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1、【考查角度1】光合速率与呼吸速率的综合考查关于光合速率与呼吸速率的考查,在历年高考试题中多次出现,通常以CO2和O2的增加量或减少量为研究对象,结合坐标曲线图分析光合作用与细胞呼吸的强弱,或结合实例考查有机物的积累量与植物生长的关系。,首先明确光合速率与呼吸速率的含义,分析两者之间的关系,然后根据坐标曲线图的走势、CO2或O2的变化量,分析光合作用和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。1.明确呼吸速率与光合速率的表示方法典型图解:,(1)呼吸速率:植物置于黑暗环境时,呼吸速率常用实验容器内CO2的增加量、O2的减少量或有机物的减少量(图中OA段)表示。(2)光合速率包括净(表观)光合速率和
2、真正(实际)光合速率。净(表观)光合速率:植物在有光条件下,净(表观)光合速率常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量(图中OD段)表示。真正(实际)光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量(同化量)或有机物生成量(制造量)(图中AD段)表示。,2.理解呼吸速率与光合速率的联系真正光合速率=净光合速率+呼吸速率此关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:(1)光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量(2)光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量(3)光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量,3.研究净光合速率与植物生长的关系(1
3、)当净光合速率0时,植物积累有机物而生长。(2)当净光合速率=0时,植物不能生长。(3)当净光合速率0时,植物不能生长,长时间处于此状态时,将会死亡。,【高考例证1】(2012广东高考)荔枝叶片发育过程中,净光合速率及相关指标的变化见下表。注:“-”表示未测数据。,(1)B的净光合速率较低,推测原因可能是:叶绿素含量低,导致光能吸收不足;,导致。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中,一段时间后,A的叶肉细胞中,将开始积累;D的叶肉细胞中,ATP含量将。(3)与A相比,D合成生长素的能力;与C相比,D的叶肉细胞的叶绿体中,数量明显增多的结构是。(4)叶片发育过程中,叶面积逐渐增大,是的结果
4、;D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著,其根本原因是。,【解析】(1)影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、CO2浓度等)和内因(叶绿素的含量、酶等),结合表格中的信息可知,B组叶绿素含量为1.1 mg/gfw,叶绿素含量低,气孔开放程度比较低,仅为55%,CO2吸收量比较少,导致光合速率较低。(2)A叶片净光合速率为-2.8mol CO2/m2s,即光合速率小于呼吸速率,且由于是密闭容器,导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸,产生酒精。D叶片中,光合速率大于呼吸速率,且由于是密闭容器,导致容器内二氧化碳越来越少,暗反应减弱,导致ATP增多。,(3)与成熟叶片相比,幼嫩的叶是合
5、成生长素的主要部位之一;叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上,从表中信息可知,由于总叶绿素含量增加,因此D的叶肉细胞的叶绿体中,基粒明显增多。(4)细胞分裂使细胞数目增多,导致叶面积增大;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。答案:(1)气孔相对开放度低二氧化碳供应不足(2)酒精增多(3)低基粒(4)细胞分裂基因的选择性表达,【考查角度2】光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析 及应用 实验题一直是高考的热点,在历年高考中对光合作用与细胞呼吸的考查,常以实验为依托,如通过实验装置来测定呼吸强度、光合作用强度及细胞呼吸类型等。,将与光合作用和细胞呼吸有关的实验装置方面的题分类,在明确实验原理的
6、基础上,分析相关物质的变化及各装置的具体作用。,1.提供无氧环境的实验装置(1)图1用水隔绝空气。(2)图2用石蜡或油膜密封玻璃容器,隔绝液体与空气。,2.与CO2相对含量有关的实验装置,(1)图3容器内的碳酸氢钠可放出CO2,保持容器内CO2浓度恒定,使容器内的植物能够长时间进行光合作用。(2)图4在容器中加入NaOH溶液,可以除去容器中的CO2,减弱容器中植物的光合作用,或降低容器内的压力,引起玻璃管中液滴的移动。(3)图5中NaOH可以除去空气中的CO2,澄清的石灰水能够检验气体中是否存在CO2。,【高考例证2】(2011山东高考)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)
7、。下列分析错误的是()A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中,【解析】选D。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2,所以水中气泡为CO2,故A项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环境,故B项正确。若试管中的水换成冷水,温度下降,酶活性降低,反应速率下降,气泡减少,故C项正确。被分解的葡萄糖中的能量一部分以热能的形式散失,一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中,故D项错误。,1.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是(),A.
8、a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25和30,如图表示该植物处于25环境中,则将温度提高到30时,a点上移,b点左移,d点下移D.当植物缺镁时,b点将向右移,【解析】选C。a点时光照强度为零,叶肉细胞只进行细胞呼吸,由细胞质基质和线粒体产生ATP;b点时植物释放O2与吸收O2量相等,均为0,光合作用强度与细胞呼吸强度相等;该植物由25提高到30时,细胞呼吸增强,光合作用减弱,则a点上移,b点右移,d点上移;镁是合成叶绿素的原料,当植物缺镁时,光合作用相对较弱,则b点将向右移。,2.在外界环境条件恒定时
9、,用如图装置测定种子萌发时的细胞呼吸类型(假设呼吸底物全部为葡萄糖),实验开始时关闭两装置活塞,在25下经过20 min后观察红色液滴的移动情况,下列对实验结果的分析中错误的是(),A.若装置1的红色液滴左移,装置2的红色液滴不移动,则说明此时萌发的种子只进行有氧呼吸B.若装置1的红色液滴左移,装置2的红色液滴右移,则说明此时萌发的种子既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸C.装置1的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O2的体积D.装置2的红色液滴向右移动的体积是有氧呼吸释放CO2的体积,【解析】选D。装置1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压
10、下降引起的;如果装置2中红色液滴不移动,说明细胞呼吸产生的CO2的量与消耗O2的量相等,则种子只进行有氧呼吸。如果装置2的红色液滴右移,说明此时无氧呼吸产生的CO2使瓶内的气压升高,则此时种子既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸。装置1中种子进行有氧呼吸,产生的CO2被NaOH溶液吸收,红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O2的体积。有氧呼吸消耗O2的体积等于释放CO2的体积,无氧呼吸只释放CO2不消耗O2。装置2的红色液滴向右移动的体积是产生CO2与消耗O2的差值,即无氧呼吸释放CO2量。,3.如图甲曲线表示某植物在恒温30时光合速率与光照强度的关系,图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实
11、验装置图。试回答:,(1)图甲曲线中,当光照强度为X时,叶肉细胞中产生ATP的场所有。(2)图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是_。(3)若实验中每隔5 min改变一次试管与玻璃柱之间的距离,随着距离的增加,气泡产生速率下降,产生这一结果的原因是:;。(4)为了探究光照强度对光合速率的影响,利用图乙装置进行实验的设计思路是:。,【解析】(1)甲图中当光照强度为X时,光合速率最快,叶肉细胞既进行光合作用,又进行细胞呼吸,所以产生ATP的场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体。(2)图乙探究的是影响植物光合速率的因素,温度是本实验的无关变量,所以盛水玻璃柱的作用是用来吸收灯光的热量,避免灯光对试管内水温的影响。(3)试管与玻璃柱之间距离增大,光照强度减弱,或者水中的CO2含量下降,使光合作用产生的O2减少,气泡产生的速率下降。(4)设计光照强度影响光合速率的实验,要遵循单一变量原则、对照原则和等量原则,如多组相同装置作为对照等。,答案:(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体(2)吸收灯光的热量,避免灯光对试管内水温的影响(3)光照强度减弱,光合作用产生的O2减少水中CO2含量逐渐下降,光合作用产生的O2减少(4)用多组相同装置,只更换大小不同的灯泡或只改变试管与光源之间的距离,进行对照实验,
