能进行呼吸作用 3 7号试管内的水草在有光的条件下 可进行光合作用和呼吸作用 溶液颜色的变化是由光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量共同决定的 综上所述 若50min后 1号试管的溶液是浅绿色 则说明2 7号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用与呼吸作用引起的 若1号试管的溶液是蓝色 则说明2 7号试管的实验结果是不可靠的 2 2号试管遮光 其内的水草不能进行光合作用消耗CO2 但能通过呼吸作用释放CO2 所以试管内CO2浓度最高 X代表的颜色应为黄色 3 5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同 均为浅绿色 说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度 1 探究光合作用强度的实验设计方法 1 指示剂显色法例如上述例题利用BTB这种酸碱指示剂检测水生植物引起的CO2浓度的变化 2 液滴移动法 气体体积变化法 黑暗条件下 装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量 适宜光照下 装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率 真光合速率 净光合速率 呼吸速率 3 黑白瓶法 取三个玻璃瓶 一个用黑胶布包上 并包以锡箔 从待测的水体深度取水 保留一瓶以测定水中原来的溶氧量 初始值 将剩余的两个黑 白瓶沉入取水深度 经过一段时间 将其取出 并进行溶氧量的测定 有初始值的情况下 黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量 白瓶中氧气的增加量为净光合作用量 二者之和为总光合作用量 没有初始值的情况下 白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量 4 叶圆片称重法测定单位时间 单位面积叶片中淀粉的生成量 如图所示以有机物的变化量测定光合速率 S为叶圆片面积 净光合速率 z y 2S 呼吸速率 x y 2S 总光合速率 净光合速率 呼吸速率 x z 2y 2S 5 半叶片法将植物对称叶片的一部分 A 遮光或取下置于暗处 另一部分 B 则留在光下进行光合作用 即不做处理 并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移 一定时间后 在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片 分别烘干称重 记为MA MB 开始时二者相应的有机物含量应视为相等 照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量 超出部分即为光合作用产物的量 再通过计算可得出光合速率 6 叶圆片上浮法首先通过对叶片打孔 抽气 沉底的材料处理 然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作 最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间 7 梯度法用一系列不同光照强度 温度或CO2浓度装置 可探究光照强度 温度或CO2浓度对光合作用强度的影响 2 光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧 1 实验设计中必须注意的三点 变量的控制手段 如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡 或相同功率的灯泡 但与植物的距离不同 进行控制 不同温度可用不同恒温装置控制 CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节 对照原则的应用 不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验 而应该用一系列装置进行相互对照 无论哪种装置 在光下测得的数值均为 净光合作用强度 值 2 解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加 NaOH 还是加 NaHCO3 给予 光照 处理还是 黑暗 处理 是否有 在温度 光照最适宜条件下 等信息 训练1 取某植物生长旺盛的绿叶 用打孔器打出许多叶圆片 再用气泵抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底 然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中 给予一定的光照 记录每个烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间 下列说法错误的是 A 本实验是研究CO2浓度对光合作用强度的影响B 叶片必须先在暗处放置几小时 消耗叶片中的淀粉C 叶肉细胞产生的O2从叶绿体扩散到线粒体和细胞外D 一定范围内增强光照强度 可以缩短叶圆片上浮的平均时间 B 解析 该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液 可以为光合作用提供CO2 所以该实验是研究CO2浓度与光合作用强度的关系 A正确 该实验的因变量是光合作用产生的氧气量 并不是淀粉的含量 所以实验前不需要消耗掉叶片中的淀粉 B错误 叶肉细胞光合作用产生的氧气首先提供给发生有氧呼吸的线粒体 再扩散到细胞外 C正确 一定范围内增强光照强度 则光合作用产生的氧气增多 可以缩短叶圆片上浮的平均时间 D正确 D 解析 c瓶是对照 a和c的差值能反映呼吸强度 b和c的差值反映的是光合作用和细胞呼吸强度的差 b和a的差值反映的是总光合作用强度 训练3 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率 做如图所示实验 在叶柄基部做环剥处理 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1cm2的叶圆片 烘干后称其重量 M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮