1、突破点一细胞呼吸方式的探究与细胞呼吸速率的测定突破点一细胞呼吸方式的探究与细胞呼吸速率的测定典例引领典例引领某兴趣小组利用如图所示装置某兴趣小组利用如图所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)探究酵母菌的细胞呼吸类型。探究酵母菌的细胞呼吸类型。(1)(1)想得到预期实验结果想得到预期实验结果,要设置对照实验要设置对照实验(装置乙装置乙),),装置乙的设置为装置乙的设置为 。(2)(2)请预测与实验结论相符合的现象请预测与实验结论相符合的现象,并填写表中内容并填写表中内容:审题指导审题指导 (1)(1)明确实验目的明确实验目的:探究酵母菌细胞呼
2、吸的类型。探究酵母菌细胞呼吸的类型。(2)(2)明确实验装置甲的原理明确实验装置甲的原理:密闭的锥形瓶中放有酵母菌培养液和密闭的锥形瓶中放有酵母菌培养液和NaOHNaOH溶液溶液,红红色液滴指示锥形瓶中气体的体积变化。装置甲中色液滴指示锥形瓶中气体的体积变化。装置甲中NaOHNaOH溶液能吸收溶液能吸收COCO2 2,因此装因此装置甲液滴移动的距离代表了有氧呼吸吸收置甲液滴移动的距离代表了有氧呼吸吸收O O2 2的量。酵母菌进行有氧呼吸吸收的量。酵母菌进行有氧呼吸吸收O O2 2,产生产生COCO2 2,并且并且O O2 2的吸收量等于的吸收量等于COCO2 2的产生量的产生量,无氧呼吸不吸收
3、无氧呼吸不吸收O O2 2,但产生但产生COCO2 2。(3)(3)对照组的设置对照组的设置:要检测无氧呼吸还要设置装置乙要检测无氧呼吸还要设置装置乙,装置乙去掉吸收装置乙去掉吸收COCO2 2的的NaOHNaOH溶液溶液,放入作为对照的等量的清水。放入作为对照的等量的清水。解析解析:(1)(1)本实验目的是探究本实验目的是探究(某条件下某条件下)酵母菌的细胞呼吸类型酵母菌的细胞呼吸类型,实验通过红色液滴的移动来体现实验通过红色液滴的移动来体现,结合实验结果记录表的内容可知结合实验结果记录表的内容可知,装置乙的设置需要达到的效果装置乙的设置需要达到的效果:结合装置甲中结合装置甲中(向左移向左移
4、)和装和装置乙中红色液滴不移动置乙中红色液滴不移动,可得出酵母菌只进行有氧呼吸的结论可得出酵母菌只进行有氧呼吸的结论,因此因此,装置乙内应存在装置乙内应存在COCO2 2,因为红因为红色液滴的移动是由色液滴的移动是由O O2 2与与COCO2 2的体积变化产生的的体积变化产生的,故其中不应放置吸收故其中不应放置吸收COCO2 2的物质。为保证实验的单的物质。为保证实验的单一变量原则一变量原则,装置乙与装置甲的唯一不同之处应是有无装置乙与装置甲的唯一不同之处应是有无NaOHNaOH溶液溶液,其他所有设置均应相同。故装其他所有设置均应相同。故装置乙的设置为除用等量清水代替置乙的设置为除用等量清水代
5、替NaOHNaOH溶液外溶液外,其他设置与装置甲完全相同。其他设置与装置甲完全相同。(2)(2)装置甲中装置甲中NaOHNaOH溶溶液的作用是吸收液的作用是吸收COCO2 2,如果酵母菌只进行无氧呼吸如果酵母菌只进行无氧呼吸,此过程不消耗此过程不消耗O O2 2,酵母菌无氧呼吸生成的酵母菌无氧呼吸生成的COCO2 2会会被被NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收,红色液滴不移动红色液滴不移动;装置乙中酵母菌产生的装置乙中酵母菌产生的COCO2 2不被吸收不被吸收,红色液滴向右移动红色液滴向右移动,即。即。如果酵母菌只进行有氧呼吸如果酵母菌只进行有氧呼吸,装置甲中装置甲中O O2 2被消耗被消耗,产生
6、的产生的COCO2 2被被NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收,装置甲中红色液滴装置甲中红色液滴向左移动向左移动,即即;装置乙中消耗的装置乙中消耗的O O2 2与产生的与产生的COCO2 2的体积相等的体积相等,装置乙中红色液滴不移动。如果酵装置乙中红色液滴不移动。如果酵母菌既进行有氧呼吸母菌既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸又进行无氧呼吸,装置甲中红色液滴向左移动装置甲中红色液滴向左移动,即即,装置乙中红色液滴向装置乙中红色液滴向右移动右移动,即。即。答案答案:(1)(1)除用等量清水代替除用等量清水代替NaOHNaOH溶液外溶液外,其他设置与装置甲完全相同其他设置与装置甲完全相同(2)(2)向左移
7、动向右移向左移动向右移动向左移动向右移动动向左移动向右移动素养提升素养提升1.1.细胞有氧呼吸速率的测定细胞有氧呼吸速率的测定(细胞呼吸底物为葡萄糖细胞呼吸底物为葡萄糖)(1)(1)实验装置实验装置(2)(2)实验原理实验原理:组织细胞呼吸作用吸收组织细胞呼吸作用吸收O O2 2,释放释放COCO2 2,CO,CO2 2被被NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收,使容器内使容器内气体压强减小气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。速率。装置乙为对照。(3)(3)误差的校正误差的校正如果实验材料是绿色
8、植物如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。呼吸速率的测定。如果实验材料是种子如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测应对装置及所测种子进行消毒处理。种子进行消毒处理。为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验应设置对照实验,将所测的将所测的生物材料灭活生物材料灭活(如将种子煮熟如将种子煮熟),),其他条件均不变。其他条件均不变。2.2.探究细胞呼吸方式探究细胞呼吸方式(细胞呼吸底物为葡萄糖细
9、胞呼吸底物为葡萄糖)(1)(1)实验装置实验装置(2)(2)实验原理实验原理装置一中装置一中NaOHNaOH溶液的作用是吸收掉细胞呼吸所产生的溶液的作用是吸收掉细胞呼吸所产生的COCO2 2,着色液移动的距离着色液移动的距离代表植物细胞呼吸吸收代表植物细胞呼吸吸收O O2 2的量。的量。装置二中着色液移动的距离代表植物细胞无氧呼吸产生装置二中着色液移动的距离代表植物细胞无氧呼吸产生COCO2 2量。量。(3)(3)结果分析结果分析对点落实对点落实1.1.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用的毛细管某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用的毛细管横截面积为横截
10、面积为1 mm1 mm2 2,实验开始时实验开始时,打开软管夹打开软管夹,将装置放入将装置放入25 25 水浴中水浴中,10 min,10 min后后关闭软管夹关闭软管夹,随后每隔随后每隔5 min5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如表所示。结果如表所示。下列分析正确的是下列分析正确的是()B B解析解析:题图中题图中X X为为NaOHNaOH溶液溶液,软管夹关闭后液滴将向左移动软管夹关闭后液滴将向左移动;在在202030 min30 min内氧内氧气的平均吸收速率为气的平均吸收速率为(130-65)(130-65)1 110=6.5(mm10=6.5
11、(mm3 3/min);/min);果蝇幼虫无氧呼吸产果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生生乳酸不产生COCO2 2,无论是否进行无氧呼吸无论是否进行无氧呼吸,液滴都不会移动液滴都不会移动;对照实验中应将对照实验中应将装置中的果蝇幼虫换成等数量的死幼虫装置中的果蝇幼虫换成等数量的死幼虫,并将该装置置于相同环境中并将该装置置于相同环境中,重复上重复上述实验。述实验。A.A.图中图中X X为为NaOHNaOH溶液溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动软管夹关闭后液滴将向右移动B.B.在在202030 min30 min内氧气的平均吸收速率为内氧气的平均吸收速率为6.5 mm6.5 mm3 3/min/minC
12、.C.如将如将X X换为清水换为清水,可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率D.D.增设的对照实验只需将装置中的增设的对照实验只需将装置中的X X换成清水换成清水,并将该装置置于相同的环境中并将该装置置于相同的环境中2.2.在如图三个相同密闭装置中在如图三个相同密闭装置中,分别放入质量相等的三份种子分别放入质量相等的三份种子:消毒且刚萌发消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把A A、B B、C C三套装置放在隔热且适宜的条件下培养三套装置放在隔热且适宜的条件下培养,请据图分析回答请据
13、图分析回答:(1)(1)装置装置A A和和B B形成对照形成对照,变量为变量为 ,即种子表面是否有即种子表面是否有。B B和和C C形成对照形成对照,变量为变量为 。(2)(2)当当A A和和B B玻璃管中的水珠开始移动时玻璃管中的水珠开始移动时,分别记录并计算其移动速率为分别记录并计算其移动速率为v vA A和和v vB B,则则v vA Av vB B(填填“”或或“”),),原因是原因是 。解析解析:(1)A(1)A和和B B形成对照形成对照,变量为种子是否消毒变量为种子是否消毒,即种子表面是否有微生物即种子表面是否有微生物;B;B和和C C形成对照形成对照,变量为种子的种类。变量为种子
14、的种类。(2)B(2)B内种子未消毒内种子未消毒,单位时间内呼吸作用强度大于单位时间内呼吸作用强度大于A A内内,消耗的氧气多消耗的氧气多,同时两同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被者呼吸作用产生的二氧化碳都被NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收,所以所以B B内外的压强差大内外的压强差大,玻璃玻璃管中水珠移动的速率管中水珠移动的速率v vA AvvB B。答案答案:(1)(1)种子是否消毒微生物种子的种类种子是否消毒微生物种子的种类(2)(2)”或或“”或或“TTB B,L,LC CLLB B。答案答案:(3)(3)小麦种子中主要是淀粉小麦种子中主要是淀粉,花生种子中脂肪较多花生种子中脂肪较多,相
15、同质量的脂相同质量的脂肪和糖类肪和糖类,脂肪中脂肪中H H含量比糖类高含量比糖类高,氧化分解时耗氧多氧化分解时耗氧多突破点二光合作用、细胞呼吸实验的常用研究方法突破点二光合作用、细胞呼吸实验的常用研究方法典例引领典例引领(2019(2019全国全国卷卷,节选节选)通常通常,对于一个水生生态系统来说对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物生产者所制造的有机物总量总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量
16、,可在该水生生可在该水生生态系统中的某一水深处取水样态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份将水样分成三等份,一份直接测定一份直接测定O O2 2含量含量(A),(A),另另两份分别装入不透光两份分别装入不透光(甲甲)和透光和透光(乙乙)的两个玻璃瓶中的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处密闭后放回取样处,若干若干小时后测定甲瓶中的小时后测定甲瓶中的O O2 2含量含量(B)(B)和乙瓶中的和乙瓶中的O O2 2含量含量(C)(C)。据此回答下列问题。据此回答下列问题:在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下,本实验中本实验中C
17、 C与与A A的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内 ;C;C与与B B的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内;A;A与与B B的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内。审题指导审题指导(1)(1)明确实验目的明确实验目的:测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量即光合测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量即光合作用的总放氧量。作用的总放氧量。(2)(2)明确题干信息明确题干信息:A:A为初始氧含量为初始氧含量,B,B为黑暗中为黑暗中,若干小时后瓶中氧含量若干小时后瓶中氧含量,C,C为光为光照下照下,若干小时后瓶中氧含量。若干小时后瓶中氧含量。(3)(3)明确明确“三量三量”的关
18、系的关系:总光合作用放氧量总光合作用放氧量=净光合作用放氧量净光合作用放氧量+呼吸作用耗呼吸作用耗氧量。氧量。解析解析:依题意可知依题意可知:甲、乙两瓶中只有生产者甲、乙两瓶中只有生产者,A,A值表示甲、乙两瓶中水样的初值表示甲、乙两瓶中水样的初始始O O2 2含量含量;甲瓶甲瓶O O2 2含量的变化反映的是呼吸作用耗氧量含量的变化反映的是呼吸作用耗氧量,因此因此B=A-B=A-呼吸作用耗呼吸作用耗氧量氧量;乙瓶乙瓶O O2 2含量变化反映的是净光合作用放氧量含量变化反映的是净光合作用放氧量,所以所以C=A+C=A+光合作用总放氧光合作用总放氧量量-呼吸作用耗氧量。综上分析呼吸作用耗氧量。综上
19、分析,本实验中本实验中,C-A=,C-A=光合作用总放氧量光合作用总放氧量-呼吸作用呼吸作用耗氧量耗氧量=净光合作用的放氧量净光合作用的放氧量,即即C C与与A A的差值表示这段时间内生产者净光合作的差值表示这段时间内生产者净光合作用的放氧量用的放氧量;C-B=;C-B=光合作用总放氧量光合作用总放氧量,即即C C与与B B的差值表示这段时间内生产者的的差值表示这段时间内生产者的光合作用的总放氧量光合作用的总放氧量;A-B=;A-B=呼吸作用耗氧量呼吸作用耗氧量,即即A A与与B B的差值表示这段时间内生的差值表示这段时间内生产者的呼吸作用耗氧量。产者的呼吸作用耗氧量。答案答案:生产者净光合作
20、用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量作用的耗氧量素养提升素养提升1.“1.“装置图法装置图法”测定光合速率与呼吸速率测定光合速率与呼吸速率(1)(1)测定装置测定装置(2)(2)测定方法及解读测定方法及解读测定呼吸速率测定呼吸速率(装置甲装置甲)a.a.装置甲烧杯中放入适宜浓度装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOHNaOH溶液用于吸收溶液用于吸收COCO2 2。b.b.玻璃钟罩遮光处理玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。以排除光合作用干扰。c.c.置于适宜温度环境中。置于适宜温度环境中。d.d.红色液滴向左移动红色液滴向
21、左移动(装置甲单位时间内向左移动距离代表呼吸速率装置甲单位时间内向左移动距离代表呼吸速率)。测定净光合速率测定净光合速率(装置乙装置乙)a.a.装置乙烧杯中放入适宜浓度的装置乙烧杯中放入适宜浓度的COCO2 2缓冲液缓冲液,用于保证容器内用于保证容器内COCO2 2浓度恒定浓度恒定,满足满足光合作用需求。光合作用需求。b.b.必须给予较强光照处理必须给予较强光照处理,且温度适宜。且温度适宜。c.c.红色液滴向右移动红色液滴向右移动(装置乙单位时间内向右移动距离代表净光合速率装置乙单位时间内向右移动距离代表净光合速率)。根据根据“总总(真正真正)光合速率光合速率=呼吸速率呼吸速率+净光合速率净光
22、合速率”可计算得到总可计算得到总(真正真正)光合光合速率。速率。物理误差的校正物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实应设置对照实 验验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。结果进行校正。2.2.“黑白瓶法黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率测定光合速率与呼吸速率将装有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水层中将装有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水层中,测定单位时间内瓶中溶解氧测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化含量的变化,借此测定水
23、生植物的光合速率。黑瓶不透光借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼瓶中生物仅能进行呼吸作用吸作用;白瓶透光白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,真正光合作用真正光合作用量量(光合作用总量光合作用总量)=)=白瓶中氧气增加量白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。黑瓶中氧气减少量。3.3.“半叶法半叶法”测定光合作用有机物的产生量测定光合作用有机物的产生量“半叶法半叶法”的原理是将对称叶片的一部分的原理是将对称叶片的一部分(A)(A)遮光遮光,另一部分另一部分(B)(B)不做处理不做处理,并采并采用适当的方法用适当的方法(可先在叶
24、柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 6小时后小时后,在在A A、B B的对应部位截的对应部位截取同等面积的叶片取同等面积的叶片,烘干称重烘干称重,分别记为分别记为M MA A、M MB B,获得相应数据获得相应数据,则可计算出该叶则可计算出该叶片的光合作用强度片的光合作用强度,其单位是其单位是mg/(dmmg/(dm2 2h)h)。即。即M=MM=MB B-M-MA A,M,M表示表示B B叶片被截取部分叶片被截取部分在在6 6小时内光合作用
25、合成的有机物总量。小时内光合作用合成的有机物总量。4.4.“叶片上浮法叶片上浮法”探究影响光合作用的因素探究影响光合作用的因素利用利用“真空渗入法真空渗入法”排出叶肉细胞间隙的空气排出叶肉细胞间隙的空气,充以水分使叶片沉于水中。在充以水分使叶片沉于水中。在光合作用过程中植物吸收光合作用过程中植物吸收COCO2 2放出放出O O2 2,由于由于O O2 2在水中溶解度很小而在细胞间积累在水中溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶或者叶片全部上浮所需时间的长短片全部上浮所需时间的长短
26、),),即能比较光合作用的强弱。即能比较光合作用的强弱。1.(1.(20192019河北衡水中学二调河北衡水中学二调)一位同学研究某湖泊中一位同学研究某湖泊中X X深度生物光合作用和有深度生物光合作用和有氧呼吸时氧呼吸时,设计了如下操作设计了如下操作:取三个相同的透明玻璃瓶标号取三个相同的透明玻璃瓶标号a a、b b、c,c,并将并将a a用不透光黑布包扎起来用不透光黑布包扎起来;将将a a、b b、c c三个瓶子均在湖中三个瓶子均在湖中X X深度取满水深度取满水,并测定并测定c c瓶中水的溶氧量瓶中水的溶氧量;将将a a、b b两瓶密封后再沉入两瓶密封后再沉入X X深度水体中深度水体中,24
27、,24小吋后取出小吋后取出;测定测定a a、b b两瓶中水的溶氧量两瓶中水的溶氧量,三个瓶子的测量结果如图所示。三个瓶子的测量结果如图所示。关于关于2424小时内小时内X X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的分析正确的是深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的分析正确的是()A.A.光合作用产生的氧气量为光合作用产生的氧气量为(k-w)mol/(k-w)mol/瓶瓶B.B.有氧呼吸消耗的氧气量为有氧呼吸消耗的氧气量为(k-v)mol/(k-v)mol/瓶瓶C.C.光合作用产生的氧气量为光合作用产生的氧气量为(k-v)mol/(k-v)mol/瓶瓶D.D.有氧呼吸消耗的氧气量为有氧呼吸消耗的氧气量为v
28、 mol/v mol/瓶瓶C C对点落实对点落实解析解析:b b瓶既进行有氧呼吸又进行光合作用瓶既进行有氧呼吸又进行光合作用,a,a和和b b两瓶有氧呼吸强度相等两瓶有氧呼吸强度相等,则光则光合作用产生氧气量为合作用产生氧气量为(k-v)mol/(k-v)mol/瓶瓶;根据题意可知根据题意可知,c,c瓶中的含氧量即为初始含瓶中的含氧量即为初始含氧量氧量,a,a瓶包裹黑胶布则只能进行有氧呼吸瓶包裹黑胶布则只能进行有氧呼吸,不能进行光合作用不能进行光合作用,瓶中氧气消耗瓶中氧气消耗,消耗量为消耗量为(w-v)mol/(w-v)mol/瓶。瓶。2.2.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度现采用
29、如图所示方法测定植物叶片光合作用强度,将对称叶片的一半遮光将对称叶片的一半遮光(甲甲),),另一半不遮光另一半不遮光(乙乙),),并采用适当的方法阻止甲、乙间物质和能量的转移。并采用适当的方法阻止甲、乙间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间在适宜光照和温度下照射一段时间,在甲、乙中截取对应部分相等面积的叶片在甲、乙中截取对应部分相等面积的叶片,烘干称重烘干称重,分别记作分别记作m m1 1和和m m2 2,单位单位:mg/(dm:mg/(dm2 2h)h)。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A.A.该方法在未测出呼吸作用强度的条件下该方法在未测出呼吸作用强度的条件下,能测出实际
30、光合作用的强度能测出实际光合作用的强度B.(mB.(m2 2-m-m1 1)表示乙叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量表示乙叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量C.mC.m2 2表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小D.mD.m1 1表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小A A解析解析:m m1 1和和m m2 2只是表示某时刻被截取的部分的质量只是表示某时刻被截取的部分的质量,而净光合作用和呼吸作用而净光合作用和呼吸作用的大小是指一段时间内叶片质量的变化量。设甲、乙两部分在实验前的干重
31、的大小是指一段时间内叶片质量的变化量。设甲、乙两部分在实验前的干重为为x,x,则则(m(m2 2-x)-x)表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小,(x-m,(x-m1 1)表示表示被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小被截取的部分在光照时间内呼吸作用的大小,实际光合作用强度实际光合作用强度=净光合作用净光合作用强度强度+呼吸作用强度。因此呼吸作用强度。因此(m(m2 2-x)+(x-m-x)+(x-m1 1)=m)=m2 2-m-m1 1,该值表示乙叶片被截取的部该值表示乙叶片被截取的部分在光照时间内光合作用制造的有机物总量分在光照时间内光合
32、作用制造的有机物总量,即实际光合作用强度。即实际光合作用强度。3.3.为了测量某植物的光合速率为了测量某植物的光合速率,在不同温度条件下在不同温度条件下,给植物一定强度的光照给植物一定强度的光照,植植物的初始质量为物的初始质量为M,M,光照光照12 h12 h后质量为后质量为 M+X,M+X,再黑暗处理再黑暗处理12 h12 h后后,其质量为其质量为M+YM+Y。不同温度条件下测定的不同温度条件下测定的X X和和Y Y如表所示。下列叙述错误的是如表所示。下列叙述错误的是()D DA.A.该植物的总光合速率可表示为该植物的总光合速率可表示为(2X-Y)/12(2X-Y)/12B.B.适当延长光照
33、和黑暗处理时间可减小实验误差适当延长光照和黑暗处理时间可减小实验误差C.C.该植物置于该植物置于30 30 的光照环境下比较有利于有机物的积累的光照环境下比较有利于有机物的积累D.D.在在151535 35 的温度范围内的温度范围内,细胞呼吸速率先上升后下降细胞呼吸速率先上升后下降解析解析:在光照下在光照下,植物进行植物进行12 h12 h光合作用后质量增加光合作用后质量增加X,X,则则X X为净光合作用量为净光合作用量;再再黑暗处理黑暗处理12 h12 h后后,呼吸作用消耗量为呼吸作用消耗量为X-Y,X-Y,总光合作用量总光合作用量=净光合作用量净光合作用量+呼吸呼吸作用消耗量作用消耗量=X
34、+(X-Y)=2X-Y,=X+(X-Y)=2X-Y,故总光合速率可表示为故总光合速率可表示为(2X-Y)/12;(2X-Y)/12;测量时出现误测量时出现误差不可避免差不可避免,如果实验时间过短就测量如果实验时间过短就测量,取平均值后取平均值后,均摊在每小时内的误差均摊在每小时内的误差就较大就较大,如果适当延长时间如果适当延长时间,取平均值后取平均值后,均摊在每小时内的误差就减小均摊在每小时内的误差就减小,更接更接近实际值近实际值;在光照条件下在光照条件下,该植物在该植物在30 30 下净光合速率最大下净光合速率最大,最有利于有机物最有利于有机物积累积累;在在151535 35 的温度范围内的
35、温度范围内,12 h,12 h呼吸作用消耗量呼吸作用消耗量(X-Y)(X-Y)依次是依次是0.60.6、0.80.8、1.11.1、1.61.6、2.0,2.0,由此可知由此可知,细胞呼吸速率一直在上升。细胞呼吸速率一直在上升。4.4.某兴趣小组设计如图所示实验装置探究某兴趣小组设计如图所示实验装置探究“光照强度对黑藻光合速率的影响光照强度对黑藻光合速率的影响”。(1)(1)单位时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内单位时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内 .的量。的量。解析解析:(1)(1)据图分析可知据图分析可知,装置内加入了装置内加入了COCO2 2缓冲液缓
36、冲液,因此因此COCO2 2浓度保持不变浓度保持不变,有色有色小液滴的移动距离表示氧气释放量。小液滴的移动距离表示氧气释放量。答案答案:(1)(1)释放氧气释放氧气(2)(2)如果利用该装置测定在一定光照强度下黑藻叶绿体实际光合作用的速率如果利用该装置测定在一定光照强度下黑藻叶绿体实际光合作用的速率,请写出具体的实验思路请写出具体的实验思路:。解析解析:(2)(2)如果利用该装置测定在一定光照强度下黑藻叶绿体实际光合作用的速率即如果利用该装置测定在一定光照强度下黑藻叶绿体实际光合作用的速率即总总(真真)光合速率光合速率,可采取的方法是首先不给予光照可采取的方法是首先不给予光照,测出黑藻单位时间
37、内的氧气吸收测出黑藻单位时间内的氧气吸收量量(呼吸作用速率呼吸作用速率););再给予一定光照条件再给予一定光照条件,其他条件不变其他条件不变,测出黑藻单位时间内氧气释测出黑藻单位时间内氧气释放量放量(净光合作用速率净光合作用速率););光照条件下黑藻单位时间的氧气吸收量光照条件下黑藻单位时间的氧气吸收量(净光合作用速率净光合作用速率)与与黑暗条件下黑藻单位时间内的氧气吸收量黑暗条件下黑藻单位时间内的氧气吸收量(呼吸作用速率呼吸作用速率)的和的和,就是该光照条件下黑就是该光照条件下黑藻叶绿体实际光合作用的速率。藻叶绿体实际光合作用的速率。答案答案:(2)(2)首先不给予光照首先不给予光照,测出黑
38、藻单位时间内的氧气吸收量测出黑藻单位时间内的氧气吸收量(呼吸作用速率呼吸作用速率););再给再给予一定光照条件予一定光照条件,其他条件不变其他条件不变,测出黑藻单位时间内氧气释放量测出黑藻单位时间内氧气释放量(净光合作用速率净光合作用速率););然后将光照条件下黑藻单位时间氧气释放量然后将光照条件下黑藻单位时间氧气释放量(净光合作用速率净光合作用速率)加上黑暗条件下黑藻加上黑暗条件下黑藻单位时间内的氧气吸收量单位时间内的氧气吸收量(呼吸作用速率呼吸作用速率),),就是该光照条件下黑藻叶绿体实际光合作就是该光照条件下黑藻叶绿体实际光合作用的速率用的速率5.(5.(20192019河北衡水金卷河北
39、衡水金卷)光合作用受多种因素的影响光合作用受多种因素的影响,某实验小组想利用如图某实验小组想利用如图所示装置对影响植物光合作用的两大因素进行研究所示装置对影响植物光合作用的两大因素进行研究,以便为大棚种植时条件的以便为大棚种植时条件的控制提供依据控制提供依据,实验中温度条件适宜且稳定。回答下列问题。实验中温度条件适宜且稳定。回答下列问题。(1)(1)假定光合作用的产物和呼吸作用的底物都是葡萄糖假定光合作用的产物和呼吸作用的底物都是葡萄糖,忽略无氧呼吸忽略无氧呼吸,密闭容器密闭容器中不放缓冲液时中不放缓冲液时,液滴不移动液滴不移动,原因是原因是。解析解析:(1)(1)无论光合强度和呼吸强度哪个更
40、大无论光合强度和呼吸强度哪个更大,光合作用利用的光合作用利用的COCO2 2均等于产生均等于产生的的O O2 2量量,有氧呼吸利用的有氧呼吸利用的O O2 2量等于产生的量等于产生的COCO2 2量量,外界温度适宜且稳定外界温度适宜且稳定,则物理则物理因素造成的影响可以忽略因素造成的影响可以忽略,因此密闭容器中气体的压力不会改变因此密闭容器中气体的压力不会改变,液滴不移动。液滴不移动。答案答案:(1)(1)植物吸收的气体量始终等于释放的气体量植物吸收的气体量始终等于释放的气体量(2)(2)由表中数据可以看出由表中数据可以看出,为限制光为限制光合作用的环境因素合作用的环境因素;比较比较7 7、8
41、 8、9 9组结果可以得出组结果可以得出,此时限制光合作用的内因可此时限制光合作用的内因可能是能是 。解析解析:(2)(2)由表中数据可以看出由表中数据可以看出,光照强度和光照强度和COCO2 2浓度均可成为限制光合作用的浓度均可成为限制光合作用的因素。比较因素。比较7 7、8 8、9 9组结果可以看出组结果可以看出,提高光照强度和提高提高光照强度和提高COCO2 2浓度浓度,液滴移动液滴移动的距离均未改变的距离均未改变,推断出此时限制光合作用的因素不是光照强度和推断出此时限制光合作用的因素不是光照强度和COCO2 2浓度浓度,则内因可能是光合色素的量、参与光合作用酶的数量或叶绿体的数量。则内
42、因可能是光合色素的量、参与光合作用酶的数量或叶绿体的数量。答案答案:(2)(2)光照强度和光照强度和COCO2 2浓度光合色素的量浓度光合色素的量(或参与光合作用酶的数量或叶或参与光合作用酶的数量或叶绿体的数量绿体的数量)(3)1(3)1组和组和2 2组左移的距离相等组左移的距离相等,对此作出的解释是对此作出的解释是 。解析解析:(3)1(3)1组无光照组无光照,只能进行呼吸作用只能进行呼吸作用,呼吸作用吸收呼吸作用吸收O O2 2,液滴左移液滴左移,2,2组有光组有光照照,但但COCO2 2浓度与浓度与1 1组相同且很低组相同且很低,此时与此时与1 1组液滴左移距离相同组液滴左移距离相同,说
43、明说明COCO2 2浓度过浓度过低时低时,植物无法进行光合作用。植物无法进行光合作用。答案答案:(3)CO(3)CO2 2浓度过低时浓度过低时,植物无法进行光合作用植物无法进行光合作用(4)(4)大棚中可采取大棚中可采取 (至至少答出两点少答出两点)等措施提高等措施提高COCO2 2浓度。浓度。解析解析:(4)(4)施有机肥、合理通风、化学反应法施有机肥、合理通风、化学反应法(使用使用COCO2 2发生器发生器)均可提高大棚均可提高大棚中的中的COCO2 2浓度。浓度。答案答案:(4)(4)施有机肥、合理通风、化学反应法施有机肥、合理通风、化学反应法(或使用或使用COCO2 2发生器发生器)点击进入点击进入 单元评估检测单元评估检测
