19-20第1部分專題3考點(diǎn)3光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)

1、考點(diǎn)3光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)【知識(shí)能力素養(yǎng)】HtXI* ZHbNCU-lbaBMHHB加識(shí)內(nèi)化融匯貫通1 光合作用與呼吸作用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)條件的控制方法(1) 增加水中氧氣泵入空氣或放入綠色水生植物。(2) 減少水中氧氣容器密封或油膜覆蓋。(3) 除去容器中的二氧化碳?xì)溲趸c溶液。(4) 保持容器中二氧化碳濃度不變一一 NaHCO 3溶液。(5) 除去葉片中原有的淀粉一一置于黑暗環(huán)境中一段時(shí)間。(6) 除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾一一給植株遮光。(7) 消除種子表面微生物對(duì)種子細(xì)胞呼吸速率測(cè)定的影響一一消毒。(8) 探究酵母菌的呼吸方式，檢測(cè)產(chǎn)生的CO2情況用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶

2、液。(9) 除去葉中葉綠素酒精隔水加熱。(10) 如何得到單色光一一棱鏡色散或薄膜濾光2“裝置圖法”測(cè)定光合速率與呼吸速率(1)測(cè)定裝置(2)測(cè)定方法及解讀 測(cè)定呼吸速率(裝置甲)a.裝置甲燒杯中放入適宜濃度 NaOH溶液用于吸收CO2 b 玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用干擾。c 置于適宜溫度環(huán)境中。d.紅色液滴向左移動(dòng)(裝置甲單位時(shí)間內(nèi)向左移動(dòng)距離代表呼吸速率 ) 測(cè)定凈光合速率(裝置乙)a裝置乙燒杯中放入適宜濃度的 C02緩沖液，用于保證容器內(nèi) C02濃度 恒定，滿足光合作用需求。b 必須給予較強(qiáng)光照處理，且溫度適宜。c.紅色液滴向右移動(dòng)（裝置乙單位時(shí)間內(nèi)向右移動(dòng)距離代表凈光合速率 ）。

3、 根據(jù)“總（真正）光合速率=呼吸速率+凈光合速率”可計(jì)算得到總（真正）光合速率。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(duì) 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(dòng)距離對(duì) 原實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。3. “葉片上浮法”探究影響光合作用的因素利用“真空滲入法”排出葉肉細(xì)胞間隙的空氣，充以水分使葉片沉于水中。 在光合作用過(guò)程中植物吸收 CO2放出02，由于02在水中溶解度很小而在細(xì)胞 間積累，結(jié)果使原來(lái)下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少 （或者葉片全部上浮所需時(shí)間的長(zhǎng)短），即能比較光合作用的強(qiáng)弱。4. “黑白瓶法”測(cè)定光合速率與呼吸速率將裝有水

4、和水生植物的黑、白瓶置于不同水層中，測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)瓶中溶 解氧含量的變化，借此測(cè)定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能 進(jìn)行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可進(jìn)行光合作用和呼吸作用。因此，真正 光合作用量（光合作用總量）二白瓶中氧氣增加量+黑瓶中氧氣減少量。5. “半葉法”測(cè)定光合作用有機(jī)物的產(chǎn)生量“半葉法”的原理是將對(duì)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ǎ上仍谌~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6小時(shí)后，在A、B的對(duì)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(jì)算出

5、該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/（dm2h）。即M = Mb Ma,M表示B葉片被截取部分在6小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量。索？?提幵規(guī)范表述嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)踰1 某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究“光照強(qiáng)度對(duì)黑藻光合速率的影響”冇色小謹(jǐn)?shù)魏趹{（1）單位時(shí)間內(nèi)有色小液滴的移動(dòng)距離代表一定量的黑藻單位時(shí)間內(nèi)什么的量？（2）如果利用該裝置測(cè)定在一定光照強(qiáng)度下黑藻葉綠體實(shí)際光合作用的速 率，可采取的方法是（寫(xiě)出具體的實(shí)驗(yàn)思路）： 。提示：（1）釋放氧氣的量（2）首先不給予光照，測(cè)出黑藻單位時(shí)間內(nèi)的氧氣吸收量（呼吸作用速率）；再給予一定光照條件，其他條件不變，測(cè)出黑藻單位時(shí)間內(nèi)氧氣釋放量（凈光合 作用速率

6、）；然后將光照條件下黑藻單位時(shí)間氧氣釋放量 （凈光合作用速率）加上 黑暗條件下黑藻單位時(shí)間內(nèi)的氧氣吸收量（呼吸作用速率），就是該光照條件下黑 藻葉綠體實(shí)際光合作用的速率。2 研究表明，鈣（CaCIQ與脫落酸（ABA）都能提高棉花的抗旱能力，并且混合使用效果更佳，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出證明該觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。提示：在干旱條件下分別用清水、CaCS、ABA及CaCl2和ABA的混合物 處理棉花，測(cè)量并比較四種情況下的凈光合速率大小?！究挤技伎寄芩嘉蚍椒w驗(yàn)感悟1. （2019 全國(guó)卷U節(jié)選）通常，對(duì)于一個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可根據(jù)水體 中含氧量的變化計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量（生產(chǎn)者所制造的有機(jī)

7、物總量）。若要測(cè)定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級(jí)生產(chǎn)量，可在該 水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣，將水樣分成三等份，一份直接測(cè)定02含 量（A）;另兩份分別裝入不透光（甲）和透光（乙）的兩個(gè)玻璃瓶中，密閉后放回取 樣處，若干小時(shí)后測(cè)定甲瓶中的 02含量（B）和乙瓶中的02含量（C）。據(jù)此回答 下列冋題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實(shí)驗(yàn)中C與A的差值表示這段時(shí)間內(nèi) ; C與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi); A與B的差值表示這段時(shí)間內(nèi) 。解析：若干小時(shí)后，透光的乙瓶中的氧氣含量（C）與水樣中氧氣的初始含量（A）的差值表示這一時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；水樣中氧氣的初

8、始含量（A）與不透光的甲瓶中的氧氣含量（B）的差值表示這一時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量；C與B的差值表示這一時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)者光合作用的總產(chǎn)氧量。答案：生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量2. （2016 全國(guó)卷II）BTB是一種酸堿指示劑。BTB的弱堿性溶液顏色可 隨其中C0 2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(shí)驗(yàn)：用少量的NaHC0 3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液， 并向溶液中通入一定量的 C02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(zhǎng)狀況一致的等量水草，另一支不加水 草

9、，密閉所有試管。各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見(jiàn)下表。試管編號(hào)1234567水草無(wú)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(lái)，并放在距日光燈100 cm的地方。若不考慮其他生物因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，回答下列問(wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中，50 min后1號(hào)試管的溶液是淺綠色，則說(shuō)明 2至7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由引起的；若 1 號(hào)試管的溶液是藍(lán)色，則說(shuō)明 2 至 7 號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)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

10、據(jù)是 （3）5 號(hào)試管中的溶液顏色在照光前后沒(méi)有變化，說(shuō)明在此條件下水草。_解析：（1）1號(hào)試管中沒(méi)有加水草,50 min后1號(hào)試管的溶液顏色仍為淺綠 色，說(shuō)明無(wú)關(guān)變量不會(huì)引起溶液顏色的變化 ， 2至 7號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是由水 草的光合作用和呼吸作用引起的； 若1號(hào)試管的溶液是藍(lán)色 ，說(shuō)明無(wú)水草的光照 條件下溶液中C02含量減少了，無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，則說(shuō)明2至7號(hào) 試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不可靠的。 （2）2 號(hào)試管進(jìn)行了遮光 ，水草不能進(jìn)行光合作用 ， 只能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生CO2,而且與3號(hào)試管（光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度） 相比，2號(hào)試管溶液中的CO2含量更多，顏色應(yīng)為黃色。（3）5號(hào)

11、試管中的溶液顏 色在照光前后沒(méi)有變化 ， 說(shuō)明在此條件下溶液中 CO2 含量沒(méi)有變化 ，水草的光 合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，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（合理即可 ） 不可靠的（2）黃色 水草在遮光條件下不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，溶液中 CO2濃 度高于3號(hào)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3. （2016 全國(guó)卷川）為了探究某地夏日晴天中午時(shí)氣溫和相對(duì)濕度對(duì) A品 種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長(zhǎng)狀態(tài)一致的 A 品種小麥植株分為 5 組， 1 組在田間生長(zhǎng)作為對(duì)照組，另 4組在人工氣候室中生長(zhǎng)作為

12、實(shí)驗(yàn)組，并保 持其光照和CO2濃度等條件與對(duì)照組相同。于中午12: 30測(cè)定各組葉片的光合 速率，各組實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示：對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組一實(shí)驗(yàn)組二實(shí)驗(yàn)組三實(shí)驗(yàn)組四實(shí)驗(yàn)溫度/C3636363125處理相對(duì)濕度/%1727525252實(shí)驗(yàn)結(jié)果光合速率/ mgCO2 dm-2 h-111.115.122. 123. 720. 7回答下列問(wèn)題:（1）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以推測(cè)中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是，其依據(jù)是；并可推測(cè)，（填“增加”或“降低”）麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。（2）在實(shí)驗(yàn)組中，若適當(dāng)提高第組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是（3）小麥葉片氣孔開(kāi)

13、放時(shí)，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的過(guò)程 （填“需要”或“不需要”）載體蛋白，（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。解析：（1）根據(jù)表格信息可知，對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組一、實(shí)驗(yàn)組二在相同溫度條 件下，相對(duì)濕度改變時(shí)光合速率變化較大；實(shí)驗(yàn)組二、實(shí)驗(yàn)組三、實(shí)驗(yàn)組四在相 同相對(duì)的濕度條件下，隨溫度的變化，光合速率變化不大。因此可以推測(cè)中午時(shí) 對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是相對(duì)濕度。根據(jù)上述結(jié)論，增加麥田環(huán)境的相對(duì)濕度可提高小麥的光合速率，降低小麥光合作用“午休”的程度。（2）與 實(shí)驗(yàn)組四相比，實(shí)驗(yàn)組三的溫度高6 C,光合速率有所提高，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組四的 環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的最適溫度，故適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提

14、高小麥 的光合速率。（3）CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，不需要載體蛋白，不需 要消耗ATP。答案：（1）濕度（或相對(duì)濕度）在相同溫度條件下，相對(duì)濕度改變時(shí)光合速 率變化較大（合理即可）增加（2）四該實(shí)驗(yàn)組的環(huán)境溫度未達(dá)到光合作用的 最適溫度（合理即可）（3）不需要不需要年份考查內(nèi)容和角度2016考查光合作用和細(xì)胞呼吸綜合實(shí)驗(yàn)和環(huán)境因素影響光合作用的實(shí)驗(yàn)，考查對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析， 重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)對(duì)照的分析2019考查黑白瓶法測(cè)定凈光合量、呼吸量和總光合量，考查對(duì)實(shí)驗(yàn) 方法和過(guò)程的分析備考建議科學(xué)探究是高考考查的難點(diǎn)，考生的薄弱點(diǎn)和失分點(diǎn)，加強(qiáng)光 合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的

15、復(fù)習(xí)彗冋專絨題點(diǎn)研綜觸類旁通考向1細(xì)胞呼吸的相關(guān)實(shí)驗(yàn)1. （2019 濰坊期末）某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（不考慮其他因素的影響）。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）母輔養(yǎng)酵桔m冇龜液簡(jiǎn)有色戒滴TA甲裝置有色液滴不動(dòng)，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸B.甲裝置有色液滴左移，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸C 乙裝置有色液滴不動(dòng)，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸D 乙裝置有色液滴右移，說(shuō)明酵母菌中一定存在無(wú)氧呼吸B 甲裝置中放入的是NaOH溶液和酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，NaOH溶液能 吸收CO2,有色液滴的移動(dòng)量代表。2的吸收量。乙裝置放入的是清水和酵母菌 葡萄糖培養(yǎng)液，清水不能吸收CO2，乙裝置中

16、酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，吸收的02 和釋放的C02量相等，液滴不移動(dòng)，乙裝置中酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，釋放C02 會(huì)造成液滴右移。2為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸，將酵母菌破碎并進(jìn)行差速離心處理，得到細(xì) 胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入試管中，加入不同的物質(zhì)，進(jìn)行 了如下表的實(shí)驗(yàn)。類別細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體酵母菌葡萄糖一+一+丙酮酸+一+一一一氧氣+一+一+一注：“+”表示加入了適量的相關(guān)物質(zhì)，“”表示未加入相關(guān)物質(zhì)下列有關(guān)敘述中，不正確的是（）A 會(huì)產(chǎn)生酒精的試管有B.會(huì)產(chǎn)生C02和H2O的試管有C .試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的場(chǎng)所D .試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所C 由表

17、格可知，試管在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，提供丙酮酸和氧氣，不能進(jìn)行 呼吸作用，試管在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，提供葡萄糖，進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，能夠產(chǎn)生酒 精和CO2，試管在線粒體中，提供丙酮酸和氧氣，能夠進(jìn)行呼吸作用的第二、 三階段，能產(chǎn)生水和CO2，試管在線粒體中，提供葡萄糖，不能進(jìn)行呼吸作 用，試管中有酵母菌、葡萄糖和氧氣，能進(jìn)行有氧呼吸，試管中有酵母菌、 葡萄糖，能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2。酒精是在無(wú)氧情況下，在細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì)中產(chǎn)生的，會(huì)產(chǎn)生酒精的是 ，A正確；有氧情況下丙酮酸在線粒體中進(jìn) 行有氧呼吸的第二、三階段，能產(chǎn)生CO2和H2O，會(huì)產(chǎn)生CO2和H2O的試管只 有，B正確；根據(jù)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能判斷酵母

18、菌進(jìn)行有氧呼吸的 場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，C錯(cuò)誤；根據(jù)試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷酵 母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D正確。老問(wèn)2 光合作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)1 （2019 衡水中學(xué)二調(diào)）某同學(xué)研究某湖泊中X深度生物的光合作用和有 氧呼吸時(shí)，設(shè)計(jì)了如下操作： 取三個(gè)相同的透明玻璃瓶標(biāo)號(hào) a b、c，并將a瓶用不透光的黑布包起來(lái)； 將a、b、c三個(gè)瓶子均在湖中X深度取滿水，并測(cè)定c瓶中水的溶氧量; 將a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24 h后取出； 測(cè)定a、b兩瓶中水的溶氧量，三個(gè)瓶子的測(cè)量結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)24 h內(nèi)X深度水體中生物光合作用和有氧呼吸情況的分析，正確的是（）A .光合作用產(chǎn)

19、生的氧氣量為（kv） mol/瓶B.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為（kw） mol/瓶C .有氧呼吸消耗的氧氣量為（kv） mol/瓶D .有氧呼吸消耗的氧氣量為vmol/瓶A 實(shí)驗(yàn)中測(cè)定的c瓶中水的溶氧量為湖中 X深度瓶中初始溶氧量。a瓶 為不透光黑瓶，a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24 h后取出，測(cè)定a、 b兩瓶中水的溶氧量分別為 v和k，因此，w v為24 h內(nèi)X深度瓶中生物有氧 呼吸消耗的氧氣量。kw為24 h內(nèi)X深度水瓶中生物的凈光合作用釋放的氧 氣量。24 h內(nèi)X深度水生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為凈光合量+有氧呼吸消耗 氧氣的量，為kv。2. （20佃博雅聞道大聯(lián)考）為研究補(bǔ)光對(duì)溫室內(nèi)番茄不同部位葉片光合作 用的影響，某課題小組在自然光照的基礎(chǔ)上利用 LED燈進(jìn)行了植株的補(bǔ)光實(shí)驗(yàn)， 并設(shè)置一對(duì)照組（CK組），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：CK上葉 -eLED ;葉 -*-CK中葉 YA LED中葉 下葉一 LED下葉50 100 20ft 3(X)400 締I BOO 1000 12tX) 1500 2000氧化碳曜度/ i mnTinC對(duì)照組所用光源為 。據(jù)圖分析，LED補(bǔ)光對(duì)于的作用效果最為明顯，其原因可能是 。（2）LED中葉組的光合速率達(dá)到最大時(shí)所需要的 CO2濃度明顯高于CK中葉組，其原因是。目