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2019-2020年高考生物二輪復(fù)習(xí) 考前三個(gè)月 專(zhuān)題2 細(xì)胞的代謝 考點(diǎn)9 聚焦光合作用與細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究 依綱聯(lián)想 1．細(xì)胞呼吸類(lèi)型判定的3類(lèi)根據(jù) (1)根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物來(lái)判斷：若消耗氧氣，則一定是有氧呼吸；若產(chǎn)物有水，則一定是有氧呼吸；若產(chǎn)物中有酒精或乳酸，則一定是無(wú)氧呼吸；若產(chǎn)物有CO2，則要分情況討論。 (2)根據(jù)反應(yīng)場(chǎng)所來(lái)判斷：在真核細(xì)胞中，有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段發(fā)生在線粒體中；無(wú)氧呼吸全過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。 (3)根據(jù)反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系來(lái)判斷 ①無(wú)CO2釋放和O2吸收時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸。 ②不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸。 ③當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸。 ④當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2濃度下的細(xì)胞呼吸，此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)，可分析如下：若＝，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；若>，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸，無(wú)氧呼吸占優(yōu)勢(shì)；若<，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無(wú)氧呼吸，有氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。 2．光合作用或細(xì)胞呼吸相關(guān)探究方法的歸類(lèi)分析 (1)液滴移動(dòng)法 現(xiàn)有甲裝置如圖所示，利用該裝置進(jìn)行對(duì)光合作用和呼吸作用等相關(guān)問(wèn)題的測(cè)定或探究。 ①測(cè)定真(總)光合速率：該裝置置于一定的光照強(qiáng)度下，默認(rèn)其光合速率大于呼吸速率，所以在單位時(shí)間內(nèi)，該裝置液滴向右移動(dòng)的距離(m)表示該植物的凈光合速率，即單位時(shí)間內(nèi)植物向外界釋放的O2量。該裝置置于黑暗條件下，單位時(shí)間內(nèi)液滴向左移動(dòng)的距離(n)表示該植物的呼吸速率。綜上所述，該植物真(總)光合速率等于上述兩個(gè)測(cè)定的液滴移動(dòng)距離值之和：m＋n。 ②驗(yàn)證光合作用需要CO2 須另設(shè)對(duì)照裝置乙(如圖)，與裝置甲構(gòu)成對(duì)照。裝置乙設(shè)置：將甲裝置中“3%NaHCO3溶液”更換成等濃度等量的NaOH溶液即可。 預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：裝置甲中液滴右移，裝置乙中液滴左移，最終移動(dòng)至最左側(cè)。 ③探究CO2濃度對(duì)光合速率的影響 須另設(shè)一個(gè)或多個(gè)裝置，與裝置甲構(gòu)成相互對(duì)照，如圖裝置丙、丁所示。 預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：裝置中液滴右移距離大小關(guān)系為： 若丁>丙>甲，則說(shuō)明光合速率與CO2濃度呈正相關(guān)； 若?。奖?甲，則說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而增大，當(dāng)超過(guò)一定濃度后光合速率保持不變； 若丙>甲＝丁，則說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而增大，當(dāng)超過(guò)一定濃度后光合速率反而下降； 若甲>丙>丁，則說(shuō)明光合速率與CO2濃度呈負(fù)相關(guān)；若甲>丙＝丁，則說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而下降，當(dāng)超過(guò)一定濃度后光合速率保持不變； 若丙<甲＝丁，則說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而下降，當(dāng)超過(guò)一定濃度后光合速率再次提高。 ④測(cè)定有氧呼吸作用強(qiáng)度 不需要對(duì)裝置甲設(shè)置對(duì)照裝置，只需將裝置甲置于黑暗條件下測(cè)定即可。觀察指標(biāo)為“液滴向左移動(dòng)的距離”。需重復(fù)多次測(cè)定，比較呼吸強(qiáng)度的大小。 ⑤探究該植物發(fā)生的呼吸作用類(lèi)型 須另設(shè)對(duì)照裝置戊如圖所示，與黑暗條件下的乙裝置構(gòu)成對(duì)照。裝置戊設(shè)置：將乙裝置中“3%NaOH溶液”更換成等量的H2O即可。 預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：若裝置乙液滴左移，裝置戊液滴不移動(dòng)，則只進(jìn)行有氧呼吸；若裝置乙液滴不移動(dòng)，裝置戊液滴右移，則只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；若裝置乙液滴左移，裝置戊液滴右移，則有氧、無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行；若兩裝置液滴均左移，則表明呼吸底物可能還有脂肪等有機(jī)物。 為排除由溫度等物理因素引起的液滴移動(dòng)的干擾，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更準(zhǔn)確，須另設(shè)校對(duì)裝置己(對(duì)照組)。設(shè)置：將實(shí)驗(yàn)組裝置中的生物更換成同種等量的死亡生物即可。 (2)葉圓片上浮法：利用真空滲入法排除葉肉細(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O2，由于O2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。 (3)半葉法：將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強(qiáng)度，曝光的一半測(cè)得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀光合作用強(qiáng)度值，最后計(jì)算真正光合作用強(qiáng)度值。需要注意的是該種方法在實(shí)驗(yàn)之前需對(duì)葉片進(jìn)行特殊處理，以防止有機(jī)物的運(yùn)輸。 (4)黑白瓶法：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能進(jìn)行光合作用又能呼吸作用，所以用黑瓶(無(wú)光照的一組)測(cè)得的為呼吸作用強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。 1．判斷下列相關(guān)敘述的正誤 (1)某興趣小組在室溫下進(jìn)行了酵母菌無(wú)氧呼吸的探究實(shí)驗(yàn)(如圖)，則試管中加水的主要目的是制造無(wú)氧環(huán)境，被分解的葡萄糖中的能量一部分轉(zhuǎn)移至ATP，其余的存留在酒精中(xx山東，4D)(　　) (2)某小組為研究脫氣對(duì)酵母菌在培養(yǎng)初期產(chǎn)氣量的影響，進(jìn)行了甲、乙2組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，除圖中實(shí)驗(yàn)處理不同外，其余條件相同。一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2總量的變化趨勢(shì)如圖2(xx江蘇，11C改編)(　　) (3)取某種植物生長(zhǎng)狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個(gè)密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光照，其他條件一致。照光相同時(shí)間后，測(cè)得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，則光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用停止，而丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低(xx海南，13BC改編)(　　) 2．(xx江蘇，31改編)以一種綠藻為材料研究浮游藻類(lèi)的光合作用，測(cè)定了藻細(xì)胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。 如圖為光合放氧測(cè)定裝置的示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)通過(guò)變換圖中光源位置，可研究________________對(duì)光合作用的影響。 (2)在測(cè)定不同光照對(duì)Pn的影響時(shí)，如不精確控制溫度，則測(cè)得的光照與Pn的關(guān)系________(填“呈正相關(guān)”、“呈負(fù)相關(guān)”或“難以確定”)。 答案　(1)光照強(qiáng)度　(2)難以確定 解析　(1)可調(diào)光源與裝置的位置距離，實(shí)現(xiàn)改變光照強(qiáng)度，從而可以研究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。(2)溫度是無(wú)關(guān)變量，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響酶的活性從而影響光合作用，使得難以確定光照對(duì)Pn影響，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要使無(wú)關(guān)變量相同且適宜，以便排除對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。 3．(xx安徽，29Ⅰ節(jié)選)某課題小組研究紅光與藍(lán)光對(duì)花生幼苗光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。(注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開(kāi)放程度越高) (1)與15 d幼苗相比，30 d幼苗的葉片凈光合速率______________。與對(duì)照組相比，________光處理組的葉肉細(xì)胞對(duì)CO2的利用率高，據(jù)圖分析，其原因是_________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某同學(xué)測(cè)定30 d幼苗的葉片葉綠素含量，獲得紅光處理組的3個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別為2.1 mgg－1、3.9 mgg－1、4.1 mgg－1。為提高該組數(shù)據(jù)的可信度，合理的處理方法是________________________________。 答案　(1)高　藍(lán)　藍(lán)光促進(jìn)了氣孔開(kāi)放，CO2供應(yīng)充分，暗反應(yīng)加快　(2)隨機(jī)取樣進(jìn)行重復(fù)測(cè)定 解析　(1)與15 d幼苗相比，30 d幼苗的CO2吸收量更大，說(shuō)明30 d幼苗的凈光合速率更大。三種光照射，藍(lán)光處理組吸收的CO2更多，胞間CO2濃度更低，說(shuō)明對(duì)CO2的利用率更高，而藍(lán)光處理組的氣孔導(dǎo)度也最大，說(shuō)明藍(lán)光通過(guò)促進(jìn)氣孔開(kāi)放，使CO2供應(yīng)充分，加快暗反應(yīng)，最終提高光合速率。(2)為了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度，可做到隨機(jī)取樣，并進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，避免偶然性。 4．(xx福建，26節(jié)選)氫是一種清潔能源。萊茵衣藻能利用光能將H2O分解成[H]和O2，[H]可參與暗反應(yīng)，低氧時(shí)葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高，使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。CCCP(一種化學(xué)物質(zhì))能抑制萊茵衣藻的光合作用，誘導(dǎo)其產(chǎn)氫。已知缺硫也能抑制萊茵衣藻的光合作用。為探究缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響，設(shè)完全培養(yǎng)液(A組)和缺硫培養(yǎng)液(B組)，在特定條件下培養(yǎng)萊茵衣藻，一定時(shí)間后檢測(cè)產(chǎn)氫總量。 (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：B組>A組，說(shuō)明缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫有____________作用。 (2)為探究CCCP、缺硫兩種因素對(duì)萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響及其相互關(guān)系，則需增設(shè)兩實(shí)驗(yàn)組，其培養(yǎng)液為_(kāi)___________________________和________________________。 答案　(1)促進(jìn)　(2)添加CCCP的完全培養(yǎng)液　添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液 解析　(1)A組為對(duì)照組，產(chǎn)氫量：B組>A組，說(shuō)明缺硫能促進(jìn)萊茵衣藻產(chǎn)氫。(2)根據(jù)單一變量原則，研究CCCP對(duì)萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響時(shí)，可將自變量設(shè)置為是否添加CCCP，研究缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響時(shí)，可設(shè)置完全培養(yǎng)液和缺硫培養(yǎng)液進(jìn)行對(duì)照，而既要研究CCCP和缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響，又要研究?jī)烧叩南嗷リP(guān)系，可設(shè)置如下四組實(shí)驗(yàn)： 完全培養(yǎng)液 缺硫培養(yǎng)液 添加CCCP 添加CCCP的完全培養(yǎng)液 添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液 不添加CCCP 不添加CCCP的完全培養(yǎng)液 不添加CCCP的缺硫培養(yǎng)液 本考點(diǎn)問(wèn)題解決，首先要依賴(lài)于考生能對(duì)教材中所涉及的光合作用和細(xì)胞呼吸的基本原理和基本實(shí)驗(yàn)方法(如在酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究和光合作用發(fā)現(xiàn)歷程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中所蘊(yùn)含的基本思路與實(shí)驗(yàn)方法技能)，其次還要掌握如下基本思維模型： (1)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)類(lèi)型，即是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和給定的實(shí)驗(yàn)條件確定實(shí)驗(yàn)的變量，要遵循單一變量原則、條件一致且適宜性原則等。 1．甲圖中，A、B分別為培植于無(wú)色透明氣球內(nèi)、質(zhì)量相等的某植物幼苗，氣球可膨脹、收縮；其中B已死亡。氣球內(nèi)的培養(yǎng)液中均含CO2緩沖液(維持氣球內(nèi)CO2濃度不變)；初始時(shí)指針指向正中零的位置。乙圖為相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得的燈泡到水面的距離與指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的關(guān)系曲線，每次實(shí)驗(yàn)后指針復(fù)零。下列相關(guān)描述不正確的是(　　) A．在適宜光照條件下，指針將向右偏轉(zhuǎn) B．該實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度，c點(diǎn)的含義為O2釋放量最大 C．ce段說(shuō)明隨燈光距離的增大，O2釋放量減少 D．f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)的指針的偏轉(zhuǎn)方向相同，但數(shù)值較小 答案　D 解析　在適宜光照條件下，光合作用大于呼吸作用，有氧氣的凈釋放，此時(shí)A側(cè)浮力增大，指針將向右偏轉(zhuǎn)，A正確；實(shí)驗(yàn)研究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度，c點(diǎn)表示O2釋放量最大，凈光合速率最大，B正確；據(jù)曲線圖分析可知，ce段隨燈光距離的增大，O2釋放量減少，C正確；f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)相比，細(xì)胞呼吸速率大于光合速率，氣球內(nèi)氣體量減少，因此指針的偏轉(zhuǎn)方向相反，D錯(cuò)誤。 思維延伸 判斷下列敘述的正誤： (1)ac段，指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)越來(lái)越大，說(shuō)明光合作用越來(lái)越強(qiáng)(　√　) (2)e點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的細(xì)胞器有葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(　　) (3)f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)相比，指針的偏轉(zhuǎn)方向相反，原因是細(xì)胞呼吸速率大于光合速率，氣球內(nèi)氣體量減少(　√　) (4)若去掉培養(yǎng)液中的CO2緩沖液，指針將不偏轉(zhuǎn)，因?yàn)楣夂献饔梦盏腃O2量和釋放的O2量相同(　√　) (5)e點(diǎn)時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)為0，這說(shuō)明此距離下幼苗的光合速率和呼吸速率相等(　√　) (6)若要研究植物的細(xì)胞呼吸，需要將甲圖裝置進(jìn)行遮光處理，一段時(shí)間后，指針將向右偏轉(zhuǎn)(　√　) 2．某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定果蠅幼蟲(chóng)的呼吸速率。實(shí)驗(yàn)所用毛細(xì)管橫截面積為1 mm2，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)軟管夾，將裝置放入25 ℃水浴中，10 min后關(guān)閉軟管夾，隨后每隔5分鐘記錄一次毛細(xì)管中液滴移動(dòng)的位置，結(jié)果如下表所示。下列分析中，正確的是(　　) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間/min 液滴移動(dòng)距離/mm 10 0 15 32.5 20 65 25 100 30 130 35 162.5 A．圖中X為NaOH溶液，軟管夾關(guān)閉后液滴將向右移動(dòng) B．在20～30 min內(nèi)氧氣的平均吸收速率為6.5 mm3/min C．如將X換為清水，并將試管充入N2即可測(cè)定果蠅幼蟲(chóng)無(wú)氧呼吸速率 D．增設(shè)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)可只將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環(huán)境中 答案　B 解析　圖中X為NaOH溶液，NaOH的作用是吸收呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，軟管夾關(guān)閉后液滴將向左移動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；20～30 min內(nèi)毛細(xì)管中液滴移動(dòng)的距離變化是130－65＝65(mm)，體積變化是65 mm1 mm2＝65 mm3，平均吸收速率為6.5 mm3/min，所以B正確；果蠅幼蟲(chóng)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，所以無(wú)法用此裝置測(cè)定果蠅幼蟲(chóng)的無(wú)氧呼吸速率，所以C錯(cuò)誤；增設(shè)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)是不加果蠅幼蟲(chóng)(或加入死的果蠅幼蟲(chóng))，并將該裝置置于相同的環(huán)境中，所以D錯(cuò)誤。 3．細(xì)葉桉(喜光耐旱的高大喬木)和蛤蔞(常生長(zhǎng)在樹(shù)林中半陰處)均為湛江地區(qū)常見(jiàn)的植物。某科研人員研究了細(xì)葉桉凋落葉對(duì)蛤蔞幼苗的影響，部分研究結(jié)果見(jiàn)下圖。 研究結(jié)果表明：在凋落葉量為30(g/kg土壤)時(shí)，主要影響了蛤蔞幼苗光合作用中的光反應(yīng)速率，依據(jù)是____________________________________________________；在凋落葉含量為90(g/kg土壤)時(shí)，由于C3生成速率下降，說(shuō)明蛤蔞幼苗對(duì)________的利用下降。 答案　光合色素含量減少，C3生成速率無(wú)明顯變化 CO2(或“C5”) 解析　從圖中的柱形圖看出，光合色素含量減少，C3生成速率無(wú)明顯變化。光反應(yīng)需要光合色素吸收光能，光合色素含量減少，故吸收的光能減少，使光反應(yīng)速率降低。C3生成速率無(wú)明顯變化，故對(duì)暗反應(yīng)影響較小。因此主要影響蛤蔞幼苗光合作用中的光反應(yīng)速率的依據(jù)是：光合色素含量減少，C3生成速率無(wú)明顯變化。在凋落葉含量為90(g/kg土壤)時(shí)，由于C3生成速率下降，影響了CO2被C5固定形成C3，說(shuō)明蛤蔞幼苗對(duì)CO2(或“C5”)的利用下降。 4．下圖表示研究不同濃度的CO2對(duì)菠菜幼苗各項(xiàng)生理指標(biāo)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)回答： 由圖可知，與A組相比，C組條件下葉綠體中[H]含量________。干旱初期，菠菜光合作用速率下降，其主要原因是所需的________減少而導(dǎo)致光合速率下降，而較高CO2濃度有利于菠菜幼苗度過(guò)干旱時(shí)期，據(jù)圖乙分析原因：____________。 答案　低　CO2　較高CO2濃度使氣孔開(kāi)度下降，減少水分的散失 解析　據(jù)圖分析，與A組相比，C組二氧化碳的濃度較高，C組三碳化合物的生成較多，三碳化合物還原消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]也較多，葉綠體中[H]含量較低。干旱初期，菠菜光合作用速率下降，原因是氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)減少，光合作用速率下降。較高CO2濃度使氣孔開(kāi)度下降，減少水分的散失，有利于菠菜幼苗度過(guò)干旱時(shí)期。 5．如圖1是某課題組研究大麗花中度缺水時(shí)繪制的葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)的變化曲線圖。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其他環(huán)境因素保持適宜且不變。氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體(如CO2、O2、水蒸氣等)交換的主要通道，氣孔導(dǎo)度表示氣孔張開(kāi)的程度。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)據(jù)圖分析，從第____________天開(kāi)始，影響Pn的主要因素不是Gs，此時(shí)Pn下降的主要原因除缺水外還可能有__________________________________________。 (2)研究表明，水分正常供應(yīng)時(shí)，大氣中高濃度的CO2會(huì)導(dǎo)致大麗花胞間CO2濃度(Ci)升高和氣孔導(dǎo)度(Gs)下降，據(jù)此分析，此時(shí)葉片凈光合速率(Pn)和水分蒸騰作用的變化趨勢(shì)分別是________、________。 (3)撕取新鮮的大麗花葉片下表皮制作臨時(shí)裝片若干，均分成甲、乙兩組，甲組滴加清水，乙組滴加0.3 g/mL蔗糖溶液，觀察結(jié)果如圖2所示。據(jù)此推測(cè)氣孔開(kāi)閉的機(jī)制是____________________________________。此時(shí)乙組____(填“能”或“否”)觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 答案　(1)12　色素含量下降，酶的空間結(jié)構(gòu)改變或活性降低　(2)提高　下降　(3)保衛(wèi)細(xì)胞吸水使氣孔開(kāi)放，失水使氣孔關(guān)閉　能 解析　(1)據(jù)圖分析12～15天時(shí)間段內(nèi)，胞間CO2濃度上升，CO2供應(yīng)相對(duì)充足，說(shuō)明此時(shí)影響Pn的主要因素不是Gs，此時(shí)Pn下降的主要原因除缺水外還可能有色素含量下降，酶的空間結(jié)構(gòu)改變或活性降低等。(2)胞間CO2濃度(Ci)升高會(huì)導(dǎo)致葉片凈光合速率(Pn)升高，氣孔導(dǎo)度(Gs)下降，會(huì)導(dǎo)致植物水分蒸騰作用下降。(3)甲組滴加清水，乙組滴加0.3 g/mL蔗糖溶液，甲組氣孔開(kāi)放，乙組氣孔關(guān)閉，可以推測(cè)：保衛(wèi)細(xì)胞吸水使氣孔開(kāi)放，失水使氣孔關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞是成熟的植物細(xì)胞，此時(shí)乙組能夠觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 思維延伸 如圖是研究人員測(cè)定的不同土壤含水量條件下植物葉片的氣孔導(dǎo)度(氣孔開(kāi)放程度)和胞間CO2濃度的結(jié)果。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 圖中顯示隨著土壤含水量降低，植物的氣孔導(dǎo)度降低，胞間CO2濃度__________，對(duì)此現(xiàn)象的推測(cè)是：缺水狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致光合產(chǎn)物的輸出變慢，細(xì)胞內(nèi)光合產(chǎn)物積累，最終阻礙了CO2的吸收利用。為判斷上述推測(cè)正確與否，將培養(yǎng)在____________條件下的植物幼苗分為A、B兩組，A組植物幼苗進(jìn)行______________處理，B組保持原有狀態(tài)。若A組植物幼苗光合速率不變，則推測(cè)不成立。 答案　逐漸升高　土壤含水量低　正常供水(或澆水、補(bǔ)水) 解析　圖中顯示隨著土壤含水量降低，植物的氣孔導(dǎo)度降低，胞間CO2濃度逐漸升高。為驗(yàn)證上述觀點(diǎn)，將培養(yǎng)在土壤含水量低條件下的番茄幼苗分為A、B兩組，A組番茄幼苗進(jìn)行正常供水(澆水、補(bǔ)水)處理，B組保持原有狀態(tài)。若A組番茄幼苗光合速率不變，則推測(cè)不成立。 6．某生物小組利用圖1裝置培養(yǎng)某植株幼苗，通過(guò)測(cè)定不同時(shí)段密閉玻璃罩內(nèi)幼苗的O2釋放速率來(lái)測(cè)量光合速率，結(jié)果如圖2所示。請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)植物根尖細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)液中不同無(wú)機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性，原因是________________________________。若用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，葉肉細(xì)胞內(nèi)________合成減少，從而影響植物對(duì)光的吸收。 (2)在光下，根尖細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所有______________________。 (3)曲線中t2～t4時(shí)段，玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高點(diǎn)和最低點(diǎn)依次是________和________。 (4)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，t4時(shí)玻璃罩內(nèi)O2的量與t0時(shí)相比增加了128 mg，此時(shí)植物積累葡萄糖的量為_(kāi)_______。若t5時(shí)溫度升高至35 ℃，植株光合速率的變化是________。 答案　(1)植物細(xì)胞膜上載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量不同 葉綠素　(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　(3)t2　t4　(4)120　降低 解析　(1)植物根尖細(xì)胞吸收無(wú)機(jī)鹽離子的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體蛋白、消耗能量。由于植物細(xì)胞膜上載體蛋白的種類(lèi)和數(shù)量不同，所以植物根尖細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)液中不同無(wú)機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性。鎂是合成葉綠素的必需元素，所以用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠素合成減少，從而影響植物對(duì)光的吸收。(2)由于根尖細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有葉綠體，所以在光下，根尖細(xì)胞也只能進(jìn)行呼吸作用，因而細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(3)觀察圖2，t2～t4時(shí)段光合速率大于呼吸速率，表現(xiàn)為吸收二氧化碳，二氧化碳含量逐漸減少，因此二氧化碳濃度最高的點(diǎn)是t2，最低的點(diǎn)是t4。(4)根據(jù)測(cè)量結(jié)果t4時(shí)玻璃罩內(nèi)O2的量與t0時(shí)相比增加了128 mg，此時(shí)植株積累葡萄糖的量為128326180＝120(mg)。若t5時(shí)溫度升高至35 ℃，由于圖示光合作用的適宜溫度是25 ℃，所以植株光合速率的變化是降低。 思維延伸 (1)幼苗在t2時(shí)刻葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場(chǎng)所有________________________________，葉肉細(xì)胞中的光合速率________(大于、等于或小于)呼吸速率。 答案　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體　大于 (2)t4時(shí)補(bǔ)充CO2，此時(shí)葉綠體內(nèi)C3的含量__________，另外，t4時(shí)補(bǔ)充CO2能顯著提高植物的光飽和點(diǎn)，原因可能是 ________________________________________________________________________。 答案　增加　二氧化碳濃度升高，其固定生成三碳化合物的量增多，暗反應(yīng)中用于還原所需要的能量增多 (3)幼苗培養(yǎng)一段時(shí)間后溶液中缺Mg，會(huì)影響幼苗對(duì)__________光的吸收。 答案　紅光和藍(lán)紫 (4)如果幼苗移入坡地，干旱條件下葉片衰老速率加快，與細(xì)胞內(nèi)的____________(激素)含量下降有關(guān)。 答案　細(xì)胞分裂素 (5)將生長(zhǎng)旺盛的某農(nóng)作物植株培養(yǎng)在密閉、透明的玻璃鐘罩內(nèi)，在溫度適宜恒定的條件下，測(cè)得晴朗的一晝夜鐘罩內(nèi)CO2濃度變化曲線如圖所示，請(qǐng)判斷： ①a～b段隨著光照強(qiáng)度逐漸增加，光合作用速率不斷提高(　　) ②b～c段密閉鐘罩中的CO2濃度低于大氣中的CO2濃度(　√　) ③c～d段密閉鐘罩內(nèi)氧氣含量充足，呼吸作用速率不斷提高(　　) ④d點(diǎn)后呼吸作用速率緩慢是因?yàn)闇囟容^低而影響酶的活性(　　) 7．(xx安徽，29Ⅰ)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(lán)莓果實(shí)的CO2生成速率的變化，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。 (1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下果實(shí)的CO2生成速率較低，主要原因是________________________________________________________________________ ____________________；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)________濃度的變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 (2)某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)如下方案： ①稱(chēng)取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí)，分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶?jī)?nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲(chǔ)存，每隔一段時(shí)間測(cè)定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠，請(qǐng)給出兩條建議，以完善上述實(shí)驗(yàn)方案(不考慮溫度因素)。 a．________________________________________________________________________； b．________________________________________________________________________。 答案　(1)低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性　CO2　O2 　(2)a.選取的果實(shí)成熟度應(yīng)一致　b．每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn) 解析　(1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下的CO2生成速率較低，主要原因是溫度較低，導(dǎo)致酶的活性較低，呼吸速率較慢；隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸，該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)O2濃度變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。(2)根據(jù)單一變量原則，控制唯一變量而排除其他無(wú)關(guān)變量的干擾從而驗(yàn)證唯一變量的作用，所以，選取的果實(shí)成熟度也應(yīng)一致；根據(jù)可重復(fù)性原則，同一處理在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)稱(chēng)為重復(fù)。重復(fù)的作用有二，一是降低實(shí)驗(yàn)誤差，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的代表性；二是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差的大小，判斷實(shí)驗(yàn)可靠程度，所以，每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 8．(xx全國(guó)Ⅰ，29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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(shí)間各為3.75 ms；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問(wèn)題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是__________________________________________ ________________________；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)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(shí)利用與及時(shí)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(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)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[H] 解析　(1)C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，說(shuō)明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用，暗反應(yīng)消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以C組單位光照時(shí)間內(nèi)，合成有機(jī)物的量較高。光合產(chǎn)物生成在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。(2)A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高，可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時(shí)沒(méi)有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類(lèi)等有機(jī)物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 9．某科研小組選取大小和長(zhǎng)勢(shì)相似、來(lái)自不同生活環(huán)境的甲、乙兩種植物若干，分別放在密閉透明的玻璃罩內(nèi)并將裝置置于戶(hù)外。測(cè)定某天6～18時(shí)裝置內(nèi)植物氧氣釋放速率的相對(duì)數(shù)值見(jiàn)表(蒸騰作用、水分蒸發(fā)等其他因素忽略不計(jì))。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 時(shí)間(時(shí)) 6 8 10 12 14 16 18 植物甲 －4 0 10 20 12 16 8 植物乙 －2 5 12 6 4 10 8 (1)分析表中數(shù)據(jù)，推測(cè)生活環(huán)境光照較強(qiáng)的植物是________，植物乙進(jìn)行光合作用最快的時(shí)刻是________。 (2)CO2緩沖液能維持裝置內(nèi)CO2濃度的相對(duì)穩(wěn)定，因此，有色液滴的移動(dòng)是由于裝置內(nèi)________(氣體)變化導(dǎo)致的。有色液滴右移表明此時(shí)植物的光合速率________(大于、小于、等于)呼吸速率。 (3)12～14時(shí)光照增強(qiáng)，但植物甲葉面氣孔導(dǎo)度(氣孔的開(kāi)放程度)下降。此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)NADP＋/NADPH值________(增大、減小、不變)，葉肉細(xì)胞間的CO2濃度/環(huán)境CO2濃度值________(增大、減小、不變)。 (4)本裝置中，影響植物光合作用、呼吸作用的外界因素分別是________________和________________。若將本裝置置于黑暗環(huán)境中，則可用于測(cè)量植物的________。 答案　(1)甲　10　(2)O2　大于　(3)減小　減小 (4)光照強(qiáng)度　溫度　呼吸速率 解析　(1)據(jù)表分析，甲植物比乙植物細(xì)胞氧氣釋放速率的最大值出現(xiàn)的時(shí)間晚，所以生活環(huán)境光照較強(qiáng)的植物是甲，表中乙植物在10時(shí)達(dá)到最大的氧氣釋放速率，故光合作用最快。(2)圖中裝置的燒杯中的二氧化碳緩沖液可以提供穩(wěn)定的二氧化碳，使裝置中的氣壓變化只來(lái)自氧氣。植物的光合作用速率大于呼吸作用速率，釋放的氧氣增多，裝置內(nèi)氣壓增大，有色液滴右移。(3)12～14時(shí)光照增強(qiáng)，但植物甲葉面氣孔導(dǎo)度(氣孔的開(kāi)放程度)下降，即氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)不足，葉肉細(xì)胞間的CO2濃度/環(huán)境CO2濃度值減小，三碳化合物合成減少，還原也減少，消耗ATP和[H]減少，即NADPH消耗減少，葉肉細(xì)胞內(nèi)NADP＋/NADPH值也減少。(4)根據(jù)題意，該裝置中影響光合作用的因素主要是光照強(qiáng)度和溫度，影響呼吸作用強(qiáng)度的因素主要是溫度和氧氣濃度。將本裝置置于黑暗環(huán)境中，則可用于測(cè)量植物的呼吸作用速率。