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1、疑難聚焦，專講專練(一)光合作用和細胞呼吸綜合題型專訓 一、光合作用、細胞呼吸關系圖解及動態(tài)分析動態(tài)分析如下：(1)強光光照：光合作用速率大于細胞呼吸速率。葉綠體產生的O2的去向：供給線粒體釋放到葉片外。葉綠體需要的CO2的來源：線粒體產生外界吸收。過程如圖1所示。圖圖1 圖圖2 (2)中性光照：光合作用速率等于細胞呼吸速率。葉綠體產生的O2供給線粒體進行細胞呼吸。線粒體產生的CO2供給葉綠體進行光合作用，葉片與外界環(huán)境不進行氣體交換。過程如圖2所示。(3)弱光光照：光合作用速率小于細胞呼吸速率。葉綠體產生的全部O2和從外界吸收的O2供給線粒體利用。線粒體產生的CO2除供給葉綠體利用外，其余釋
2、放到葉片外。過程如圖3所示。圖圖3 (4)黑暗情況：不進行光合作用，只進行細胞呼吸，葉片從外界吸收O2，釋放CO2。過程如圖4所示。圖圖4 二、光合作用、細胞呼吸坐標曲線解讀(參見前面知識，此處不再展開)三、光合作用、細胞呼吸的測定方法及實驗裝置1表觀(凈)光合速率的測定方法(如圖)(1)NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。(2)植物光合速率指標：植物光合作用釋放氧氣，使容器內氣體壓強增大，毛細管內的水滴右移。單位時間內水滴右移的體積即是光合速率。(3)條件：整個裝置必須在光下。動態(tài)分析：當外界條件變化時，CO2(光)補償
3、點移動規(guī)律若呼吸速率增加，CO2(光)補償點應右移，反之應左移。若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時，CO2(光)補償點應右移，反之應左移。陰生植物與陽生植物相比，CO2(光)補償點和飽和點都相應向左移動。2細胞呼吸狀況的實驗測定歸納欲測定與確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，兩套呼吸裝置中的單一變量為NaOH與蒸餾水，即用等量的蒸餾水取代實驗組的NaOH溶液，其他所有項目均應一致，加蒸餾水的裝置內氣壓變化應由CO2與O2共同決定。兩套裝置可如下圖所示，當然，此時仍有必要設置另一組作誤差校正之用。結果與分析若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動，則表明所測生物只進行有氧呼吸(因有氧呼
4、吸產CO2量與耗O2量相等)。若裝置1液滴不動，裝置2液滴右移，則表明所測生物只進行無氧呼吸(因無氧呼吸只產CO2，不耗O2)。若裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，則表明該生物既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。裝置1與裝置2液滴均左移，則呼吸過程中O2吸收量大于CO2釋放量，呼吸底物中可能有脂質參與。a為使實驗結果精確，排除實驗誤差還應設置如圖裝置3，以便校正。b進行結果與結論的描述時應“先結果后結論”，而不是“先結論后結果”，如上。1.如圖為光合作用和呼吸作用之間的能量轉變圖解。下列有關該圖的說法中正確的是()。重點題型升格訓練重點題型升格訓練光合作用、細胞呼吸關系的綜合題光合作用、細胞呼吸關系
5、的綜合題 A只有在強光下同一葉肉細胞呼吸作用產生的二氧化碳直接供自身光合作用利用B光合作用光反應階段產生的H只來自水，而呼吸作用產生的H只來自有機物C耗氧量相同的情況下，同一植株的綠色細胞和非綠色細胞產生ATP的量可能相同D在強光下一株植物所有細胞呼吸消耗的氧氣全部來自光合作用過程中產生的氧氣解析在有光的條件下，細胞呼吸產生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用，故A錯誤；光合作用的光反應階段產生的H來自水，有氧呼吸第一階段產生的H來自有機物葡萄糖，第二階段產生的H來自丙酮酸和水，故B錯誤；強光下植物呼吸作用消耗的氧氣可能來自光合作用產生的氧氣，也可能來自外界環(huán)境，故D錯誤。答案C2如圖為某種植物
6、細胞部分結構示意圖，據(jù)圖分析，下列四項敘述中，正確的是()。Aa、b箭頭表示的是O2進出細胞的過程Be、f箭頭表示的是CO2進出細胞的過程C以C18O2作原料進行光合作用，在較強光照下，測得含18O的呼吸作用產物的主要去向是圖中的dD以HO作原料進行光合作用，在較強呼吸作用下，測得含18O的光合作用產物的主要去向是圖中的b3(2010廣州六中調研)下圖甲表示某種植物光合作用強度與光照強度的關系，圖乙表示該植物葉肉細胞的部分結構(圖中M和N代表兩種氣體的體積)，下列說法正確的是(注：不考慮無氧呼吸)()。A圖甲中的縱坐標數(shù)值即為圖乙中的m4B處于圖甲中A、B、C、D、E任意一點，圖乙中都有m1n
7、10，m2n20C圖甲中E點以后，圖乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D圖甲中C點時，圖乙中有m1n1m4n4解析圖乙中m1m4分別表示線粒體釋放、細胞釋放、細胞吸收、葉綠體吸收的CO2量，n1n4分別表示線粒體吸收、細胞吸收、細胞釋放、葉綠體釋放的O2量。A錯誤：圖甲中的縱坐標數(shù)值是整個細胞吸收的CO2量，即為圖乙中的m3；B錯誤：如在E點時，葉綠體產生的O2足夠線粒體呼吸消耗，n20；C錯誤：圖甲中E點以后，圖乙中n4不再增加，即達到光飽和點，其主要原因是葉綠體中的色素等有限，來不及吸收和利用更多的光能；D正確：圖甲中C點時，光合作用強度等于呼吸作用強度，故有m1n1m4n4。答案D
8、4(2012天津市河西質調)小麥植株進行光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 和30 。下圖甲為小麥葉肉細胞中的部分代謝示意圖；圖乙是在CO2濃度一定、環(huán)境溫度為25 、不同光照強度條件下測得的小麥葉片的光合作用強度。請據(jù)圖分析回答問題。(1)當圖甲中細胞有d過程發(fā)生而沒有e過程發(fā)生時，該細胞處于的生理狀態(tài)是_。若是d過程也不發(fā)生，則此時該細胞內進行的生理過程是(用化學反應式表示)_。(2)在圖乙中B點時，葉肉細胞中產生ATP的場所有_。C點時，該植物的總光合速率為_mg/(dm2葉h)。C點以后限制光合作用強度繼續(xù)上升的環(huán)境因素是_。(3)適當提高CO2濃度時，C點將_(填“上移”“下移”
9、或“不動”)；當植物缺鎂時，B點將_(填“左移”或“右移”)。(4)某同學以綠色植物葉片為材料，探究環(huán)境條件對細胞呼吸 速 率 的 影 響 ， 請 幫 助 他 提 出 一 個 探 究 的 課 題 ：_。需要特別注意的是，該實驗需要在_條件下進行。答案(1)光合作用強度小于或等于呼吸作用強度6O2C6H12O66H2O6CO212H2O能量(2)細胞質基質和線粒體、葉綠體20CO2濃度(3)上移右移(4)探究溫度(O2濃度)對細胞呼吸速率的影響黑暗5.如圖為不同溫度下金魚的代謝率(耗氧量)與氧分壓的關系圖。據(jù)圖不能得出的結論是()。A在一定范圍內，代謝率隨氧分壓下降而下降B25 環(huán)境中金魚的代謝
10、率比15 環(huán)境中的高C代謝率最大時的最低氧分壓隨溫度不同而不同D氧分壓超過一定范圍后，代謝率不再隨氧分壓增加而增加側重坐標曲線、柱狀圖、表格的試題側重坐標曲線、柱狀圖、表格的試題 解析金魚的代謝率(耗氧量)除受溫度影響外，還受氧分壓影響。在25 時，若氧分壓很低，則其代謝率也將很低。答案B6(2011湖南十二校聯(lián)考)陽光穿過森林空隙形成的“光斑”會隨太陽移動和枝葉的擺動而移動。如圖表示一株生長旺盛的植物在光斑照射前后光合作用過程中與吸收CO2和釋放O2有關的變化曲線，此曲線說明()。A光斑照射前光合作用無法進行B光斑照射開始后，光反應和暗反應迅速同步增加C光斑照射后O2釋放曲線的變化說明暗反應
11、對光反應有限制作用DCO2曲線中AB段的變化說明進行暗反應與光照無關解析光斑照射前氧氣的釋放速率大于0，說明光合作用在進行；光斑照射開始后，氧氣釋放速率增加相對較快，而二氧化碳吸收速率增加相對較慢，說明光反應和暗反應不是迅速同步增加的；光斑移開后，AB段中二氧化碳吸收速率下降，說明進行暗反應與光照有關。答案C7某同學為了探究不同條件對植物光合作用速率和呼吸作用速率的影響，做了如下實驗：將8株各有20片葉片、大小和長勢相似的天竺葵盆栽植株，分別放在密閉的玻璃容器中，在不同實驗條件下，利用傳感器定時測定密閉容器中CO2含量的變化。實驗結果統(tǒng)計如下表，請分析回答下列問題。編號12345678溫度/1
12、010202030304040光照強度/lx1 00001 0000 1 00001 0000開始時CO2量/g5.05.05.05.05.05.05.05.012 h后CO2量/g4.55.13.55.41.95.92.05.8(1)表中序號1、3、5、7可構成另一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，自變量是_，無關變量是_(至少答兩個)。(2)序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，則該實驗組合研究的主題是_。(3)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在圖中的坐標上標出光照強度為1 000 lx，溫度分別為10 、20 、30 和40 時的光合作用速率(標出相應的點即可)，并請注明橫坐標所表示的
13、變量和具體數(shù)值。(4)在光照強度為1 000 lx，溫度為30 時，12 h每株天竺葵可積累葡萄糖約_g。(計算結果保留一位小數(shù)。相對原子質量C12，H1，O16)解析(1)表中序號1、3、5、7可構成一個相對獨立的實驗組合，在該實驗組合中，探究的是溫度對光合作用速率的影響，根據(jù)單一變量原則，自變量是溫度，因變量是密閉容器中二氧化碳含量的變化，無關變量有光照強度、二氧化碳濃度、天竺葵盆栽植株的大小和長勢、葉片的數(shù)目等。(2)序號2、4、6、8可構成另一個相對獨立的實驗組合，該實驗的自變量也是溫度，但沒有光照，所以該實驗組合研究的主題是溫度對植物呼吸作用速率的影響。 答案(1)溫度光照強度、二氧
14、化碳濃度(2)溫度對植物呼吸作用速率的影響(3)見下圖(四個點正確，橫坐標含義正確，不得連線，四個點對應的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8)(4)2.18在一定實驗條件下，測得某植物光合作用速率與光照強度之間的關系(氧氣濃度為15%)、呼吸作用與氧氣濃度之間的關系及光合作用速率與溫度之間的關系如下圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。( 1 ) 在 光 合 作 用 過 程 中 ， 光 反 應 為 暗 反 應 提 供 的 兩 種 物 質 是_。(2)影響圖甲中a曲線A點上下移動的主要外界因素是_；圖乙中細胞呼吸有關曲線的數(shù)據(jù)需在_條件下測量。(3)由圖丙可知，40 時，植物體_(填“能”或“不能”
15、)顯示生長現(xiàn)象；而5 時的狀態(tài)可用圖甲中_(填“A”、“B”或“C”)點表示。(4)用大棚種植蔬菜時，白天應控制光照強度為_點對應的光照強度，溫度為_最佳。(5)在圖甲和圖乙中繪制下列有關曲線：圖甲中光合作用強度是用CO2吸收量(mol/h)表示的，請改用O2的吸收量(mol/h)表示光合作用強度，并在圖甲中再繪出光合作用強度與光照強度的關系曲線；在圖乙中再繪出無氧呼吸CO2的釋放量與O2濃度的關系。解析(1)光反應為暗反應提供了還原性氫和ATP。(2)在甲圖中，A點時無光照，只進行呼吸作用，影響呼吸作用強度的主要外界因素是溫度。在圖乙中，為排除光照對氣體交換量的影響，可以在無光或黑暗的條件下
16、進行測量。 (3)在圖丙中40 時真正光合速率已經很低，而呼吸速率很高，說明與光合作用有關的酶的活性較低而與呼吸作用有關的酶的活性較高，使植物體總有機物量減少，不能顯示生長現(xiàn)象。在5 時光合速率和呼吸速率相等，可用甲圖中的B點表示。(4)大棚蔬菜在種植時，白天應在較大光照強度下，以增強光合作用，溫度應在真正光合速率和呼吸速率的差值最大時，即圖丙中的25 時最好。(5)在繪制氧氣的吸收量曲線時，對應于二氧化碳吸收量的曲線，找到光照強度為0時氧氣的消耗量、光照強度和呼吸強度相等時的B點和最大二氧化碳吸收量時氧氣的釋放量，繪制出氧氣吸收量的曲線。從圖乙可以看出D點時，只進行有氧呼吸，無氧呼吸釋放的C
17、O2為0，在氧氣濃度為0時，二氧化碳的釋放量為1，連點進行描線即可得到曲線。答案(1)ATP和H(NADPH)(2)溫度無光(或黑暗)(3)不能B(4)C25(5)如下圖9.欲通過觀察倒置的裝有水生植物和水的試管中有無氣泡產生，來驗證植物的光合作用產生了氧氣。下列四個倒置的試管中，最佳設計的一組是()。Aa試管和d試管 Ba試管和b試管Cb試管和c試管 Da試管和c試管解析該實驗變量為倒置的裝水試管中是否有植物，故應該選a與c對照。答案D光合作用、細胞呼吸相關的實驗探究光合作用、細胞呼吸相關的實驗探究 10某轉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基因作物光合強度測
18、試的研究課題。研究中設計了下圖所示的裝置。請利用以上裝置完成對該轉基因作物光合作用強度的測試。實驗步驟：(1)測定植物的呼吸作用強度，方法步驟：_；_；_。(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟：_；_；_。答案(1)甲、乙裝置D中放入NaOH溶液，乙裝置作為對照組將裝置甲、乙的廣口瓶遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和刻度(2)甲、乙裝置D中放入NaHCO3溶液，乙裝置作為對照組將裝置甲、乙放在光照強度、溫度等相同的環(huán)境中30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和刻度11(2012江西師大附中、臨川一中聯(lián)考).為了研究植物的呼吸作用
19、，小剛設計了如圖所示的裝置。請你和小剛一起探究下列問題。(1)實驗時，廣口瓶用不透光的黑紙包住，其目 的 是 防 止 瓶 內 的 植 物 進 行_作用，對實驗產生干擾。(2)經過一段時間后，可以看到細玻璃管中的紅墨水將_(選填“左移”、“右移”或“不動”)。揭去廣口瓶 外 的 黑 紙 ， 觀 察 到 廣 口 瓶 中 發(fā) 生 的 現(xiàn) 象 是_，原因是_。.為了探究植物的光合作用是否需要光，小剛同學設計并完成如下圖所示的實驗。請你對他的實驗進行分析，然后回答有關問題。( 1 ) 實 驗 時 首 先 將 植 物 放 在 黑 暗 處 ， 其 目 的 是 使 葉 片 中 的_耗盡。(2)圖中a選用的液體
20、應該是_。(3)滴加碘液后葉片變成了藍色，說明葉片中產生了_。(4)小剛設計的實驗的不足之處是_。解析.由于實驗材料是植物幼苗，而探究的是植物的呼吸作用，故要將廣口瓶用不透光的黑紙包住，其目的是防止瓶內的植物進行光合作用對實驗產生干擾。由于呼吸作用過程中消耗氧氣，產生二氧化碳，二氧化碳被澄清石灰水吸收，裝置內氣體減少，紅墨水將左移。由于吸收了二氧化碳，導致澄清石灰水變渾濁。.探究植物光合作用是否需要光的實驗中，首先將植物放在黑暗處，目的是消耗葉片中的有機物，減少對實驗結果的干擾。光照后要用酒精對葉片進行脫色處理，避免葉綠體色素對實驗結果的影響。在實驗時要設置對照組排除無關變量的干擾。答案.(1)光合(2)左移澄清石灰水變渾濁呼吸作用產生了CO2.(1)有機物(淀粉)(2)酒精(3)淀粉(4)沒有對照組
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