1.某生物兴趣小组欲研究密闭的温室一昼夜内O2浓度变化的情况,当地日照时间为6时至18时,在适宜的生长条件下,预期一昼夜内温室中O2 变化的曲线最可能是 ( )
2.图中纵轴表示植物光合作用或呼吸作用的速度,横轴表示各种外界条件(其余的条件都是适宜的)。对曲线中M点的描述,不正确的是 ( )
A.若横轴表示光强度,则M点光合速度最大 B.若横轴表示CO2浓度,则M点光合速度最大 C.若横轴表示O2浓度,则M点呼吸速度最大
D.若横轴表示光强度或CO2浓度,则M点表示光合速度与呼吸速度相等 题型二 光合作用与细胞呼吸的相关测定 知识储备:
1.光合作用速率表示方法:通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况,光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
2.在有光条件下,植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量
或有机物的增加量,称为表观光合速率,而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。如图所示。
3.呼吸速率:将植物置于黑暗中,实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
4.一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示)可用下式表示:积累量=白天从外界吸收的CO2量-晚上呼吸释放的CO2量。
5.判定方法
(1)若为坐标曲线形式,当光照强度为0时,CO2吸收值为0,则为真正(实际)光合速率,若是负值则为表观光合速率。
(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为表观光合速率。 (3)有机物积累量一般为表观光合速率,制造量一般为真正(实际)光合速率。 5.将某绿色植物放在特定的实验装置中,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示:
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温度(℃) 光照下吸收CO2 (mg/h) 黑暗中释放CO2 (mg/h) 对应训练:
5 1.00 10 1.75 15 2.50 20 3.25 25 3.75 30 3.50 35 3.00 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 3、下列对该表数据分析正确的是 ( ) A.昼夜不停地光照,在35℃时该植物不能生长 B.昼夜不停地光照,在15℃时该植物生长得最快
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20℃时该植物积累的有机物最多 D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍
题型三 光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律 知识储备见基础自查5 对应训练
4如下图所示,图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况,其中a~f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜的条件下,O2净产量(光合作用的O2产生量-呼吸作
用的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题:
(1)在图甲中,b可代表 ,物质b进入箭头所指的结构后与 结合,生成大量的 。
(2)在适宜的条件下,若用CO2、H218O供给植物进行代谢,则甲图中的d所代表的物质应是 。
(3)在图乙中,A点时叶肉细胞内生成的物质有 ,在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡,其制约的内在和外在因素分别是 、 。
(4)在其他条件不变的情况下,适当提高棚内的温度,可以提高蔬菜的产量,此时乙图中N点向 (左、右)移动。
(5)在图乙P点所处的状态时,叶绿体内ATP移动的方向是 。A点状态时,可以发生图甲中的哪些过程(用图中字母表示)? ;D点时发生(字母表示) 。
题型四 根据特定装置进行光合作用和呼吸作用强度的比较 知识储备:
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测定细胞呼吸作用或确认呼吸类型常采取U型管液面升降或玻璃管液滴移动的观察法,即在广口瓶或锥形瓶内放入被测生物(活种子或植物或动物),通过生物呼吸过程中释放CO2或吸入O2引起的气压变化,进而推测或计算生物的呼吸状况,如图装置所示。
由于生物呼吸时既产生CO2又消耗O2,前者可引起装置内气压升高,而后者则引起装置内气压下降,为便于测定真实呼吸情况,应只测其中一种气体变化情况。为此,测定过程中,往往用NaOH或KOH吸收掉呼吸所产生的CO2,这样,整个装置中的气压变化,只能因吸收O2所引起,从而排除CO2对气压变化的干扰。
(1)物理误差的校正
由于装置的气压变化也可能会由温度等物理因素所引起,为使测定结果更趋准确,应设置对照实验,以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时,对照实验与呼吸装置相比,应将所测生物灭活,如将种子煮熟,而其他各项处理应与实验组完全一致(包括NaOH溶液,所用种子数量,装置瓶及玻璃管的规格等)。
(2)探究光合作用和细胞呼吸与光照强度的关系
将上述装置置于不同光照强度(可用不同功率的灯泡实验或同一功率灯泡通过改变光照距离进行控制)条件下,被研究生物应为绿色植物。结果分析:①若红色液滴右移,说明光照较强,光合作用大于细胞呼吸,释放O2使瓶内气压增大。②若红色液滴左移,说明光照较弱,细胞呼吸大于光合作用,吸收O2使瓶内气压减小。③若红色液滴不动,说明在此光照强度下光合作用等于细胞呼吸,释放O2等于吸收O2,瓶内气压不变。
(3)细胞呼吸状况的实验测定归纳
欲测定与确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水,即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液,其他所有项目均应一致,加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示,当然,此时仍有必要设置另一组作误差校正之用。
结果与分析:
①若装置1液滴左移,装置2液滴不动,则表明所测生物只进行有氧呼吸(因有氧呼 吸产CO2量与耗O2量相等)。
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②若装置1液滴不动,装置2液滴右移,则表明所测生物只进行无氧呼吸(因无氧呼吸只产CO2,不耗O2)。
③若装置1液滴左移,装置2液滴右移,则表明该生物既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。
④装置1与装置2液滴均左移,则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量,呼吸底物中可能有脂质参与。
a.为使实验结果精确,排除实验误差还应设置如图装置3,以便校正。
b.进行结果与结论的描述时应“先结果后结论”,而不是“先结论后结果”,如上。 (4)与光合作用和呼吸作用相关的装置图,常将氧气的变化量作为观测指标。解读装置图时,一定要注意图示中的三个因素和一个变化量:
常见的装置如下图或与下图相似,解答问题时一定要注意:?
①图甲中常用气泡的释放速率(或单位时间内释放的气泡数)作为观测指标;? ②图乙中常将毛细刻度管中有色液滴的移动位置作为观测指标;?
③上述两个指标,指的都是净光合作用量,即光合作用总量-呼吸作用消耗量。?
(5)黑白瓶题?
将装有测样点的水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中,测定单位时间内溶解氧含量的变化,借此测定水生植物光合速率。黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,真光合作用量(光合作用总量)=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。
对位训练:
5.两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下探究实验。请据题分析作答:
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(1)甲兴趣小组想探究的具体问题是:酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。
现提供若干套(每套均有数个)实验装置,如图Ⅰ(A~D)所示:
①请根据实验目的选择装置序号,并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号: ;无氧条件下的装置序号: 。
②装置中C瓶的作用是 ,B瓶中澄清的石灰水还可用代替 。
(2)乙兴趣小组利用图Ⅱ 所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管),探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①如果想得到实验结论,还必须同时设置对照实验,请问对照实验装置(假设该装置编号为Ⅲ)如何设计? 。
②请预测与结论相符合的现象,并填写下表:
装置中红色液滴的移动现象 序号 装置Ⅱ 1 2 3 a c不移动 e 装置Ⅲ b不移动 d f 只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸 结论 ③若酵母菌消耗的O2为3 mol,而释放的CO2为9 mol,则酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的倍 。
题型五 比较光合作用和细胞呼吸的关系 知识储备: 1.生物层面区别 生物类型 光合作用 细胞呼吸 碳源 2.细胞层面区别
器官及细胞 根 导管细胞 其它细胞 能否光合作用 不能 不能 能否细胞呼吸 不能 能 自养生物 能进行 能进行 无机碳如CO2 异养生物 不能进行 能进行 有机碳如糖类 10