高考大题冲关课(一) 细胞代谢综合题的解决方法

1、细胞代谢综合题的解决方法细胞代谢综合题的解决方法高考大题冲关课高考大题冲关课( (一一) )审题答题冲关审题答题冲关热点题型冲关热点题型冲关热点题型冲关热点题型冲关 案例式研析案例式研析 题型一题型一: :光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析【真题展示】【真题展示】 (2013(2013浙江理综浙江理综) )为研究某植物对盐的耐受性为研究某植物对盐的耐受性, ,进行了不同盐浓度对进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验, ,结果见下表。结果见下表。 盐浓度盐浓度( (mmolLmmol

2、L-1-1) )最大光合速率最大光合速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )呼吸速率呼吸速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )根相对电根相对电导率导率( (% %) )0 0( (对照对照) )31.6531.651.441.4427.227.210010036.5936.591.371.3726.926.950050031.7531.751.591.5933.133.190090014.4514.452.632.6371.371.3注注:相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体

3、中的电解质含量之比,可反映细胞膜可反映细胞膜受损程度。请据表分析回答受损程度。请据表分析回答:(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为表中最大光合速率所对应的最小光强度称为。与低盐和对照相比。与低盐和对照相比,高盐浓度条件下高盐浓度条件下,该植物积累有机物的量该植物积累有机物的量,原因是原因是CO2被还原成被还原成的量减少的量减少,最大光合速率下降最大光合速率下降;而且有机物分解增加而且有机物分解增加, 上升。上升。 解析解析:(1):(1)某植物达到最大光合速率所需的最小光强度称为该植物的光饱和点。有机物积累量某植物达到最大光合速率所需的最小光强度称为该植物的光饱和点。有机物积累量( (

4、净净光合速率表示光合速率表示)=)=真正光合速率真正光合速率- -呼吸速率呼吸速率, ,高盐浓度条件下这个差值小高盐浓度条件下这个差值小, ,故有机物积累量减少故有机物积累量减少, ,一一方面是因为方面是因为CO2CO2被还原成三碳糖的量减少被还原成三碳糖的量减少, ,光合速率下降光合速率下降, ,另一方面是因为有机物分解增加另一方面是因为有机物分解增加, ,呼吸呼吸速率上升。速率上升。光饱和点光饱和点减少减少三碳糖三碳糖呼吸速率呼吸速率热点题型冲关热点题型冲关 案例式研析案例式研析 题型一题型一: :光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析【真题展示】【真题展

5、示】 (2013(2013浙江理综浙江理综) )为研究某植物对盐的耐受性为研究某植物对盐的耐受性, ,进行了不同盐浓度对进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验, ,结果见下表。结果见下表。 盐浓度盐浓度( (mmolLmmolL-1-1) )最大光合速率最大光合速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )呼吸速率呼吸速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )根相对电根相对电导率导率( (% %) )0 0( (对照对照) )31.6531.651.441.4427.22

6、7.210010036.5936.591.371.3726.926.950050031.7531.751.591.5933.133.190090014.4514.452.632.6371.371.3注注:相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比,可反映细胞膜可反映细胞膜受损程度。请据表分析回答受损程度。请据表分析回答:(2)(2)与低盐和对照相比与低盐和对照相比, ,高盐浓度条件下高盐浓度条件下, ,根细胞膜受损根细胞膜受损, ,电解质外渗电解质外渗, ,使测定的使测定的 升高。同时升高。同时, ,根细胞周围盐浓度增高

7、根细胞周围盐浓度增高, ,细胞会因细胞会因 作用失水作用失水, ,造成造成植物萎蔫。植物萎蔫。解析解析: (2): (2)由表中数据可知由表中数据可知, ,在高盐浓度条件下在高盐浓度条件下, ,根细胞膜受损根细胞膜受损, ,电解质外渗电解质外渗, ,使测定的根使测定的根相对电导率升高相对电导率升高, ,外界盐浓度升高外界盐浓度升高, ,导致细胞因渗透作用失水而萎蔫。导致细胞因渗透作用失水而萎蔫。根相对电导率根相对电导率渗透渗透 热点题型冲关热点题型冲关 案例式研析案例式研析 题型一题型一: :光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析光合作用与细胞呼吸的有关物质质量分析【真题展示】【真题展示】 (2

8、013(2013浙江理综浙江理综) )为研究某植物对盐的耐受性为研究某植物对盐的耐受性, ,进行了不同盐浓度对进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验, ,结果见下表。结果见下表。 盐浓度盐浓度( (mmolLmmolL-1-1) )最大光合速率最大光合速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )呼吸速率呼吸速率 (mol mol COCO2 2mm-2-2ss-1-1) )根相对电根相对电导率导率( (% %) )0 0( (对照对照) )31.6531.651.441.4427.227.210

9、010036.5936.591.371.3726.926.950050031.7531.751.591.5933.133.190090014.4514.452.632.6371.371.3注注:相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比,可反映细胞膜可反映细胞膜受损程度。请据表分析回答受损程度。请据表分析回答: (3) (3)高盐浓度条件下高盐浓度条件下, ,细胞失水导致叶片中的细胞失水导致叶片中的增加增加, ,使气孔关闭使气孔关闭, ,从而减少水从而减少水分的散失。分的散失。解析解析: (3)脱落酸具有失水时使气孔关闭

10、的作用脱落酸具有失水时使气孔关闭的作用,以降低蒸腾作用速率。以降低蒸腾作用速率。脱落酸脱落酸【规律方法】【规律方法】 1.1.呼吸速率与光合速率的联系呼吸速率与光合速率的联系: :真正光合速率真正光合速率= =净光合速率净光合速率+ +呼吸速率呼吸速率, ,此关系式用此关系式用O O2 2、COCO2 2或葡萄糖的量表示如下或葡萄糖的量表示如下: :(1)光合作用产氧量光合作用产氧量= 。(2)光合作用固定光合作用固定CO2量量= 。(3)光合作用葡萄糖产生量光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量葡萄糖积累量(增重部分增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量。细胞呼吸消耗葡萄糖量。2.2.净光合速率与植物

11、生长的关系净光合速率与植物生长的关系: :(1)当净光合速率当净光合速率0时时,植物植物 。(2)当净光合速率当净光合速率=0时时,植物不能生长。植物不能生长。(3)当净光合速率当净光合速率0时时,植物不能生长植物不能生长,长时间处于此状态时长时间处于此状态时,将会死亡。将会死亡。氧气释放量氧气释放量+ +细胞呼吸耗氧量细胞呼吸耗氧量CO2CO2吸收量吸收量+ +细胞呼吸释放细胞呼吸释放CO2CO2量量积累有机物而生长积累有机物而生长【变式训练】【变式训练】1.1.如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图。回如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图。回答下列有关问题

12、答下列有关问题: :(1)(1)细胞细胞处于黑暗环境中处于黑暗环境中, ,那么该细胞单位时间释放的那么该细胞单位时间释放的COCO2 2量即为量即为 。(2)(2)细胞细胞没有与外界发生没有与外界发生O O2 2和和COCO2 2交换交换, ,可断定此时光合速率与呼吸速率的大小比较可断定此时光合速率与呼吸速率的大小比较是是 。(3)(3)细胞细胞处在较强光照条件下处在较强光照条件下, ,细胞光合作用所利用的细胞光合作用所利用的COCO2 2量为量为 。(4)(4)分析细胞分析细胞可得出可得出,O,O2 2的净消耗量的净消耗量( (吸收量吸收量)m)m2 2( (填填“大于大于”、“小于小于”或

13、或“等于等于”)CO)CO2 2的净生成量的净生成量N N1 1。解析解析:结合图示可知结合图示可知,细胞细胞中仅有线粒体中有气体的消耗和生成中仅有线粒体中有气体的消耗和生成,故应处在黑暗环境中故应处在黑暗环境中,此时细胞单位时间内释放的此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率量可表示呼吸速率;细胞细胞没有与外界进行气体交换没有与外界进行气体交换,此时光合速率与呼吸速率相等此时光合速率与呼吸速率相等;细胞细胞需要从外界环境吸收需要从外界环境吸收CO2,并向细胞外释放并向细胞外释放O2,此此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点,细胞所利用的细胞所利用的C

14、O2包括细胞呼吸产生的包括细胞呼吸产生的N2和从环境中吸收的和从环境中吸收的N1;细胞细胞中中,线粒体利用的线粒体利用的O2除来自叶绿体外除来自叶绿体外,还要从细胞外吸收还要从细胞外吸收,说明细胞呼吸强度大于光合作用强度说明细胞呼吸强度大于光合作用强度,细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中,O2的净的净消耗量消耗量(吸收量吸收量)m2与与CO2的净生成量的净生成量N1相等。相等。呼吸速率呼吸速率光合速率等于呼吸速率光合速率等于呼吸速率N1与与N2的和的和(或或N)等于等于【变式训练】【变式训练】2 2.(2013.(2013安徽皖南八校联考安徽皖南八校联考) )

15、分析下列各图分析下列各图, ,回答关于植物代谢的问题回答关于植物代谢的问题: : (1)(1)图图1 1示意绿色植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化示意绿色植物叶肉细胞内某些代谢过程中物质变化, ,其中其中、分别分别表示不同的代谢过程。其中表示不同的代谢过程。其中X X、Y Y代表的物质分别是代表的物质分别是、。进行。进行过过程的场所是程的场所是,H,H在在过程中的作用是过程中的作用是 。解析解析:(1):(1)过程中过程中, ,水光解成水光解成HH和和O O2 2需要光需要光,ADP,ADP和和PiPi在酶催化下利用光能合成在酶催化下利用光能合成ATP,ATP,两个过程属于光合作用的光反应阶

16、段。两个过程属于光合作用的光反应阶段。过程中过程中,CO,CO2 2和和C C5 5结合形成结合形成C C3 3,C,C3 3还原需要还原需要HH做还原剂做还原剂,ATP,ATP提供能量提供能量, ,最终形成最终形成C C6 6H H1212O O6 6, ,该过程属于光合作用的暗反应阶段。该过程属于光合作用的暗反应阶段。是是细胞呼吸的第一阶段细胞呼吸的第一阶段, ,产物是产物是HH、丙酮酸和能量、丙酮酸和能量; ;是有氧呼吸的第二、三阶段。是有氧呼吸的第二、三阶段。ATP丙酮酸丙酮酸线粒体线粒体与与O2结合生成水结合生成水,释放出大量能量释放出大量能量【变式训练】【变式训练】2 2.(201

17、3.(2013安徽皖南八校联考安徽皖南八校联考) )分析下列各图分析下列各图, ,回答关于植物代谢的问题回答关于植物代谢的问题: : (2) (2)图图2 2显示当光照下物质显示当光照下物质A A、B B浓度达到稳定后浓度达到稳定后, ,突然中断突然中断COCO2 2的供应的供应,A,A、B B物质的物质的浓度将发生变化。其中浓度将发生变化。其中, ,固定固定COCO2 2的化合物以及的化合物以及COCO2 2转化的第一个产物分别是转化的第一个产物分别是( (填图填图2 2中字母中字母) )。解析解析: (2)中断中断CO2的供应的供应,CO2的固定速率下降的固定速率下降,导致导致C3合成减少

18、且合成减少且C5消耗减少消耗减少,光反光反应速率正常应速率正常,C3继续还原形成继续还原形成C5,最终会使最终会使C3含量下降含量下降,C5含量增加含量增加,故故A为为C3,B为为C5。B B和和A A(3)(3)图图3 3是该植物光合作用中光强度与氧气释放的关系。若每天给予是该植物光合作用中光强度与氧气释放的关系。若每天给予1212小时小时4 klx4 klx的光照的光照, ,在在25 25 环境下比环境下比15 15 环境下该植物全天积累的葡萄糖产量多环境下该植物全天积累的葡萄糖产量多毫克毫克; ;若光照时若光照时间长短不变间长短不变, ,光照时为光照时为25 25 环境环境, ,黑暗时为

19、黑暗时为15 15 环境环境, ,则全天该植物生产的葡萄糖量为则全天该植物生产的葡萄糖量为 毫克。毫克。解析解析: (3)25 、光照为、光照为4 klx的条件下的条件下,该植物全天光合作用氧气释放量为该植物全天光合作用氧气释放量为50毫克毫克/小时小时12小时小时-(24小时小时-12小时小时)20毫克毫克/小时小时=360毫克毫克,故植物全天积累葡萄糖的量为故植物全天积累葡萄糖的量为360毫毫克克(180/192)=337.5毫克。毫克。15 、光照为、光照为4 klx的条件下的条件下,该植物全天光合作用氧气释放该植物全天光合作用氧气释放量为量为40毫克毫克/小时小时12小时小时-(24小

20、时小时-12小时小时)10毫克毫克/小时小时=360毫克毫克,故植物全天积累葡故植物全天积累葡萄糖的量为萄糖的量为360毫克毫克(180/192)=337.5毫克毫克,两种条件下葡萄糖积累量相等。白天条件为两种条件下葡萄糖积累量相等。白天条件为4 klx光照、光照、25 ,夜间黑暗为夜间黑暗为15 ,该植物全天产生氧气总量为该植物全天产生氧气总量为(50毫克毫克/小时小时+20毫克毫克/小小时时)12小时小时=840毫克毫克,则葡萄糖的总产量为则葡萄糖的总产量为840毫克毫克(180/192)=787.5 毫克。毫克。【变式训练】【变式训练】2 2.(2013.(2013安徽皖南八校联考安徽皖

21、南八校联考) )分析下列各图分析下列各图, ,回答关于植物代谢的问题回答关于植物代谢的问题: : 0787.5【变式训练】【变式训练】2 2.(2013.(2013安徽皖南八校联考安徽皖南八校联考) )分析下列各图分析下列各图, ,回答关于植物代谢的问题回答关于植物代谢的问题: : (4)(4)绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关? ?某生物小组对此进行了探究。请利用玉米某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其他用具设计并完成实验。幼苗及其他用具设计并完成实验。实验步骤实验步骤: :取生长状况一致的健康玉米未长出叶片的幼苗若干取生长状况一致的健康玉米未长出叶

22、片的幼苗若干, ,平均分为两组平均分为两组, ,分别标记为分别标记为A A、B;B;A A组幼苗放在有光照的环境中组幼苗放在有光照的环境中, , ; ,观察幼苗叶片的颜色。观察幼苗叶片的颜色。实验结果和相关结论实验结果和相关结论: :a.a. , ,说明光是叶绿素合成的必备条件说明光是叶绿素合成的必备条件;b.Ab.A不变绿不变绿B B变绿变绿, , ;c.c. 。解析解析: (4): (4)此实验的目的是探究叶绿素的合成是否与光照有关此实验的目的是探究叶绿素的合成是否与光照有关, ,自变量是光照的有无自变量是光照的有无, ,对对照实验有光照照实验有光照, ,实验组无光照实验组无光照; ;无关

23、变量要严格控制。无关变量要严格控制。A A组有光照叶片为绿色组有光照叶片为绿色,B,B组无光照组无光照叶片为白色叶片为白色, ,说明叶绿素的合成需要光照说明叶绿素的合成需要光照; ;如果两组叶片都为绿色如果两组叶片都为绿色, ,说明叶绿素的合成与说明叶绿素的合成与光无关光无关; ;如果如果A A组叶片不变绿组叶片不变绿,B,B组叶片变绿组叶片变绿, ,说明叶绿素合成需要在无光条件下进行。说明叶绿素合成需要在无光条件下进行。B组幼苗放在无光组幼苗放在无光(或黑暗或黑暗)的环境中的环境中置于其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间置于其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间a.A变绿变绿B不变绿不变绿

24、说明叶绿素合成需要在无光条件下进行说明叶绿素合成需要在无光条件下进行A和和B均变绿均变绿,说明叶绿素的合成与光照无关说明叶绿素的合成与光照无关题型二题型二: :光合作用与细胞呼吸的曲线分析光合作用与细胞呼吸的曲线分析【真题展示】【真题展示】 (2013(2013大纲全国理综大纲全国理综) )某研究小组测得在某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收适宜条件下某植物叶片遮光前吸收COCO2 2的速率和遮光的速率和遮光( (完全完全黑暗黑暗) )后释放后释放COCO2 2的速率。吸收或释放的速率。吸收或释放COCO2 2的速率随时间变的速率随时间变化趋势的示意图如图化趋势的示意图如图( (吸收

25、或释放吸收或释放COCO2 2的速率是指单位面积的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放叶片在单位时间内吸收或释放COCO2 2的量的量),),回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)在光照条件下在光照条件下, ,图形图形A+B+CA+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用 , ,其中图形其中图形B B的面积表示的面积表示 , ,从图形从图形C C可推测该植物存在可推测该植物存在另一个另一个 的途径的途径,CO2,CO2进出叶肉细胞都是通过进出叶肉细胞都是通过 的方的方式进行的。式进行的。解析解析:(1)根据坐标图分析根据坐

26、标图分析,A为叶肉细胞吸收外界的为叶肉细胞吸收外界的CO2,而而B+C的总和则是植物自身产的总和则是植物自身产生生CO2的量的量,两部分的两部分的CO2都会被植物的叶肉细胞所吸收都会被植物的叶肉细胞所吸收,即光合作用固定的即光合作用固定的CO2。遮。遮光之后光之后,植物主要进行细胞呼吸产生植物主要进行细胞呼吸产生CO2,根据遮光后平稳段的直线的变化趋势可以推根据遮光后平稳段的直线的变化趋势可以推出出B的面积表示这段时间内植物细胞呼吸放出的的面积表示这段时间内植物细胞呼吸放出的CO2量量,而而C段则表示植物可能通过其段则表示植物可能通过其他途径产生他途径产生CO2。CO2属于小分子属于小分子,进

27、出细胞都是通过自由扩散的方式进行的。进出细胞都是通过自由扩散的方式进行的。固定固定CO2总量总量细胞呼吸释放出的细胞呼吸释放出的CO2量量释放释放CO2自由扩散自由扩散题型二题型二: :光合作用与细胞呼吸的曲线分析光合作用与细胞呼吸的曲线分析【真题展示】【真题展示】 (2013(2013大纲全国理综大纲全国理综) )某研究小组测得在某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收适宜条件下某植物叶片遮光前吸收COCO2 2的速率和遮光的速率和遮光( (完全完全黑暗黑暗) )后释放后释放COCO2 2的速率。吸收或释放的速率。吸收或释放COCO2 2的速率随时间变的速率随时间变化趋势的示意图如图化

28、趋势的示意图如图( (吸收或释放吸收或释放COCO2 2的速率是指单位面积的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放叶片在单位时间内吸收或释放COCO2 2的量的量),),回答下列问题回答下列问题: : (2) (2)在上述实验中在上述实验中, ,若提高温度、降低光照若提高温度、降低光照, ,则图形则图形( (填填“A”A”或或“B”)B”)的面积变的面积变小小, ,图形图形 ( (填填“A”A”或或“B”)B”)的面积增大的面积增大, ,原因是原因是 。解析解析: (2): (2)题干中提到适宜条件是针对光合作用题干中提到适宜条件是针对光合作用, ,所以提高温度、降低光照都会使光所以提高温

29、度、降低光照都会使光合作用减弱合作用减弱, ,所以所以A A的面积会变小的面积会变小, ,而细胞呼吸的最适温度比光合作用的最适温度要而细胞呼吸的最适温度比光合作用的最适温度要高高, ,所以提高温度会增大细胞呼吸的速率所以提高温度会增大细胞呼吸的速率, ,而光照的改变对细胞呼吸无影响而光照的改变对细胞呼吸无影响, ,所以所以B B的的面积会变大。面积会变大。AB光合速率降低光合速率降低,呼吸速率增强呼吸速率增强【规律方法】【规律方法】 1.净光合速率和真正光合速率的判定方法净光合速率和真正光合速率的判定方法(1)(1)呼吸速率呼吸速率: :植物置于黑暗环境时植物置于黑暗环境时, ,呼吸速率常用实

30、验容器内呼吸速率常用实验容器内COCO2 2的增加量、的增加量、O2O2的减的减少量或有机物的减少量少量或有机物的减少量( (图中图中 段段) )表示。表示。(2)(2)光合速率包括净光合速率包括净( (表观表观) )光合速率和真正光合速率和真正( (实际实际) )光合速率。光合速率。净净( (表观表观) )光合速率光合速率: :植物在有光条件下植物在有光条件下, ,净净( (表观表观) )光合速率常用一定时间内光合速率常用一定时间内O O2 2释放释放量、量、COCO2 2吸收量或有机物积累量吸收量或有机物积累量( (图中图中 段段) )表示。表示。真正真正( (实际实际) )光合速率光合速

31、率: :常用一定时间内常用一定时间内O O2 2产生量、产生量、COCO2 2固定量固定量( (同化量同化量) )或有机物生或有机物生成量成量( (制造量制造量)()(图中图中 段段) )表示。表示。典型图解典型图解:OAOAODODADAD(1)夏季的一昼夜夏季的一昼夜CO2吸收和释放变化曲线图吸收和释放变化曲线图a点点:凌晨凌晨3时时4时时,温度温度 ,呼吸作用减弱呼吸作用减弱, CO2释放减少释放减少;b点点:6时左右时左右,太阳升起太阳升起,开始进行光合作用开始进行光合作用;bc段段:光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率;c点点:7时左右时左右,光合作用速率光合作用速率

32、呼吸作用速率呼吸作用速率;ce段段:光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率;d点点:温度高温度高,蒸腾作用旺盛蒸腾作用旺盛,叶肉细胞失水叶肉细胞失水,部分气孔关闭部分气孔关闭, 供应不足供应不足,光合作用光合作用 速率减慢速率减慢;e点点:下午下午6时左右时左右,光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率;ef段段:光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率;fg段段:太阳落山太阳落山,光合作用停止光合作用停止,只进行只进行 。【规律方法】【规律方法】 2.一昼夜中一昼夜中,CO2吸收和释放及含量变化的曲线分析吸收和释放及含量变化的曲线分析 降低降低CO2CO2=

33、= 呼吸作用呼吸作用(2)(2)在相对密闭的环境中在相对密闭的环境中, ,一昼夜一昼夜COCO2 2含量的变化曲线图含量的变化曲线图MNMN段段: :由无光照到有光照由无光照到有光照, ,只进行呼吸作用只进行呼吸作用(ab(ab时间段时间段) )或或 光合作用速率光合作用速率 COCO2 2吸收量吸收量,CO,CO2 2含量逐渐含量逐渐 ; ;N N点点: :光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率,CO,CO2 2含量达到最大含量达到最大; ;NPNP段段: :白天白天, ,光照较强光照较强, ,光合作用速率光合作用速率 呼吸作用速率呼吸作用速率,CO,CO2 2 释放量释放量CO

34、CO2 2吸收量吸收量,CO,CO2 2含量逐渐含量逐渐 ; ;P P点点: :光补偿点光补偿点, ,光合作用速率光合作用速率= =呼吸作用速率呼吸作用速率,CO,CO2 2含量达到含量达到 ; ;PQPQ段段: :由有光照到无光照由有光照到无光照, ,光合作用速率光合作用速率 COCO2 2吸收量吸收量,CO,CO2 2含量逐渐含量逐渐 ; ;Q Q点点: :一昼夜结束。一昼夜结束。 如果如果Q Q点低于点低于M M点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内的有机物总量植物体内的有机物总量 ; ; 如果如果Q Q点高于点高于M M点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内

35、的有机物总量植物体内的有机物总量 ; ; 如果如果Q Q点等于点等于M M点点, ,说明经过一昼夜说明经过一昼夜, ,植物体内的有机物总量植物体内的有机物总量 。【规律方法】【规律方法】 2.一昼夜中一昼夜中,CO2吸收和释放及含量变化的曲线分析吸收和释放及含量变化的曲线分析增加增加= =减少减少最小最小增加增加增加增加减少减少不变不变【变式训练】【变式训练】3.(2012重庆理综节选重庆理综节选)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况庆某地后的生理状况,某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日,观

36、测得到了该植物光合观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图。速率等生理指标日变化趋势图。(1)据图分析据图分析:光合作用消耗光合作用消耗ATP最快的时刻是最快的时刻是。根吸水能力最强的时刻是。根吸水能力最强的时刻是。 解析解析: :光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段, ,光反应阶段产生的光反应阶段产生的ATPATP和和H,H,为暗反应为暗反应阶段提供能量和还原剂阶段提供能量和还原剂, ,光合速率越大消耗光合速率越大消耗ATPATP也就越快也就越快, ,从图中可见从图中可见10:0010:00时光合速率时光合速率最大最大; ;蒸腾作用有利于植物根对水分的吸

37、收蒸腾作用有利于植物根对水分的吸收, ,蒸腾作用越强蒸腾作用越强, ,根吸水能力越强根吸水能力越强, ,从图中可从图中可见蒸腾作用在见蒸腾作用在12:0012:00时蒸腾作用最强。时蒸腾作用最强。10:0012:00【变式训练】【变式训练】3.(2012重庆理综节选重庆理综节选)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况庆某地后的生理状况,某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日,观测得到了该植物光合观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图。速率等生理指标日变化趋势图。(1)据图分析据图分析:直接

38、引起蒸腾速率变化的生理指标是直接引起蒸腾速率变化的生理指标是; ;推测导致推测导致12:0012:00时光时光合速率出现低谷的环境因素主要是合速率出现低谷的环境因素主要是( (填填“光照光照”或或“COCO2 2”)”)。 解析解析: :蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失, ,气孔导度的大小直接引起蒸腾速气孔导度的大小直接引起蒸腾速率大小的变化率大小的变化, ,通过图中可知通过图中可知, ,在在12:0012:00时气孔导度最大时气孔导度最大, ,而而COCO2 2是通过气孔进入叶肉细是通过气孔进入叶肉细胞的胞的, ,说明说明COCO2 2供应充足供应充足

39、, ,推测导致光合速率出现低谷的环境因素是光照。推测导致光合速率出现低谷的环境因素是光照。在在14:0014:00时若适当提高时若适当提高COCO2 2浓度浓度, ,短时间内叶绿体中短时间内叶绿体中HH含量的变化是含量的变化是。 解析解析: :HH用于暗反应对用于暗反应对C C3 3的还原的还原,CO,CO2 2增多增多, ,使生成使生成C C3 3增多增多, ,这时会消耗更多的这时会消耗更多的H,H,使使HH的含量降低。的含量降低。气孔导度气孔导度光照光照降低降低【变式训练】【变式训练】3.(2012重庆理综节选重庆理综节选)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重长叶刺葵是棕榈科热带植物

40、。为了解其引种到重庆某地后的生理状况庆某地后的生理状况,某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日,观测得到了该植物光合观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图。速率等生理指标日变化趋势图。幼叶幼叶 (2) (2)若该地土壤缺钙若该地土壤缺钙, ,一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是( (填填“老叶老叶”或或“幼叶幼叶”) )。 解析解析: 钙在植物体内形成稳定的化合物钙在植物体内形成稳定的化合物,不能转移利用不能转移利用,当缺钙时当缺钙时,首先引起幼叶出现症首先引起幼叶出现症状。状。 题型三题型三: :光合作用与细胞

41、呼吸相关的实验装置的分析及应用光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应用【真题展示】【真题展示】 (2009(2009福建理综节选福建理综节选) )如图表示的是测定保温桶内温度如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具的情况。材料用具: :保温桶保温桶(500 mL)(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设实验假设: :酵母菌在有氧条件下

42、呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。热量更多。 (1)(1)取取A A、B B两装置设计实验如下两装置设计实验如下, ,请补充下表中内容请补充下表中内容: :装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三A A加入加入240 mL240 mL的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液加入加入10 g10 g活性干酵母活性干酵母B B加入加入240 mL240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液煮沸后冷却的葡萄糖溶液加入石蜡油加入石蜡油, ,铺满液面铺满液面(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是,这是控制实验的

43、这是控制实验的变量。变量。 解析解析: :本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。分析表中相关内容分析表中相关内容, ,考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则个原则, ,因此因此处应填处应填: :不加入石蜡油不加入石蜡油, ,处应填处应填: :加入加入10 g10 g活性干酵母。活性干酵母。B B装置葡萄糖装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气溶液煮沸的主要目的是去除氧气, ,这样来控制实验的自变量。这样来控制实验的

44、自变量。不加入石蜡油不加入石蜡油加入加入10 g10 g活性干酵母活性干酵母去除氧气去除氧气自自(3)要测定要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置还需要增加一个装置C。请写出装置。请写出装置C的实验步骤的实验步骤:题型三题型三: :光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应用光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应用【真题展示】【真题展示】 (2009(2009福建理综节选福建理综节选) )如图表示的是测定保温桶内温度如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用变化实验装置。某研究小组以该装置探究

45、酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具的情况。材料用具: :保温桶保温桶(500 mL)(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设实验假设: :酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。热量更多。 装置装置方法步骤一方法步骤一方法步骤二方法步骤二方法步骤三方法步骤三C C 加入石蜡油加入石蜡油, ,铺满液面铺满液面(4)实验预期实验预期:在适宜条件下实验在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结

46、果分钟后记录实验结果,若装置若装置A、B、C温度大小关温度大小关系是系是:(用用“”表示表示),则假设成立。则假设成立。 解析解析: :要测定要测定B B装置因呼吸作用引起的温度变化量装置因呼吸作用引起的温度变化量, ,还需要增加一个装置还需要增加一个装置C,C,因此应设计因此应设计成空白对照成空白对照, ,即即: :加入加入240 mL240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液煮沸后冷却的葡萄糖溶液, ,不加入活性干酵母。因为不加入活性干酵母。因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多, ,因此因此, ,装置装置A A、B B、C C温度大小关系是温度大小关

47、系是ABCABC。加入加入240 mL240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母不加入活性干酵母ABCABC【规律方法】【规律方法】 1.提供无氧环境的实验装置提供无氧环境的实验装置(1)(1)图图1 1用水隔绝空气。用水隔绝空气。(2)(2)图图2 2用石蜡或油膜密封玻璃容器用石蜡或油膜密封玻璃容器, ,隔绝液体与空气。隔绝液体与空气。【规律方法】【规律方法】 2.与与CO2相对含量有关的实验装置相对含量有关的实验装置(1)(1)图图3 3容器内的碳酸氢钠可放出容器内的碳酸氢钠可放出COCO2 2, ,保持容器内保持容器内 , ,使容器内使容器内的植物能够长时间

48、进行光合作用。的植物能够长时间进行光合作用。(2)(2)图图4 4在容器中加入在容器中加入NaOHNaOH溶液溶液, ,可以除去容器中的可以除去容器中的 , ,减弱容器中植物的减弱容器中植物的光合作用光合作用, ,或降低容器内的压力或降低容器内的压力, ,引起玻璃管中液滴的移动。引起玻璃管中液滴的移动。(3)(3)图图5 5中中NaOHNaOH可以除去空气中的可以除去空气中的COCO2 2, ,澄清的石灰水能够检验气体中是否存在澄清的石灰水能够检验气体中是否存在 。 COCO2 2浓度恒定浓度恒定COCO2 2COCO2 2【规律方法】【规律方法】 3.气体体积变化法测量呼吸作用和净光合作用速

49、率如图所示气体体积变化法测量呼吸作用和净光合作用速率如图所示(忽略温度对气体膨胀的影响忽略温度对气体膨胀的影响)测定项目测定项目装置装置红墨水滴红墨水滴移动方向移动方向原因分析原因分析植物呼吸植物呼吸作用速率作用速率装置的烧杯中放入适宜浓度装置的烧杯中放入适宜浓度的的NaOHNaOH溶液溶液; ;将玻璃钟罩遮光将玻璃钟罩遮光处理处理, ,放在适宜温度的环境中放在适宜温度的环境中; ;一段时间后记录红墨水滴移一段时间后记录红墨水滴移动的方向和刻度动的方向和刻度, ,得得X X值值向左移动向左移动X,XX,X可表示可表示植物呼吸植物呼吸作用速率作用速率将玻璃钟罩遮光处理。绿色植物只进将玻璃钟罩遮光

50、处理。绿色植物只进行呼吸作用行呼吸作用, ,植物进行有氧呼吸消耗植物进行有氧呼吸消耗O O2 2, ,而释放的而释放的COCO2 2气体被装置烧杯中气体被装置烧杯中NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收, ,导致装置内气体量减导致装置内气体量减小小, ,压强减小压强减小, ,红色液滴向左移动红色液滴向左移动植物净光植物净光合作用强合作用强度度装置的烧杯中放入装置的烧杯中放入NaHCONaHCO3 3缓冲缓冲溶液溶液; ;将装置放在光照充足、将装置放在光照充足、温度适宜的环境中温度适宜的环境中; ;一段时间一段时间后记录红墨水滴移动的方向后记录红墨水滴移动的方向和刻度和刻度, ,得得Y Y值值向右移动

51、向右移动Y,YY,Y值可表值可表示植物净示植物净光合作用光合作用强度强度装置的烧杯中放入装置的烧杯中放入NaHCONaHCO3 3缓冲溶液可缓冲溶液可维持装置中的维持装置中的COCO2 2浓度浓度; ;将装置放在光将装置放在光照充足、温度适宜的环境中照充足、温度适宜的环境中, ,在植物在植物的生长期的生长期, ,光合作用强度超过呼吸作光合作用强度超过呼吸作用强度。表现为表观光合作用释放用强度。表现为表观光合作用释放O O2 2, ,使装置内气体量增加使装置内气体量增加, ,红色液滴向右红色液滴向右移动移动【变式训练】【变式训练】4.(2014广州高三阶段测试广州高三阶段测试)下图是探究绿色下图

52、是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度维持瓶内的二氧化碳浓度,该装置放在该装置放在20 环境中。实验开环境中。实验开始时始时,针筒的读数是针筒的读数是0.2 mL,毛细管内的水滴在位置毛细管内的水滴在位置X。30分分钟后钟后,针筒的容量需要调至针筒的容量需要调至0.6 mL的读数的读数,才能使水滴仍维持才能使水滴仍维持在在X的位置。据此实验回答下列问题的位置。据此实验回答下列问题:(1)以释放出的氧气量来代表光合作用速率以释放出的氧气量来代表光合作用速率,该植物的光合作用速率是该植物的光合作用速率是

53、mL/h。 解析解析:(1)20 :(1)20 时光合作用的速率为时光合作用的速率为(0.6-0.2) mL/0.5 h=0.8 mL/h(0.6-0.2) mL/0.5 h=0.8 mL/h。 (2)与植物的实际光合速率相比与植物的实际光合速率相比,用上述装置所测得的光合作用速率数值用上述装置所测得的光合作用速率数值(填填“偏高偏高”、“偏低偏低”或或“相同相同”),原因是原因是 。 解析解析: (2)此装置测得的光合速率为净光合速率此装置测得的光合速率为净光合速率,低于实际光合速率。低于实际光合速率。0.8偏低偏低植物同时进行呼吸作用植物同时进行呼吸作用, ,消耗了部分氧气消耗了部分氧气【

54、变式训练】【变式训练】4.(2014广州高三阶段测试广州高三阶段测试)下图是探究绿色下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度维持瓶内的二氧化碳浓度,该装置放在该装置放在20 环境中。实验开环境中。实验开始时始时,针筒的读数是针筒的读数是0.2 mL,毛细管内的水滴在位置毛细管内的水滴在位置X。30分分钟后钟后,针筒的容量需要调至针筒的容量需要调至0.6 mL的读数的读数,才能使水滴仍维持才能使水滴仍维持在在X的位置。据此实验回答下列问题的位置。据此实验回答下列问题: (3)假若将该植物叶的下表皮涂

55、上一层凡士林假若将该植物叶的下表皮涂上一层凡士林,光合作用的速率会大幅度下降光合作用的速率会大幅度下降,这一做法主要这一做法主要限制了光合作用的限制了光合作用的反应阶段。反应阶段。 解析解析: : 植物叶的下表皮涂上凡士林后植物叶的下表皮涂上凡士林后, ,减少了二氧化碳的供应减少了二氧化碳的供应, ,影响到光合作用的暗反应。影响到光合作用的暗反应。 (4)如果在原实验中只增加光照强度如果在原实验中只增加光照强度,则针筒的容量仍维持在则针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在另一相同实读数处。在另一相同实验装置中验装置中,若只将温度提高至若只将温度提高至30 ,针筒容量需要调至针筒容量需要调至0

56、.8 mL读数处读数处,才能使水滴维持在才能使水滴维持在X的的位置上。比较两个实验可以得出什么结论位置上。比较两个实验可以得出什么结论?解析解析: : 温度提高后温度提高后, ,针筒内气体变化量大于增加光照对光合作用的影响针筒内气体变化量大于增加光照对光合作用的影响, ,可以得出在上述条可以得出在上述条件下件下, ,光照不是限制光合作用速率的主要因素光照不是限制光合作用速率的主要因素, ,而温度才是限制光合作用速率的主要因素而温度才是限制光合作用速率的主要因素。上述条件下上述条件下, ,光照不是限制光合作用速率的主要因素光照不是限制光合作用速率的主要因素, ,而温度才是限制光合作用速而温度才是

57、限制光合作用速率的主要因素率的主要因素( (其他合理答案也可其他合理答案也可) )暗暗审题答题冲关审题答题冲关 互动式突破互动式突破 【案例展示】【案例展示】 (2013新课标全国理综新课标全国理综,T29,11分分)某油料植物的种子中脂肪含量为某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的种子干重的70%70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化, ,某研究小组将某研究小组将种子置于温度、通气、水分种子置于温度、通气、水分( (蒸馏水蒸馏水) )等条件适宜的黑暗环境中培养等条件适宜的黑暗环境中培养, ,定期检测萌发定期检测萌发种子种子( (

58、含幼苗含幼苗) )的脂肪含量和干重。结果表明的脂肪含量和干重。结果表明: :脂肪含量逐渐减少脂肪含量逐渐减少, ,到第到第11 d11 d时减少了时减少了90%,90%,干重变化如图所示。干重变化如图所示。回答下列问题回答下列问题:排除其他干排除其他干扰因素扰因素只涉及呼吸作用只涉及呼吸作用,没有光合作用没有光合作用只研究种子萌发过程只研究种子萌发过程中的干重的变化量中的干重的变化量,不不考虑水对重量的影响考虑水对重量的影响审题答题冲关审题答题冲关 互动式突破互动式突破 【案例展示】【案例展示】 (2013新课标全国理综新课标全国理综,T29,11分分)某油料植某油料植物的种子中脂肪含量为种子

59、干重的物的种子中脂肪含量为种子干重的70%70%。为探究该植物种子萌发。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化过程中干重及脂肪含量的变化, ,某研究小组将种子置于温度、水某研究小组将种子置于温度、水分分( (蒸馏水蒸馏水) )、通气等条件适宜的黑暗环境中培养、通气等条件适宜的黑暗环境中培养, ,定期检测萌发定期检测萌发种子种子( (含幼苗含幼苗) )的脂肪含量和干重。结果表明的脂肪含量和干重。结果表明: :脂肪含量逐渐减少脂肪含量逐渐减少, ,到第到第11 d11 d时减少了时减少了90%,90%,干重变化如图所示。干重变化如图所示。回答下列问题回答下列问题:(1)为了观察胚乳中的脂肪

60、为了观察胚乳中的脂肪,常用常用 染液对种子胚乳切片染色染液对种子胚乳切片染色,然后在显微镜然后在显微镜下观察下观察,可见可见色的脂肪颗粒。色的脂肪颗粒。解析解析: :脂肪可被苏丹脂肪可被苏丹染液染成橘黄色染液染成橘黄色, ,或被苏丹或被苏丹染液染成红色。为识记题目。染液染成红色。为识记题目。(2)实验过程中实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是导致萌发种子干重增加的主要元素是(填填“C”“N”或或“O”)。解析解析: :油料植物种子中脂肪的含量较高油料植物种子中脂肪的含量较高, ,在种子萌发的过程中脂肪会转变为糖类在种子萌发的过程中脂肪会转变为糖类, ,与糖与糖类相比类相比, ,脂肪中氧