1、拓展微课 光合速率的测定方法及计算光与光合作用第三单元细胞的能量供应和利用拓展微课 光合速率的测定方法及计算光与光合作用第三单元专题讲解破难点难点一测定光合速率的常用方法1.利用液滴移动测定光合速率(1)实验装置专题讲解破难点难点一测定光合速率的常用方法(2)测定原理在黑暗条件下,甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于 NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物吸收O2的速率,可代表呼吸速率。在光照条件下,乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物释放O2的速率,可代表净光合
2、速率。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。(2)测定原理(3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(3)测定方法(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,即用死亡的相同大小的同种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结果进行校正。(4)物理误差的校正:例1 为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了图所示的实验装置若干组,利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓
3、度的相对恒定,在室温25条件下进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是()组别 光强(lx)实验条件CO2(%)液滴移动(mL/h)100.05左移2.2428000.03右移6.00310000.03右移9.00410000.05右移11.20515000.05右移11.20615000.03右移9.00B例1 为探究C O 2 浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣A.1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度D.与4组比较
4、可知,限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度解析 1组中没有光照,液滴左移2.24 mL/h,说明植物呼吸作用消耗了密闭小室内的氧气,A正确;6组光照强度为1500 lx,CO2浓度为0.03%时,既进行光合作用又进行呼吸作用,液滴右移9.00 mL/h,说明植物光合作用产生氧气量大于有氧呼吸消耗氧气量,B错误;A.1 组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气 解析 1A.1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度D.与4组比较可知,限制3组液滴右移的主要环
5、境因素是CO2浓度2组和3组相比,CO2浓度都为0.03%,光照强度分别是800 lx和1000 lx,限制液滴移动的主要环境因素是光照强度,C正确;3组和4组相比,光照强度都为1000 lx,CO2浓度分别是0.03%和0.05%,限制液滴移动的主要环境因素是CO2浓度,D正确。A.1 组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气2 组和3 组相2.利用黑白瓶法测定水生植物的光合速率(1)测定原理:黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可以进行光合作用和呼吸作用。因此,光合作用产生氧气量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。(2)测定方法:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将
6、a先包以黑胶布,再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度相同位置取水,测定c瓶中的氧气含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入取水处,24小时后取出,测定两瓶中的氧气含量。2.利用黑白瓶法测定水生植物的光合速率(3)计算规律规律1: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;两者之和为总光合作用量。规律2:在没初始值的情况下,白瓶中测得的氧气现有量与黑瓶中测得的氧气现有量之差即为总光合作用量。(3)计算规律例2 2019全国卷 通常,对于一个水生生态系统来说,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(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一
7、水生生态系统中浮游植物的总初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量(A);另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处,若干小时后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。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,本实验中C与A的差值表示这段时间内;C与B的差值表示这段时间内;A与B的差值表示这段时间内。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例2 2 0 1 9 全国卷 通常,对于一个水生生态系统来说解析 在实验中,测得的数值A是水体中的含氧量,
8、以此为对照。甲瓶不透光,一定时间后瓶内氧气的含量因细胞呼吸的消耗而下降,乙瓶在有光的条件下,其内浮游植物可进行光合作用,一定时间后,乙瓶中的氧气含量增加。若甲、乙瓶中只有生产者且呼吸作用相同,C与A的差值表示在光下进行一定时间的光合作用后,净积累的氧气的量,即生产者净光合作用的放氧量;C与B的差值表示生产者通过光合作用产生的氧气的总量;A与B的差值表示生产者呼吸作用消耗的氧气的量。解析 在实验中,测得的数值A 是水体中的含氧量,以此为对照3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量(1)使用范围:检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光合速率测定。(2)测定方法:在测定时,将植
9、物对称叶片的一部分遮光或取下置于暗处,另一部分则留在光下进行光合作用,过一段时间后,在这两部分的对应部位取同等面积的叶片,分别烘干称重。对称叶片的两对应部位的等面积的干重,开始时视为相等,照光后的叶片重量超过黑暗中的叶重,超过部分即光合作用产物的产量,并通过一定的计算可得到光合作用有机物的产生量。3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量D D 难点二交替光照与连续光照问题1.原理分析:光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行,由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的,因此在一般情况下,光反应的速率比暗反应的速率快,光反应的产物ATP和H不能被暗反应及时消耗掉。难点二交替光照与连续光照
10、问题2.过程分析:持续光照,光反应产生的大量的ATP和H不能被暗反应及时消耗掉,暗反应限制了光合作用的速率,降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行,则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物,持续进行一段时间的暗反应,提高了光能的利用率。3.结论:在光照强度和光照时间不变的情况下,交替光照比连续光照制造的有机物多。2.过程分析:例4 2019唐山部分学校质检 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,每组处理的总时间均为135 s,光照与黑暗处理情况如图W1-4所示(A、B、C三组中光照与黑暗处理时间均相同)。结果是A
11、组光合作用产物的相对含量为M%;B组光合作用产物的相对含量为70%;C组光合作用产物的相对含量为94%;D组光合作用产物的相对含量为100%。图W1-4例4 2 0 1 9 唐山部分学校质检 为了探究不同光照处理对请回答下列问题:(1)光照期间,能进行(填“光反应”或“光反应和暗反应”),此时细胞中合成ATP的场所有。光反应和暗反应细胞质基质、叶绿体和线粒体解析 光照期间,植物既能进行光反应,也能进行暗反应,还能进行呼吸作用,因此细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。请回答下列问题:光反应和暗反应细胞质基质、叶绿体和线粒体 解(2)四组实验中,对照组是组,其中A组中M%对应的结果
12、约是。D50%解析四组实验中,D组没有经过黑暗处理,为对照组;随着黑暗与光照交替频率的增加,光合作用产物的相对含量增加,且A组光照时间是D组的一半,因此A组中M%对应的结果约是50%。(2)四组实验中,对照组是组,其中A 组中M%对应的结果(3)各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件保持相同、适宜且稳定,这样处理的目的是。排除无关变量对实验结果的干扰解析该实验的自变量是光照与黑暗的交替频率,因变量是光合作用产量,而温度、光照强度和CO2浓度等条件都属于无关变量,应该保持相同、适宜且稳定,以排除无关变量对实验结果的干扰。(3)各组实验的温度、光照强度和C O 2 浓度等条件保持相同、难点三与
13、光合速率有关计算1.与光合速率有关的计算公式(1)光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量(2)光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳吸收量+呼吸作用二氧化碳释放量(3)光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖净生产量+呼吸作用葡萄糖消耗量(4)总光合量=净光合量+呼吸量难点三与光合速率有关计算2.有关植物生长的计算公式(1)光照条件下,净光合速率0,植物因积累有机物而生长;净光合速率=0,植物不能生长;净光合速率黑暗时间呼吸速率,植物生长。2.有关植物生长的计算公式例5 某生物小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影响进行了相关实验,结果如图W1-5所示。下列说法正确
14、的是()A.5 时,真正光合速率约为呼吸速率的3倍B.25 时,光合速率最大C.30 时,增强光照,叶绿体内C3的量会增多D.35 时,光照一段时间,植物体中干物质量将减少图W1-5A例5 某生物小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影解析 光照下吸收CO2量表示净光合速率,黑暗中释放CO2量表示呼吸速率,净光合速率=真正光合速率-呼吸速率。在5 时,净光合速率为1.0 mgh-1,呼吸速率为0.5 mgh-1,真正光合速率为1.5 mgh-1,真正光合速率是呼吸速率的3倍,A项正确;25 时,光合速率约为3.7+2.2=5.9 mgh-1,30 时,光合速率约为3.5+3=6.5 m
15、gh-1,因此25 时光合速率不是最大的,B项错误;解析 光照下吸收C O 2 量表示净光合速率,黑暗中释放C O 230 时,增强光照,光反应产生的H和ATP增多,C3的还原过程加快,叶绿体内C3的量会减少,C项错误;35 时,净光合速率大于零,因此光照一段时间,植物体中干物质量将增加,D项错误。3 0 时,增强光照,光反应产生的 H 和A T P 增多,C 3 的例6 2019华南师大附中三模 在一定浓度的CO2和一定的温度条件下,测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率,结果如下表。以下有关说法正确的是()光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时C
16、O2吸收量mgCO2/(100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2释放量mgCO2/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015D例6 2 0 1 9 华南师大附中三模 在一定浓度的C O 2 和一A.由实验结果可以断定A是阴生植物,B是阳生植物B.当光照强度超过9 klx时,B植物光合速率的限制因素主要是H2OC.当光照强度为9 klx时,B植物固定CO2的速率是30 mg CO2/(100 cm2叶小时)D.当光照强度为3 klx时,A植物的真正光合速率比B植物高 光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时CO2吸收量mgCO2/(100 c
17、m2叶小时)黑暗条件下CO2释放量mgCO2/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015A.由实验结果可以断定A 是阴生植物,B 是阳生植物 光合速率与解析 虽然A植物的光饱和点低于B植物,但题干没有提及界定阴生植物和阳生植物的光照强度,因此无法断定A一定是阴生植物,B一定是阳生植物,A错误;因为B植物的光饱点为9 klx,所以光照强度超过9 klx后,B植物的光合速率不再增加,此时影响光合速率的因素主要是温度和CO2浓度等,B错误;光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时CO2吸收量mgCO2/(100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2释
18、放量mgCO2/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015 解析 虽然A 植物的光饱和点低于B 植物,但题干没有提及界定由题表可知,B植物在黑暗条件下CO2释放量为15 mg CO2/(100 cm2叶小时),光照强度为9 klx时,CO2吸收量是30 mg CO2/(100 cm2叶小时)。根据实际光合速率=呼吸速率+净光合速率可得,光照强度为9 klx时,B植物固定CO2的速率为45 mg CO2/(100 cm2叶小时),C错误;光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时CO2吸收量mgCO2/(100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2
19、释放量mgCO2/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015由题表可知,B 植物在黑暗条件下C O 2 释放量为1 5 m g C O当光照强度为3 klx时,A植物的真正光合速率为16.5 mg CO2/(100 cm2叶小时)。B植物的光合速率与呼吸速率相等,所以B植物的真正光合速率为15 mg CO2/(100 cm2叶小时),D正确。光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时CO2吸收量mgCO2/(100 cm2叶小时)黑暗条件下CO2释放量mgCO2/(100 cm2叶小时)A植物13115.5B植物393015当光照强度为3
20、k l x 时,A 植物的真正光合速率为1 6.5 m跟踪训练当堂清1.图W1-6表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是()A.该实验装置可用于探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液的主要目的是吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片,单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度图W1-6B跟踪训练当堂清1.图W1-6 表示测定金鱼藻光合作用强度的解析 题图中装置可以选用不同的滤光片,形成不同的单色光照射金鱼藻,所以该实验装置可以用于探究不同单色光对光合作用强度的
21、影响,A正确;加入NaHCO3溶液的主要目的是给金鱼藻的光合作用提供CO2,B错误;去掉滤光片,单位时间内金鱼藻受到的光照强度增大,所以光合作用增强,产生的O2增多,C正确;将该装置置于黑暗环境中,植物只能进行呼吸作用,可以通过测定O2的含量变化来测定金鱼藻的呼吸作用强度,D正确。解析 题图中装置可以选用不同的滤光片,形成不同的单色光照2.2019太原五中第二学期阶段性检测 在光照恒定、温度最适条件下,某研究小组用图中甲的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图乙所示。下列叙述错误的是()A.ab段,叶绿体中ADP从基质向类囊体薄膜运输B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均
22、为50 ppm CO2/minC.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将下降D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将增加B2.2 0 1 9 太原五中第二学期阶段性检测 在光照恒定、温解析 ab段植物同时进行光合作用和呼吸作用,叶绿体中ADP从基质向类囊体薄膜运输,A正确;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由ab段可以计算出净光合速率=(1680-180)30=50(ppm CO2/min),由bc段可以计算出呼吸速率=(600-180)30=14(ppm CO2/min),因此该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppm CO2/min,B错误;解
23、析 a b 段植物同时进行光合作用和呼吸作用,叶绿体中A题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,会导致光合速率下降,植物光合作用的光饱和点将下降,C正确;若第10 min时突然黑暗,则光反应产生的ATP和H含量下降,暗反应中三碳化合物的还原速率降低,导致叶绿体基质中C3的含量增加,D正确。题干中提出,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行3.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如图W1-8所示数据。下列说法正确的是()A.该植物在27 时生长最快,在29 和30 时不表现
24、生长现象B.在所给的4个温度中该植物呼吸作用和光合作用的最适温度都是29 C.在27、28 和29 时光合作用制造的有机物的量相等D.30 时光合作用1 h制造的有机物量等于呼吸作用1 h消耗的有机物量,都是1 mg图W1-8B3.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4 等份,在不同温度下解析 暗处理后有机物减少量代表呼吸速率,在4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h,光照后与暗处理前相比有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值,所以4个温度下叶片的总光合速率依次为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物
25、在29 时生长最快,A错误,B正确;该植物在29 条件下制造的有机物量最多,C错误;该植物在30 条件下光合作用1 h制造的有机物量为3 mg,呼吸作用1 h消耗的有机物量为1 mg,D错误。解析 暗处理后有机物减少量代表呼吸速率,在4 个温度下分别4.某研究小组做了如下实验:在密闭的玻璃钟罩内测定玉米幼苗在不同温度条件下的光合速率(用植物的氧气释放量表示)的变化(注:不同温度下该植物的呼吸速率是已知的,用O2吸收量表示,其他环境条件恒定不变),实验结果如下表。处理温度()202530354045净光合速率(mol O2mm-2h-1)2.212.432.352.121.800呼吸速率(mol
26、 O2mm-2h-1)0.300.370.440.550.330.304.某研究小组做了如下实验:在密闭的玻璃钟罩内测定玉米幼苗在请分析回答下列问题:(1)该实验的自变量是,无关变量是(至少写出两个)。处理温度()202530354045净光合速率(mol O2mm-2h-1)2.212.432.352.121.800呼吸速率(mol O2mm-2h-1)0.300.370.440.550.330.30温度光照强度、二氧化碳浓度、植株的生理状态等解析 据表可知,该实验的自变量是温度,因变量是光合速率,无关变量主要有光照强度和二氧化碳浓度等。请分析回答下列问题:(1)该实验的自变量是,无关变量是
27、(2)在温度为45 时,植物体内产生ATP的场所有。处理温度()202530354045净光合速率(mol O2mm-2h-1)2.212.432.352.121.800呼吸速率(mol O2mm-2h-1)0.300.370.440.550.330.30叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体解析温度为45 时,净光合速率为0,此时光合速率=呼吸速率,光合作用与呼吸作用都可以产生ATP,故植物体内产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体。(2)在温度为4 5 时,植物体内产生A T P 的场所有处理温度(3)该植物真正光合作用的最适温度(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用的最适
28、温度,真正光合速率与净光合速率、呼吸速率之间的关系为(用关系式表示)。处理温度()202530354045净光合速率(mol O2mm-2h-1)2.212.432.352.121.800呼吸速率(mol O2mm-2h-1)0.300.370.440.550.330.30小于真正光合速率=净光合速率+呼吸速率(其他答案合理也可)解析表中25 左右时为最适光合作用温度,35 左右时为最适呼吸作用温度,该植物真正光合作用的最适温度小于呼吸作用的最适温度。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。(3)该植物真正光合作用的最适温度(填“大于”“小于(4)如果一昼夜之内,将该植物放置在实验光照条件下和黑暗
29、条件下各12 h,则在温度为时,植物体内积累的有机物最多。处理温度()202530354045净光合速率(mol O2mm-2h-1)2.212.432.352.121.800呼吸速率(mol O2mm-2h-1)0.300.370.440.550.330.3025解析一昼夜之内,将该植物放置在上述实验的光照条件和黑暗条件下各12 h,则据表中数据可知,在温度为25 时植物体内积累的有机物最多。(4)如果一昼夜之内,将该植物放置在实验光照条件下和黑暗条件5.如图是在一定温度条件下测定特定生物呼吸作用和光合作用强度的装置图(呼吸作用的底物为葡萄糖,不考虑装置内微生物的影响)。请回答下列相关问题:
30、(1)图(1)装置中X为清水,一段时间后(小鼠存活)玻璃管中红色液滴(填“向左”“向右”或“不移动”),原因是。(1)(2)不移动小鼠细胞呼吸吸收的O2量与释放的CO2量相等解析图(1)中老鼠进行有氧呼吸吸收的O2量与释放的CO2量相等,且产生的CO2不会被烧杯中的清水吸收,所以装置中的气体体积不变,红色液滴不移动。5.如图是在一定温度条件下测定特定生物呼吸作用和光合作用强度(2)若图(1)装置中X仍为清水,将小鼠换成含有酵母菌的培养液,则玻璃管中红色液滴的变化情况是,原因是酵母菌是生物。(1)(2)刚开始红色液滴不移动,一段时间后向右移动兼性厌氧型解析将老鼠换成酵母菌,X仍然是清水,由于酵母
31、菌是兼性厌氧型微生物,开始时进行有氧呼吸,红色液滴不移动;后来进行无氧呼吸,产生了CO2,使得装置中气体体积增大,则红色液滴右移。(2)若图(1)装置中X 仍为清水,将小鼠换成含有酵母菌的培养(3)如果要在(2)的基础上测定酵母菌有氧呼吸释放CO2的量,该如何改动图(1)装置?。(1)(2)用NaOH溶液代替清水,其他条件不变解析根据题(2)分析可知,若在(2)基础上将装置中的清水换成NaOH溶液,其他条件不变,可以用红色液滴的移动距离来测定酵母菌有氧呼吸释放CO2的量。(3)如果要在(2)的基础上测定酵母菌有氧呼吸释放C O 2 的量(4)若图(2)装置的锥形瓶中植物能正常生长,则Y应为,这
32、种情况下玻璃管中红色液滴将向右移动,原因是。(1)(2)NaHCO3溶液 光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量 解析若图(2)装置的锥形瓶中植物能正常生长,说明植物的光合作用速率大于呼吸作用速率,则Y应为NaHCO3溶液,由于光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,所以红色液滴右移。(4)若图(2)装置的锥形瓶中植物能正常生长,则Y 应为实验探究:明确实验目的和实验原理的书写实验探究:1.实验目的的书写(1)实验目的:要探究或验证某一事实或者做了该实验后要解决什么问题。(2)书写模式:实验性质(探究或验证)+自变量+对因变量的作用(影响或效果等)。实验性质(探究或验证)+自变量+
33、与因变量的关系等。1.实验目的的书写2.实验原理的书写(1)实验原理:是实验设计的理论依据。(2)实验原理的书写格式一般包含三部分内容:假设(未被证实的结论)+假设与结果的联系+结果(或预期结果)。先找到结论或假设,再找到结果或现象,然后根据所学知识、题干信息和实验目的寻找两者之间的联系。2.实验原理的书写 针对训练1.由于茶树光合“午休”影响产量,为减弱光合“午休”,某科研人员打算间种高茎玉米。请设计实验进行探究(间作是指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式)。(1)该实验的目的是。(2)该实验的自变量是。实验组为,对照组为。探究间种高茎玉米能否减弱茶树
34、光合“午休”是否间种高茎玉米间种高茎玉米组不间种高茎玉米组解析 根据实验目的可确定该实验的自变量为是否间种高茎玉米。间种高茎玉米的为实验组,不间种高茎玉米的为对照组。针对训练1.由于茶树光合“午休”影响产量,为减弱光合“2.水杨酸(SA)在植物体许多代谢途径中发挥重要作用。研究者以黄瓜幼苗为材料进行了下表所示的实验。组别叶面喷洒第13天第49天第10天日温/夜温光照日温/夜温光照分组检测AH2O25/18 适宜25/18 适宜A1光合速率A2G基因表达量B?25/18 适宜18/12 弱光B1光合速率B2G基因表达量CSA25/18 适宜18/12 弱光C1光合速率C2G基因表达量2.水杨酸(
35、S A)在植物体许多代谢途径中发挥重要作用。研究者(1)设计实验时,应该遵循的是。所选幼苗长势相同幼苗进行随机分组每组均用一株幼苗作为实验材料重复进行实验解析 设计实验时所选幼苗长势应相同且所选幼苗应进行随机分组,根据对照实验的平行、重复原则,每组应选用多株幼苗,并进行重复实验。(1)设计实验时,应该遵循的是。解析 设(2)实验中A组为组,B组幼苗叶面应喷洒。对照H2O解析 实验中A组在自然条件下进行,为对照组,B组幼苗叶面应喷洒H2O。组别叶面喷洒第13天第49天第10天日温/夜温光照日温/夜温光照分组检测AH2O25/18 适宜25/18 适宜A1光合速率A2G基因表达量B?25/18 适
36、宜18/12 弱光B1光合速率B2G基因表达量CSA25/18 适宜18/12 弱光C1光合速率C2G基因表达量(2)实验中A 组为组,B 组幼苗叶面应喷洒。对照(3)该实验的目的是。探究SA在低温弱光条件下对黄瓜幼苗光合作用(光合速率和G基因表达量)的影响 解析根据题意可知,该实验的目的是探究SA在低温弱光条件下对黄瓜幼苗光合作用(光合速率和G基因表达量)的影响。(3)该实验的目的是探究S A 在低温弱光条件下对黄瓜幼苗光合作3.现生物实验室有KNO3(0.45 mol/L)、蔗糖溶液(0.9 mol/L)以及葡萄糖溶液(0.9 mol/L)各一瓶,由于未贴标签,仅凭肉眼无法鉴别。请利用下列
37、仪器、用具及材料设计一个实验将这三瓶溶液区分开,材料和用具:烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管、载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、标签、斐林试剂、洋葱等。简要写出实验原理:。答案利用还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀可以将葡萄糖鉴定出来;利用洋葱细胞浸润在KNO3溶液中可以发生质壁分离和质壁分离复原现象,将蔗糖和KNO3溶液鉴定出来3.现生物实验室有K N O 3(0.4 5 m o l/L)、蔗糖溶液4.为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高,某同学进行了如下探究。作出假设:人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。实验过程:在3个烧杯中分别注入100mL蒸馏水,测定其pH。实验者
38、在安静状态(静坐2 min)、中等运动(步行2 min)以及剧烈运动(跳绳2 min)后,立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体,测定pH。经多次重复实验,所得平均数据如下表:运动状态 安静 中度运动 剧烈运动实验前pH6.16.16.1实验后pH5.95.65.34.为确定人体在运动时呼出气体中C O 2 浓度是否比静止时高,某请回答:(1)作出上述假设的依据是 。由于人体在运动时消耗能量增加,呼吸作用加强,产生二氧化碳量增加,所以呼出气体中二氧化碳的浓度增加解析由于人体在运动时消耗能量增加,呼吸作用加强,产生二氧化碳量增加,所以呼出气体中二氧化碳的浓度增加,因此该探究提出的假设是人体在运
39、动时呼出气体中二氧化碳的浓度比静止时高。请回答:(2)该实验的原理是 。二氧化碳在水中溶解后使水的pH下降,人在不同运动状态下产生的二氧化碳量不同,溶于水后也会导致pH不同,通过测定水的pH变化可以推测呼出气体中二氧化碳浓度的变化解析因为二氧化碳在水中溶解后使水的pH下降,人在不同运动状态下产生的二氧化碳量不同,溶于水后也会导致pH不同,所以可以通过测定水的pH变化,从而推测呼出气体中二氧化碳浓度的变化。(2)该实验的原理是 1.RuBP羧化酶催化C5与CO2结合生成C3。将某种植物叶片置于适宜的光照强度和温度条件下,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量,得到下图所示的结果。下列
40、推测不合理的是()A.AB,叶肉细胞吸收CO2速率增加B.AB,暗反应消耗ATP的速率增加C.BC,叶片的光合速率等于呼吸速率D.BC,RuBP羧化酶的量限制了光合速率C1.R u B P 羧化酶催化C 5 与C O 2 结合生成C 3。将某种植物叶解析 分析图形可知,AB,随着细胞间隙中CO2浓度升高,细胞内C5的相对含量随之降低,说明暗反应中CO2与C5反应生成C3的速率升高,因此暗反应中还原C3消耗的H和ATP的速率也升高,故叶肉细胞吸收CO2的速率增加,暗反应消耗ATP的速率增加,A、B合理;BC,说明光合速率不变,在适宜的光照强度和温度条件下,此种植物叶片的光合速率应大于呼吸速率,C
41、不合理;BC,随着细胞间隙中的CO2浓度升高,细胞内C5的相对含量基本不变,说明RuBP羧化酶量限制了光合速率,D合理。解析 分析图形可知,A B,随着细胞间隙中C O 2 浓度升高2.根据下列四幅图判断下列选项中对a点的叙述正确的是()A.图甲中两曲线的交点a表示光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等B.图乙中a点对应的时刻光合作用积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等C.图丙中若环境温度升高,a点将左移D.图丁中若土壤中镁离子供应不足,a点将右移D2.根据下列四幅图判断下列选项中对a 点的叙述正确的是(解析 图甲中,实线表示净光合作用,虚线表示呼吸作用,则两曲线的交点a表示光合作用
42、制造的有机物是呼吸作用消耗的有机物的两倍,A错误;图乙中a点和b点对应的时刻光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物都相等,B错误;解析 图甲中,实线表示净光合作用,虚线表示呼吸作用,则两图丙中若环境温度升高,光合作用速率可能升高,也可能降低,故a点移动方向不确定,C错误;图丁中若土壤中镁离子供应不足,则光合速率降低,a点将右移,D正确。图丙中若环境温度升高,光合作用速率可能升高,也可能降低,故a3.下图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是()A.过程发生在叶绿体中,过程发生在线粒体中B.过程产生NADH,过程消耗NADPHC.若叶肉细胞中过程速率大于过程,则植物干重增
43、加D.过程中ATP的合成与放能反应相联系,过程与吸能反应相联系D3.下图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正解析 过程表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体类囊体薄膜上,消耗NADP+,生成NADPH。过程表示光合作用的暗反应阶段,过程表示细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,生成NADH。因此A、B错误。植物某些部位,如根部,只进行细胞呼吸,不进行光合作用。因此叶肉细胞中过程速率大于过程,植物干重不一定增加,C错误。解析 过程表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体类囊体4.研究发现,四倍体草莓叶绿素含量比二倍体草莓高。如图表示夏季晴天二倍体和四倍体草莓叶片净光合速率的日变化
44、。下列分析错误的是()A.四倍体草莓可由二倍体草莓幼苗经秋水仙素处理得到,其体细胞都含有4个染色体组B.四倍体草莓比二倍体草莓的净光合速率高,其原因可能是光合作用的光反应较强C.在13:00时,两者都出现光合“午休”现象,要弄清原因,还要研究两者气孔开放的程度D.在17:0019:00之间,两者净光合速率都出现明显下降,其原因是光照强度降低A4.研究发现,四倍体草莓叶绿素含量比二倍体草莓高。如图表示夏解析 四倍体草莓可由二倍体草莓幼苗经秋水仙素处理得到,其体细胞不一定都含有4个染色体组,A错误;由于四倍体草莓叶绿素含量高,更有利于光能的吸收,光反应加强,因此光合速率更高,B正确;在13:00时
45、,两者都出现光合“午休”现象,要弄清原因,还要研究两者气孔开放的程度,C正确;在17:0019:00之间,两者净光合速率都出现明显下降,其原因是光照强度降低,D正确。解析 四倍体草莓可由二倍体草莓幼苗经秋水仙素处理得到,其5.对叶绿体和光合作用的分析正确的是()A.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B.用8%的盐酸处理叶绿体可以提取各种色素C.将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照,光合作用仍能正常进行D.叶绿体能产生和消耗ATP,两个过程完全在叶绿体内完成D解析 蓝藻没有叶绿体,但细胞内含藻蓝素和叶绿素,可以进行光合作用,A错误;叶绿体色素是脂溶性色素,可以加入无水乙醇溶解色素,便于提取,色素
46、不溶于盐酸,不能用盐酸提取色素,B错误;5.对叶绿体和光合作用的分析正确的是()D 解析 蓝5.对叶绿体和光合作用的分析正确的是()A.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用B.用8%的盐酸处理叶绿体可以提取各种色素C.将叶绿体粉碎加工成匀浆并给予一定的光照,光合作用仍能正常进行D.叶绿体能产生和消耗ATP,两个过程完全在叶绿体内完成D将叶绿体粉碎加工成匀浆后,其中色素分子和相关光合作用酶的活性可能丧失,所以即便给予一定的光照,光合作用也不一定能正常进行,C错误;叶绿体中光反应产生的ATP,完全被叶绿体中的暗反应所利用,D正确。5.对叶绿体和光合作用的分析正确的是()D 将叶绿体粉碎6.2019成都
47、石室中学二模 在温度和光照等适宜的条件下,将A、B两种绿色植物分别放在相同的密闭玻璃容器中,容器中O2浓度变化情况如下图。回答下列问题:(1)当时间为b时,A、B两种绿色植物净光合作用强度 (填“是”“否”或“不一定”)相等。否解析当时间为b时,A植物容器内氧气浓度已经达到稳定状态,而B植物容器内的氧气浓度仍然在增加,说明此时A植物的净光合速率为0,而B植物的净光合速率大于0。6.2 0 1 9 成都石室中学二模 在温度和光照等适宜的条件(2)ab时间段,植物A光合速率的变化趋势是,原因是。逐渐下降此时间段光合作用强度大于呼吸作用强度,CO2浓度下降,暗反应速率下降从而导致光合作用速率降低解析
48、据图分析,ab时间段,曲线先快速增加后缓慢增加,最后趋于平衡,说明该时间段内植物A的净光合速率是逐渐降低的,原因是该时间段光合作用强度大于呼吸作用强度,密闭容器内CO2浓度下降,暗反应速率下降从而导致光合作用速率降低。(2)a b 时间段,植物A 光合速率的变化趋势是,逐(3)bc时间段,植物A所在的玻璃容器中O2浓度基本没有发生变化,是因为。若将A、B两种绿色植物置于同一密闭玻璃容器中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响的植物是(填“A”或“B”)。光合作用强度等于呼吸作用强度A解析 bc时间段,植物A所在的玻璃容器中O2浓度基本没有发生变化,说明此时植物A的光合速率与
49、呼吸速率相等;而此时间段内,B植物所在容器内氧气浓度还要增加一段时间才维持稳定,因此若将A、B两种绿色植物置于同一密闭玻璃容器中,在光照等其他条件适宜的情况下,一段时间内,生长首先受影响的植物是A。(3)b c 时间段,植物A 所在的玻璃容器中O 2 浓度基本没有光7.如图表示光照较强时,水稻的叶肉细胞内物质转化过程。请回答:(1)过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相同,过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相同。cb解析过程与c过程都表示光反应阶段,过程与b过程都表示有氧呼吸第一、二阶段。7.如图表示光照较强时,水稻的叶肉细胞内物质转化过程。c b(2)用14C标记CO2,14C在植物体
50、内转移的途径是14CO2(14CH2O)14CO2。14C314C3H4O3(或14C标记的丙酮酸)解析根据暗反应过程和有氧呼吸过程可知,CO2中C的转移途径为CO2C3(CH2O)C3H4O3CO2。(2)用1 4 C 标记C O 2,1 4 C 在植物体内转移的途径是1 4 C(3)a、b、c、d中消耗ATP的过程是,中合成ATP的过程是。a解析已知a表示暗反应阶段,b表示有氧呼吸第一、二阶段,c表示光反应阶段,d表示有氧呼吸第三阶段,其中只有暗反应阶段消耗ATP,其余过程都产生ATP。同理在过程中,只有过程消耗ATP,其余过程都产生ATP。(3)a、b、c、d 中消耗A T P 的过程是
