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2019-2020年高考生物二輪復習 考前三個月 專題2 細胞的代謝 考點9 聚焦光合作用與細胞呼吸的實驗探究 依綱聯(lián)想 1．細胞呼吸類型判定的3類根據(jù) (1)根據(jù)反應物、產(chǎn)物來判斷：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，則一定是無氧呼吸；若產(chǎn)物有CO2，則要分情況討論。 (2)根據(jù)反應場所來判斷：在真核細胞中，有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段發(fā)生在線粒體中；無氧呼吸全過程發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中。 (3)根據(jù)反應中物質(zhì)的量的關系來判斷 ①無CO2釋放和O2吸收時，細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。 ②不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細胞進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。 ③當CO2釋放量等于O2消耗量時，細胞只進行有氧呼吸。 ④當CO2釋放量大于O2消耗量時，細胞同時進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同O2濃度下的細胞呼吸，此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢，可分析如下：若＝，有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；若>，無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸，無氧呼吸占優(yōu)勢；若<，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸，有氧呼吸占優(yōu)勢。 2．光合作用或細胞呼吸相關探究方法的歸類分析 (1)液滴移動法 現(xiàn)有甲裝置如圖所示，利用該裝置進行對光合作用和呼吸作用等相關問題的測定或探究。 ①測定真(總)光合速率：該裝置置于一定的光照強度下，默認其光合速率大于呼吸速率，所以在單位時間內(nèi)，該裝置液滴向右移動的距離(m)表示該植物的凈光合速率，即單位時間內(nèi)植物向外界釋放的O2量。該裝置置于黑暗條件下，單位時間內(nèi)液滴向左移動的距離(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測定的液滴移動距離值之和：m＋n。 ②驗證光合作用需要CO2 須另設對照裝置乙(如圖)，與裝置甲構(gòu)成對照。裝置乙設置：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，最終移動至最左側(cè)。 ③探究CO2濃度對光合速率的影響 須另設一個或多個裝置，與裝置甲構(gòu)成相互對照，如圖裝置丙、丁所示。 預期結(jié)果及結(jié)論：裝置中液滴右移距離大小關系為： 若丁>丙>甲，則說明光合速率與CO2濃度呈正相關； 若?。奖?甲，則說明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而增大，當超過一定濃度后光合速率保持不變； 若丙>甲＝丁，則說明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而增大，當超過一定濃度后光合速率反而下降； 若甲>丙>丁，則說明光合速率與CO2濃度呈負相關；若甲>丙＝丁，則說明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而下降，當超過一定濃度后光合速率保持不變； 若丙<甲＝丁，則說明在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增大而下降，當超過一定濃度后光合速率再次提高。 ④測定有氧呼吸作用強度 不需要對裝置甲設置對照裝置，只需將裝置甲置于黑暗條件下測定即可。觀察指標為“液滴向左移動的距離”。需重復多次測定，比較呼吸強度的大小。 ⑤探究該植物發(fā)生的呼吸作用類型 須另設對照裝置戊如圖所示，與黑暗條件下的乙裝置構(gòu)成對照。裝置戊設置：將乙裝置中“3%NaOH溶液”更換成等量的H2O即可。 預期結(jié)果及結(jié)論：若裝置乙液滴左移，裝置戊液滴不移動，則只進行有氧呼吸；若裝置乙液滴不移動，裝置戊液滴右移，則只進行無氧呼吸；若裝置乙液滴左移，裝置戊液滴右移，則有氧、無氧呼吸同時進行；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物。 為排除由溫度等物理因素引起的液滴移動的干擾，使實驗結(jié)論更準確，須另設校對裝置己(對照組)。設置：將實驗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胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在細胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少(或者葉片全部上浮所需時間的長短)，即能比較光合作用的強弱。 (3)半葉法：將葉片一半遮光，一半曝光，遮光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表呼吸作用強度，曝光的一半測得的數(shù)據(jù)變化值代表表觀光合作用強度值，最后計算真正光合作用強度值。需要注意的是該種方法在實驗之前需對葉片進行特殊處理，以防止有機物的運輸。 (4)黑白瓶法：黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用，而白瓶既能進行光合作用又能呼吸作用，所以用黑瓶(無光照的一組)測得的為呼吸作用強度值，用白瓶(有光照的一組)測得的為表觀光合作用強度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強度值。 1．判斷下列相關敘述的正誤 (1)某興趣小組在室溫下進行了酵母菌無氧呼吸的探究實驗(如圖)，則試管中加水的主要目的是制造無氧環(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酵母菌在培養(yǎng)初期產(chǎn)氣量的影響，進行了甲、乙2組實驗，實驗裝置如圖1所示，除圖中實驗處理不同外，其余條件相同。一段時間內(nèi)產(chǎn)生CO2總量的變化趨勢如圖2(xx江蘇，11C改編)(　　) (3)取某種植物生長狀態(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，每組各置于一個密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強度的光照，其他條件一致。照光相同時間后，測得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，則光照強度為a時，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的光合作用，測定了藻細胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。 如圖為光合放氧測定裝置的示意圖，請回答下列問題： (1)通過變換圖中光源位置，可研究________________對光合作用的影響。 (2)在測定不同光照對Pn的影響時，如不精確控制溫度，則測得的光照與Pn的關系________(填“呈正相關”、“呈負相關”或“難以確定”)。 答案　(1)光照強度　(2)難以確定 解析　(1)可調(diào)光源與裝置的位置距離，實現(xiàn)改變光照強度，從而可以研究光照強度對光合作用的影響。(2)溫度是無關變量，溫度過高或過低都會影響酶的活性從而影響光合作用，使得難以確定光照對Pn影響，因此在實驗過程中要使無關變量相同且適宜，以便排除對實驗的干擾。 3．(xx安徽，29Ⅰ節(jié)選)某課題小組研究紅光與藍光對花生幼苗光合作用的影響，實驗結(jié)果如圖所示。(注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高) (1)與15 d幼苗相比，30 d幼苗的葉片凈光合速率______________。與對照組相比，________光處理組的葉肉細胞對CO2的利用率高，據(jù)圖分析，其原因是_________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某同學測定30 d幼苗的葉片葉綠素含量，獲得紅光處理組的3個重復實驗數(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　藍光促進了氣孔開放，CO2供應充分，暗反應加快　(2)隨機取樣進行重復測定 解析　(1)與15 d幼苗相比，30 d幼苗的CO2吸收量更大，說明30 d幼苗的凈光合速率更大。三種光照射，藍光處理組吸收的CO2更多，胞間CO2濃度更低，說明對CO2的利用率更高，而藍光處理組的氣孔導度也最大，說明藍光通過促進氣孔開放，使CO2供應充分，加快暗反應，最終提高光合速率。(2)為了實驗數(shù)據(jù)的可信度，可做到隨機取樣，并進行重復測定，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，低氧時葉綠體中的產(chǎn)氫酶活性提高，使[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃狻CCP(一種化學物質(zhì))能抑制萊茵衣藻的光合作用，誘導其產(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，一定時間后檢測產(chǎn)氫總量。 (1)實驗結(jié)果：B組>A組，說明缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫有____________作用。 (2)為探究CCCP、缺硫兩種因素對萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響及其相互關系，則需增設兩實驗組，其培養(yǎng)液為____________________________和________________________。 答案　(1)促進　(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組為對照組，產(chǎn)氫量：B組>A組，說明缺硫能促進萊茵衣藻產(chǎn)氫。(2)根據(jù)單一變量原則，研究CCCP對萊茵衣藻產(chǎn)氫的影響時，可將自變量設置為是否添加CCCP，研究缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響時，可設置完全培養(yǎng)液和缺硫培養(yǎng)液進行對照，而既要研究CCCP和缺硫?qū)θR茵衣藻產(chǎn)氫的影響，又要研究兩者的相互關系，可設置如下四組實驗： 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 本考點問題解決，首先要依賴于考生能對教材中所涉及的光合作用和細胞呼吸的基本原理和基本實驗方法(如在酵母菌細胞呼吸方式的探究和光合作用發(fā)現(xiàn)歷程的經(jīng)典實驗中所蘊含的基本思路與實驗方法技能)，其次還要掌握如下基本思維模型： (1)明確實驗目的。 (2)根據(jù)實驗目的確定實驗類型，即是驗證性實驗還是探究性實驗。 (3)根據(jù)實驗的目的和給定的實驗條件確定實驗的變量，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)；初始時指針指向正中零的位置。乙圖為相同時間內(nèi)測得的燈泡到水面的距離與指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的關系曲線，每次實驗后指針復零。下列相關描述不正確的是(　　) A．在適宜光照條件下，指針將向右偏轉(zhuǎn) B．該實驗的自變量為光照強度，c點的含義為O2釋放量最大 C．ce段說明隨燈光距離的增大，O2釋放量減少 D．f點與a、b、c、d點的指針的偏轉(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A側(cè)浮力增大，指針將向右偏轉(zhuǎn)，A正確；實驗研究光照強度對光合作用的影響，實驗的自變量為光照強度，c點表示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點與a、b、c、d點相比，細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)越來越大，說明光合作用越來越強(　√　) (2)e點時，葉肉細胞內(nèi)合成ATP的細胞器有葉綠體、線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)(　　) (3)f點與a、b、c、d點相比，指針的偏轉(zhuǎn)方向相反，原因是細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)，因為光合作用吸收的CO2量和釋放的O2量相同(　√　) (5)e點時，指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)為0，這說明此距離下幼苗的光合速率和呼吸速率相等(　√　) (6)若要研究植物的細胞呼吸，需要將甲圖裝置進行遮光處理，一段時間后，指針將向右偏轉(zhuǎn)(　√　) 2．某同學用如圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為1 mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25 ℃水浴中，10 min后關閉軟管夾，隨后每隔5分鐘記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結(jié)果如下表所示。下列分析中，正確的是(　　) 實驗時間/min 液滴移動距離/mm 10 0 15 32.5 20 65 25 100 30 130 35 162.5 A．圖中X為NaOH溶液，軟管夾關閉后液滴將向右移動 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即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率 D．增設的對照實驗可只將裝置中的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，軟管夾關閉后液滴將向左移動，所以A錯誤；20～30 min內(nèi)毛細管中液滴移動的距離變化是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；果蠅幼蟲無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，所以無法用此裝置測定果蠅幼蟲的無氧呼吸速率，所以C錯誤；增設的對照實驗應是不加果蠅幼蟲(或加入死的果蠅幼蟲)，并將該裝置置于相同的環(huán)境中，所以D錯誤。 3．細葉桉(喜光耐旱的高大喬木)和蛤蔞(常生長在樹林中半陰處)均為湛江地區(qū)常見的植物。某科研人員研究了細葉桉凋落葉對蛤蔞幼苗的影響，部分研究結(jié)果見下圖。 研究結(jié)果表明：在凋落葉量為30(g/kg土壤)時，主要影響了蛤蔞幼苗光合作用中的光反應速率，依據(jù)是____________________________________________________；在凋落葉含量為90(g/kg土壤)時，由于C3生成速率下降，說明蛤蔞幼苗對________的利用下降。 答案　光合色素含量減少，C3生成速率無明顯變化 CO2(或“C5”) 解析　從圖中的柱形圖看出，光合色素含量減少，C3生成速率無明顯變化。光反應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，使光反應速率降低。C3生成速率無明顯變化，故對暗反應影響較小。因此主要影響蛤蔞幼苗光合作用中的光反應速率的依據(jù)是：光合色素含量減少，C3生成速率無明顯變化。在凋落葉含量為90(g/kg土壤)時，由于C3生成速率下降，影響了CO2被C5固定形成C3，說明蛤蔞幼苗對CO2(或“C5”)的利用下降。 4．下圖表示研究不同濃度的CO2對菠菜幼苗各項生理指標影響的實驗結(jié)果。請回答： 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________減少而導致光合速率下降，而較高CO2濃度有利于菠菜幼苗度過干旱時期，據(jù)圖乙分析原因：____________。 答案　低　CO2　較高CO2濃度使氣孔開度下降，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，原因是氣孔部分關閉，導致二氧化碳供應減少，光合作用速率下降。較高CO2濃度使氣孔開度下降，減少水分的散失，有利于菠菜幼苗度過干旱時期。 5．如圖1是某課題組研究大麗花中度缺水時繪制的葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)的變化曲線圖。實驗過程中其他環(huán)境因素保持適宜且不變。氣孔是植物葉片與外界進行氣體(如CO2、O2、水蒸氣等)交換的主要通道，氣孔導度表示氣孔張開的程度。請回答下列問題： (1)據(jù)圖分析，從第____________天開始，影響Pn的主要因素不是Gs，此時Pn下降的主要原因除缺水外還可能有__________________________________________。 (2)研究表明，水分正常供應時，大氣中高濃度的CO2會導致大麗花胞間CO2濃度(Ci)升高和氣孔導度(Gs)下降，據(jù)此分析，此時葉片凈光合速率(Pn)和水分蒸騰作用的變化趨勢分別是________、________。 (3)撕取新鮮的大麗花葉片下表皮制作臨時裝片若干，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)此推測氣孔開閉的機制是____________________________________。此時乙組____(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)細胞吸水使氣孔開放，失水使氣孔關閉　能 解析　(1)據(jù)圖分析12～15天時間段內(nèi)，胞間CO2濃度上升，CO2供應相對充足，說明此時影響Pn的主要因素不是Gs，此時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)升高會導致葉片凈光合速率(Pn)升高，氣孔導度(Gs)下降，會導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，甲組氣孔開放，乙組氣孔關閉，可以推測：保衛(wèi)細胞吸水使氣孔開放，失水使氣孔關閉，保衛(wèi)細胞是成熟的植物細胞，此時乙組能夠觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 思維延伸 如圖是研究人員測定的不同土壤含水量條件下植物葉片的氣孔導度(氣孔開放程度)和胞間CO2濃度的結(jié)果。請據(jù)圖回答下列問題。 圖中顯示隨著土壤含水量降低，植物的氣孔導度降低，胞間CO2濃度__________，對此現(xiàn)象的推測是：缺水狀態(tài)下會導致光合產(chǎn)物的輸出變慢，細胞內(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，則推測不成立。 答案　逐漸升高　土壤含水量低　正常供水(或澆水、補水) 解析　圖中顯示隨著土壤含水量降低，植物的氣孔導度降低，胞間CO2濃度逐漸升高。為驗證上述觀點，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組番茄幼苗進行正常供水(澆水、補水)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，通過測定不同時段密閉玻璃罩內(nèi)幼苗的O2釋放速率來測量光合速率，結(jié)果如圖2所示。請據(jù)圖回答： (1)植物根尖細胞對培養(yǎng)液中不同無機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)，葉肉細胞內(nèi)________合成減少，從而影響植物對光的吸收。 (2)在光下，根尖細胞內(nèi)合成[H]的場所有______________________。 (3)曲線中t2～t4時段，玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高點和最低點依次是________和________。 (4)根據(jù)測量結(jié)果，t4時玻璃罩內(nèi)O2的量與t0時相比增加了128 mg，此時植物積累葡萄糖的量為________。若t5時溫度升高至35 ℃，植株光合速率的變化是________。 答案　(1)植物細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量不同 葉綠素　(2)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　(3)t2　t4　(4)120　降低 解析　(1)植物根尖細胞吸收無機鹽離子的方式是主動運輸，需要載體蛋白、消耗能量。由于植物細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量不同，所以植物根尖細胞對培養(yǎng)液中不同無機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)，葉肉細胞內(nèi)葉綠素合成減少，從而影響植物對光的吸收。(2)由于根尖細胞內(nèi)沒有葉綠體，所以在光下，根尖細胞也只能進行呼吸作用，因而細胞內(nèi)合成[H]的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(3)觀察圖2，t2～t4時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是t2，最低的點是t4。(4)根據(jù)測量結(jié)果t4時玻璃罩內(nèi)O2的量與t0時相比增加了128 mg，此時植株積累葡萄糖的量為128326180＝120(mg)。若t5時溫度升高至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時刻葉肉細胞內(nèi)合成ATP的場所有________________________________，葉肉細胞中的光合速率________(大于、等于或小于)呼吸速率。 答案　細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體　大于 (2)t4時補充CO2，此時葉綠體內(nèi)C3的含量__________，另外，t4時補充CO2能顯著提高植物的光飽和點，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，暗反應中用于還原所需要的能量增多 (3)幼苗培養(yǎng)一段時間后溶液中缺Mg，會影響幼苗對__________光的吸收。 答案　紅光和藍紫 (4)如果幼苗移入坡地，干旱條件下葉片衰老速率加快，與細胞內(nèi)的____________(激素)含量下降有關。 答案　細胞分裂素 (5)將生長旺盛的某農(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，測得晴朗的一晝夜鐘罩內(nèi)CO2濃度變化曲線如圖所示，請判斷： ①a～b段隨著光照強度逐漸增加，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點后呼吸作用速率緩慢是因為溫度較低而影響酶的活性(　　) 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)藍莓果實的CO2生成速率的變化，結(jié)果見圖1和圖2。 (1)由圖可知，與25 ℃相比，0.5 ℃條件下果實的CO2生成速率較低，主要原因是________________________________________________________________________ ____________________；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測________濃度的變化來計算呼吸速率。 (2)某同學擬驗證上述實驗結(jié)果，設計如下方案： ①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25 ℃和0.5 ℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。 為使實驗結(jié)果更可靠，請給出兩條建議，以完善上述實驗方案(不考慮溫度因素)。 a．________________________________________________________________________； b．________________________________________________________________________。 答案　(1)低溫降低了細胞呼吸相關酶的活性　CO2　O2 　(2)a.選取的果實成熟度應一致　b．每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗 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，導致酶的活性較低，呼吸速率較慢；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的CO2濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸，該實驗還可以通過檢測O2濃度變化來計算呼吸速率。(2)根據(jù)單一變量原則，控制唯一變量而排除其他無關變量的干擾從而驗證唯一變量的作用，所以，選取的果實成熟度也應一致；根據(jù)可重復性原則，同一處理在實驗中出現(xiàn)的次數(shù)稱為重復。重復的作用有二，一是降低實驗誤差，擴大實驗的代表性；二是估計實驗誤差的大小，判斷實驗可靠程度，所以，每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗。 8．(xx全國Ⅰ，29)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響，科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時間均為135 s，處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時間各為3.75 ms；光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。 D組(對照組)：光照時間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時間內(nèi)，C組植物合成有機物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量，依據(jù)是__________________________________________ ________________________；C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應不需要________，這些反應發(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________________能夠及時利用與及時再生，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組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是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組一半的光照時間，其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%，說明C組黑暗條件下進行了部分光合作用，暗反應消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時間內(nèi)光反應提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以C組單位光照時間內(nèi)，合成有機物的量較高。光合產(chǎn)物生成在葉綠體基質(zhì)中進行。(2)A、B、C三組實驗中光照時間之和均為67.5 s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對量越高，可知光照時產(chǎn)生的ATP和[H]在光照時沒有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機物及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勢相似、來自不同生活環(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)并將裝置置于戶外。測定某天6～18時裝置內(nèi)植物氧氣釋放速率的相對數(shù)值見表(蒸騰作用、水分蒸發(fā)等其他因素忽略不計)。請回答下列問題： 時間(時) 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)，推測生活環(huán)境光照較強的植物是________，植物乙進行光合作用最快的時刻是________。 (2)CO2緩沖液能維持裝置內(nèi)CO2濃度的相對穩(wěn)定，因此，有色液滴的移動是由于裝置內(nèi)________(氣體)變化導致的。有色液滴右移表明此時植物的光合速率________(大于、小于、等于)呼吸速率。 (3)12～14時光照增強，但植物甲葉面氣孔導度(氣孔的開放程度)下降。此時葉肉細胞內(nèi)NADP＋/NADPH值________(增大、減小、不變)，葉肉細胞間的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，則可用于測量植物的________。 答案　(1)甲　10　(2)O2　大于　(3)減小　減小 (4)光照強度　溫度　呼吸速率 解析　(1)據(jù)表分析，甲植物比乙植物細胞氧氣釋放速率的最大值出現(xiàn)的時間晚，所以生活環(huán)境光照較強的植物是甲，表中乙植物在10時達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時光照增強，但植物甲葉面氣孔導度(氣孔的開放程度)下降，即氣孔部分關閉，二氧化碳供應不足，葉肉細胞間的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度和溫度，影響呼吸作用強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，則可用于測量植物的呼吸作用速率。