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1、疑難聚焦，專講專練(一)光合作用和細(xì)胞呼吸綜合題型專訓(xùn) 一、光合作用、細(xì)胞呼吸關(guān)系圖解及動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析如下：(1)強(qiáng)光光照：光合作用速率大于細(xì)胞呼吸速率。葉綠體產(chǎn)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(chǎn)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(xì)胞呼吸速率。葉綠體產(chǎn)生的O2供給線粒體進(jìn)行細(xì)胞呼吸。線粒體產(chǎn)生的CO2供給葉綠體進(jìn)行光合作用，葉片與外界環(huán)境不進(jìn)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(xì)胞呼吸速率。葉綠體產(chǎn)生的全部O2和從外界吸收的O2供給線粒體利用。線粒體產(chǎn)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(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)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(xì)胞呼吸坐標(biāo)曲線解讀(參見前面知識，此處不再展開)三、光合作用、細(xì)胞呼吸的測定方法及實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(biāo)：植物光合作用釋放氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，毛細(xì)管內(nèi)的水滴右移。單位時(shí)間內(nèi)水滴右移的體積即是光合速率。(3)條件：整個(gè)裝置必須在光下。動(dòng)態(tài)分析：當(dāng)外界條件變化時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償
3、點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律若呼吸速率增加，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。若呼吸速率基本不變，條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之應(yīng)左移。陰生植物與陽生植物相比，CO2(光)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都相應(yīng)向左移動(dòng)。2細(xì)胞呼吸狀況的實(shí)驗(yàn)測定歸納欲測定與確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)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(shí)驗(yàn)組的NaOH溶液，其他所有項(xiàng)目均應(yīng)一致，加蒸餾水的裝置內(nèi)氣壓變化應(yīng)由CO2與O2共同決定。兩套裝置可如下圖所示，當(dāng)然，此時(shí)仍有必要設(shè)置另一組作誤差校正之用。結(jié)果與分析若裝置1液滴左移，裝置2液滴不動(dòng)，則表明所測生物只進(jìn)行有氧呼吸(因有氧呼
4、吸產(chǎn)CO2量與耗O2量相等)。若裝置1液滴不動(dòng)，裝置2液滴右移，則表明所測生物只進(jìn)行無氧呼吸(因無氧呼吸只產(chǎn)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(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)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(zhì)參與。a為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，排除實(shí)驗(yàn)誤差還應(yīng)設(shè)置如圖裝置3，以便校正。b進(jìn)行結(jié)果與結(jié)論的描述時(shí)應(yīng)“先結(jié)果后結(jié)論”，而不是“先結(jié)論后結(jié)果”，如上。1.如圖為光合作用和呼吸作用之間的能量轉(zhuǎn)變圖解。下列有關(guān)該圖的說法中正確的是()。重點(diǎn)題型升格訓(xùn)練重點(diǎn)題型升格訓(xùn)練光合作用、細(xì)胞呼吸關(guān)系的綜合題光合作用、細(xì)胞呼吸關(guān)系
5、的綜合題 A只有在強(qiáng)光下同一葉肉細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)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(yīng)階段產(chǎn)生的H只來自水，而呼吸作用產(chǎn)生的H只來自有機(jī)物C耗氧量相同的情況下，同一植株的綠色細(xì)胞和非綠色細(xì)胞產(chǎn)生ATP的量可能相同D在強(qiáng)光下一株植物所有細(xì)胞呼吸消耗的氧氣全部來自光合作用過程中產(chǎn)生的氧氣解析在有光的條件下，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用，故A錯(cuò)誤；光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H來自水，有氧呼吸第一階段產(chǎn)生的H來自有機(jī)物葡萄糖，第二階段產(chǎn)生的H來自丙酮酸和水，故B錯(cuò)誤；強(qiáng)光下植物呼吸作用消耗的氧氣可能來自光合作用產(chǎn)生的氧氣，也可能來自外界環(huán)境，故D錯(cuò)誤。答案C2如圖為某種植物
6、細(xì)胞部分結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)圖分析，下列四項(xiàng)敘述中，正確的是()。Aa、b箭頭表示的是O2進(jìn)出細(xì)胞的過程Be、f箭頭表示的是CO2進(jìn)出細(xì)胞的過程C以C18O2作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)光照下，測得含18O的呼吸作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的dD以HO作原料進(jìn)行光合作用，在較強(qiáng)呼吸作用下，測得含18O的光合作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的b3(2010廣州六中調(diào)研)下圖甲表示某種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，圖乙表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(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(biāo)數(shù)值即為圖乙中的m4B處于圖甲中A、B、C、D、E任意一點(diǎn)，圖乙中都有m1n
7、10，m2n20C圖甲中E點(diǎn)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(diǎn)時(shí)，圖乙中有m1n1m4n4解析圖乙中m1m4分別表示線粒體釋放、細(xì)胞釋放、細(xì)胞吸收、葉綠體吸收的CO2量，n1n4分別表示線粒體吸收、細(xì)胞吸收、細(xì)胞釋放、葉綠體釋放的O2量。A錯(cuò)誤：圖甲中的縱坐標(biāo)數(shù)值是整個(gè)細(xì)胞吸收的CO2量，即為圖乙中的m3；B錯(cuò)誤：如在E點(diǎn)時(shí)，葉綠體產(chǎn)生的O2足夠線粒體呼吸消耗，n20；C錯(cuò)誤：圖甲中E點(diǎn)以后，圖乙中n4不再增加，即達(dá)到光飽和點(diǎn)，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(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，故有m1n1m4n4。答案D
8、4(2012天津市河西質(zhì)調(diào))小麥植株進(jìn)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(xì)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(qiáng)度條件下測得的小麥葉片的光合作用強(qiáng)度。請據(jù)圖分析回答問題。(1)當(dāng)圖甲中細(xì)胞有d過程發(fā)生而沒有e過程發(fā)生時(shí)，該細(xì)胞處于的生理狀態(tài)是_。若是d過程也不發(fā)生，則此時(shí)該細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的生理過程是(用化學(xué)反應(yīng)式表示)_。(2)在圖乙中B點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所有_。C點(diǎn)時(shí)，該植物的總光合速率為_mg/(dm2葉h)。C點(diǎn)以后限制光合作用強(qiáng)度繼續(xù)上升的環(huán)境因素是_。(3)適當(dāng)提高CO2濃度時(shí)，C點(diǎn)將_(填“上移”“下移”
9、或“不動(dòng)”)；當(dāng)植物缺鎂時(shí)，B點(diǎn)將_(填“左移”或“右移”)。(4)某同學(xué)以綠色植物葉片為材料，探究環(huán)境條件對細(xì)胞呼吸 速 率 的 影 響 ， 請 幫 助 他 提 出 一 個(gè) 探 究 的 課 題 ：_。需要特別注意的是，該實(shí)驗(yàn)需要在_條件下進(jìn)行。答案(1)光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度6O2C6H12O66H2O6CO212H2O能量(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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(xì)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(guān)系圖。據(jù)圖不能得出的結(jié)論是()。A在一定范圍內(nèi)，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(shí)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(cè)重坐標(biāo)曲線、柱狀圖、表格的試題側(cè)重坐標(biāo)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(shí)，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(huì)隨太陽移動(dòng)和枝葉的擺動(dòng)而移動(dòng)。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(guān)的變化曲線，此曲線說明()。A光斑照射前光合作用無法進(jìn)行B光斑照射開始后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)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(yīng)
11、對光反應(yīng)有限制作用DCO2曲線中AB段的變化說明進(jìn)行暗反應(yīng)與光照無關(guān)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(jìn)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(yīng)和暗反應(yīng)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(jìn)行暗反應(yīng)與光照有關(guān)。答案C7某同學(xué)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(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)條件下，利用傳感器定時(shí)測定密閉容器中CO2含量的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表，請分析回答下列問題。編號12345678溫度/1
12、010202030304040光照強(qiáng)度/lx1 00001 0000 1 00001 0000開始時(shí)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(gòu)成另一個(gè)相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，在該實(shí)驗(yàn)組合中，自變量是_，無關(guān)變量是_(至少答兩個(gè))。(2)序號2、4、6、8可構(gòu)成另一個(gè)相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，則該實(shí)驗(yàn)組合研究的主題是_。(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖中的坐標(biāo)上標(biāo)出光照強(qiáng)度為1 000 lx，溫度分別為10 、20 、30 和40 時(shí)的光合作用速率(標(biāo)出相應(yīng)的點(diǎn)即可)，并請注明橫坐標(biāo)所表示的
13、變量和具體數(shù)值。(4)在光照強(qiáng)度為1 000 lx，溫度為30 時(shí)，12 h每株天竺葵可積累葡萄糖約_g。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)。相對原子質(zhì)量C12，H1，O16)解析(1)表中序號1、3、5、7可構(gòu)成一個(gè)相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，在該實(shí)驗(yàn)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(guān)變量有光照強(qiáng)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(gòu)成另一個(gè)相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組合，該實(shí)驗(yàn)的自變量也是溫度，但沒有光照，所以該實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(gè)點(diǎn)正確，橫坐標(biāo)含義正確，不得連線，四個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值依次為0.6、1.9、4.0、3.8)(4)2.18在一定實(shí)驗(yàn)條件下，測得某植物光合作用速率與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系(氧氣濃度為15%)、呼吸作用與氧氣濃度之間的關(guān)系及光合作用速率與溫度之間的關(guān)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(yīng) 為 暗 反 應(yīng) 提 供 的 兩 種 物 質(zhì) 是_。(2)影響圖甲中a曲線A點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外界因素是_；圖乙中細(xì)胞呼吸有關(guān)曲線的數(shù)據(jù)需在_條件下測量。(3)由圖丙可知，40 時(shí)，植物體_(填“能”或“不能”
15、)顯示生長現(xiàn)象；而5 時(shí)的狀態(tài)可用圖甲中_(填“A”、“B”或“C”)點(diǎn)表示。(4)用大棚種植蔬菜時(shí)，白天應(yīng)控制光照強(qiáng)度為_點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度，溫度為_最佳。(5)在圖甲和圖乙中繪制下列有關(guān)曲線：圖甲中光合作用強(qiáng)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(qiáng)度，并在圖甲中再繪出光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)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(guān)系。解析(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了還原性氫和ATP。(2)在甲圖中，A點(diǎn)時(shí)無光照，只進(jìn)行呼吸作用，影響呼吸作用強(qiáng)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(jìn)行測量。 (3)在圖丙中40 時(shí)真正光合速率已經(jīng)很低，而呼吸速率很高，說明與光合作用有關(guān)的酶的活性較低而與呼吸作用有關(guān)的酶的活性較高，使植物體總有機(jī)物量減少，不能顯示生長現(xiàn)象。在5 時(shí)光合速率和呼吸速率相等，可用甲圖中的B點(diǎn)表示。(4)大棚蔬菜在種植時(shí)，白天應(yīng)在較大光照強(qiáng)度下，以增強(qiáng)光合作用，溫度應(yīng)在真正光合速率和呼吸速率的差值最大時(shí)，即圖丙中的25 時(shí)最好。(5)在繪制氧氣的吸收量曲線時(shí)，對應(yīng)于二氧化碳吸收量的曲線，找到光照強(qiáng)度為0時(shí)氧氣的消耗量、光照強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的B點(diǎn)和最大二氧化碳吸收量時(shí)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(diǎn)時(shí)，只進(jìn)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(shí)，二氧化碳的釋放量為1，連點(diǎn)進(jìn)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(chǎn)生，來驗(yàn)證植物的光合作用產(chǎn)生了氧氣。下列四個(gè)倒置的試管中，最佳設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)變量為倒置的裝水試管中是否有植物，故應(yīng)該選a與c對照。答案D光合作用、細(xì)胞呼吸相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究光合作用、細(xì)胞呼吸相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究 10某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用能力。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基因作物光合強(qiáng)度測
18、試的研究課題。研究中設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置。請利用以上裝置完成對該轉(zhuǎn)基因作物光合作用強(qiáng)度的測試。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟：_；_；_。(2)測定植物的凈光合作用強(qiáng)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(dòng)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(qiáng)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(dòng)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(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。請你和小剛一起探究下列問題。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，廣口瓶用不透光的黑紙包住，其目 的 是 防 止 瓶 內(nèi) 的 植 物 進(jìn) 行_作用，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。(2)經(jīng)過一段時(shí)間后，可以看到細(xì)玻璃管中的紅墨水將_(選填“左移”、“右移”或“不動(dòng)”)。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(xué)設(shè)計(jì)并完成如下圖所示的實(shí)驗(yàn)。請你對他的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，然后回答有關(guān)問題。( 1 ) 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 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(yīng)該是_。(3)滴加碘液后葉片變成了藍(lán)色，說明葉片中產(chǎn)生了_。(4)小剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的不足之處是_。解析.由于實(shí)驗(yàn)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(nèi)的植物進(jìn)行光合作用對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。由于呼吸作用過程中消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳被澄清石灰水吸收，裝置內(nèi)氣體減少，紅墨水將左移。由于吸收了二氧化碳，導(dǎo)致澄清石灰水變渾濁。.探究植物光合作用是否需要光的實(shí)驗(yàn)中，首先將植物放在黑暗處，目的是消耗葉片中的有機(jī)物，減少對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。光照后要用酒精對葉片進(jìn)行脫色處理，避免葉綠體色素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。在實(shí)驗(yàn)時(shí)要設(shè)置對照組排除無關(guān)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(chǎn)生了CO2.(1)有機(jī)物(淀粉)(2)酒精(3)淀粉(4)沒有對照組
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