1、第第5 5讲讲 细胞呼吸与光合作用细胞呼吸与光合作用 专题二专题二 2021 内 容 索 引 01 02 03 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 核心考点核心考点 能力突破能力突破 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 1.(2019全国理综,2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯 块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( ) A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖 B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来 C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生 答案
2、 B 解析 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,底物一般是葡萄糖,A项错 误。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸还原而来的,B项正 确。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,即葡萄糖分解成丙酮酸的过程, 可产生ATP,C项错误。马铃薯块茎储藏库中酸味的产生是由于无氧呼吸产 生乳酸,氧气浓度升高会抑制无氧呼吸产生乳酸,D项错误。 解读 本题以马铃薯块茎的储藏为背景,主要考查考生对无氧呼吸这一重 要生理过程的理解,需要掌握无氧呼吸的过程、原料、条件和产物以及影 响因素等相关知识,才能准确作答。本题体现了对生命观念和社会责任核 心素养的考查。 2.(2020山东,21)人工光合作用系统可利用太阳
3、能合成糖类,相关装置及过 程如下图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内 糖类的合成过程相同。 (1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ,模块 3中的甲可与CO2结合,甲为 。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将 (填 “增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发 生改变,原因是 。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量 (填“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是 。 (4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因 是 。人工光合作用系统由于对环境中水的 依赖程度较低,在沙漠
4、等缺水地区有广阔的应用前景。 答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或:C5) (2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 (3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消 耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少 解析 (1)分析图示可知,模块1为将光能转化为电能的过程,模拟的是色素吸收光 能的过程,模块2模拟的是水分子氧化以产生氧分子和氢离子,并合成ATP的过程, 因此两个模块模拟的是光反应过程。模块3则模拟的是暗反应过程。(2)模块3 模拟暗反应过程,气泵泵入的是CO2,其中甲表示C5,乙表示C3,若正常运转过程中 气泵突然停转,则
5、输入到暗反应系统中的CO2浓度下降,CO2固定减少,则C3的含 量会减少,若气泵停转的时间较长,则暗反应过程为光反应提供的ADP、Pi和 NADP+不足,会导致模块2中的能量转换效率下降。(3)在与植物光合作用固定的 CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量与植物的总光合作用量相等,由于该 系统未模拟细胞呼吸,不会通过呼吸作用消耗糖类,而植物会发生呼吸作用,因此 该系统积累的糖类多于植物。(4)干旱条件下,植物的光合作用速率降低的主要 原因是干旱导致植物的蒸腾作用加强,植物为了防止水分散失会关闭气孔,叶片 气孔开放程度降低,CO2吸收量减少。 解读 以人工光合作用系统的设计及在干旱地区的潜在应
6、用为情境,考查 光合作用的物质合成和能量转化,蕴含物质和能量观,引导学生关注生物学 原理和技术在生产实践中的应用,体现了考查的基础性、综合性、应用性 和创新性。 3.(2020全国理综,30)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理 活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题。 (1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措 施,该栽培措施对作物的作用有 (答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是 (答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作 物)的方法提高农田的光能利用率。现
7、有4种作物,在正常条件下生长能达 到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从 提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是 ,选择 这两种作物的理由是 。 作 物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 1 200 1 180 560 623 光饱和点 mol (m2 s)-1 答案 (1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系 的呼吸作用 (2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3)A和C 作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光 饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进
8、行光合作用 解析 (1)中耕能够除去杂草,减少杂草与农作物对水分、矿质元素和光的竞争; 可以增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用,进而促进根对矿质元素的吸收;促 进土壤微生物对腐殖质的分解,加速物质的循环利用。(2)浇水可以降低土壤溶 液的浓度,防止植物因过度失水而死亡;肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能 被作物根系吸收。(3)不同株高的农作物间作可避免相互遮挡,且植株高的农作 物接收的光照多,光饱和点应较高,植株矮的农作物接收的光照少,光饱和点应较 低。结合表中信息可知,A和C符合条件。 解读 以中耕、施肥、间作等农作物栽培措施为素材,从植物生理调节的 角度,考查对这些栽培措施的生物学原理的
9、分析和解释,介绍行之有效的农 作物种植措施,引导学生深入思考其内在机制,以更好地领略中华农耕文化 的博大精深,体现了考查的基础性、综合性、应用性。 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 【构建网络构建网络填一填填一填】 A.CO2+H2O (CH2O)+O2 B.叶绿体类囊 体的薄膜上 C.水的光解和 ATP合成 D.叶绿体的基质中 E.细胞质基质和线粒体 H.细胞质基质 F.C6H12O6 2丙酮酸+少量H+少量能量 G.H+O2 H2O+大量能量 【应知应会应知应会记一记记一记】 1.真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质。 2.水参与有氧呼吸第二阶段的化学反
10、应,水生成于有氧呼吸的第三阶段;CO2生成于 有氧呼吸的第二阶段。 3.温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率;O2是有氧呼吸所必需的,且对无氧 呼吸有抑制作用;水直接参与有氧呼吸过程,又是化学反应的介质,因此在一定范围 内,随水含量的增加,细胞呼吸速率加快;CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。 4.叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 5.O2来源于参与光反应的水中的氧,光反应为暗反应提供NADPH和ATP。 6.光照强度影响光反应阶段,CO2浓度影响暗反应阶段,温度主要通过影响酶的活性 来影响光合作用。 【概念辨析概念辨析判一判判一判】 1.高等生物都进行有氧呼吸,低等生
11、物都进行无氧呼吸。( ) 2.各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。( ) 3.细胞呼吸的结果如果没有水的产生,就一定是无氧呼吸。( ) 4.及时排涝,能防止根细胞受酒精毒害。( ) 5.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反应。 ( ) 6.适宜条件下,光合作用过程中C5和C3的比值,停止供应CO2后比停止前高。 ( ) 7.CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒 体中。( ) 8.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成热能 和ATP。( ) 9.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高
12、作物 产量。( ) 10.将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照 培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至 一定水平时保持相对稳定。( ) 核心考点核心考点 能力突破能力突破 考点考点1 细胞呼吸与光合作用的关系细胞呼吸与光合作用的关系 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 细胞呼吸的原理及应用细胞呼吸的原理及应用 1.(2020山东枣庄、临沂6月模拟)鼠肝脏部分切除后修复的过程中,肝细胞在有 氧条件下葡萄糖的代谢过程如下图。下列说法正确的是( ) A.在有氧条件下,肝细胞可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸产生能量 B.过程形成的五碳糖可用
13、于合成脱氧核苷酸,并可作为转录的原料 C.过程产生的ATP可用于肝细胞主动吸收所需的营养物质 D.过程的反应场所是线粒体基质,该过程既消耗水,也能产生水 答案 A 解析 在有氧条件下,肝脏细胞可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,A项正 确;转录的过程中所需的原料是核糖核苷酸而不是脱氧核苷酸,B项错误;无 氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,第二阶段不产生ATP,C项错误;过程 的反应场所是线粒体基质和线粒体内膜,D项错误。 题图分析 分析题图,图示表示肝脏在修复过程中的细胞代谢,表示葡萄 糖跨膜运输的过程,表示代谢过程中产生五碳糖,表示无氧呼吸第二阶 段丙酮酸生成乳酸的过程,表示有氧呼吸的第二、三阶
14、段产生CO2和 H2O的过程。 2.(2020山东一模)线粒体中的H与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。 细胞接受凋亡信号后,线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中,并与 Apaf-1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是( ) A.有氧呼吸过程产生H的场所为细胞质基质和线粒体基质 B.细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应 C.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP D.若细胞中Apaf-1蛋白功能丧失,细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 答案 C 解析 有氧呼吸第一、二阶段均可产生H,场所分别为细胞质基质和线粒 体基质,A项正确;细胞色素c参与H与氧气的结合过程,该过程属于有氧呼 吸第三阶
15、段,B项正确;细胞色素c功能丧失影响有氧呼吸第三阶段,但有氧 呼吸前两阶段也产生ATP,C项错误;由题意可知,细胞色素c可以与Apaf-1蛋 白结合引起细胞凋亡,若Apaf-1蛋白功能丧失,其不能与细胞色素c结合,则 无法引起细胞凋亡,D项正确。 考向二考向二 光合作用过程中物质变化和能量变化光合作用过程中物质变化和能量变化 3.右图表示将某植物叶片置于适宜条件下,不同的细胞间隙CO2浓度下叶 肉细胞中C5的含量变化。以下推测不合理的是( ) A.AB,暗反应消耗ATP的速率增加 B.AB,CO2固定速率比C3的还原速率快 C.BC,光合速率等于呼吸速率 D.BC,可能是光反应限制了光合速率
16、答案 C 解析 AB,随叶肉细胞间的CO2浓度的升高,CO2的固定加快,C3生成增多, 还原加快,消耗ATP的速率增加,A项正确;AB,C5含量降低,说明CO2固定 速率比C3的还原速率快,B项正确;BC,叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度较 高,C5含量基本维持不变,表示达到CO2饱和点,此时光合速率应大于呼吸速 率,叶片的净光合速率大于零,C项错误;BC,可能是光反应产生的H和 ATP的数量限制了光合速率,D项正确。 4.右图表示某植物叶肉细胞中C3和C5浓度的 变化情况,该植物在阶段处于适宜环境条件 下,阶段是某个环境条件降低引起的瞬时变 化。下列分析正确的是( ) A.阶段在类囊体膜上进行
17、,阶段在叶绿体基质中进行 B.图中阶段的变化很可能是降低光照强度引起的 C.图中物质甲转变成乙需要光反应提供的ATP和NADPH D.达到最大光合作用强度时,所需最小光照强度阶段的比阶段低 答案 D 解析 题图表示植物叶肉细胞中C3和C5浓度的变化情况,因此两个阶段均表示光 合作用暗反应,发生在叶绿体基质中,A项错误。当光照强度降低,短时间内光反 应产生的H、ATP减少,导致C3的还原减少,而C5与CO2反应生成的C3不变,因此 C3含量上升,C5下降。当CO2浓度降低,短时间内光反应产生的H、ATP不变,C5 与CO2反应生成的C3减少,导致C5的消耗减少,而C3的还原继续进行,因此C3含量
18、 下降,C5上升。所以,图中阶段的变化很可能是降低光照强度和降低CO2浓度 引起的,B项错误。图中物质甲可能是C3或C5。若甲是C3,则乙是C5,甲转变成乙 需要光反应提供的ATP和NADPH。若甲是C5,则乙是C3,甲转变成乙需要CO2,C 项错误。由题意可知,发生的改变是CO2浓度降低,达到最大光合作用强度时, 阶段所需的光照强度比阶段低,D项正确。 名师点睛 模型法分析物质的量的变化 注意:(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而 非长时间。 (2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,NADPH和ATP含量变 化是一致的。 规律总结 图解物质含量变化之间
19、的关系 在解答光合作用相关物质含量变化的试题中,要结合图解或其中部分图解(如下 图1所示)进行分析推理,如在突然停止光照、CO2供应不变的情况下,分析细胞中 C3的含量变化(如下图2所示)。另外,应记住C5、NADPH、ATP的含量变化是一 致的,且都与C3的含量变化相反。 考向三考向三 细胞呼吸和光合作用的关系细胞呼吸和光合作用的关系 5.(2020山东潍坊二模)(多选)下图表示高等植物体内某些生理过程。据图分析, 下列说法正确的是( ) A.阶段生成ATP和NADPH所需要的能量可以是光能也可以是化学能 B.和过程进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质 C.、阶段所示的过程是生态系统赖以维
20、持的重要基础 D.过程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中 答案 BCD 解析 高等植物体内,阶段(光反应)生成ATP和NADPH所需要的能量来自光 能,A项错误;过程是暗反应,过程是无氧呼吸,进行的场所分别是叶绿体基质 和细胞质基质,B项正确;(光反应)、阶段(暗反应)所示的过程是光合作用,可 以将无机物转化为有机物,是生态系统赖以维持的重要基础,C项正确;(无氧呼 吸)、(有氧呼吸)过程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中,如植物某些 细胞可以进行有氧呼吸,某些细胞可以进行无氧呼吸,D项正确。 题图分析 表示光反应为暗反应提供ATP、NADPH,表示暗反应,表示 无氧呼吸,表示有氧呼吸。X
21、表示酒精和二氧化碳。表示光反应阶段,表 示暗反应阶段,表示细胞呼吸过程。 规律总结 光合作用与细胞的有氧呼吸过程及物质转化问题的应答技巧 (1)理解教科书中光合作用和细胞呼吸的过程图解,把握相关生理过程中的物质变化 和能量变化。 光合作用:物质变化为CO2+C5C3C5+(CH2O)、H2OO2+H,能量变化为光能 电能活跃的化学能(NADPH和ATP中的能量)(CH2O)中稳定的化学能。细 胞的有氧呼吸:物质变化为C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4H、2C3H4O3(丙酮 酸)+6H2O6CO2+20H、24H+6O212H2O,能量变化为(CH2O)中稳定的化学能 活跃的化学能(A
22、TP中的能量)和热能。 (2)应结合试题图表,准确获取图表中的物质转化信息,据此确定相应生理过程是光 合作用过程还是细胞呼吸过程,是光反应阶段还是暗反应阶段,或者是有氧呼吸的 哪一个阶段。 【辨清易错易混辨清易错易混】 1.与细胞呼吸有关的3个易错易混点 (1)误认为有氧呼吸的全过程都需要O2:有氧呼吸的第一阶段不需要O2,第 二、三阶段需要O2,第二阶段在有氧条件下才能进行。 (2)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体。 原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和细胞膜。 真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 (3)误认为O2一定抑制无氧呼吸。 哺乳动物的成熟红细胞的无氧呼吸不受O2的影响。 2
23、.与光合作用有关的3个易错易混点 (1)误认为光合作用产生的H与细胞呼吸产生的H是同一种物质:光合作 用中光反应产生的H是还原型辅酶(NADPH),细胞呼吸产生的H是还 原型辅酶(NADH),二者不相同。 (2)误认为C3和C5只含有3个或5个碳原子:其实还有H、O等原子,如丙酮酸 (C3H4O3)就是一种三碳化合物。 (3)误认为暗反应不需要光也能长期进行:暗反应在有光、无光条件下都可 以进行,但是如果没有光照,光反应停止后不提供NADPH和ATP,暗反应很 快也会停止。 考点考点2 影响细胞呼吸与光合作用的因素影响细胞呼吸与光合作用的因素 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 影响细
24、胞呼吸与光合作用的影响细胞呼吸与光合作用的 因素因素 1.(2020山东一模)(多选)龙须菜是生活 在近岸海域的大型经济藻类,既能给海 洋生态系统提供光合产物,又能为人类 提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,实验结果如下 图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,实验过程中温度等其他条件适宜,下列相关说法 错误的是( ) A.实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组 B.增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率 C.高光照强度下光反应速率快,从而使龙须菜生长较快 D.选择龙须菜养殖场所时,需考虑海水的透光率等因素 答案 AB 解析 大气中CO2浓度为0.03%,因此实验中
25、CO2浓度为0.1%的组是实验 组,A项错误;由图1可知,两种CO2浓度条件下,龙须菜的生长速率相差不大, 即增加CO2浓度,龙须菜生长速率基本不变,B项错误;由图2可知,与低光条 件相比,高光条件下龙须菜光反应速率显著增加,C项正确;综合两图可知, 龙须菜生长主要受到光照强度的影响,因此选择龙须菜养殖场所时,需考虑 海水的透光率等因素,D项正确。 考向二考向二 光合速率与呼吸速率的计算光合速率与呼吸速率的计算 2.(2020山东烟台4月一模)图甲为黑藻在 适宜温度下O2释放速率随光照强度的变 化。图乙是将黑藻放在适宜温度的密闭 环境中(不同时间内光照强度不同),测得 的密闭环境中CO2浓度随
26、时间的变化情况。下列叙述错误的是( ) A.图甲中,当光照强度相对值为2时,黑藻的氧气产生速率相对值为0 B.图甲中,当光照强度相对值为7时,若要提高黑藻光合速率,可适当增加CO2浓度 C.图乙中黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是46 h、810 h D.由图乙分析,黑藻在该密闭环境中经过12 h后有机物的含量上升 答案 A 解析 据图甲分析,当光照强度相对值为2时,黑藻氧气释放速率相对值为0, 氧气产生速率相对值为2,A项错误;当光照强度相对值为7,8时,O2释放速率 不变,说明已经达到光饱和点,题干描述温度适宜,若要提高黑藻光合速率, 可适当增加CO2浓度,B项正确;据图乙分析,时间段4
27、6 h、810 h密闭环境 中CO2浓度没有变化,故黑藻的光合速率等于呼吸速率,C项正确;12 h时与0 h时相比CO2浓度降低,黑藻在该密闭环境中经过12 h后有机物的含量上 升,D项正确。 3.为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合 作用特性,研究人员分别测定了新育品种 与原种叶片的净光合速率(已知各幼苗细 胞呼吸酶的最适温度高于光合作用酶的最 适温度),结果如下图所示。下列表述最合 理的是( ) A.该实验的自变量是温度和培养时间 B.15 时,P1、P2总光合作用强度相等 C.P1参与光合作用的酶的最适温度为25 D.在2540 范围内,P1净光合速率受温度影响比P2大 答案 D 解
28、析 分析题图可知,该实验的自变量是温度和作物品种,A项错误;15 时 P1、P2净光合作用强度相等,但两者的呼吸强度关系未知,故P1、P2总光合 强度不一定相等,B项错误;同理,由图知25 时P1的净光合速率最高,是光 合作用与细胞呼吸相关酶共同作用的结果,不一定是参与光合作用的酶的 最适温度,C项错误;由各曲线的斜率可知,在2540 范围内,P1净光合速率 下降比P2快,故此范围内P1净光合速率受温度影响比大,D项正确。 题图分析 据图分析,随着温度的升高,P1和P2的净光合速率都先上升后下 降,且最适宜温度都是25 ;P1净光合速率高于P2的,且两者都高于对照组; 但超过25 后,P1净光
29、合速率下降最快。 规律总结 光合作用和细胞呼吸的计算策略 (1)厘清各量的关系 光合作用所需CO2的来源有两个:细胞呼吸产生的,从周围空气中吸收的(若是 水生植物,则是从周围的水中吸收的)。 光合作用释放O2的去向有两个:细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率 大于呼吸速率时)。 光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个:细胞呼吸消耗、积累 (当光合速率大于呼吸速率时)。 当在光照下光合作用与细胞呼吸同时进行时:光合作用实际产氧量=实测的氧 气释放量+细胞呼吸耗氧量;光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳吸 收量+细胞呼吸二氧化碳释放量;光合作用葡萄糖净产量=光合作用实际葡萄糖
30、 生产量-细胞呼吸葡萄糖消耗量。 规律总结 (2)看懂数据及其相互关系是解题的关键 文字叙述式:利用一段文字直接给出有关数据;表格式:在表格中给出 相关数据;坐标曲线式(有时加有方格,是为了准确识别有关数据,1个方格 代表一定的变化量),利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表CO2、O2的 吸收或释放的量。 考点考点3 细胞呼吸与光合作用的实验设计细胞呼吸与光合作用的实验设计 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 光合速率与呼吸速率的测定光合速率与呼吸速率的测定 1.(2020山东威海4月一模)(多选)下图是探究有活性的水 稻种子细胞呼吸的装置。下列叙述正确的是( ) A.将种子浸透的作用
31、是增加种子细胞中自由水的含量, 从而增强种子的代谢作用 B.实验开始时,红色小液滴位于0点,在其他条件适宜的情况下,一段时间后,红色小液 滴将向右移动 C.红色小液滴停止移动后,种子的呼吸方式是有氧呼吸 D.为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮熟种子的对照 实验装置 答案 AD 解析 广口瓶中的KOH溶液可以吸收细胞呼吸释放的CO2,故液滴是否移 动取决于是否消耗O2。将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含 量,从而增强种子的代谢作用,提高其细胞呼吸,A项正确;实验开始时,红色 小液滴位于0点,在其他条件适宜的情况下,一段时间后,由于种子呼吸会消 耗O2,故红色小液滴
32、将向左移动,B项错误;小液滴停止移动后,说明其不再 消耗O2,即进行无氧呼吸,C项错误;为确保红色小液滴的移动仅由种子的生 理活动引起,需另设放置煮熟种子的对照实验装置,观察小液滴是否移动,D 项正确。 规律总结 液滴移动法判断生物呼吸类型的实验设计 (1)实验装置 欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如下图所示(以发芽种子 为例)。 规律总结 (2)实验结果预测和结论 甲液滴不动,乙液滴不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡。 甲液滴不动,乙液滴右移只进行产生酒精的无氧呼吸。 甲液滴左移,乙液滴右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。 甲液滴左移,乙液滴不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸
33、和产生乳酸的 无氧呼吸。 2.如右图所示,将对称叶片左侧遮光、右侧曝光,并采用适当的方法阻止两 部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12 h后,从两侧截取同 等单位面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b(单位:g)。下列相关叙述正确 的是( ) A.a/12所代表的是该叶片的呼吸速率 B.b/12所代表的是该叶片的光合速率 C.(b+a)/12所代表的是该叶片净光合速率 D.(b-a)/12所代表的是该叶片真正光合速率 答案 D 解析 图中叶片左侧遮光、右侧曝光,在适宜光照下照射12 h后,从两侧截 取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b,由于左侧是在遮光条件下测 得的数值,假设实验
34、前两侧叶片干重均为M,则M-a表示细胞呼吸消耗的有 机物,b-M表示净光合作用积累的有机物,则b-a代表12 h内右侧截取部分光 合作用制造的有机物总量。根据分析,a表示叶片在黑暗条件下经细胞呼 吸消耗后剩余的有机物含量,故a/12不能代表的是该叶片的呼吸速率,A项 错误;据分析可知,该叶片的光合速率可表示为(b-a)/12,B项错误;由于实验 前叶片的干重未知,故无法得知该叶片净光合速率,C项错误;据分析可 知,(b-a)/12所代表的是该叶片的真正光合速率,D项正确。 题图分析 叶片曝光与遮光部分的生理过程中的差别是光合作用是否进行。 考向二考向二 光合作用与细胞呼吸的影响因素光合作用与细
35、胞呼吸的影响因素 3.(2020山东德州6月模拟)下图为在不同光照 强度下测定的甲、乙两种植物的光合作用强 度变化曲线。下列说法正确的是( ) A.在连续阴雨的环境中,生长受到影响较大的 是植物甲 B.光照强度为M lx时,植物乙的光合速率高于植物甲 C.光照强度大于500 lx时,植物乙对光能的利用率比植物甲高 D.光照强度大于1 000 lx时,限制植物乙光合速率的环境因素是光照强度 答案 A 解析 据图分析可知,甲植物对光能的利用高,需要较强的光照,乙植物在光 照较弱的条件下光合作用强度较大,故阴雨天气受影响较大的是甲植物,A 项正确;光照强度为M lx时,两种植物的净光合速率相等,但甲
36、植物的呼吸 速率大于乙植物,故植物甲的光合速率(呼吸速率+净光合速率)高于植物 乙,B项错误;据图可知:光照强度大于500 lx,植物乙CO2吸收量较甲低,故乙 对光能的利用率比植物甲低,C项错误;在1 000 lx之前,乙植物的光合速率 不再随光照强度增大而增加,故当光照强度大于1 000 lx,限制植物乙光合 速率的环境因素不再是光照强度,D项错误。 题图分析 图中为甲、乙两种植物在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲 线,在一定范围内,两种植物CO2吸收速率随光照强度增加而增加,达到一定 程度后不再增加;光照强度为M lx时两种植物的CO2吸收量相等,此时两种 植物的净光合速率相等;两条曲
37、线与纵坐标的交点即为对应植物的呼吸强 度。 4.某同学想探究CO2浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶 的小白菜,用直径1 cm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉, 置于光下。取100 mL三角瓶4个,编号14,按下表操作(光照、温度相同且适宜) 并记录结果。下列评价或修正不合理的是( ) A.只要控制光照、温度相同即可 B.自变量二氧化碳浓度的控制不严格 C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果 D.制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处 编 号 实验处理 30 min内上浮 叶圆片数/片 叶圆片来源 叶圆片数/片 自来水/mL NaHCO3/g 1 A 10
38、 40 0 2 2 B 10 40 1.0 6 3 C 10 40 1.5 4 4 D 10 40 2.0 5 答案 A 解析 在进行探究实验的过程中,叶圆片数、自来水的量等无关变量应保 持相同且适宜,A项错误;自来水中也有少量二氧化碳,因此使用自来水时, 会对二氧化碳浓度造成影响,B项正确;小叶圆片来自A、B、C、D四株小 白菜,由于实验材料本身存在的差异会影响实验结果,C项正确;制备的叶圆 片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理,目的是消耗掉叶圆片中的氧气,能够 使叶圆片沉在烧杯中,D项正确。 题表分析 分析实验表格操作步骤可知,本实验的自变量为NaHCO3的质 量,NaHCO3可以释放二氧化碳,因此实际的自变量为二氧化碳浓度,而叶圆 片数、自来水的量等均属于无关变量。 【辨清易错易混辨清易错易混】 厘清光合作用与细胞呼吸实验设计中实验条件的控制方法 (1)增加水中氧气泵入空气或放入绿色水生植物。 (2)减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水。 (3)除去容器中二氧化碳NaOH溶液。 (4)除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中一段时间。 (5)除去叶中叶绿素酒精隔水加热。 (6)除去光合作用对细胞呼吸的干扰给植株遮光。 (7)如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光。 (8)线粒体提取细胞匀浆离心。 (9)保持密闭容器中CO2浓度不变NaHCO3溶液。
