第12講提升課與光合作用相關(guān)的探究實驗突破探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響1實驗原理(1)在光照下，綠色植物通過光合作用產(chǎn)生O2。(2)若葉片中的氣體逸出，細(xì)胞間隙充滿了水，浮力減小，葉片就會沉到水底；若光合作用產(chǎn)生的O2充斥在葉片的細(xì)胞間隙中，浮力增大，葉片會從水底浮起。(3)光照強(qiáng)度不同，則光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率不同，葉片上浮的時間也不同。2實驗步驟及操作實驗步驟主要操作(1)制備小圓形葉片將綠色菠菜葉片用直徑為1 cm的打孔器打出小圓形葉片30片(2)排出細(xì)胞間隙中的氣體將小圓形葉片和適量清水置于注射器中，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出，重復(fù)幾次(3)分裝小圓形葉片將小圓形葉片各10片，分別放入暗處盛有20 mL富含CO2的清水的3個小燒杯中。這時的葉片因為細(xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底(4)控制自變量(光照強(qiáng)度)把三個燒杯分別放在距離臺燈位置10 cm、20 cm、30 cm(對應(yīng)編號為1、2、3)的三個位置上，打開臺燈(1)選擇的葉片厚薄、顏色、鮮嫩程度要盡可能一致。(2)打孔時要避開大的葉脈，因為葉脈中沒有葉綠體，而且會延長小圓形葉片上浮的時間，影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)燒杯放置時前一個燒杯不能給后一個燒杯造成光照阻擋。 1取生長旺盛的綠葉，利用打孔器打出一批直徑為1 cm的葉圓片，將葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體排出后，平均分裝到盛有等量的不同濃度NaHCO3溶液的培養(yǎng)皿底部，置于光溫恒定且適宜的條件下，如圖甲。測得各組培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的時間如圖乙。下列分析不正確的是()Aab段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大Bcd段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉綠體基質(zhì)中C3的生成速率逐漸減弱Ccd段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，單個葉圓片有機(jī)物的積累速率逐漸減小Dad段如果增加光照強(qiáng)度或溫度，都能明顯縮短葉圓片上浮至液面所用的時間解析：選D。ab段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的時間不斷縮短，說明氧氣生成速率不斷提高，因此類囊體薄膜上水的分解速率逐漸增大，A正確；cd段隨著NaHCO3溶液濃度的增加，葉圓片上浮至液面所用的時間不斷延長，說明氧氣生成速率在降低，即光合速率減弱，因此葉綠體基質(zhì)中C3的生成速率逐漸減弱，單個葉圓片有機(jī)物的積累速率也在逐漸減小，B、C正確；題中裝置置于光溫恒定且適宜的條件下，如果增加光照強(qiáng)度或溫度，都會使光合速率降低，導(dǎo)致葉圓片上浮至液面的時間延長，D錯誤。2(2017南京模擬)如圖表示測定金魚藻光合作用強(qiáng)度的實驗密閉裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2濃度的變化，下列敘述錯誤的是()A該實驗探究不同單色光對光合作用強(qiáng)度的影響B(tài)加入NaHCO3溶液是為了吸收細(xì)胞呼吸釋放的CO2C拆去濾光片，單位時間內(nèi)氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度D若將此裝置放在黑暗處，可測定金魚藻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度解析：選B。分析圖示裝置可知，自變量是不同的單色光，因變量為盛氣裝置中O2的多少，因而該實驗可探究不同單色光對光合作用強(qiáng)度的影響，A項正確；加入NaHCO3溶液是為了給金魚藻進(jìn)行光合作用提供原料CO2，B項錯誤；拆去濾光片，給予自然光照，光合作用較任一單色光照的光合作用都強(qiáng)，因而單位時間內(nèi)氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度，C項正確；若將此裝置放在黑暗處，金魚藻只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用，因而可通過測定盛氣裝置中O2的減少量，測定金魚藻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，D項正確。植物光合速率與呼吸速率的實驗測定常用方法“裝置圖法”測定光合作用、細(xì)胞呼吸速率方法解讀分析1實驗原理因呼吸作用類型不同，瓶內(nèi)氣壓增大、減小或不變，可通過液滴的右移、左移或不動來呈現(xiàn)；也可根據(jù)光照強(qiáng)度不同，通過光合作用與呼吸作用的大小導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓變化而引起液滴位置的變化來呈現(xiàn)。2裝置比較單一變量的控制及作用裝置1裝置2裝置3材料發(fā)芽的種子發(fā)芽的種子煮熟的種子試劑20%NaOH溶液5 mL蒸餾水5 mL蒸餾水5 mL導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓變化的氣體O2(因CO2被吸收)(呼吸引起)CO2O2(差值) (呼吸引起)作用物理誤差的校正對照(裝置1和2)等量NaOH溶液和蒸餾水，單一變量控制對照(裝置2和3)等量萌發(fā)的種子和煮熟的種子，單一變量控制3探究光合作用和呼吸作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系(用裝置1改進(jìn))(1)裝置需改動的地方有三處將“發(fā)芽的種子”換成能進(jìn)行光合作用的材料。將“NaOH溶液”換成“NaHCO3溶液”，以保證裝置中CO2的相對穩(wěn)定。置于不同的光照強(qiáng)度下，觀察液滴移動。(2)結(jié)果分析若著色液滴右移，說明光照較強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，釋放O2使瓶內(nèi)氣壓增大；若著色液滴左移，說明光照較弱，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，吸收O2使瓶內(nèi)氣壓減小；若著色液滴不動，說明在此光照強(qiáng)度下光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，釋放的O2量等于吸收的O2量，瓶內(nèi)氣壓不變。4探究細(xì)胞呼吸狀況所用實驗裝置及結(jié)果分析(1)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，即裝置1和裝置2。如果使用的生物材料是幼苗，則實驗裝置需要遮光。(2)結(jié)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(jìn)行有氧呼吸(因有氧呼吸產(chǎn)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(jìn)行無氧呼吸。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肪參與(與糖類相比，脂肪C、H比例高，O的比例低，故氧化分解釋放相同CO2時，脂肪消耗的O2多，故CO2/O2<1；而葡萄糖只進(jìn)行有氧呼吸時，CO2/O21；若有氧呼吸和無氧呼吸同時進(jìn)行，則CO2/O2>1)。(3)為使實驗結(jié)果精確，排除實驗誤差還應(yīng)設(shè)置裝置3，以便校正。(4)進(jìn)行結(jié)果與結(jié)論的描述時應(yīng)“先結(jié)果后結(jié)論”，而不是“先結(jié)論后結(jié)果”，如上?！久}突破】1(2017鄭州高三第二次聯(lián)考)某生物興趣小組對萌發(fā)的種子的細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了探究，實驗裝置如圖所示。實驗開始后觀察著色滴的變化。(1)20%的NaOH的作用為_。(2)在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的小麥種子，如果裝置1中的著色滴向_(填“左”或“右”)移動，裝置2中的著色滴不移動，則說明此時萌發(fā)的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式為_。如果裝置2中著色滴移動，開始后一段時間內(nèi)移動速度逐漸加快，則說明小麥種子_。(3)若在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的玉米種子，實驗進(jìn)行一段時間后，裝置1、2的液滴都不再移動，且玉米種子仍保持生物活性，則可推測此時的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是_。(4)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的實驗誤差，應(yīng)如何設(shè)置對照組？_。解析：(1)NaOH用來吸收CO2，則裝置1中著色滴的移動表示氧氣變化量。(2)裝置2中著色滴的移動是呼吸消耗的O2和產(chǎn)生的CO2的差值引起的，若該裝置中著色滴不動，說明小麥種子呼吸消耗的O2量和產(chǎn)生的CO2量相等，即種子進(jìn)行有氧呼吸，裝置1中由于消耗氧氣，則著色滴左移。裝置2中著色滴移動，說明種子進(jìn)行了無氧呼吸，移動速度加快，說明無氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)。(3)裝置1中著色滴不移動，說明不存在有氧呼吸；裝置2中著色滴不移動，玉米種子保持活性，說明無氧呼吸不產(chǎn)生氣體，則無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。(4)為防止外界氣壓、溫度等物理因素引起實驗誤差，應(yīng)增加一組滅活的種子、其他實驗條件不變的裝置進(jìn)行校正。答案：(1)吸收CO2(2)左有氧呼吸無氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)(或無氧呼吸速度增大)(3)乳酸(4)其他條件不變，將種子滅活(如煮熟的種子、死種子，答案合理即可)2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)基因作物光合作用強(qiáng)度測試的研究課題，設(shè)計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合作用強(qiáng)度的測試實驗，并分析回答有關(guān)問題：(1)先測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟如下：甲、乙兩裝置的D中都放入_，裝置乙作為對照。將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進(jìn)行_處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。(2)測定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟如下：甲、乙兩裝置的D中放入_。把甲、乙裝置放在_。30 min后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。(3)實驗進(jìn)行30 min后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如表：實驗30 min后紅墨水滴移動情況測定植物呼吸作用強(qiáng)度甲裝置_(填“左”或“右”)移15 cm乙裝置右移05 cm測定植物凈光合作用強(qiáng)度甲裝置_(填“左”或“右”)移45 cm乙裝置右移05 cm(4)假設(shè)紅墨水滴每移動1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1 g，那么該植物的呼吸速率是_g/h；白天光照15 h。一晝夜葡萄糖的積累量是_g(不考慮晝夜溫差的影響)。解析：要測定光合作用強(qiáng)度必須先測定呼吸作用強(qiáng)度，在測定呼吸作用強(qiáng)度時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進(jìn)行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內(nèi)的CO2，植物進(jìn)行呼吸作用消耗一定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根據(jù)一定時間內(nèi)玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的減少量即可計算出呼吸作用強(qiáng)度。在測定凈光合作用強(qiáng)度時要滿足光合作用所需的條件：充足的光照、一定濃度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用過程中消耗一定量CO2，產(chǎn)生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內(nèi)CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的變化只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體減少量的影響。對照實驗裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素(如氣壓等)對實驗產(chǎn)生影響的結(jié)果，實驗裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內(nèi)氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為(1505)24(g/h)；凈光合速率為(4505)28(g/h)，白天光照15 h的凈光合作用量是815120(g)，一晝夜葡萄糖的積累量等于15 h的光合作用實際產(chǎn)生量減去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的凈光合作用量減去9 h的呼吸作用消耗量，即1204984(g)。答案：(1)NaOH溶液遮光(2)NaHCO3溶液，裝置乙作為對照光照充足、溫度等相同且適宜的環(huán)境中(3)左右(4)484“黑白瓶”測透光、不透光兩瓶中氧氣的剩余量方法解讀“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”透光，給予光照，測定的是凈光合作用量?！昂诎灼俊痹囶}是一類通過凈光合作用強(qiáng)度和有氧呼吸強(qiáng)度推算總光合作用強(qiáng)度的試題。一般規(guī)律如下：總光合作用量(強(qiáng)度)凈光合作用量(強(qiáng)度)有氧呼吸消耗量(強(qiáng)度)。有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量(或二氧化碳的增加量)為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量(或二氧化碳的減少量)為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有量黑瓶中測得的現(xiàn)有量總光合作用量。【命題突破】3(2017德陽一診)某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼樱盅b于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10 mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，將它們分別置于六種不同的光照條件下，24小時后，實測獲得六對黑白瓶中溶解氧的含量，記錄數(shù)據(jù)如表，以下說法正確的是()光照強(qiáng)度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333若只考慮光照強(qiáng)度，該深度湖水中所有生物在晚上8 h內(nèi)呼吸消耗O2的量為7/3 mg光照強(qiáng)度為a klx時，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動態(tài)平衡當(dāng)該水層中的溶氧量達(dá)到30 mg/L時，光照強(qiáng)度將不再成為限制溶氧量增加的主要因素若將e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，瓶中光合生物細(xì)胞的C3含量會增加，C5含量會減少ABC D解析：選B。黑瓶中溶解氧的含量降低為3 mg/L的原因是：黑瓶沒有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧，其中的生物呼吸消耗O2，該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為：原初溶氧量24小時后氧含量，即1037(mg/L24h)，故該深度湖水中生物在晚上8 h內(nèi)呼吸消耗O2的量為7/3 (mg/L)，而所有生物O2消耗量需乘以體積，錯誤；光照強(qiáng)度為a klx時，白瓶中溶氧量不變，說明植物光合作用產(chǎn)生的氧剛好用于所有生物的呼吸作用消耗，故光照強(qiáng)度為a klx時，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動態(tài)平衡，正確；由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)該水層中的溶氧量達(dá)到30 mg/L時，白瓶中含氧量不再增加，所以此時光照強(qiáng)度將不再成為限制溶氧量增加的主要因素，正確；若將e klx光照下的白瓶置于b klx光照下，光照減弱，光反應(yīng)產(chǎn)生的H和ATP減少，C3的還原減慢，CO2的固定繼續(xù)進(jìn)行，所以瓶中光合生物細(xì)胞的C3含量會增加，C5含量會減少，正確?！鞍肴~法”測光合作用有機(jī)物的生產(chǎn)量方法解讀例如：某研究小組采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強(qiáng)度進(jìn)行測定，如圖所示?！鞍肴~法”的原理是將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射數(shù)小時后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/(dm2h)。若MMBMA，則M表示B葉片被截取部分在數(shù)小時后光合作用合成的有機(jī)物總量。【命題突破】4取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器將葉片打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組。甲組立即烘干處理并測得圓片干重為A，乙組保持濕潤且置于一個黑暗密閉裝置內(nèi)，丙組保持濕潤且置于一個密閉裝置內(nèi)并給予適宜強(qiáng)度的光照。乙組和丙組其他條件一致，一小時后，測得乙裝置內(nèi)圓片干重為B，丙裝置內(nèi)圓片干重為C。下列敘述正確的是()ACA為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的真正光合速率BCB為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的凈光合速率CAB為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的呼吸速率D實驗過程中，乙組圓片葉肉細(xì)胞呼吸速率保持恒定解析：選C。CA為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的凈光合速率；CB為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的真正光合速率；AB為圓片葉肉細(xì)胞一小時內(nèi)的呼吸速率；乙裝置隨著O2濃度下降，葉肉細(xì)胞呼吸速率也下降。酸堿指示劑顯色法驗證光合速率與呼吸速率方法解讀在NaHCO3溶液中，加入BTB等酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高，其顏色由藍(lán)綠黃，在不同的光照強(qiáng)度下，觀察其顏色變化?！久}突破】5(2016高考全國卷甲，31)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍(lán)變綠再變黃。某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進(jìn)行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中。其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實驗處理和結(jié)果見表。試管編號1234567水草無有有有有有有距日光燈的距離(cm)20遮光*1008060402050 min后試管中溶液的顏色淺綠色X淺黃色黃綠色淺綠色淺藍(lán)色藍(lán)色遮光*是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100 cm的地方。若不考慮其他生物因素對實驗結(jié)果的影響，回答下列問題：(1)本實驗中，50 min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是由_引起的；若1號試管的溶液是藍(lán)色，則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是_(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的顏色應(yīng)為_(填“淺綠色”“黃色”或“藍(lán)色”)，判斷依據(jù)是_。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草_。解析：(1)1號試管中沒有水草，2至7號試管中均有水草，且2號試管沒有光照，其中的水草只進(jìn)行呼吸作用，其余試管中的水草同時進(jìn)行光合作用和呼吸作用，所以與1號試管對照，2至7號試管的實驗結(jié)果是由不同光強(qiáng)下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1號試管的溶液是藍(lán)色，說明在沒有水草的條件下，光照會導(dǎo)致溶液中CO2濃度發(fā)生變化，則2至7號試管的實驗結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管遮光處理，其中的水草不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，故2號試管溶液中CO2濃度高于3號試管，所以2號試管中溶液應(yīng)呈現(xiàn)黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明其中水草的光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等。答案：(1)不同光強(qiáng)下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可)不可靠的(2)黃色水草不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管(3)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等課時作業(yè)1(2017湘陰一中第一次月考)現(xiàn)有四個實驗裝置，若要驗證綠色開花植物產(chǎn)生O2需要光和驗證O2由綠色植物釋放，則應(yīng)選用的實驗組合分別是()A，B，C， D，解析：選B。要驗證綠色開花植物產(chǎn)生O2需要光照，實驗的自變量應(yīng)該是有光或無光，因此需要選擇裝置；驗證O2由綠色植物釋放，自變量為是否具有植物，光照條件是無關(guān)變量，因此需要選擇裝置。2利用如圖實驗裝置進(jìn)行與光合作用有關(guān)的實驗，下列敘述正確的是()A試管中收集的氣體量代表了光合作用產(chǎn)生的氧氣量B在光下，如果有氣泡產(chǎn)生，可說明光合作用產(chǎn)生氧氣C為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進(jìn)行實驗D為了探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響，用一套裝置慢慢向光源靠近，觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化解析：選C。試管中收集的氣體量是光合作用的凈產(chǎn)氧量，A錯誤；在光下有氣泡產(chǎn)生不能確定是光合作用產(chǎn)生的氧氣，B錯誤；為了探究二氧化碳濃度對光合作用的影響，可以用不同濃度的碳酸氫鈉溶液進(jìn)行實驗，C正確；探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響時，距光源不同距離，應(yīng)設(shè)置不同裝置，觀察氣泡產(chǎn)生速率的變化，D錯誤。3(2017河南實驗中學(xué)質(zhì)檢)利用溴甲酚紫指示劑酸堿指示劑，pH變色范圍：52(黃色)68(紫色)檢測金魚藻生活環(huán)境中氣體含量變化的實驗操作如圖，相關(guān)敘述不正確的是()A黑暗處理的目的是使金魚藻不進(jìn)行光合作用B溴甲酚紫指示劑變?yōu)辄S色是因為溶液pH減小C圖中實驗操作35能證明光合作用吸收CO2D該實驗可證明呼吸作用釋放CO2，光合作用釋放O2解析：選D。根據(jù)23過程可知，黑暗中金魚藻只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生CO2使pH下降，導(dǎo)致指示劑由紫色變?yōu)辄S色，A、B項正確；根據(jù)35過程可知，在適宜的光照條件下，金魚藻光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，吸收CO2，使pH上升，導(dǎo)致指示劑由黃色變?yōu)樽仙?，C正確；在本實驗中，證明了綠色植物進(jìn)行光合作用吸收CO2，并沒有證明光合作用釋放O2，D錯誤。4某一生物興趣小組利用如圖裝置(若干個)開展了有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸的實驗研究。實驗開始時，打開活塞開關(guān)使水柱液面平齊，然后關(guān)閉活塞開關(guān)，4小時后，觀察記錄實驗數(shù)據(jù)如表。下列敘述錯誤的是()組號植物部位光質(zhì)(強(qiáng)度相同且適宜)溫度()兩側(cè)水柱高度差(mL/4 h)a天竺葵葉紅25240b天竺葵葉黃2530c紫羅蘭葉紅25160d紫羅蘭葉黃2520A實驗的自變量是植物的種類和光質(zhì)B若要研究不同植物的光合作用，應(yīng)選a組和c組C若燒杯中加入的是CO2的緩沖液，則U型管兩側(cè)的高度差是由于O2的變化引起的Da組天竺葵的凈光合速率為120 mL/h答案：D5(2017四川成都七中入學(xué)考試)某興趣小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置若干組，室溫25 下進(jìn)行了一系列的實驗，對實驗過程中裝置條件及結(jié)果的敘述，錯誤的是()A若X溶液為CO2緩沖液并給予光照，液滴移動距離可表示凈光合作用強(qiáng)度大小B若要測真正光合作用強(qiáng)度，需另加設(shè)一裝置遮光處理，X溶液為NaOH溶液C若X溶液為清水并給予光照，光合作用大于細(xì)胞呼吸時，液滴右移D若X溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為脂肪時，液滴左移解析：選C。當(dāng)裝置給予光照時，裝置內(nèi)植物既進(jìn)行光合作用也進(jìn)行呼吸作用，CO2緩沖液可保持裝置內(nèi)CO2濃度不變，那么液滴移動距離即表示凈光合作用產(chǎn)生O2的多少，A正確；真正光合作用速率凈光合速率呼吸速率，測呼吸速率需另加設(shè)一裝置遮光處理(不能進(jìn)行光合作用)，為去除有氧呼吸產(chǎn)生CO2的干擾，將X溶液更換為NaOH溶液，那么測得液滴移動距離即為有氧呼吸消耗O2的量，B正確；若X溶液為清水并給予光照，裝置內(nèi)植物光合作用吸收的CO2量釋放O2量，植物有氧呼吸吸收的O2量釋放的CO2量，液滴不移動，C錯誤；若X溶液為清水并遮光處理，植物只進(jìn)行有氧呼吸，但由于消耗的底物為脂肪，其消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量，液滴向左移動，D正確。6(2017湖南長沙聯(lián)考)某學(xué)校生物興趣小組用伊樂藻進(jìn)行光合作用的實驗，將一枝伊樂藻浸在加有適宜培養(yǎng)液的大試管中，以白熾燈作為光源，移動白熾燈調(diào)節(jié)其與大試管的距離，分別在10 、20 和30 下進(jìn)行實驗，觀察并記錄不同距離下單位時間枝條產(chǎn)生的氣泡數(shù)目，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是()A該實驗研究的是光照強(qiáng)度和溫度對光合速率的影響B(tài)a點和c點的限制因素分別為溫度和光照強(qiáng)度Cb點條件下伊樂藻能進(jìn)行光合作用D若在缺鎂的培養(yǎng)液中進(jìn)行此實驗則b點向右移動解析：選D。b點為光的補(bǔ)償點(光合作用氧氣釋放量呼吸作用氧氣吸收量)，缺鎂時影響葉綠素的形成，光的補(bǔ)償點降低，即b點應(yīng)該左移。7(2017長沙十校聯(lián)考)某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1 cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的光合作用速率(3y2zx)/6 gcm2h1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實驗條件是()A下午4時后在陽光下照射3小時再遮光3小時B下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C下午4時后在陽光下照射6小時D下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時解析：選D。依題意，光合作用速率凈光合作用速率呼吸作用速率，(yx)/6是凈光合作用速率，還需測定呼吸速率，所以遮光3小時，則呼吸速率為(yz)/3，光合作用速率(yx)/6(yz)/3(3y2zx)/6 gcm2h1。8某興趣小組的同學(xué)為研究光合作用，取某種植物形態(tài)、大小、生長發(fā)育狀況相同的四張葉片設(shè)計了一組實驗如圖。請回答下列問題：(1)若用甲葉來確定光合作用的產(chǎn)物中有淀粉，應(yīng)在光照前，對甲葉進(jìn)行_處理，目的是_。關(guān)于丙葉中白色部分形成的原因，有的同學(xué)猜測：可能是缺少_(填元素)而影響葉綠素的形成，是否正確還需要通過實驗來驗證。(2)適宜的光照下，乙綠葉所在的裝置中有色液滴的移動情況是_，原因是_。短時間內(nèi)，丁葉所在的裝置中有色液滴的移動情況是_。(3)通過本實驗中的_和_對照，可確定光合作用必需的原料是_。答案：(1)黑暗消耗掉葉片中原有的淀粉Mg(2)右移葉肉細(xì)胞呼吸消耗氧氣，而產(chǎn)生的CO2被裝置內(nèi)NaOH或者葉片內(nèi)光合作用全部吸收，因此有色液滴右移不移動(3)乙丁二氧化碳9(2017江西省宜春六校高三聯(lián)考)在不同溫度條件下，研究某植物的光合速率與光照強(qiáng)度之間的變化關(guān)系，得到如圖1所示結(jié)果，請回答下列問題： (1)如圖1表明影響植物光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有_；當(dāng)光照強(qiáng)度為5 klx時，與25 相比，15 條件下葉綠體產(chǎn)生O2的速率_。(2)在25 條件下，AB段光合作用較弱是由于_，導(dǎo)致光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的_不足，從而限制了暗反應(yīng)的進(jìn)行。(3)為探究葉綠體在光下利用ADP和Pi合成ATP的動力，科學(xué)家在黑暗條件下進(jìn)行了如圖2實驗。實驗在黑暗條件下進(jìn)行的目的是_。根據(jù)實驗結(jié)果可以推測葉綠體中形成ATP的動力來自_。解析：(1)圖1中的自變量是光照強(qiáng)度和溫度，因變量是光合作用強(qiáng)度，所以圖1表明影響植物光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有光照強(qiáng)度和溫度；當(dāng)光照強(qiáng)度為5 klx時，25 與15 條件下，光合速率相等，但25 時酶的活性較高，故光反應(yīng)強(qiáng)度大于15 時的情況，所以15 條件下葉綠體產(chǎn)生O2的速率小。(2)在25 條件下，AB段光合作用較弱是由于光照強(qiáng)度較低，導(dǎo)致光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的H和ATP不足，從而限制了暗反應(yīng)的進(jìn)行。(3)根據(jù)題意可知，葉綠體在光下把ADP和Pi合成ATP的過程稱為光合磷酸化，ATP的形成屬于光反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化，實驗在黑暗中進(jìn)行的目的是避免光照對ATP合成的影響。從實驗結(jié)果看出，pH值平衡前，加入ADP和Pi能夠產(chǎn)生ATP，而平衡后加入ADP和Pi后不能產(chǎn)生ATP，說明葉綠體中ATP形成的原動力來自于類囊體膜兩側(cè)的pH值(或類囊體膜內(nèi)側(cè)pH小于外側(cè))。答案：(1)光照強(qiáng)度、溫度小(2)光照強(qiáng)度較低H和ATP(3)避免光照對ATP合成的影響類囊體膜兩側(cè)的pH差(或類囊體膜內(nèi)側(cè)pH小于外側(cè))10利用如圖裝置可探究某綠色植物的生理作用。假如該植物光合作用的產(chǎn)物和呼吸作用的底物均為葡萄糖，且不能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗前，應(yīng)_(填“打開”或“關(guān)閉”)活塞，記錄有色液滴的位置。(2)忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾，可利用裝置_來探究該植物的呼吸作用類型，此時應(yīng)對實驗裝置進(jìn)行_處理，若_，則該植物在進(jìn)行有氧呼吸的同時也進(jìn)行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸；該植物的根尖細(xì)胞內(nèi)，能產(chǎn)生CO2，但不伴隨ATP合成的生理過程是_。(3)忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾，最好選擇裝置_來驗證CO2是植物進(jìn)行光合作用的必需原料。在暗反應(yīng)階段中，CO2需要轉(zhuǎn)化成_才能被H還原。解析：(1)可通過該裝置中有色液滴的移動情況來反映呼吸作用和光合作用，故需記錄有色液滴的位置(或所在的刻度)；另外，裝置必須密閉，即要關(guān)閉活塞。(2)可利用裝置甲和裝置乙來探究該植株的呼吸作用類型，實驗時一定要對裝置進(jìn)行完全遮光處理，裝置甲內(nèi)含有氫氧化鈉溶液，可吸收植株呼吸作用產(chǎn)生的CO2，若呼吸作用消耗氧氣，則有色液滴向左移；裝置乙內(nèi)無吸收CO2的溶液，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的特點可知，若植物進(jìn)行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸，則裝置乙中的有色液滴會向右移。無氧呼吸的第二階段有CO2產(chǎn)生，但不產(chǎn)生ATP。(3)裝置甲內(nèi)無CO2，而裝置丙內(nèi)有CO2，且CO2濃度在一段時間內(nèi)不變，故這兩套裝置適合用于驗證CO2是植物進(jìn)行光合作用的必需原料。答案：(1)關(guān)閉(2)甲和乙完全遮光裝置甲中的有色液滴向左移，裝置乙中的有色液滴向右移無氧呼吸的第二階段(3)甲和丙C311某科學(xué)工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，設(shè)計了下面的實驗。首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中。實驗開始時測定CO2的濃度，12小時后再次測定CO2的濃度。實驗結(jié)果如表。請分析回答下列問題：組別溫度()光照強(qiáng)度：普通陽光(%)開始時的CO2濃度(%)12小時后的CO2濃度(%)12500350368225100350342325200350306425400350289525600350282625800350280725950350279(1)這一實驗的自變量是_，寫出該實驗設(shè)計的一種無關(guān)變量_。(2)實驗中第1組在12小時后CO2濃度變化的原因是_。(3)如果在實驗過程中使用了不同品種的西紅柿植株，這樣設(shè)計違背了科學(xué)實驗的_原則。(4)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細(xì)胞中的ATP含量會_，C5的含量會_。(5)該實驗設(shè)計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，請你提出進(jìn)一步探究的實驗設(shè)計思路：_。答案：(1)光照強(qiáng)度溫度(其他答案合理也可)(2)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2(3)單一變量(4)下降下降(5)增加若干實驗組，依次增加光照強(qiáng)度