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小專題5 細胞呼吸與光合作用,知識串聯(lián)導思,重點提煉透析,知識串聯(lián)導思,重點提煉透析,考點一 光合作用與細胞呼吸的過程及相互關系分析,典例引領,如圖1表示某植物葉肉細胞內(nèi)甲、乙兩個重要生理過程中C、H、O的變化(其中數(shù)字代表過程,A、B、C代表物質(zhì));圖2表示當光照和CO2濃度足夠的條件下,溫度對該植物光合作用和呼吸作用的影響。其中實線表示光照時CO2的消耗量,虛線表示黑暗時CO2的產(chǎn)生量。請據(jù)圖回答:,(1)圖1中,甲過程發(fā)生的場所為 ,該生理過程的能量變化為 。 乙過程中A消耗于該過程的第 階段,其發(fā)生的場所為 。乙過程產(chǎn)生的水,其氫的來源是 (不考慮中間產(chǎn)物)。 (2)圖1中,若甲過程其他條件不變,光照由強變?nèi)?則短時間內(nèi)中間產(chǎn)物C3的含量將 (填“增加”“減少”或“不變”)。,【解題思路】 (1)甲代表了整個光合作用的過程,發(fā)生場所為葉綠體,該過程中的能量變化是光能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能。前兩階段所產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成水是有氧呼吸的第三階段,這個過程發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上。有氧呼吸產(chǎn)生的水中的氫,來源于葡萄糖和水。(2)光照由強變?nèi)?光反應階段所產(chǎn)生的[H]和ATP的量減少,C3的還原減少,C3含量將增加。,答案:(1)葉綠體 光能→活躍的化學能→穩(wěn)定的化學能 三 線粒體內(nèi)膜 葡萄糖和水 (2)增加,(3)由圖2可知,與 作用有關的酶對高溫更為敏感,相關酶的作用機理是 。 (4)若晝夜不停地光照,圖2植物在溫度為 條件下,生長狀況達到最佳。若在此溫度條件下,每天交替進行12 h光照、12 h黑暗處理,則該植物在24 h內(nèi)積累的葡萄糖為 mg(保留小數(shù)點后一位)。,【解題思路】 (3)與光合作用有關的酶對高溫更為敏感,相關酶作用機理是降低化學反應的活化能。(4)在30 ℃時,該植物對二氧化碳的吸收量最多,意味著有機物的積累量達到最大,植物生長狀況達到最佳。在光照的12 h中從外界吸收的二氧化碳的量是512=60(mg),12 h的黑暗中呼吸作用釋放的二氧化碳的量是312=36(mg),最終被固定的二氧化碳的量為60-36=24(mg),根據(jù)光合作用的產(chǎn)物是葡萄糖的化學反應式,可計算出24 h積累的葡萄糖的量是 16.4 mg。,答案: (3)光合 降低化學反應的活化能 (4)30 ℃ 16.4,【思考】 1.光反應階段需要酶催化嗎?,提示: 需要。,2.暗反應能否在無光條件下長期進行?,提示:不能,因為暗反應必須具備光反應提供的[H]和ATP才能進行。,歸納拓展,(2)相應元素轉(zhuǎn)移過程分析,2.光合作用與細胞呼吸的能量聯(lián)系 3.從細胞器水平分析光合作用與細胞呼吸的關系 上圖中表示O2的是②③⑥;表示CO2的是①④⑤。其中①表示凈光合量,①+④表示總光合量。,熱點考向,考向一,以基礎判斷的形式,考查光合作用與細胞呼吸的過程,1.(2015安徽理綜)如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是( ) A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學能 B.CO2可直接被[H]還原,再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C.被還原的C3在有關酶的催化作用下,可再形成C5 D.光照強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)C5含量會升高,解析:由圖解可知,光反應產(chǎn)生的ATP和[H]參與C3的還原,而不參與CO2的固定,A項、B項錯誤;被還原的C3在有關酶的催化作用下一部分合成了(CH2O),另一部分又形成了C5,C項正確;光照強度變?nèi)鯐r,光反應產(chǎn)生的ATP和[H]減少,故短時間內(nèi)C5含量會降低,D項錯誤。,C,2.(2014天津理綜)如圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是( ) A.過程①只在線粒體中進行,過程②只在葉綠體中進行 B.過程①產(chǎn)生的能量全部儲存在ATP中 C.過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D.過程①和②中均能產(chǎn)生[H],二者還原的物質(zhì)不同,解析:過程①②分別表示有氧呼吸和光合作用。若題中所述細胞為真核細胞,則過程①進行的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,過程②只發(fā)生在葉綠體中;若題中所述細胞為原核細胞,則過程①②均發(fā)生在細胞質(zhì)中,A錯誤;過程①通過有氧呼吸氧化分解有機物釋放的能量大部分以熱能的形式散失,只有小部分儲存在ATP中,B錯誤;過程②產(chǎn)生的(CH2O)中的氧全部來自CO2,而不是H2O,C錯誤;過程①通過光反應產(chǎn)生的[H],用于暗反應還原C3,而有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H],用于第三階段還原O2,生成H2O,因此二者還原的物質(zhì)不同,D正確。,D,以實驗分析的形式,考查光合作用與細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化情況,3.(2015新課標全國理綜Ⅰ)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135 s,處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下: A組:先光照后黑暗,時間各為67.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。 B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為7.5 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。 C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為3.75 ms (毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。 D組(對照組):光照時間為135 s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。,考向二,回答下列問題: (1)單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量 (填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量,依據(jù)是 ; C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應不需要 ,這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的 。 (2)A、B、C三組處理相比,隨著 的增加,使光下產(chǎn)生的 能夠及時利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。,解析:(1)對比C、D兩組實驗,C組光照時間為D組的一半,而光合產(chǎn)物接近D組的光合產(chǎn)物,故單位光照時間內(nèi)C組植物合成有機物的量高于D組。分析C組和D組實驗,可推知光合作用中有些反應不需要光照,這些反應發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)對比A、B、C三組實驗,在總光照時間相同的情況下,隨著光照和黑暗交替頻率的增加,光合作用產(chǎn)物的相對含量也增加。究其原因是光照與黑暗的交替頻率越高,光下產(chǎn)生的還原型輔酶Ⅱ和ATP越能及時利用并及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。,答案: (1)高于 C組只用了D組一半的光照時間,其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94% 光照 基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率 ATP和還原型輔酶Ⅱ,考向三,以模式圖的形式,考查光合作用與細胞呼吸過程的關系,4.(2015重慶理綜)將如圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下,細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是( ) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖 A.黑暗條件下,①增大、④減小 B.光強低于光補償點時,①、③增大 C.光強等于光補償點時,②、③保持不變 D.光強等于光飽和點時,②減小、④增大,解析:當光強低于光補償點或黑暗條件下,水稻葉肉細胞消耗胞外和胞內(nèi)O2,釋放CO2,故①②增大,③④減小;當光強等于光補償點時,水稻葉肉細胞呼吸速率等于光合作用速率,②③①④保持不變;當光強等于光飽和點時,水稻葉肉細胞光合作用速率大于細胞呼吸速率,②減小,④增大。,B,,,考點二 影響光合作用與細胞呼吸的因素分析及相關曲線模型辨析,典例引領,(2014山東理綜)我省某經(jīng)濟植物光合作用的研究結(jié)果如圖。,,(1)圖甲表示全光照和不同程度遮光對該植物葉片中葉綠素含量的影響。葉綠素存在于葉綠體中的 上。需先用 (填溶劑名稱)提取葉片中的色素,再測定葉綠素含量。用紙層析法進一步分離色素時,葉綠素a和葉綠素b在層析液中溶解度較大的是 。據(jù)圖分析,該植物可通過 以增強對弱光的適應能力。,【解題思路】 (1)吸收光能的色素分布在類囊體薄膜上,一個個圓餅狀的類囊體堆疊成基粒;綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中,可以用無水乙醇(或丙酮)提取綠葉中的色素;綠葉中溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散得快,層析后葉綠素a比葉綠素b擴散得更遠說明葉綠素a在層析液中溶解度較大;由圖甲可知,葉綠素含量隨著遮光面積的增加而升高,因此植物是通過增加葉綠素含量來增加對弱光的適應能力。,答案: (1)類囊體薄膜(或類囊體,基粒) 無水乙醇(或丙酮) 葉綠素a 增加葉綠素含量,(2)圖乙表示初夏某天在遮光50%條件下,溫度、光照強度、該植物凈光合速率和氣孔導度(氣孔張開的程度)的日變化趨勢。8:00到12:00光照強度增強而凈光合速率降低,主要原因是 。 18:00時葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的細胞器有 。 (3)實驗過程中,若去除遮光物,短時間內(nèi)葉肉細胞的葉綠體中C3化合物含量 。,【解題思路】 (2)8:00到12:00氣溫升高,呼吸速率增強,光照強度增加,但氣孔導度相對穩(wěn)定,由于受到CO2供應的限制,光合速率升高遠不如呼吸速率升高的幅度大,光合速率與呼吸速率的差值減小,凈光合速率降低。18:00時光合速率=呼吸速率,既進行光合作用也進行呼吸作用,葉肉細胞中的線粒體和葉綠體都能產(chǎn)生ATP。(3)突然去除遮光物,光反應加強,為暗反應提供更多的ATP和[H],導致較多的C3被還原,故短時間內(nèi)C3含量減少。,答案: (2)呼吸作用增強,光合速率與呼吸速率的差值減小 線粒體、葉綠體 (3)減少,【思考】外界條件變化時,C3、C5、[H]、ATP等物質(zhì)含量如何變化?,提示:,歸納拓展,1.影響細胞呼吸的三大外界因素分析 (1)溫度的影響,(2)O2濃度的影響,,,(3)含水量的影響,,,2.影響光合作用的三大外界因素分析,(3)溫度(如圖丙) ①原理:通過影響酶的活性而影響光合作用。 ②分析:P點對應的溫度為進行光合作用的最適溫度。,3.光合速率與呼吸速率的關系曲線解讀,(1)圖1中,在一定范圍內(nèi),隨葉面積指數(shù)的增大,光合作用實際量和呼吸量均增加;超過A點后,光合作用實際量不再隨葉面積指數(shù)的增加而增加,原因是葉片相互遮擋;干物質(zhì)的量=光合作用實際量-呼吸量。干物質(zhì)的量為零時,即葉面積指數(shù)為D時,光合速率=呼吸速率。 (2)圖2中,在一定范圍內(nèi),光合速率和呼吸速率都會隨溫度的升高而增加;超過20 ℃時,光合速率增加緩慢,但呼吸速率增加很快,且可判斷20 ℃時凈光合速率最大;凈光合速率=光合速率-呼吸速率,即兩曲線之間的距離n代表了相應溫度下的凈光合速率,n=0時,光合速率=呼吸速率。,,,易錯提醒 (1)光反應與細胞呼吸產(chǎn)生的ATP的作用不同:①光反應產(chǎn)生的ATP,只為暗反應供能,不為其他生命活動供能。②細胞呼吸產(chǎn)生的ATP,用于其他各項生命活動。 (2)CO2通過氣孔進入葉肉細胞被利用:穿過1層細胞膜、2層葉綠體膜。 (3)葉綠體基質(zhì)內(nèi)C3的兩大去向:①轉(zhuǎn)化成糖類;②再生成C5。 (4)溫度和pH影響光合作用速率的實質(zhì)是影響酶的活性。,熱點考向,考向,以坐標曲線分析的形式,考查影響光合作用與細胞呼吸的因素,1.(2014新課標全國理綜Ⅱ)某植物凈光合速率的變化趨勢如圖所示。據(jù)圖回答下列問題: (1)當CO2濃度為a時,高光強下該植物的凈光合速率為 。CO2濃度在a～b之間時,曲線 表示了凈光合速率隨CO2濃度的增高而增高。,解析: (1)據(jù)圖可知CO2濃度為a時,高光強條件下(曲線A)的縱坐標為0,即凈光合速率為0;CO2濃度在a～b之間時,曲線A、B、C均表現(xiàn)為上升,即凈光合速率均隨CO2濃度增高而增高。,,,答案: (1)0 A、B和C,(2)CO2濃度大于c時,曲線B和C所表示的凈光合速率不再增加,限制其增加的環(huán)境因素是 。 (3)當環(huán)境中CO2濃度小于a時,在圖示的3種光強下,該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)據(jù)圖可推測,在溫室中,若要采取提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量,還應該同時考慮 這一因素的影響,并采取相應措施。,解析: (2)CO2濃度大于c時,高光強條件下(曲線A)的凈光合速率仍然能夠隨著CO2濃度的增加而增加,由此可知限制B、C凈光合速率增加的環(huán)境因素是光強。(3)CO2濃度小于a時,3種光強條件下,凈光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率,也就是說呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)據(jù)圖可知CO2濃度和光強會影響凈光合速率從而影響植物的產(chǎn)量,故為提高植物的產(chǎn)量,應綜合考慮CO2濃度和光強對植物的影響。,答案: (2)光強(3)大于 (4)光強,2.長期浸水會導致樹根變黑腐爛。樹根從開始浸水到變黑腐爛的過程中,細胞呼吸速率的變化曲線如圖所示。下列敘述不正確的是( ) A.細胞在a點的有氧呼吸強度小于b點 B.Ⅰ階段根細胞的有氧呼吸速率下降 C.Ⅱ階段根細胞的無氧呼吸速率上升 D.Ⅲ階段曲線下降的主要原因與Ⅰ階段不同,解析: Ⅰ階段根細胞隨著水中溶解氧含量的下降,有氧呼吸速率下降;Ⅱ階段根細胞的無氧呼吸速率上升,Ⅲ階段由于無氧呼吸產(chǎn)生酒精導致細胞新陳代謝減弱,最后死亡——呼吸速率等于0。,,,A,考點三 光合作用與細胞呼吸速率的實驗測定與探究,典例引領,為探究低濃度NaHSO3溶液對水稻光合速率的影響,某研究小組做了如下實驗,請完成實驗報告并回答下列問題: (1)實驗報告 ①材料用具:乳熟期的溫室盆栽水稻,1 mmol/L NaHSO3溶液,蒸餾水,噴壺,光合分析測定儀等。 ②實驗步驟: 第一步:選取若干 的水稻植株隨機平均分成甲、乙兩組,甲組為對照組,乙組為實驗組。 第二步:每天傍晚分別將等量的 、 噴灑在甲、乙兩組水稻葉片上,次日上午測定光合速率。 ③結(jié)果與分析: 實驗結(jié)果見圖1,經(jīng)分析可以得出的結(jié)論是 。,【解題思路】 (1)實驗設計中要遵循單一變量原則,故選取的水稻植株要求株型、長勢、葉片均一。本題自變量為NaHSO3溶液的有無,因甲組為對照組,故噴灑的是蒸餾水,而實驗組噴灑的是1 mmol/L的NaHSO3溶液。分析圖1可知不同光照強度下噴灑低濃度的NaHSO3溶液均能提高水稻的凈光合速率,因兩組實驗的呼吸速率相同,故也可進一步得出噴灑低濃度的NaHSO3溶液能提高水稻的光合速率的結(jié)論。,答案:(1)②株型、長勢、葉片均一 蒸餾水 1 mmol/L的NaHSO3溶液 ③不同光照強度下低濃度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率,(2)研究發(fā)現(xiàn)NaHSO3增加了葉片內(nèi)葉綠體形成ATP的能力,推測其作用部位是葉綠體的 ,進而加快對圖2中 (填字母A～D)物質(zhì)的利用。,【解題思路】 (2)葉綠體中ATP在光反應階段形成,場所為類囊體薄膜,故可推測NaHSO3溶液作用的部位是類囊體,產(chǎn)生ATP的量增多,直接加快了對B物質(zhì)的利用,間接加快了對A、D物質(zhì)的利用。,答案: (2)類囊體 A、B、D,(3)研究小組利用上述條件設計實驗,證明了0.2 μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol/L NaHSO3效應相同,兩者共同處理既不存在累加效應,也無抑制效應。請用柱形圖繪制出實驗結(jié)果(實驗光照強度為1 000 μmolm-2s-l)。,【解題思路】 (3)要證明NaHSO3溶液和PMS作用相同,且無累加效應和抑制效應,則需設置4組進行實驗,一是蒸餾水的對照組,二是NaHSO3溶液的實驗組,三是PMS溶液的實驗組,四是NaHSO3溶液+PMS溶液的實驗組。繪圖時要標注橫縱坐標的意義及相應的數(shù)值和單位,并利用“NaHSO3溶液和PMS效應相同,且無累加效應和抑制效應”這一信息,三個實驗組柱形圖的高度相同,且都高于對照組。,答案: (3)見下圖:,歸納拓展,1.光合作用與細胞呼吸常用的兩種典型實驗方法 (1)黑白瓶法:用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值,用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度值,綜合兩者即可得到真光合作用強度值。 (2)梯度法:用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置,可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。,,2.生物呼吸類型判定的實驗設計方法 探究某生物材料的細胞呼吸類型(假設生物材料為植物種子,呼吸底物只有葡萄糖且不考慮外界條件的影響)的實驗裝置可進行如下設計:,(1)若甲中紅墨水滴左移,乙中紅墨水滴不動,則只進行有氧呼吸。 (2)若甲中紅墨水滴不動,乙中紅墨水滴右移,則只進行無氧呼吸。 (3)若甲中紅墨水滴左移,乙中紅墨水滴右移,則既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸。 (4)物理誤差的校正:除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。,3.光合速率與呼吸速率的測定方法 (1)測定裝置,(3)實驗設計中的3個關鍵點 ①變量的控制手段,如光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡,但與植物的距離不同)進行控制,不同溫度可用不同恒溫裝置控制,CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液調(diào)節(jié)。 ②對照原則的應用,不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行實驗,而應該用一系列裝置進行相互對照。 ③無論哪種裝置,在光下測得的數(shù)值均為“表觀(凈)光合作用強度值”。,熱點考向,考向一,以實驗的形式,考查光合作用與細胞呼吸的生理過程、關系、影響因素,1.為探究不同條件對葉片中淀粉合成的影響,將某植物在黑暗中放置一段時間,耗盡葉片中的淀粉。然后取生理狀態(tài)一致的葉片,平均分成8組,實驗處理如下表所示。一段時間后,檢測葉片中有無淀粉,結(jié)果如下表。,回答問題: (1)光照條件下,組5葉片通過 作用產(chǎn)生淀粉,葉肉細胞釋放出的氧氣來自 的光解。 (2)在黑暗條件下,葉片能進行有氧呼吸的組別是 。 (3)組2葉片中合成淀粉的原料是 ,直接能源物質(zhì)是 ,后者是通過 產(chǎn)生的。與組2相比,組4葉片無淀粉的原因是 。 (4)如果組7的蒸餾水中只通入N2,預期實驗結(jié)果是葉片中 (填“有”或“無”)淀粉。,解析: (1)組5葉片有光照、CO2,可進行光合作用產(chǎn)生淀粉。葉肉細胞釋放出的氧氣來自光反應中H2O的光解。(2)進行有氧呼吸的條件是有氧氣,還要注意題中條件是“黑暗條件下”,組2和組6符合要求。(3)組2葉片沒有光照,不能進行光合作用,但可以利用葡萄糖合成淀粉,此過程需要有氧呼吸產(chǎn)生的ATP作為直接能源物質(zhì)。與組2相比,組4葉片無淀粉的原因是組4無氧氣,不能進行有氧呼吸,淀粉合成缺少ATP。(4)如果組7的蒸餾水中只通入N2,無CO2,不能進行光合作用,預期實驗結(jié)果是葉片中無淀粉。,答案: (1)光合 H2O (2)組2和組6 (3)葡萄糖 ATP 有氧呼吸 組4無氧氣,不能進行有氧呼吸,淀粉合成缺少ATP (4)無,考向二,以實驗方案為依托,考查對光合作用與細胞呼吸實驗過程的分析及評價,2.(2015安徽理綜節(jié)選)科研人員探究了不同溫度(25 ℃和0.5 ℃)條件下密閉容器內(nèi)藍莓果實的CO2生成速率的變化,結(jié)果見圖1和圖2。 圖1 圖2 (1)由圖可知,與25 ℃相比,0.5 ℃條件下果實的CO2生成速率較低,主要原因是 ; 隨著果實儲存時間的增加,密閉容器內(nèi)的 濃度越來越高,抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測 濃度變化來計算呼吸速率。,,,解析: (1)該實驗測定藍莓果實的CO2生成速率,即呼吸速率,與25 ℃相比,0.5 ℃時細胞呼吸相關酶的活性較低,故呼吸速率較低;由于果實進行細胞呼吸需消耗O2釋放CO2,所以該密閉容器中CO2濃度越來越高,O2濃度越來越低,故該實驗還可通過檢測O2濃度變化來計算呼吸速率。,答案: (1)低溫降低了細胞呼吸相關酶活性 CO2 O2,(2)某同學擬驗證上述實驗結(jié)果,設計如下方案: ①稱取兩等份同一品種的藍莓果實,分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi),然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲存,每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。 為使實驗結(jié)果更可靠,請給出兩條建議,以完善上述實驗方案(不考慮溫度因素)。 a. ; b. 。,答案: (2)選取的果實成熟度還應一致 每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗,解析: (2)根據(jù)實驗設計的單一變量原則,選取果實的成熟度還應一致,避免無關變量對實驗結(jié)果的影響;根據(jù)實驗設計的重復性原則,為使實驗結(jié)果更可靠,還應在每個溫度條件下設置多個實驗組進行平行重復實驗。,考向三,以裝置圖等形式,考查測定光合作用與細胞呼吸速率的方法,3.(2015遼寧丹東質(zhì)檢)某科研小組為探究植物光合作用速率的變化情況,設計了由透明的玻璃罩構(gòu)成的小室,如圖A所示。請據(jù)圖回答: (1)將該裝置放在自然環(huán)境下,測定夏季一晝夜(零點開始)小室內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化,得到如圖B所示曲線,那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是 (寫兩點);觀察裝置中液滴的位置,c點時刻的液滴位于起始位置的 側(cè),裝置刻度管中液滴移到最右點是在一天中的 點。,,,,,,解析:(1)圖A是密閉裝置,內(nèi)有二氧化碳緩沖液,說明實驗過程中二氧化碳濃度始終不變,那么影響小室內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素就只有光照強度和溫度了;c點表示此刻氧氣的產(chǎn)生量等于呼吸消耗的氧氣量,但0點到8點這段時間,氧氣的消耗量大于氧氣的產(chǎn)生量,同時呼吸放出的CO2被緩沖液吸收,故c點時,液滴位于初始位置的左側(cè);裝置刻度管中液滴移動是由氧氣的增減造成的,只要有氧氣釋放,液滴就會右移,所以液滴移到最右點是在一天中的18(或g)點。,答案: (1)光照強度、溫度 左 18(或g),(2)在實驗過程中的某段光照時間內(nèi),記錄液滴的移動情況,獲得以下數(shù)據(jù):,答案: (2)de或fg,解析: (2)表格中數(shù)據(jù)表明,氧氣的產(chǎn)生速率在逐漸減小,對應于圖B曲線上的區(qū)段是de和fg。,(3)e點與f點相比,e點時刻C3的合成速率 ,與b點相比,a點形成的原因可能是 。 (4)在適宜的溫度和光照條件下,向圖A所示的裝置中通入 14CO2。當反應進行到0.5 s時,14C出現(xiàn)在C3中;反應進行到5 s時,14C出現(xiàn)在(CH2O)中。該實驗是通過控制 (條件)來探究CO2中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑,用到的實驗方法為 。,答案: (3)慢 a點時刻溫度較低 (4)(反應)時間 同位素標記法,解析: (3)e點與f點相比,e點時氣孔關閉,CO2供應不足,故C3的合成速率較慢;在圖B曲線上,0點到a點這段時間,植物只進行呼吸作用,a點時氧氣消耗速率減慢,說明此時溫度較低。(4)該實驗的自變量為反應時間,用到的方法是同位素標記法,(5)該組同學為測定該植物某時間段的氧氣產(chǎn)生速率。該如何設置對照實驗?如何處理實驗數(shù)據(jù)? ①簡要寫出對照實驗設計思路: 。 ②數(shù)據(jù)處理:若在單位時間內(nèi),實驗組讀數(shù)為M,對照組讀數(shù)為N,該植物的真正光合作用速率為 。,答案: (5)①設置與A一樣的裝置C,將裝置C置于黑暗條件下,其他條件與A相同,測單位時間(或相同時間)內(nèi)A與C的讀數(shù) ②M+N,解析: (5)氧氣產(chǎn)生速率即是真正光合作用速率,圖A(實驗組)單位時間內(nèi)測得的氧氣的釋放量是凈光合作用速率,即為真正光合作用速率與呼吸作用速率的差值。故應設置與A一樣的裝置C,將裝置C置于黑暗條件下,其他條件與A相同作為對照組,測單位時間(或相同時間)內(nèi)裝置A與C的讀數(shù),即分別為凈光合作用速率和呼吸作用速率,二者相加即為真正光合作用速率。,