2019-2020年高考生物一輪復習 第二單元 細胞的代謝 第8講 光合作用與細胞呼吸講義 浙科版.doc

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2019-2020年高考生物一輪復習 第二單元 細胞的代謝 第8講 光合作用與細胞呼吸講義 浙科版 [考試標準] 知識內(nèi)容 必考要求 加試要求 光合作用 (1)環(huán)境因素對光合速率的影響 (2)光合作用與細胞呼吸的異同 (3)活動：探究環(huán)境因素對光合作用的影響 c c b c 考點一　環(huán)境因素對光合速率的影響 1．光合速率(又稱光合強度) (1)含義：一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法：產(chǎn)生氧氣量/單位時間或消耗二氧化碳量/單位時間。 2．影響光合速率的環(huán)境因素：光強度、CO2濃度、溫度等。 [診斷與思考] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短(　　) (2)生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(　√　) (3)延長光照時間能提高光合作用強度(　　) (4)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用(　　) 2．說出光強度、CO2濃度、溫度影響光合速率的原理。 提示　光強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率；CO2濃度是通過影響碳反應制約光合速率；溫度是通過影響酶的活性來影響光合作用。 3．解讀光強度影響光合速率的曲線 A點 光強度為0，此時只進行細胞呼吸，CO2釋放量表示此時的細胞呼吸強度 AB段 光強度加強，光合速率逐漸增強，但細胞呼吸強度仍大于光合作用強度 B點 光補償點，即光合作用強度＝細胞呼吸強度，細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用 BC段 隨著光強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，光合作用強度大于細胞呼吸強度 C點 光飽和點，繼續(xù)增加光強度，光合作用強度不再增加 4.解讀CO2濃度影響光合速率的曲線 A點 光合速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點 A′點 進行光合作用所需CO2的最低濃度 B和B′點 CO2飽和點，即繼續(xù)增加CO2的濃度，光合速率不再增加 AB段和 A′B′段 在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增加而增大 5．解讀溫度影響光合速率的曲線 AB段 在B點之前，隨著溫度升高，光合速率增大 B點 酶的最適溫度，光合速率最大 BC段 隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50_℃左右光合速率幾乎為零 6.舉例說明光強度、溫度、CO2濃度對光合速率的應用。 提示　(1)光強度：間作套種時農(nóng)作物的種類搭配；林間帶樹種的配置；冬季溫室栽培等。 (2)溫度：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室內(nèi)溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。 (3)CO2濃度：大田要“正其行，通其風”，多施有機肥；溫室內(nèi)可適當補充CO2，即適當提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 題組一　光強度、CO2濃度、溫度等因素對光合速率的影響 1．下圖表示光強度和CO2濃度對某植物光合速率的影響。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．曲線中a點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中三碳酸分子濃度降低 B．曲線中d點轉(zhuǎn)向b點時，葉綠體中RuBP濃度升高 C．a(chǎn)b段影響光合速率的主要因素是光強度 D．bc段影響光合速率的限制性因素可能是溫度等其他條件 答案　B 解析　a點轉(zhuǎn)向b點時，光反應增強能提供更多的NADPH和ATP用于三碳酸分子的還原，故三碳酸分子濃度會下降；d點轉(zhuǎn)向b點時二氧化碳濃度增加，會有更多的RuBP用于二氧化碳的固定，故RuBP濃度會下降；ab段表示隨光強度的增強，光合速率增加，故光照是影響光合速率的主要因素；bc段光強度已經(jīng)飽和，溫度等成為光合速率的影響因素。 2．植物的光合作用受溫度(T)和光強度(L)的影響。如圖表示植物在3種不同的光強度下消耗CO2的情況。分析在－5～0 ℃和20～30 ℃溫度范圍內(nèi)，光合作用的限制因素分別是(　　) A．L、T B．T和L都不是 C．T、L D．T、T 答案　C 解析　在－5～0 ℃范圍內(nèi)，光合速率不隨光強度增強而增大，所以限制因素是溫度；在20～30 ℃范圍內(nèi)，光合速率不隨溫度升高而增大，而隨光強度增強而增大，所以限制因素是光強度。 題組二　其他因素對光合速率的影響 3．如圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光強度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時桑葉沒能出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光強度的變化有關 C．導致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 答案　C 解析　曲線Ⅰ為降雨后第2天(水分充足)測得的數(shù)據(jù)，曲線Ⅰ沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A項正確；曲線Ⅱ和曲線Ⅲ分別是降雨后第8天和第15天測得的數(shù)據(jù)，此時土壤含水量減少，并都出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，即中午溫度高，為降低蒸騰作用，氣孔關閉，導致這種曲線變化的主要因素是光強度，B項正確，C項錯誤；根據(jù)曲線Ⅰ可知，適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D項正確。 4．將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光強度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株開始積累有機物時的最低光強度單作大于間作 答案　D 解析　A項，當光強度為0時，植物只進行細胞呼吸，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時的呼吸強度比單作時的大，大豆間作時的呼吸強度比單作時的小。B項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點增大，大豆光合作用的光飽和點減小。C項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光強度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時增強，在較高光強度范圍內(nèi)，大豆間作時的光合速率比單作時減弱。D項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，單作時大豆開始積累有機物時的最低光強度大于間作時的。 題組三　探究環(huán)境因素對光合速率的影響 5．圖甲是探究光對黑藻光合作用影 響的實驗裝置，光源位置固定，且光照時間一定，反應室的溶液中含有適量NaHCO3。圖乙為黑藻葉綠體中的某生理過程。請回答： (1)本實驗中黑藻的光合速率可用單位時間的________________表示。 (2)若變換圖甲中的光源，可改變光的________________或________________。 (3)圖乙所示的生理過程為________________循環(huán)，該循環(huán)從一個________________開始，每形成1分子三碳糖需經(jīng)過________________輪該循環(huán)。三碳糖大部分運至葉綠體外轉(zhuǎn)變成________________，供植物細胞利用。 答案　(1)氧氣釋放量　(2)強度　波長　(3)卡爾文　RuBP(五碳糖)　3　蔗糖 解析　由甲圖所示的測氧裝置，可確定光合速率的檢測指標；光的類型包括光強與光質(zhì)；從RuBP開始，因為CO2含一個碳原子，需經(jīng)三輪循環(huán)，形成一分子三碳糖。 1．多因子對光合速率影響的分析 P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。 Q點：橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當提高圖中的其他因子。 2．“三看法”解答坐標曲線題 解答坐標曲線圖類的題目要遵循的步驟是：第一看坐標圖中橫、縱軸的含義，找出橫、縱坐標的關系，結合教材聯(lián)系相應的知識點；第二看曲線中的特殊點，即始終點、 轉(zhuǎn)折點、交叉點所表示的生物學意義；第三看曲線的變化趨勢及含義。 3．生物實驗解題的一般思路——仔細審題，弄清實驗目的和要求 (1)確定實驗目的，找出要研究的問題，這一點題目中都會給我們提示，諸如“研究、驗證、探究”等字眼后面往往是試題將要研究的問題，也就是實驗目的。 (2)對應實驗目的，運用所學知識，找準實驗原理。 (3)要弄清實驗類型，即要設計的實驗是驗證性實驗還是探究性實驗。 (4)依據(jù)實驗原理確定實驗變量以及影響實驗結果的無關變量。 (5)確定實驗器材，對于生物實驗題中已提供的實驗材料和用具，主要分析“有何用”“怎么用”，一般應全部用上，不可遺漏，除非試題是讓你選擇使用或者自行確定實驗材料和用具。 考點二　光合作用與細胞呼吸的異同 1．完善光合作用與需氧呼吸的區(qū)別 項目 光合作用 需氧呼吸 物質(zhì)變化 無機物合成有機物 有機物被分解成無機物 能量變化 光能→穩(wěn)定的化學能 穩(wěn)定的化學能→熱能、ATP中活躍的化學能 實質(zhì) 合成有機物，貯存能量 分解有機物、釋放能量，供細胞利用 場所 主要是葉綠體 細胞溶膠和線粒體 條件 只在光下進行 時刻都能進行 2.完善光合作用與需氧呼吸的聯(lián)系 (1)物質(zhì)方面 C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2 O：H2OO2H2O H：H2OH]碳反應,C6H12O6[H]H2O (2)能量方面 光能ATP中活躍的化學能碳反應,C6H12O6中穩(wěn)定的化學能 3．光合作用與細胞呼吸之間的氣體變化 下面為葉肉細胞內(nèi)線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖示，據(jù)圖判斷生理過程。 圖①：表示黑暗中，只進行細胞呼吸； 圖②：表示呼吸速率＞光合速率； 圖③：表示呼吸速率＝光合速率； 圖④：表示呼吸速率＜光合速率。 [診斷與思考] 1．判斷下列敘述的正誤 (1)在葉肉細胞中，CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是類囊體膜和線粒體內(nèi)膜(　　) (2)CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中(　　) (3)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變成化學能，細胞呼吸過程中化學能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(　　) (4)凈光合速率長期為零時會導致幼苗停止生長(　√　 ) (5)適宜光照下，植物吸收CO2的總量等于固定的CO2的總量(　　) 2．探究光合作用與需氧呼吸過程中[H]和ATP的來源、去向 項目 光合作用 需氧呼吸 [H] 來源 H2O光解產(chǎn)生 需氧呼吸第一、二階段 去向 還原三碳酸分子 用于第三階段還原O2 ATP 來源 光反應階段產(chǎn)生 三個階段都產(chǎn)生 去向 用于三碳酸分子還原供能 用于各項生命活動(植物三碳酸分子的還原除外) 3.在不同的光照條件下，光合速率與呼吸速率的計算 (1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。 (2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)值表示凈光合速率。 (3)真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： ①光合作用產(chǎn)生的O2量＝實測的O2釋放量＋細胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量＝實測的CO2吸收量＋細胞呼吸釋放的CO2量。 ③光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量＝葡萄糖的積累量(增重部分)＋細胞呼吸消耗的葡萄糖量。 4．葉綠體吸收CO2的量屬于真光合作用還是凈光合作用？ 提示　真光合作用。 題組一　光合作用與細胞呼吸的過程判斷 1．下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是(　　) C6H12O6＋O2CO2＋H2O＋能量 A．過程①只在線粒體中進行，過程②只在葉綠體中進行 B．過程①產(chǎn)生的能量全部貯存在ATP中 C．過程②產(chǎn)生的C6H12O6中的氧全部來自H2O D．過程①和②中均能產(chǎn)生[H]，二者還原的物質(zhì)不同 答案　D 解析　過程①②分別是需氧呼吸、光合作用。A項，在有線粒體的真核生物細胞中，過程①發(fā)生的場所是細胞溶膠和線粒體，過程②只發(fā)生在葉綠體中，而在原核細胞中，過程①②都發(fā)生在細胞溶膠中。B項，過程①通過需氧呼吸氧化分解有機物，釋放的能量一部分以熱能形式散失，一部分轉(zhuǎn)移至ATP中。C項，過程②產(chǎn)生的C6H12O6中的氧全部來自CO2，而不是來自H2O，H2O中的氧在光反應過程中通過水的光解產(chǎn)生O2。D項，過程①的第一、二階段產(chǎn)生的[H]，用于第三階段還原O2，生成H2O；過程②通過光反應產(chǎn)生的[H]，用于碳反應還原C3，因此二者還原的物質(zhì)不同。 2．下圖是綠色植物體內(nèi)能量供應及利用的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．乙過程利用的ATP是由甲和丙過程共同提供的 B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳酸分子 C．甲、丙中合成ATP所需的能量來源不相同 D．丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細胞吸收葡萄糖、興奮傳導等 答案　C 解析　從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應，乙是碳反應，丙是需氧呼吸，丁是ATP的水解。需氧呼吸產(chǎn)生的ATP不能用于光合作用的碳反應，A項錯誤；光反應過程中產(chǎn)生的ATP用于還原三碳酸分子，B項錯誤；光反應合成ATP所需的能量來源于光能，而丙過程合成ATP所需的能量來自有機物中的化學能，C項正確；紅細胞吸收葡萄糖的方式是易化擴散，易化擴散需要載體蛋白但不消耗ATP，D項錯誤。 題組二　線粒體、葉綠體中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的相關應用 3．如圖為植物的某個葉肉細胞中兩種膜結構及其上發(fā)生的生化反應模式圖。下列有關敘述正確的是(　　) A．圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中 B．圖1中的[H]來自水，圖2中的[H]來自丙酮酸 C．兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外，還均可產(chǎn)生ATP D．影響圖1、2中兩種膜上生化反應的主要外界因素分別是溫度和光照 答案　C 解析　根據(jù)題圖所示信息可判斷，圖1所示是葉綠體的類囊體膜，其上進行的是光合作用的光反應，圖示生化反應是水的光解，[H]來自水。圖2所示是線粒體內(nèi)膜，其上進行的是需氧呼吸的第三階段，[H]來自葡萄糖、丙酮酸和H2O。 4．將如圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光強度下，細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是(　　) 注：適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖 A．黑暗條件下，①增大、④減小 B．光強度低于光補償點時，①、③增大 C．光強度等于光補償點時，②、③保持不變 D．光強度等于光飽和點時，②減小、④增大 答案　B 解析　黑暗條件下，葉肉細胞只進行呼吸作用，不進行光合作用，細胞吸收O2，釋放CO2，故①增大、④減小，A正確；光補償點是指光合速率與呼吸速率相等時的光強度，當光強度低于光補償點時，光合速率小于呼吸速率，細胞吸收O2，釋放CO2，故①增大、③減小，B錯誤；當光強度等于光補償點時，光合速率等于呼吸速率，細胞不吸收O2，也不釋放CO2，②、③保持不變，C正確；光飽和點是指光合速率達到最大時的最低光強度，當光強度等于光飽和點時，光合速率大于呼吸速率，細胞吸收CO2，釋放O2，②減小、④增大，D正確。 題組三　總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的判斷及相關計算 5．以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是(　　) A．光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機物的量與30 ℃時相等 B．光照相同時間，在20 ℃條件下植物積累的有機物的量最多 C．溫度高于25 ℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少 D．其他條件不變，光強度適當增強時，兩曲線的交點將向左下方移動 答案　A 解析　分析題意與圖像可知，圖中的虛線代表凈光合作用，實線代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有機物總量(真光合作用量)＝呼吸作用消耗的有機物量(呼吸量)＋有機物的凈積累量(凈光合作用量)，即某溫度下圖中實線所對應的量加上虛線所對應的量就是真光合作用量。讀取圖中20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃等溫度下對應的CO2的吸收量與釋放量，根據(jù)上面的等式關系可以推斷出：光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機物的量與30 ℃時相等；光照相同時間，在25 ℃條件下植物積累的有機物的量最多；溫度高于25 ℃時，有機物的凈積累量開始減少；兩曲線的交點表示某溫度時，有機物的凈積累量與呼吸作用消耗的有機物的量相等，當其他條件不變，光強度適當增強時，凈光合作用量增大，兩曲線的交點將向右上方移動。 6．如圖表示在不同溫度下，測定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機物的重量變化)的操作流程及結果，據(jù)圖分析回答問題： (1)由圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為______，光合速率可表示為________。在13～16 ℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強度________(增強、減弱、不變)，實際光合作用的強度________(增強、減弱、不變)。 (2)恒定在上述________℃溫度下，維持10小時光照，10小時黑暗，該植物葉片增重最多，增重了________mg。 答案　(1)X　Y＋2X　增強　增強　(2)14　30 解析　(1)呼吸速率可用單位時間內(nèi)有機物的減少量來表示，所以是X。凈光合速率可用單位時間內(nèi)有機物的積累量來表示，而總光合速率還要加上呼吸消耗有機物的量，所以是Y＋2X。在13～16 ℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強度很明顯在逐漸增強，光合作用強度也在逐漸增強。(2)單位時間的凈光合作用的積累量是Y＋X,10小時的積累量是10(Y＋X)，再黑暗10小時，只有細胞呼吸，消耗的有機物的量是10X，經(jīng)過10小時光照，10小時黑暗，剩余的有機物的量是10Y，據(jù)此題圖可知在14 ℃時，增重最多，增加的量是30 mg。 題組四　光合作用與細胞呼吸的“關鍵點”移動 7．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，如圖表示30 ℃時光合作用與光強度的關系。若溫度降到25 ℃(原光強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、d的移動方向分別是(　　) 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 答案　C 解析　圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和在光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃”可知，當溫度從30 ℃降到25 ℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增強，所以光飽和點(d點)時吸收的CO2增多，d點上移。b點表示光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25 ℃時細胞呼吸作用強度降低，光合作用強度增強，在除光強度外其他條件不變的情況下要使其仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光強度以使光合作用強度與細胞呼吸強度相等，即b點左移。 8.如圖表示20 ℃時玉米光合作用強度與光強度的關系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說法中不正確的是(　　) A．S1＋S3表示玉米呼吸作用消耗的有機物量 B．S2＋S3表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量 C．若土壤中缺Mg，則B點右移，D點左移 D．S2－S3表示玉米光合作用有機物的凈積累量 答案　D 解析　圖示中，S1＋S3表示玉米在該光強度范圍內(nèi)呼吸作用消耗的有機物量，S2＋S3表示光合作用產(chǎn)生的有機物總量，S2表示玉米光合作用有機物的凈積累量。B點表示光合作用強度等于呼吸作用強度，缺Mg時，光合作用強度減弱。 題組五　密閉容器和自然環(huán)境中光合作用曲線分析 9．夏季晴朗的一天，甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．甲植株在a點開始進行光合作用 B．乙植株在e點有機物積累量最多 C．曲線b～c段和d～e段下降的原因相同 D．兩曲線b～d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關閉 答案　D 解析　由圖可知，a點是光合速率和呼吸速率相等的點，在a點之前就進行光合作用，A項錯誤；CO2的吸收速率(凈光合速率)大于零，說明植物在積累有機物，6～18時，植物一直在積累有機物，所以有機物積累量最多是在18時，B項錯誤；b～c段的變化是由于溫度高，蒸騰作用旺盛，植物為了減少水分的散失而關閉氣孔，致使植物吸收CO2量減少，d～e段的變化由光強度減弱引起，C項錯誤；在b～c段，甲植株沒有出現(xiàn)CO2吸收速率下降，有可能是某種原因?qū)е缕淙~片的氣孔無法關閉，D項正確。 10．某生物研究小組在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)進行植物栽培實驗，連續(xù)48小時測定溫室內(nèi)CO2濃度及植物CO2吸收速率，得到如圖所示曲線(整個過程呼吸速率恒定)，據(jù)圖分析正確的是(　　) A．圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有3個 B．綠色植物吸收CO2速率達到最大的時刻是第45小時 C．實驗開始的前24小時比后24小時的平均光強度弱 D．實驗全過程葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所是線粒體和葉綠體 答案　C 解析　圖中細線是在恒溫密閉環(huán)境中測得的二氧化碳吸收速率，當吸收速率為零時，表示植物不從外界吸收二氧化碳，此時光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此時呼吸速率與光合速率相等。根據(jù)圖解可知，呼吸速率與光合速率相等的點有4個，分別在第6、18、30、42小時，A項錯誤；據(jù)曲線分析，CO2吸收速率最大時對應的時間是第36小時，B項錯誤；由曲線圖看出，前24小時比后24小時的平均CO2吸收速率低，因此，前24小時比后24小時的平均光強度弱，C項正確；實驗全過程葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所包括細胞溶膠、線粒體和葉綠體，D項錯誤。 題組六　“三看法”突破光合速率與呼吸速率的測定 11．某轉(zhuǎn)基因作物有很強的光合作用能力。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強度測試的研究課題，設計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題： (1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟如下： ①甲、乙兩裝置的D中都放入____________________，裝置乙作為對照。 ②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進行________處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。 (2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟如下： ①甲、乙兩裝置的D中放入________________________________________________。 ②把甲、乙裝置放在__________________________________________________。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。 (3)實驗進行30分鐘后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如下表： 實驗30分鐘后紅墨 水滴移動情況 測定植物呼吸作用強度 甲裝置 ______(填“左”或“右”)移1.5 cm 乙裝置 右移0.5 cm 測定植物凈光 合作用強度　 甲裝置 ________(填“左”或“右”)移4.5 cm 乙裝置 右移0.5 cm (4)假設紅墨水滴每移動1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1 g，那么該植物的呼吸速率是__________g/h；白天光照15 h，一晝夜葡萄糖的積累量是__________g(不考慮晝夜溫差的影響)。 答案　(1)①NaOH溶液?、谡诠狻?2)①NaHCO3溶液，裝置乙作為對照?、诠庹粘渥?、溫度等相同且適宜的環(huán)境中　(3)左　右　(4)4　84 解析　要測光合作用強度必須先測呼吸作用強度，在測定呼吸作用強度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO2，植物進行呼吸作用消耗一定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根據(jù)一定時間內(nèi)玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的減少量即可計算出呼吸作用強度。在測定凈光合作用強度時要滿足光合作用所需的條件：充足的光照、一定濃度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用過程中消耗一定量CO2，產(chǎn)生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內(nèi)CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體減少量的影響。對照實驗裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素(如氣壓等)對實驗產(chǎn)生影響的結果。實驗裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為1.5＋0.5＝2(g/半小時)；凈光合速率為4.5－0.5＝4(g/半小時)，白天光照15 h的凈光合作用量是(42)15＝120(g)，一晝夜葡萄糖的積累量是15 h的光合作用實際生產(chǎn)量減去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的凈光合作用量減去9 h的呼吸作用消耗量，即120－49＝84(g)。 12．取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器將葉片打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組。甲組立即烘干處理并測得圓片干重為A，乙組保持濕潤且置于一個黑暗密閉裝置內(nèi)，丙組保持濕潤且置于一個密閉裝置內(nèi)并給予適宜強度的光照。乙組和丙組其他條件一致，一小時后，測得乙裝置內(nèi)圓片干重為B，丙裝置內(nèi)圓片干重為C。下列敘述正確的是(　　) A．C－A為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的真正光合速率 B．C－B為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的凈光合速率 C．A－B為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的呼吸速率 D．實驗過程中，乙組圓片葉肉細胞呼吸速率保持恒定 答案　C 解析　C－A為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的凈光合速率；C－B為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的真正光合速率；A－B為圓片葉肉細胞一小時內(nèi)的呼吸速率；乙裝置隨著O2濃度下降，葉肉細胞呼吸速率也下降。 13．用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的氧氣含量，結果如下(不考慮化能合成作用)。有關分析合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的細胞產(chǎn)生[H]的場所是線粒體內(nèi)膜 B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1 mg C．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低 D．在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量約為1.1 mg 答案　B 解析　本實驗中氧氣含量甲瓶－丙瓶＝1.1 mg，可表示一晝夜丙瓶中生物細胞呼吸量，乙瓶－甲瓶＝0.7 mg，可表示一晝夜乙瓶中生物凈產(chǎn)生的氧氣量，因此乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量＝1.1 mg＋0.7 mg＝1.8 mg，B正確，D錯誤；丙瓶中浮游植物的細胞產(chǎn)生[H]的場所有細胞溶膠、線粒體基質(zhì)，A錯誤；一晝夜后，乙瓶水樣中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只進行細胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水樣的pH比丙瓶的高，C錯誤。 1．凈光合速率和總光合速率的判定方法 (1)若為坐標曲線形式，當光強度為0時，CO2吸收值為0，則該曲線表示總(真)光合速率，若CO2吸收值為負值，則該曲線表示凈光合速率。 (2)若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。 (3)有機物積累量為凈光合速率，制造量為總(真)光合速率。 2．光合作用與細胞呼吸“關鍵點”移動的判斷技巧 CO2(或光)補償點和飽和點的移動方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)補償點B是曲線與橫軸的交點，CO2(或光)飽和點C則是最大光合速率對應的CO2濃度(或光強度)，位于橫軸上。 (1)呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點B應右移，反之左移。 (2)呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點B應右移，反之左移。 (3)陰生植物與陽生植物相比，CO2(或光)補償點和飽和點都應向左移動。 3．解讀密閉容器及自然環(huán)境中植物光合作用曲線 解讀　(1)夏季的一天中CO2吸收量和釋放量變化曲線分析(如圖1所示) ①a點：凌晨3～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少。 ②b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。 ③bc段：光合速率小于呼吸速率。 ④c點：上午7時左右，光合速率等于呼吸速率。 ⑤ce段：光合速率大于呼吸速率。 ⑥d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。 ⑦e點：下午6時左右，光合速率等于呼吸速率。 ⑧ef段：光合速率小于呼吸速率。 ⑨fg段：太陽落山，停止光合作用，只進行呼吸作用。 (2)有關有機物情況的曲線分析(如圖2所示) ①積累有機物的時間段：ce段。 ②制造有機物的時間段：bf段。 ③消耗有機物的時間段：Og段。 ④一天中有機物積累最多的時間點：e點。 ⑤一晝夜有機物的積累量：SP－SM－SN。 (3)在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量的變化曲線分析(如圖3所示) ①如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量增加。 ②如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量減少。 ③如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量不變。 ④CO2含量最高點為c點對應時刻，CO2含量最低點為e點對應時刻。 (4)在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜O2含量的變化曲線分析(如圖4所示) ①如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量減少。 ②如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量增加。 ③如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機物總量不變。 ④O2含量最高點為e點對應時刻，O2含量最低點為c點對應時刻。 4．測定光合速率與呼吸的三種方法 (1)利用裝置圖法測定植物光合速率與呼吸速率 ①裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光合速率時，NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定。 ②測定原理 a．甲裝置在黑暗條件下植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以單位時間內(nèi)紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 b．乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，所以單位時間內(nèi)紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。 c．真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 ③測定方法 a．將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。 b．將同一植物(乙裝置)置于光下一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。 c．根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。 ④物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。 (2)“半葉法”測定光合速率 此法測定時須選擇對稱性良好、厚薄均勻一致的兩組葉片，一組葉片用于測量干重的初始值，另一組(半葉遮黑的)葉片用于測定干重的終值。兩者之間的差值即為真正光合速率。 (3)利用“黑白瓶”法測定光合速率 將裝有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時間內(nèi)瓶中溶解氧含量的變化，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能進行呼吸作用；白瓶透光、瓶中生物可進行光合作用和呼吸作用。因此，真光合作用量(光合作用總量)＝白瓶中氧氣增加量＋黑瓶中氧氣減少量。