核心素養(yǎng)微專題之科學(xué)思維(一)光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合分析命題方向1光合速率與呼吸速率的測定和分析【典例】(2020·山師附中模擬)在光照恒定、溫度最適條件下,某研究小組用甲圖的實(shí)驗(yàn)裝置測量1小時內(nèi)密閉容器中CO2

的變化量,繪成曲線如乙圖所示。下列敘述中,錯誤的是 (

)A.a～b段,葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)輸B.該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50ppmCO2/minC.適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該植物光合作用的光飽和點(diǎn)將下降D.若第10min時突然黑暗,葉綠體基質(zhì)中三碳化合物的含量將增加【能力支撐】1.分析推斷能力:考生要具備根據(jù)題目信息和條件,推測光飽和點(diǎn)移動的方向,推測三碳化合物的含量變化的能力。即要具備依據(jù)題干中有關(guān)條件和現(xiàn)象,分析推斷并解決問題的能力。2.信息轉(zhuǎn)化能力:考生要把圖中曲線走勢、拐點(diǎn)等信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化。即具有將文字信息、圖表信息等轉(zhuǎn)化成解題信息的能力。3.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理能力:考生要能依據(jù)題目中的數(shù)據(jù)計算出真正光合速率,即具有將題目中的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理,從而得出結(jié)論的能力?！舅悸伏c(diǎn)撥】點(diǎn)撥A.a～b段有光照,綠色植物能進(jìn)行光合作用,在類囊體膜上進(jìn)行的光反應(yīng)消耗ADP產(chǎn)生ATP,在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)消耗ATP產(chǎn)生ADP,因此葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)輸。點(diǎn)撥B.分析乙圖,前30分鐘平均凈光合速率是(1680-180)÷30=50ppmCO2/min,呼吸速率是(600-180)÷30=14ppmCO2/min,因此,該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50+14=64ppmCO2/min。點(diǎn)撥C.該實(shí)驗(yàn)是在最適溫度條件下進(jìn)行的,適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該植物的光合速率將下降,該植物光合作用的光飽和點(diǎn)也將下降。點(diǎn)撥D.若第10min時突然黑暗,則光反應(yīng)立即停止,不再有ATP和NADPH的生成,導(dǎo)致暗反應(yīng)中C3的還原受阻,而短時間內(nèi)CO2和五碳化合物結(jié)合的CO2固定過程仍在進(jìn)行,所以葉綠體基質(zhì)中C3(三碳化合物)的含量將增加。答案:B能力提升點(diǎn)1.厘清光合速率和細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系(1)光合作用O2的產(chǎn)生量=光合作用O2的釋放量+黑暗中O2的吸收量。(2)光合作用CO2的固定量=光合作用CO2的吸收量+黑暗中CO2的釋放量。(3)光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量=光合作用有機(jī)物的積累量+黑暗中有機(jī)物的消耗量。能力提升點(diǎn)2.明確光合速率與呼吸速率的測定方法(1)氣體體積變化法——測定光合速率與呼吸速率(裝置如圖)①測定呼吸速率:a.裝置燒杯中放入適宜濃度NaOH溶液,用于吸收CO2。b.玻璃鐘罩暗處理,以排除光合作用干擾。c.置于適宜溫度環(huán)境中。d.紅色液滴單位時間向左移動的距離表示消耗的O2(代表呼吸速率)。②測定凈光合速率:a.裝置燒杯中放入適宜濃度的NaHCO3溶液,用于保證容器內(nèi)CO2含量滿足光合作用需求。b.必須給予光照處理,且溫度適宜。c.紅色液滴單位時間向右移動的距離表示釋放的O2(代表凈光合速率)。③計算:真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。④物理誤差的校正:為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),即用死亡的綠色植物分別進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。(2)黑白瓶法——測溶氧量的變化。①“黑瓶”不透光,測定的是有氧呼吸量;“白瓶”給予光照,測定的是凈光合作用量?？偣夂献饔昧?強(qiáng)度)=凈光合作用量(強(qiáng)度)+有氧呼吸量(強(qiáng)度)。②有初始值的情況下,黑瓶中O2的減少量(或CO2的增加量)為有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的減少量)為凈光合作用量;二者之和為總光合作用量。③在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。(3)半葉稱重法——測光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量(即檢測單位時間、單位葉面積干物質(zhì)產(chǎn)生總量)在測定時,葉片一半遮光,一半曝光,分別測定兩半葉的干物質(zhì)重量,進(jìn)而計算葉片的真正光合速率,常用于大田農(nóng)作物的光合速率測定。能力提升點(diǎn)3.光合作用與呼吸作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計解題技巧光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)大多結(jié)合光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件展開。解答此類題目時,需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)自變量,如“驗(yàn)證光合作用需要CO2”的實(shí)驗(yàn)中,自變量為CO2的有無,因此,需設(shè)置一組有CO2,另一組無CO2。對于植物光合作用及其強(qiáng)度,依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)材料等確定觀察對象,如:①水生植物可以氣泡的產(chǎn)生量或產(chǎn)生速率為觀察對象;②離體葉片若事先沉入水底,可以單位時間內(nèi)上浮的葉片數(shù)目為觀察對象;③植物體上的葉片,可以指示劑(如碘液)處理后葉片顏色的變化為觀察對象;④水綿作為實(shí)驗(yàn)材料時要借助顯微鏡,以好氧細(xì)菌的分布情況為觀察對象。1.(2021·泰安模擬)用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙,同時從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿水樣,立即測定甲瓶中的氧氣含量,并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶,分別測定兩瓶中的氧氣含量,結(jié)果如下表(不考慮化能合成作用)。有關(guān)分析合理的是 (

)透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mgA.丙瓶中浮游植物的細(xì)胞產(chǎn)生[H]的場所是線粒體內(nèi)膜B.在一晝夜內(nèi),丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1mgC.在一晝夜后,乙瓶水樣的pH比丙瓶的低D.在一晝夜內(nèi),乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用產(chǎn)生的氧氣量約為1.1mg【解析】選B。丙瓶中浮游植物的細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用,產(chǎn)生[H]的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì),A錯誤;由于丙為不透光的玻璃瓶,消耗的氧氣可代表浮游植物的呼吸消耗,因此在一晝夜內(nèi),丙瓶生物細(xì)胞呼吸消耗的氧氣量約=4.9-3.8=1.1mg,B正確;乙瓶中由于進(jìn)行光合作用使氧氣增多,則二氧化碳減少,而丙瓶是消耗氧氣釋放二氧化碳,因此乙瓶水樣的pH比丙瓶的高,C錯誤;在一晝夜內(nèi),乙瓶中生產(chǎn)者實(shí)際光合作用釋放的氧氣量約=凈光合作用釋放+呼吸作用消耗=5.6-4.9+1.1=1.8mg,D錯誤。2.(2021?天津河西區(qū)模擬)某生物興趣小組研究了光照強(qiáng)度對番茄光合作用和呼吸作用的影響,圖甲是某綠色植物在光照強(qiáng)度分別為a、b、c、d、e的情況下(其他條件適宜且恒定),單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生量的變化示意圖;圖乙是不同光照強(qiáng)度條件下CO2濃度的變化;圖丙為該植物的葉片在25℃條件下的操作流程及記錄結(jié)果。請回答下列有關(guān)問題:(1)光照強(qiáng)度為a時,對應(yīng)圖乙中____點(diǎn)的生理狀態(tài),葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所是______________________。

(2)圖甲中光照強(qiáng)度為b時,代表光照強(qiáng)度________(填“大于”“等于”或“小于”)圖乙中的f,此時植物的實(shí)際光合作用速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。當(dāng)光照強(qiáng)度為c時,植物的干重__________(填“增加”“降低”或“不變”)。

(3)圖甲中光照強(qiáng)度為d時,限制植物光合作用的主要環(huán)境因素是____________。若土壤中缺鎂,則圖乙中g(shù)點(diǎn)將向____________移動。

(4)根據(jù)圖丙可推知該植物葉片的呼吸速率為________,實(shí)際光合速率為____________。

【解析】(1)光照強(qiáng)度為a時,只進(jìn)行呼吸作用,對應(yīng)圖乙中的h點(diǎn)的生理狀態(tài),葉肉細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)圖甲中光照強(qiáng)度為b時,總光合作用強(qiáng)度(b點(diǎn)對應(yīng)的O2產(chǎn)生量)小于呼吸作用(光照強(qiáng)度為a時對應(yīng)的CO2釋放量),代表的光照強(qiáng)度小于圖乙中的f。當(dāng)光照強(qiáng)度為c時,光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,植物凈光合速率為0,植物的干重不變。(3)圖甲中光照強(qiáng)度為d時,光合速率大于呼吸速率,而光照強(qiáng)度為e時,光合速率繼續(xù)增加,由此可知光照強(qiáng)度為d時,限制植物光合作用的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度。若土壤中缺鎂,則葉綠素含量減少,光合速率下降,需要達(dá)到的光飽和點(diǎn)下降,g點(diǎn)向左下方移動。(4)無光條件下,植物只進(jìn)行呼吸作用,光照處理,植物既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行呼吸作用,因此該植物葉片的呼吸速率為M-(M-p)=p,凈光合速率為M+q-(M-p)=q+p,則實(shí)際光合速率為p+q+p=2p+q。答案:(1)h線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)小于小于不變(3)光照強(qiáng)度左下方(4)p

2p+q

【加固訓(xùn)練·拔高】1.科學(xué)家從海藻的光合作用中獲得了電流,利用活的海藻作為能量來源,設(shè)計出一款超級低碳的節(jié)能燈——海藻燈。甲圖是海藻中的某種綠藻光合作用過程示意圖(字母代表結(jié)構(gòu),數(shù)字代表相應(yīng)物質(zhì)),請回答下列問題:(1)甲圖中②的中文名稱是________________,綠藻含有豐富的葉綠素,葉綠素主要吸收________________光;綠藻利用光合作用產(chǎn)生電能的場所是甲圖中的________________。(2)為探究不同因素對該種綠藻光合速率的影響,某研究小組將在富含CO2的海水和自然海水中的綠藻,分別給予不同光照強(qiáng)度,測定該種綠藻的凈光合作用速率(其他各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件均為最適條件),實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖乙所示:①該實(shí)驗(yàn)的自變量是______________________。②乙圖中B點(diǎn)限制該種綠藻光合作用速率的因素是__________________,與在自然海水中相比,該種綠藻在富含CO2的海水中的光飽和點(diǎn)(光飽和點(diǎn)指光合作用速率達(dá)到最大值時所對應(yīng)的光照強(qiáng)度)增大,其原因是________________________________。③在富含CO2的海水中,光照處理12h(平均光照強(qiáng)度大于8klx),黑暗處理12h,則經(jīng)過一晝夜,該種綠藻的有機(jī)物質(zhì)量________(填“增加”“減少”或“不變”)?！窘馕觥?1)甲圖中②表示ATP,其中文名稱為腺苷三磷酸;綠藻中的葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光;綠藻利用光合作用產(chǎn)生電能的場所是甲圖中的葉綠體的基粒(或葉綠體的類囊體薄膜或A)。(2)①由題意和題圖可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度。②B點(diǎn)是自然海水中光照

強(qiáng)度未達(dá)到飽和時的點(diǎn),在同一光照強(qiáng)度下,CO2濃度升高,凈光合速率增大,在同一CO2濃度下,光照強(qiáng)度增強(qiáng),凈光合速率增大,因此限制該點(diǎn)光合作用強(qiáng)度的因素是CO2濃度、光照強(qiáng)度;與在自然海水中相比,該種綠藻在富含CO2的海水中的光飽和點(diǎn)(光飽和點(diǎn)指光合作用速率達(dá)到最大值時所對應(yīng)的光照強(qiáng)度)增大,其原因是CO2濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對光反應(yīng)的產(chǎn)物NADPH和ATP的利用,從而促進(jìn)光反應(yīng),使植物能吸收更多的光能。③由題圖曲線可知,在富含CO2的海水中,光照強(qiáng)度不低于8klx,凈光合作用速率是12,光照處理12h(平均光照強(qiáng)度大于8klx),黑暗處理12h,則每立方米的水體中,CO2的吸收量是12×12=144mmol,黑暗處理12hCO2釋放量是12×4=48mmol,CO2一晝夜吸收大于釋放,所以該種綠藻的有機(jī)物質(zhì)量增加了。答案:(1)腺苷三磷酸紅光和藍(lán)紫葉綠體的基粒(或葉綠體的類囊體薄膜或A)(2)光照強(qiáng)度、CO2濃度光照強(qiáng)度和CO2濃度CO2濃度升高加快了暗反應(yīng)過程對光反應(yīng)的產(chǎn)物NADPH和ATP的利用,從而促進(jìn)光反應(yīng),使植物能吸收更多的光能增加2.(2019·遼寧五校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)室中有三套完全相同的裝置(如圖所示),裝置內(nèi)的綠色植物為長勢相近的君子蘭,培養(yǎng)條件如表所示,經(jīng)2小時的實(shí)驗(yàn)后,測定并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。已知氧傳感器用于測定裝置內(nèi)的O2含量。請分析并回答下列問題:裝置培養(yǎng)條件刻度尺度數(shù)數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)開始時2小時后開始時2小時后甲溫度為T1、光照適宜0ADE乙溫度為T2、光照適宜0BDF丙溫度為T2、黑暗0CDG注:君子蘭細(xì)胞中光合作用和細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的最適溫度分別為T1和T2,且T2>T1。(1)三套裝置的君子蘭細(xì)胞中,均能產(chǎn)生ATP的場所是________________;裝置甲中的數(shù)據(jù)A代表__________________。(2)若增加一套實(shí)驗(yàn)裝置,光照適宜條件下,在實(shí)驗(yàn)過程中,將溫度逐漸由T1升高至T2,并測得數(shù)據(jù)顯示屏讀數(shù)由D變?yōu)镠,則E、F、H的大小關(guān)系是________________。(3)若B=0,則在君子蘭的葉肉細(xì)胞中,葉綠體產(chǎn)生O2的量________(填“大于”“等于”或“小于”)線粒體消耗O2的量;若B為正數(shù),C為負(fù)數(shù),則該植物在溫度為T2、光照適宜的條件下,呼吸速率與光合速率之比=________(用B、C表示)?！窘馕觥?1)丙裝置中的君子蘭只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此,三套裝置的君子蘭細(xì)胞中均能產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體;A代表在裝置甲對應(yīng)的培養(yǎng)條件下,君子蘭的凈光合速率。

(2)當(dāng)溫度由T1逐漸升高至T2時,君子蘭細(xì)胞的光合速率下降,呼吸速率上升,則H應(yīng)小于E、大于F。(3)若B=0,則說明整體上君子蘭的光合速率等于呼吸速率,但就君子蘭的葉肉細(xì)胞而言,其光合速率大于呼吸速率,即葉肉細(xì)胞中葉綠體產(chǎn)生O2的量大于線粒體消耗O2的量;在溫度為T2、光照適宜的條件下,君子蘭的呼吸速率可表示為-C/2,光合速率=(B-C)/2,因此,兩者之比=-C/(B-C)=C/(C-B)。答案:(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下,2小時內(nèi)釋放O2的量(或君子蘭在溫度為T1、光照適宜的條件下的凈光合速率)(2)E>H>F(3)大于C/(C-B)或-C/(B-C)命題方向2光合作用與呼吸作用的綜合考查【典例】(2017·全國卷Ⅰ)植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制,光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}:(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低,原因是_____________________。甲種植物凈光合速率為0時,乙種植物凈光合速率__________________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

(2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中,照光培養(yǎng)一段時間后,發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加,原因是__________________________。

【能力支撐】1.分析推斷能力:考生要具備根據(jù)題目中“密閉小室”“適宜條件下照光培養(yǎng)”等關(guān)鍵條件,結(jié)合知識儲備,分析光合速率都降低的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,推斷造成這一現(xiàn)象的原因的能力。即要具備依據(jù)題干中有關(guān)條件和現(xiàn)象,分析推斷問題實(shí)質(zhì)和原因的能力。2.信息轉(zhuǎn)化能力:考生要理解CO2補(bǔ)償點(diǎn)的內(nèi)涵,即光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度,具有將這一信息轉(zhuǎn)化成判斷凈光合速率大小的能力,即具有將文字信息、圖表信息相互轉(zhuǎn)化的能力(如圖所示)?！舅悸伏c(diǎn)撥】點(diǎn)撥(1)光合速率降低←小室內(nèi)CO2濃度降低←光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量←小室是密閉的。甲植物凈光合速率=0→CO2濃度達(dá)到甲種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn),甲種植物CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物→乙種植物沒有達(dá)到CO2補(bǔ)償點(diǎn)→乙種植物凈光合速率大于0。點(diǎn)撥(2)植物有氧呼吸增加←小室中O2濃度增加←光合作用產(chǎn)生O2答案:(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量,使密閉小室中CO2濃度降低,光合速率也隨之下降大于0(2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加,而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié),所以當(dāng)O2增多時,有氧呼吸會增加(2)能量聯(lián)系:能力提升點(diǎn)2.辨析補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)的移動問題:(1)光(二氧化碳)補(bǔ)償點(diǎn)B是曲線與橫軸的交點(diǎn),光(二氧化碳)飽和點(diǎn)C則是最大光合速率對應(yīng)的光照強(qiáng)度(或CO2濃度),位于橫軸上。(2)環(huán)境條件的改變導(dǎo)致光合速率和呼吸速率發(fā)生不同程度的改變,導(dǎo)致光(二氧化碳)補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)左移或右移。①若環(huán)境條件改變導(dǎo)致呼吸速率增加,光合速率減小,則光(二氧化碳)補(bǔ)償點(diǎn)B應(yīng)右移,光(二氧化碳)飽和點(diǎn)左移。②若環(huán)境條件改變導(dǎo)致光合速率增加,呼吸速率減小,則光(二氧化碳)補(bǔ)償點(diǎn)B左移,光(二氧化碳)飽和點(diǎn)右移。③陰生植物與陽生植物相比,光(或CO2)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)都應(yīng)向左移動。1.(2021·泰安模擬)為了探究溫度對植物光合速率和呼吸速率的影響,將某種植物放在密閉的玻璃容器中,在其他條件相同且適宜的條件下,利用傳感器測定不同溫度條件下密閉容器中二氧化碳的變化量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計如表。下列有關(guān)說法錯誤的是 (

)溫度/℃CO2變化量5101520253035光照條件下吸收量01.22.53.23.83.52.8黑暗條件下釋放量0.50.81.01.62.23.03.3A.在5℃下根尖細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體B.實(shí)際光合作用速率達(dá)到最大時的溫度一定是30℃C.20℃下植物制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的3倍D.高溫條件下光合速率降低可能是光合作用有關(guān)酶的活性下降【解析】選B。在5℃下,根尖細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用,產(chǎn)生ATP的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,A正確;根據(jù)表格計算植物實(shí)際光合作用速率如下表:在30℃時,實(shí)際光合作用速率為6.5,但在25～30℃、30～35℃之間實(shí)際光合作用速率可能比6.5大,所以實(shí)際光合作用速率達(dá)到最大時的溫度不一定是30℃,B錯誤;20℃下,植物實(shí)際光合作用制造有機(jī)物的速率為4.8,此條件下呼吸作用速率為1.6,植物制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的3倍,C正確;高溫會破壞光合作用有關(guān)酶的空間結(jié)構(gòu),使酶活性下降,導(dǎo)致光合速率降低,D正確。溫度/℃5101520253035實(shí)際光合作用速率0.523.54.866.56.12.(2021?天津和平區(qū)模擬)設(shè)計如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究某植物生理活動,下列敘述正確的是 (

)A.光合作用產(chǎn)生O2的速率可以用單位時間內(nèi)裝置中液滴移動距離來表示B.給予黑暗條件,圖中液滴移動距離即為細(xì)胞呼吸消耗的O2量C.為使測得的O2變化量更精確,該裝置燒杯中應(yīng)盛放CO2緩沖液,還應(yīng)增加對照裝置,換死亡的同種植物幼苗替代裝置中的植物幼苗D.為了探究光強(qiáng)度對光合作用的影響,調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng)度,當(dāng)達(dá)到全日照光強(qiáng)時液滴向右移動量最大【解析】選C。光合作用釋放O2的速率可以用單位時間內(nèi)裝置中液滴移動距離來表示,A錯誤;如果裝置的燒杯中放入氫氧化鈉溶液,吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳,并對植物進(jìn)行遮光處理,此時液滴移動的距離是有氧呼吸的大小,即為細(xì)胞呼吸消耗的O2量,B錯誤;若測量指標(biāo)為裝置中O2含量的變化,則氧氣為自變量,二氧化碳為無關(guān)變量,所以裝置中的小燒杯中的蒸餾水應(yīng)該換成二氧化碳緩沖液或碳酸氫鈉溶液,以保證單一變量是氧氣濃度。該實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),具體為該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和二氧化碳緩沖液,C正確;調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng),當(dāng)達(dá)到全日照光強(qiáng)時液滴向右移動量未必最大,因?yàn)楣夂献饔盟俾孰S著光照強(qiáng)度的增加而增加,增加到一定值時達(dá)到穩(wěn)定,D錯誤。

【加固訓(xùn)練·拔高】1.(2021·山東師大附中模擬)圖1為某綠色植物細(xì)胞內(nèi)部分代謝活動圖解,其中①～⑤表示代謝過程,A～F表示代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì);圖2為光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。請據(jù)圖回答問題:(1)圖1中,物質(zhì)E是__________,物質(zhì)D是__________,過程①為______________________。(2)圖2中,O→t1段,細(xì)胞中C6H12O6的含量________(填“增加”“不變”或“減少”);若在t2時增加光照,光合速率將________(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”);t3→t4段,圖1中①的變化是________(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。(3)提取該綠色植物葉片中的色素,用紙層析法分離色素時,葉綠素a和葉綠素b在層析液中溶解度較小的是________________?！窘馕觥糠治鰣D1,①表示光反應(yīng),②表示暗反應(yīng),⑤表示有氧呼吸的第一階段,④表示有氧呼吸的第二階段,③表示有氧呼吸的第三階段.A表示NADPH和ATP,B表示ADP和Pi,C表示氧氣,D表示二氧化碳,E表示[H],F表示丙酮酸。圖2表示光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度對光合作用的影響。(1)物質(zhì)E和氧氣反應(yīng)生成水,是[H],物質(zhì)D是暗反應(yīng)的原料,是二氧化碳,過程①分解水為光反應(yīng)。(2)O→t1段,光合作用速率等于呼吸作用速率,所以細(xì)胞中C6H12O6的含量不變;由于光照充足,光合作用的限制因素不是光照強(qiáng)度而是二氧化碳濃度,所以在t2時增加光照,光合速率將不變;t3→t4段,二氧化碳濃度增大,光合作用速率增大,①光反應(yīng)也增強(qiáng)。

(3)葉綠素b離濾液細(xì)線最近,所以在層析液中溶解度最小。答案:(1)[H]二氧化碳光合作用光反應(yīng)(2)不變不變增強(qiáng)(3)葉綠素b2.某研究者對某一大豆新品種種子萌發(fā)和幼苗生長過程開展研究,首先將大豆種子置于水分、空氣、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng),定期檢測萌發(fā)種子的重量變化,結(jié)果如圖甲所示。再選取大豆幼苗放在溫室中進(jìn)行無土栽培實(shí)驗(yàn),如圖乙為該幼苗的光合速率、呼吸速率隨溫度變化的曲線圖,請分析回答有關(guān)問題:(1)如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)小組在第4天測得的種子吸收的O2與釋放的CO2之比為1∶3,此時大豆細(xì)胞內(nèi)有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的比值為____________;6天后種子重量減少的主要原因是____________________,第________天,大豆的光合速率與呼吸速率大致相當(dāng)。研究者用含18O的葡萄糖追蹤根細(xì)胞有氧呼吸中的氧原子,其轉(zhuǎn)移途徑是___________________。(2)據(jù)圖乙分析,限制AB段CO2吸收速率的主要因素是__________________,若白天溫室溫度高于5℃,則白天溫室中CO2濃度的變化情況是______________,為獲得最大經(jīng)濟(jì)效益,溫室應(yīng)控制的最低溫度為__________℃。(3)圖乙C點(diǎn)時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的O2的移動方向是__________;________(填字母)點(diǎn)光合作用制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的兩倍。

【解析】(1)設(shè)無氧呼吸過程消耗的葡萄糖為X,則無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳為2X,有氧呼吸消耗的葡萄糖為Y,有氧呼吸過程吸收的氧氣為6Y,產(chǎn)生的二氧化碳為6Y,由題意可得關(guān)系式:6Y∶(6Y+2X)=1∶3,解得;X∶Y=6∶1。6天后種子重量減少的主要原因是細(xì)胞呼吸分解了有機(jī)物。根據(jù)曲線圖,第10天大豆的呼吸速率與光合速率大致相當(dāng)。用含18O的葡萄糖追蹤根細(xì)胞有氧呼吸中的氧原子,其轉(zhuǎn)移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。(2)圖乙中,限制AB段CO2吸收速率的主要因素是溫度。據(jù)圖分析,白天溫室溫度高于5℃,植物能夠進(jìn)行光合作用,二氧化碳吸收量大于0,則白天溫室中CO2濃度減小。圖中的實(shí)線表示植物的凈光合速率,虛線表示呼吸速率,高于20℃后實(shí)線不再上升,而虛線繼續(xù)升高,表明該植物的光合酶對溫度的敏感度比呼吸酶對溫度的敏感度高,溫室栽培該植物,為獲得最大經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)控制的最低溫度為20℃。(3)圖乙C點(diǎn)表示光飽和點(diǎn),此時光合作用大于呼吸作用,葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的O2的移動方向是從葉綠體→線粒體和從葉綠體→葉肉細(xì)胞外。B、D點(diǎn)均在橫軸的上方,凈光合速率均大于0,植物光合作用實(shí)際制造的有機(jī)物大于細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物。B點(diǎn)、D點(diǎn)凈光合作用與呼吸作用相等,因此實(shí)際光合作用制造的有機(jī)物是呼吸作用消耗有機(jī)物的兩倍。答案:(1)1∶6細(xì)胞呼吸分解了有機(jī)物10

葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳(2)溫度減小20(3)從葉綠體→線粒體和從葉綠體→葉肉細(xì)胞外B、D3.(2021·