2015届高三生物二轮优化训练：第1部分专题2第2讲 光合作用和细胞(3)

量对光合速率的影响，但解题时还必须依据单一变量的要求，独立分析，如a点与b点、c点与d点的比较，否则易出错。同时对一些关键点的意义要求准确识别，如M、N、P点。 对位训练

3．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。下列说法正确的是

( )

A．图甲中，光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率

B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的二氧化碳 C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D．图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度 答案 B

解析 从甲图可知，光照强度为a时无O2产生，说明此时只进行细胞呼吸，无光合作用，CO2释放量为6个单位；当光照强度为b时，CO2释放量和O2产生总量相等，此时既进行光合作用也进行呼吸作用。O2产生总量和CO2释放量都为3，说明此时呼吸作用大于光合作用，A错误；植物在光照条件下，同时进行光合作用和呼吸作用。而且，它自身呼吸作用产生出来的CO2，会直接被叶绿体利用。图甲d时，自身产生的CO2不足，还需从周围再吸收2个单位的CO2，B正确。图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系，蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体，C错误；图乙中，限制a点和c点光合作用速率的因素不是光照强度，D错误。 技能点拨

总光合作用、净光合作用和细胞呼吸关系一点通

细胞呼吸强度是绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值(O2消耗量，或CO2产生量，或有机物消耗量)；净光合作用是绿色植物组织在一定光照条件下测得的数值(O2释放量，或CO2吸收量，或有机物积累量)。总光合作用和净光合作用之间的关系如下图：

由图可知，总光合作用＝净光合作用＋细胞呼吸。 重点三 光合作用与细胞呼吸的实验探究——装置模型解读

典例剖析3 有多种方法可以测定植物的光合作用速率。请回答以下相关问题：

(1)在光照适宜、温度恒定的条件下，图甲的实验装置为密闭容器，图甲中的曲线为测量1 h内该容器中CO2的变化量。图甲中AB段，叶绿体内ADP含量最高的场所是____________________。导致AB段曲线变化的主要原因是____________________________。该绿色植物前30 min实际光合作用的平均速率为________ μL·LCO2/min。

－1

(2)某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图乙A所示，其中CO2缓冲液可以吸收或提供CO2，保证瓶中CO2恒定)。

①将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图乙B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是____________________；影响a点变化的内因是________________；装置中氧气浓度最高的时间是________点；图中装置刻度管中液滴移到最左点是在曲线中的________点。

②在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：

每隔一定时间记录一次刻度数据 ?? 24 29 32 34 38 ?? 该组实验数据是在B曲线的________段获得的。 ③为了使该实验的数据更加准确，还应该设置该实验的________。 ④如果要测定该植物呼吸作用的速率，怎样利用该装置设计实验？ 设计实验：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)叶绿体基质 容器中CO2逐渐被光合作用消耗 146 (2)①光照强度、温度 酶活性下降 18(或g) c

②df ③对照组(或对照实验) ④将此装置遮光(或遮光并将缓冲液换成NaOH溶液)，每隔一定时间记录刻度数据 审答思考

1．图甲中AB与BC段的外界条件有何差异？在AB阶段叶绿体中ADP的生成场所是什么？ 答案 AB段有光照，BC段无光照。叶绿体的基质中。

2．图甲中AB段发生了什么与CO2量变化有关的生理过程，其强度大小如何？ 答案 光合作用和细胞呼吸，其中光合作用强度大于细胞呼吸强度。

3．图甲中AB段容器中的CO2的变化量反应了净光合量还是总光合量？列出计算细胞呼吸的平均速率的式子。

答案 净光合量。(1 200－220)/30。

4．图乙中A装置中“CO2缓冲液”有什么作用？B中a点变化的外因是什么？其又是如何影响相关生理过程的？

答案 可保证容器中二氧化碳量恒定。温度降低。温度是通过影响相关酶的活性影响相关生理过程的。

5．图乙中的B曲线中从何时植物开始释放氧气，到何时停止释放氧气？图乙中A的刻度管中液滴移至最左点时装置内的氧气浓度有何特点？

答案 前者为8时，后者为18时；氧气浓度最低。

6．由题干表中记录液滴移动的数据可得出移动方向是什么？在相同时间内移动的距离有何特点？ 答案 向右移动。先减小后增大。

7．若要利用图乙中A装置测定呼吸速率，如何排除光合作用的干扰呢？ 答案 遮光。 变式拓展

1．图乙装置A测定植物净光合速率时，表示净光合速率的指标是单位时间内液滴右移的体积，其原因是由于烧杯中盛有的CO2缓冲液(溶液)保证了容器中二氧化碳浓度的恒定，给予适宜的光照强度，植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度，植物释放氧气，使容器内气压增大，毛细管内的液滴右移。

但是若实验过程中给予的光照强度比较弱时，则液滴将左移。

2．装置A测定植物呼吸速率时，表示呼吸速率的指标是单位时间内液滴左移的体积，其原因是由于植物进行细胞呼吸吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，使容器内气压减小，毛细管内的水滴左移。

3．若类比上述装置设计思路，探究某植物发芽种子的细胞呼吸类型(假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测：

(1)若甲液滴左移，乙液滴不动，则只进行有氧呼吸。 (2)若甲液滴不动，乙液滴右移，则只进行无氧呼吸。

(3)若甲液滴左移，乙液滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 对位训练

4．如图为探究CO2浓度对绿色植物光合作用影响的测量装置，将甲叶片密封在一个玻璃器皿中，其中放置一个小烧杯。实验如下(温度和其他条件不变，红色液滴的起始位置为原点)： 步骤一：在一定光照强度下，A液体为NaHCO3溶液，30 min 后观察红色液滴的移动情况。 步骤二：在与步骤一相同的光照强度下，将A液体换为NaOH溶液，调节红色液滴到原点，30 min后观察红色液滴的移动情况。

步骤三：在与步骤一相同的光照强度下，将A液体换为蒸馏水，调节红色液滴到原点，30 min后观察红色液滴的移动情况。

步骤四：用乙叶片重复步骤一、二、三。 请回答以下问题：

(1)步骤一中红色液滴向________移动，步骤二中红色液滴向________移动。 (2)步骤一和步骤二互为________，因变量是________，观察指标是 ________________________。

(3)设置步骤四的目的是____________________________。

答案 (1)右 左 (2)对照(对比) 光合速率 红色液滴的移动情况 (3)避免因偶然因素产生的误差

解析 本题是一个实验分析题，考查实验设计的对照原则、观察指标的确认、无关变量的排除等。光照条件下，NaHCO3溶液提供CO2，能维持CO2浓度相对稳定，光合作用释放O2，使容器内压强增大，红色液滴右移。NaOH溶液吸收CO2，使植物无法进行光合作用，而呼吸作用消耗O2，使容器内压强减小，红色液滴左移。步骤一和步骤二相互对照，设置步骤四的目的是避免因偶然因素产生的误差，使实验结果更真实可靠。 技能点拨

1．密闭装置问题一般是通过气压的变化来衡量光合作用、呼吸作用的变化，气压的变化通过液滴的移动来衡量，解读此类问题首先要明确与所研究生理过程有关的气体，再弄清楚引起气压变化的气体是哪种？

2．光合作用的测定方法(如下模式图)

(1)NaHCO3溶液的作用：烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

(2)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即表示光合速率。

(3)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的条件。 3．据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况

(1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。 (2)不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。

(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：

VCO24①若＝，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。

VO23VCO24②若＞，则无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。

VO23

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