《（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題二 細胞代謝 考點3 光合作用和細胞呼吸有關探究實驗學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題二 細胞代謝 考點3 光合作用和細胞呼吸有關探究實驗學案（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 考點3　光合作用和細胞呼吸有關探究實驗 1．光合作用與細胞呼吸實驗設計中實驗條件的控制方法 (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——氫氧化鈉溶液。 (4)保持容器中二氧化碳濃度不變——NaHCO3溶液。 (5)除去葉片中原有的淀粉——置于黑暗環(huán)境中一段時間。 (6)除去光合作用對細胞呼吸的干擾——給植株遮光。 (7)消除種子表面微生物對種子細胞呼吸速率測定的影響——消毒。 (8)探究酵母菌的呼吸方式，檢測產(chǎn)生的CO2情況——用澄清石灰水或溴麝香草酚藍水溶液。 (9)除去葉片中葉綠素

2、——酒精隔水加熱。 (10)如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。 2．光合作用、細胞呼吸實驗的設計技巧 (1)變量的控制手段，如光照強度的大小可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，若要確認CO2是光合作用的原料，應以CO2有無(如添加NaHCO3，還是添加NaOH設置對照實驗)為變量，若要確認CO2濃度對光合速率的影響，則應以不同濃度的CO2緩沖液為變量。 (2)典型的方法 ①“黑白瓶法”：用黑瓶(無光照的一組)測得的為細胞呼吸強度，用白瓶(有光照的一組)測得的為凈光合作用強度，綜合兩者即可得到真光合作用強度。 ②梯度法

3、：用一系列不同光照強度、溫度或CO2濃度的裝置，可探究光照強度、溫度或CO2濃度對光合作用強度的影響。 題型一　細胞呼吸影響因素的實驗探究 1．(2018·天津，5)為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中的O2和CO2相對含量變化見下圖。有關分析錯誤的是(　　) A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B．t3時，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時快 C．若降低10 ℃培養(yǎng)，O2相對含量達到穩(wěn)定所需時間會縮短 D．實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液

4、后變成灰綠色 答案　C 解析　t1→t2，培養(yǎng)液中O2相對含量下降，但與0→t1段相比，下降幅度變小，故酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A正確；t3時，培養(yǎng)液中O2相對含量比較低，酵母菌主要進行無氧呼吸，t1時，培養(yǎng)液中O2相對含量較高，酵母菌主要進行有氧呼吸。t3時無氧呼吸產(chǎn)生CO2的速率與t1時產(chǎn)生CO2的速率近似相等，相同量的葡萄糖無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比有氧呼吸少，可見t3時培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時快，B正確；由題意可知，曲線是在最適溫度下獲得的，若降低10 ℃培養(yǎng)，則呼吸速率下降，O2相對含量達到穩(wěn)定所需時間會延長，C錯誤；因酵母菌在后期進行了長時間的無氧呼吸，產(chǎn)生了酒精，

5、故實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量橙色的酸性重鉻酸鉀溶液后會變成灰綠色，D正確。 2．(2018·漯河高級中學二模)下圖是探究小鼠在不同溫度下呼吸速率(用單位時間的耗氧量表示)的實驗裝置，打開夾子A，可使水檢壓計左右水平一致；關閉夾子A，用注射器向廣口瓶中注入5 mL O2，水檢壓計左側(cè)液面升高，記錄左右液面重新相平時所用的時間。下列敘述錯誤的是(　　) A．用注射器向廣口瓶中注入5 mL氧氣后要立刻關閉夾子B B．測定小鼠的呼吸速率需要多次重復進行，最后取平均值 C．小鼠在25 ℃時的呼吸速率高于10 ℃時的呼吸速率 D．NaOH的作用是排除小鼠呼吸產(chǎn)生的CO2對實驗結(jié)果的干擾 答

6、案　C 解析　用注射器向廣口瓶中注入5 mL氧氣后要立刻關閉夾子B，否則氧氣袋及注射器中的氧氣會影響實驗結(jié)果，從而不能保證廣口瓶內(nèi)的氣體變化只是由小鼠的細胞呼吸引起的，A正確；測定小鼠的呼吸速率要在安靜的狀態(tài)下進行，需要多次重復實驗，最后取平均值，B正確；小鼠為恒溫動物，為保持體溫恒定，在10 ℃時，代謝加強，產(chǎn)熱增加，呼吸速率大于25 ℃時的呼吸速率，C錯誤；NaOH的作用是排除細胞呼吸產(chǎn)生的CO2對實驗結(jié)果的干擾，使實驗中氣體的變化僅為氧氣的變化，D正確。 歸納提煉　探究呼吸方式的實驗材料的選擇 (1)若探究種子呼吸狀況，不必遮光，但需要死亡的種子作對照，還需對種子表面消毒。 (2

7、)若探究植物(或幼苗)的呼吸狀況，應遮光處理，以防止光合作用干擾，同時可設置同種狀況但已經(jīng)死亡的植物(或幼苗)作對照。 題型二　光合作用影響因素的實驗探究 3.植物的光合作用速率既與自身因素有關，也受多種外界因素影響。如圖是兩株植物在一定的光照強度和溫度條件下測定的CO2濃度對光合作用影響的實驗結(jié)果。請回答下列問題： (1)光合作用過程中，細胞吸收的CO2首先與______結(jié)合，所形成的產(chǎn)物接受________提供的能量并被________還原，最終形成有機物。BC段影響玉米光合速率的主要環(huán)境因素為______________。B點時，小麥葉肉細胞光合作用速率________(填“大

8、于”“小于”或“等于”)細胞呼吸速率。 (2)C點時兩者光合作用速率是否相等？________(填“是”“否”或“不一定”)，說明理由：________________________________________________________________________。 (3)研究發(fā)現(xiàn)CO2濃度為A時，玉米葉肉細胞C3的生成速率明顯大于小麥，試分析玉米凈光合作用為0時所需CO2濃度低于小麥的直接原因是__________________________(假設兩植物呼吸強度相等)。 答案　(1)C5　ATP　[H]　光照強度(或溫度)　等于 (2)不一定　兩者的細胞呼吸速率不

9、清楚 (3)玉米光合作用暗反應過程中相關酶的活性高(或玉米暗反應中固定CO2的酶的活性高) 解析　 據(jù)圖分析，隨著CO2濃度的增加，小麥和玉米的凈光合速率都先增加，后趨于穩(wěn)定，且玉米先增加，先穩(wěn)定，說明玉米能夠利用較低濃度的二氧化碳進行光合作用；A、B兩點表示兩種植物的凈光合作用速率為0，即光合作用速率與細胞呼吸速率相等；C點表示兩種植物的凈光合作用速率相等，但是兩種植物的呼吸速率不一定相等，所以兩者的光合作用速率也不一定相等。 (1)細胞吸收的CO2參與暗反應過程中C3的固定過程，即與C5結(jié)合形成C3；C3的還原需要光反應產(chǎn)生的ATP和[H]的作用，最終形成有機物。BC段玉米的凈光合作

10、用速率達到穩(wěn)定狀態(tài)，說明影響其光合作用速率的因素不是二氧化碳濃度，而是光照強度或者溫度。B點時，小麥的凈光合作用速率為0，說明小麥植株的光合作用速率與細胞呼吸速率相等。(2)C點表示兩種植物的凈光合作用速率相等，但是兩種植物的細胞呼吸速率不一定相等，所以兩者的光合作用速率也不一定相等。(3)根據(jù)題意分析，在相同光照強度、溫度和二氧化碳濃度的條件下，且兩者的呼吸速率相等，而A點玉米的葉肉細胞C3的生成速率明顯大于小麥，說明玉米利用較低濃度的二氧化碳的能力較強，可能是因為玉米光合作用暗反應過程中相關酶的活性高。 4．(2018·惠州二模)下圖是取生長旺盛、狀態(tài)一致的新鮮綠葉，用打孔器打出若干圓片

11、，平均分成四組，各置于相同的密閉裝置內(nèi)，在其他條件相同且適宜的情況下，分別置于四種不同溫度(t1、t2、t3、t4)下，測得相同光照時間后各裝置O2的增加值及黑暗條件下的O2消耗值。回答下列問題： (1)本實驗中能減少實驗誤差保證實驗的可信性的措施有___________________________ _______________________________(答兩點即可)。 (2)t1溫度條件下比t2溫度條件下C3的合成速率______(填“大”或“小”)。 (3)t4溫度條件下的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)t3溫度條件下的光合速率。 (4)若

12、在該光照條件下探究新鮮葉片積累有機物的最適溫度，你的實驗設計思路是________________________________________________________________________。 答案　(1)生長旺盛且狀態(tài)一致的葉圓片、新鮮綠葉均等分組、相同的光照時間、相同的光照強度　(2)小　(3)大于 (4)在一定溫度范圍內(nèi)，設置一系列溫度梯度的實驗，測定該光照強度下，各溫度條件下O2的增加值，O2增加值峰值所對應的溫度即最適溫度 解析　(1)本實驗的自變量是不同溫度，因變量是光照條件下各裝置O2的增加值及黑暗條件下O2的消耗值。為了減小實驗誤差，保證實驗的可信性，

13、無關變量應控制相同且適宜，因此相應的措施有：生長旺盛且狀態(tài)一致的葉圓片、新鮮綠葉均等分組、相同的光照時間、相同的光照強度等。(2)暗反應階段，C5與CO2反應生成C3。由柱形圖可知，在t1時，黑暗條件下O2消耗值(CO2的生成值)小于t2時黑暗條件下O2的消耗值，即t1時呼吸速率小于t2時呼吸速率，t1光照條件下O2增加值小于t2時O2增加值，即t1時凈光合速率小于t2時凈光合速率，因為總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，所以t1時光合速率＜t2時光合速率，即t2時C3的合成速率大。(3)黑暗條件下O2的消耗值表示呼吸速率，光照條件下的O2增加值表示凈光合速率，凈光合速率＝光合速率－呼吸速率。t

14、3、t4溫度條件下的凈光合速率依次是12.2 mg/h和12.0 mg/h，呼吸速率依次是8.0 mg/h和12.0 mg/h，進而推知：光合速率依次是20.2 mg/h和24.0 mg/h。可見，t4溫度條件下的光合速率大于t3溫度條件下的光合速率。(4)新鮮葉片積累有機物的量的多少取決于凈光合速率的大小，凈光合速率越大，新鮮葉片積累有機物的量越多。若在該光照條件下探究新鮮葉片積累有機物的最適溫度，則自變量是不同溫度，因變量是光照條件下各裝置O2的增加值，因此實驗設計的思路是：在一定溫度范圍內(nèi)，設置一系列溫度梯度的實驗，測定該光照強度下，各溫度條件下O2的增加值，O2增加值峰值所對應的溫度即

15、最適溫度。 題型三　光合作用速率的測定 5．(2018·六安一中三模)用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5 m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的氧氣含量，結(jié)果如下(不考慮化能合成作用)。下列有關分析合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg A.丙瓶中浮游植物的細胞產(chǎn)生[H]的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜 B．在一晝夜內(nèi)，丙瓶生物細胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1 mg C．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低 D．

16、在一晝夜內(nèi)，乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量約為1.1 mg 答案　B 解析　丙瓶內(nèi)無光，其中的浮游植物只進行細胞呼吸，產(chǎn)生[H]的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，A錯誤；丙瓶消耗的氧氣可代表浮游植物的呼吸消耗，約為4.9－3.8＝1.1(mg)，B正確；乙瓶植物光合作用產(chǎn)生O2，瓶內(nèi)CO2減少，丙瓶植物消耗O2，瓶內(nèi)CO2增多，因此乙瓶水樣的pH比丙瓶的高，C錯誤；乙瓶中生產(chǎn)者實際光合作用釋放的氧氣量＝凈光合作用釋放氧氣量＋細胞呼吸消耗氧氣量＝5.6－4.9＋(4.9－3.8)＝1.8(mg)，D錯誤。 6．(2018·安慶二模)研究人員以小麥幼苗為材料，利用密閉透光裝置對影響光合作

17、用的環(huán)境因素進行研究(有關代謝速率以單位時間內(nèi)氣體體積變化量表示，不考慮無氧呼吸)。回答下列問題： (1)小麥葉肉細胞光合作用光反應發(fā)生的場所是________________，若突然大幅度減弱光照，則短期內(nèi)葉肉細胞中C3和C5含量的變化情況分別為________________。 (2)為測定溫度為T、光照強度為a時的真正光合速率，研究人員設計兩組實驗：甲組將小麥幼苗置于溫度為T、黑暗、放置NaOH溶液的條件下，測得單位時間內(nèi)氣體體積減少量為X；乙組將生長狀況與甲組相同的小麥幼苗置于_____________________________________ ______________

18、_____________________ 條件下，測得單位時間內(nèi)氣體體積增加量為Y。該植物真正光合速率為________。 (3)當Y等于0時的光照強度是否為葉肉細胞的光補償點？為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)(葉綠體)類囊體薄膜(或基粒)　(C3)增多、(C5)減少　(2)溫度為T、光照強度為a、放置

19、NaHCO3(或KHCO3等)溶液　X＋Y　(3)不是，因為Y等于0時，葉肉細胞的光合速率等于整個植株的呼吸速率，大于葉肉細胞的呼吸速率(合理即可) 解析　(1)光反應發(fā)生的場所是葉綠體類囊體薄膜，暗反應發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)。若突然大幅度減弱光照，則短期內(nèi)葉肉細胞中ATP和[H]生成減少，C3還原減慢，而CO2與C5結(jié)合生成C3的速率不變，故C3含量增多、C5含量減少。(2)黑暗條件下，測得的單位時間氣體體積減小量X表示小麥幼苗的呼吸速率。要測得乙組小麥幼苗在光照強度為a、溫度為T時的真正光合速率，需測量相同條件下的凈光合速率，即將生長狀況與甲組相同的小麥幼苗置于溫度為T、光照強度為a、放置NaHCO3(或KHCO3等)溶液條件下，測得的單位時間內(nèi)氣體體積增加量Y即凈光合速率。故小麥真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝Y(jié)＋X。(3)Y等于0時，即植株的凈光合速率＝0，此時植株上能進行光合作用的細胞(如葉肉細胞)的光合速率等于整個植株上所有細胞的呼吸速率，所以在該條件下，葉肉細胞的光合速率應大于其呼吸速率。 6