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1、高考提分课(三)光合速率和呼吸速率的关系解读及测定考向一光合速率和呼吸速率的关系考向一光合速率和呼吸速率的关系高考高考这样这样考考【典例典例】(2014(2014全国卷全国卷)某植物某植物净净光合速率的光合速率的变变化化趋趋势势如如图图所示。所示。据据图图回答下列回答下列问题问题：世：世纪纪金榜金榜导导学号学号7798207077982070(1)(1)当当COCO2 2浓浓度度为为a a时时，高光，高光强强下下该该植物的植物的净净光合速率光合速率为为_。COCO2 2浓浓度在度在a ab b时时，曲，曲线线_表表示了示了净净光合速率随光合速率随COCO2 2浓浓度的增高而增高。度的增高而增高
2、。(2)CO(2)CO2 2浓浓度大于度大于c c时时，曲，曲线线B B和和C C所表示的所表示的净净光合速率不光合速率不再增加，限制其增加的再增加，限制其增加的环环境因素是境因素是_。(3)(3)当当环环境中境中COCO2 2浓浓度小于度小于a a时时，在，在图图示的示的3 3种光种光强强下，下，该该植植物呼吸作用物呼吸作用产产生的生的COCO2 2量量_(_(填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)光合作用吸收的光合作用吸收的COCO2 2量。量。(4)(4)据据图图可推可推测测，在温室中，若要采取提高，在温室中，若要采取提高COCO2 2浓浓度的措施度的措施来提高来提高该该种植
3、物的种植物的产产量，量，还应该还应该同同时时考考虑虑_这这一因一因素的影响，并采取相素的影响，并采取相应应措施。措施。【解题指南解题指南】(1)(1)关键知识：净光合速率关键知识：净光合速率=总光合速总光合速率率-呼吸速率。呼吸速率。(2)(2)图示信息：坐标图中净光合速率小于图示信息：坐标图中净光合速率小于0 0时，光合速时，光合速率小于呼吸速率；净光合速率为率小于呼吸速率；净光合速率为0 0时，光合速率时，光合速率=呼吸呼吸速率；净光合速率大于速率；净光合速率大于0 0时，光合速率大于呼吸速率。时，光合速率大于呼吸速率。【解析解析】本题考查环境因素对光合速率的影响。本题考查环境因素对光合速
4、率的影响。(1)(1)图中图中COCO2 2浓度为浓度为a a时，高光强时，高光强(曲线曲线A)A)下的纵坐标为下的纵坐标为0 0，即净光合速率为，即净光合速率为0 0；COCO2 2浓度在浓度在a ab b时，曲线时，曲线A A、B B、C C均表现为上升趋势，即净光合速率均随均表现为上升趋势，即净光合速率均随COCO2 2浓度的增浓度的增高而增高。高而增高。(2)CO(2)CO2 2浓度大于浓度大于c c时，高光强条件下时，高光强条件下(曲线曲线A)A)的净光合的净光合速率仍然能够随着速率仍然能够随着COCO2 2浓度的增加而增加，由此可知。浓度的增加而增加，由此可知。限制限制B B、C
5、C净光合速率增加的环境因素是光强净光合速率增加的环境因素是光强。(3)CO(3)CO2 2浓度小于浓度小于a a时，时，3 3种光强下，净光合速率均小于种光强下，净光合速率均小于0 0，即呼吸速率大于光合速率，也就是说呼吸作用产生，即呼吸速率大于光合速率，也就是说呼吸作用产生的的COCO2 2量大于光合作用吸收的量大于光合作用吸收的COCO2 2量。量。(4)(4)图中图中COCO2 2浓度和光强会影响净光合速率，从而影响浓度和光强会影响净光合速率，从而影响植物的产量，故为提高植物的产量，应综合考虑植物的产量，故为提高植物的产量，应综合考虑COCO2 2浓浓度和光强的影响。度和光强的影响。答案
6、：答案：(1)0(1)0A A、B B和和C C(2)(2)光强光强(3)(3)大于大于(4)(4)光强光强备备考考这样这样做做1.1.记记住基本关系式：住基本关系式：真正真正(总总)光合速率光合速率=净净(表表观观)光合速率光合速率+_。2.2.理解理解“三率三率”的表示方法：的表示方法：项项目目常用表示方法常用表示方法真正光真正光合速率合速率O O2 2产产生生(生成生成)速率速率COCO2 2固定速率固定速率有机物有机物产产生生(制制造、生成造、生成)速率速率呼吸速率呼吸速率项项目目常用表示方法常用表示方法净净(表表观观)光合速率光合速率O O2 2释释放速率放速率 COCO2 2吸收速
7、率吸收速率有机物有机物积积累速率累速率呼吸呼吸速率速率黑暗中黑暗中O O2 2吸收速率吸收速率黑暗中黑暗中COCO2 2释释放速率放速率有机物消耗速率有机物消耗速率根据表格内容完善下面的公式：根据表格内容完善下面的公式：(1)(1)光合作用光合作用O O2 2的的产产生量生量=光合作用光合作用O O2 2的的_量量+黑暗黑暗中中O O2 2的的_量。量。(2)(2)光合作用光合作用COCO2 2的固定量的固定量=光合作用光合作用COCO2 2的的_量量+黑黑暗中暗中COCO2 2的的_量。量。(3)(3)光合作用有机物的光合作用有机物的产产生量生量=光合作用有机物的光合作用有机物的_量量+有机
8、物的有机物的_量。量。释释放放吸收吸收吸收吸收释释放放积积累累消耗消耗3.3.看懂曲看懂曲线线模型：模型：(1)O(1)O点：植物只点：植物只进进行行_。CC点：光合速率达点：光合速率达到到_。细细胞呼吸胞呼吸最大最大值值(2)AB(2)AB段：段：净净光合速率光合速率_0(_0(填填“”“”“=”或或“”“”“=”或或“”“”“=”或或“”)，植，植物因物因积积累有机物而生累有机物而生长长。预测这样练预测这样练1.1.某生物研究小某生物研究小组组在密在密闭闭恒温玻璃温室内恒温玻璃温室内进进行植物栽行植物栽培培实验实验，连续连续48 h48 h测测定温室内定温室内COCO2 2浓浓度及植物度及
9、植物COCO2 2吸收速吸收速率，得到如下率，得到如下图图所示曲所示曲线线(整个整个过过程呼吸速率恒定程呼吸速率恒定)，据，据图图分析正确的是分析正确的是()世世纪纪金榜金榜导导学号学号7798207177982071A.A.图图中植物呼吸速率与光合速率相等的中植物呼吸速率与光合速率相等的时间时间点有点有3 3个个B.B.绿绿色植物吸收色植物吸收COCO2 2速率达到最大的速率达到最大的时时刻是第刻是第4545小小时时C.C.实验实验开始的前开始的前2424小小时时比后比后2424小小时时的平均光照的平均光照强强度弱度弱D.D.实验实验全全过过程叶肉程叶肉细细胞内胞内产产生生ATPATP的的场
10、场所是所是线线粒体和叶粒体和叶绿绿体体【解析解析】选选C C。图中细线是在恒温密闭环境中测得的。图中细线是在恒温密闭环境中测得的COCO2 2吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收吸收COCO2 2，此时光合作用所需的所有，此时光合作用所需的所有COCO2 2全由细胞呼吸全由细胞呼吸提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。据图可知呼提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。据图可知呼吸速率与光合速率相等的点有吸速率与光合速率相等的点有4 4个，分别在第个，分别在第6 6、1818、3030、4242小时；据曲线分析，小时；据曲线分析，COCO2 2吸
11、收速率最大时对应的吸收速率最大时对应的时间是第时间是第3636小时；由曲线图看出，前小时；由曲线图看出，前2424小时比后小时比后2424小时的平均小时的平均COCO2 2吸收速率低，因此，前吸收速率低，因此，前2424小时比后小时比后2424小小时的平均光照强度弱；实验过程中叶肉细胞内既进行时的平均光照强度弱；实验过程中叶肉细胞内既进行细胞呼吸又进行光合作用，产生细胞呼吸又进行光合作用，产生ATPATP的场所包括细胞质的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体。基质、线粒体和叶绿体。2.(20172.(2017济济南模南模拟拟)如如图图表示一生表示一生长长迅速的植物在夏迅速的植物在夏季季24 h2
12、4 h内内COCO2 2净净吸收量和吸收量和净释净释放量放量(单单位：位：mg)mg)。请请回答：回答：世世纪纪金榜金榜导导学号学号7798207277982072(1)(1)在在_时时，该该植物既没有植物既没有COCO2 2的的净净吸收，也没有吸收，也没有COCO2 2的的净释净释放，放，说说明此明此时时刻植物刻植物_。(2)(2)测测定植物呼吸速率比定植物呼吸速率比较简单较简单的方法是的方法是_。假。假设该设该植物在植物在24 h24 h内呼吸速率不内呼吸速率不变变，则该则该植物的呼吸速率植物的呼吸速率为为_mg/h_mg/h，最高光合，最高光合速率速率约为约为_mg/h_mg/h。(3)
13、(3)该该植物在一昼夜中有机物植物在一昼夜中有机物积积累量的代数式可表示累量的代数式可表示为为_(_(用字母表示用字母表示)。(4)(4)若某一若某一阶阶段，段，该该植物体植物体对对COCO2 2的吸收量与的吸收量与释释放量放量总总是是符合符合图图中所示的曲中所示的曲线线，说说明植物正明植物正处处于旺盛生于旺盛生长长状状态态，因因为这为这一一阶阶段段_。【解析解析】(1)(1)从图中可以看出，在从图中可以看出，在1818：0000和和6 6：0000时，时，该植物该植物COCO2 2的吸收量均为的吸收量均为0 0，即细胞呼吸产生的，即细胞呼吸产生的COCO2 2刚好刚好被光合作用吸收，光合作用
14、强度与细胞呼吸强度相被光合作用吸收，光合作用强度与细胞呼吸强度相等。等。(2)(2)在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，单位时间内在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，单位时间内COCO2 2释放量可以表示呼吸速率，测定植物呼吸速率比较释放量可以表示呼吸速率，测定植物呼吸速率比较简单的方法是测定在黑暗条件下单位时间内简单的方法是测定在黑暗条件下单位时间内COCO2 2释放释放量。图中植物夜间量。图中植物夜间COCO2 2的释放量为的释放量为10 mg/h10 mg/h，该值表示，该值表示呼吸速率。图中呼吸速率。图中C C区段区段COCO2 2吸收的最高值为吸收的最高值为75 mg/h75 mg/h，此，
15、此值表示净光合速率，此时真正光合速率为净光合速率值表示净光合速率，此时真正光合速率为净光合速率+呼吸速率呼吸速率=75+10=85 mg/h=75+10=85 mg/h。(3)(3)白天植物光合速率大于呼吸速率，则白天植物光合速率大于呼吸速率，则A A和和C C区段表示区段表示白天积累的有机物；夜间只进行细胞呼吸，则白天积累的有机物；夜间只进行细胞呼吸，则B B区段表区段表示夜间消耗的有机物，故该植物在一昼夜中有机物示夜间消耗的有机物，故该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为积累量的代数式可表示为A+C-BA+C-B。(4)(4)图中图中A+CA+C的面积大于的面积大于B B，表示光合作
16、用强度大于细胞，表示光合作用强度大于细胞呼吸强度呼吸强度(同化作用大于异化作用同化作用大于异化作用)，植物积累的有机，植物积累的有机物较多，说明该植物正处于旺盛生长阶段。物较多，说明该植物正处于旺盛生长阶段。答案：答案：(1)18(1)18：0000和和6 6：0000光合作用强度与细胞呼吸光合作用强度与细胞呼吸强度相等强度相等(2)(2)测定在黑暗条件下单位时间内测定在黑暗条件下单位时间内COCO2 2的释的释放量放量10108585(3)A+C-B(3)A+C-B(4)A+C(4)A+C的总面积大于的总面积大于B B，表示植物光合作用强度大于细胞呼吸强度表示植物光合作用强度大于细胞呼吸强度
17、(同化作用同化作用大于异化作用大于异化作用)，植物积累的有机物较多，植物积累的有机物较多3.3.某研究小某研究小组测组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收收COCO2 2的速率和遮光的速率和遮光(完全黑暗完全黑暗)后后释释放放COCO2 2的速率。吸收的速率。吸收或或释释放放COCO2 2的速率随的速率随时间变时间变化化趋势趋势的示意的示意图图如下如下(吸收或吸收或释释放放COCO2 2的速率是指的速率是指单单位面位面积积叶片在叶片在单单位位时间时间内吸收或内吸收或释释放放COCO2 2的量的量)，回答下列，回答下列问题问题：(1)(1)在光照条件下，在光照条件
18、下，图图形形A+B+CA+B+C的面的面积积表示表示该该植物在一植物在一定定时间时间内内单单位面位面积积叶片光合作用叶片光合作用_，其中，其中图图形形B B的面的面积积表示表示_。从。从图图形形C C可推可推测该测该植物存在另一个植物存在另一个_的途径。的途径。COCO2 2进进出叶肉出叶肉细细胞都是通胞都是通过过_的方式的方式进进行的。行的。(2)(2)在上述在上述实验实验中，若提高温度、降低光照，中，若提高温度、降低光照，则图则图形形_(_(填填“A A”或或“B B”)的面的面积变积变小，小，图图形形_(_(填填“A A”或或“B B”)的面的面积积增大，原因是增大，原因是_。【解析解析
19、】本题考查光合作用和细胞呼吸的相关知识及本题考查光合作用和细胞呼吸的相关知识及对图形的识别能力。对图形的识别能力。(1)(1)根据坐标图分析，根据坐标图分析，A A为叶肉细胞进行光合作用时为叶肉细胞进行光合作用时COCO2 2的净吸收量，即净光合速率。而的净吸收量，即净光合速率。而B B、C C均为遮光后释放均为遮光后释放的的COCO2 2量，即量，即B+CB+C的总和则是植物自身产生的总和则是植物自身产生COCO2 2的量，光的量，光照下照下A+B+CA+B+C的面积表示光合作用过程中固定的的面积表示光合作用过程中固定的COCO2 2的总的总量。遮光之后，植物主要进行细胞呼吸产生量。遮光之后
20、，植物主要进行细胞呼吸产生COCO2 2，根据，根据遮光后平稳段的直线的变化趋势可以推出遮光后平稳段的直线的变化趋势可以推出B B的面积表示的面积表示这段时间内植物细胞呼吸放出的这段时间内植物细胞呼吸放出的COCO2 2量，而量，而C C则表示植则表示植物可能通过其他途径产生物可能通过其他途径产生COCO2 2。COCO2 2属于小分子，进出细属于小分子，进出细胞都是通过自由扩散的方式进行的。胞都是通过自由扩散的方式进行的。(2)(2)提高温度，细胞呼吸增强，降低光照，光合作用减提高温度，细胞呼吸增强，降低光照，光合作用减弱，因此单位面积叶片在单位时间内的弱，因此单位面积叶片在单位时间内的A
21、A面积减小，面积减小，B B面积增大。面积增大。答案：答案：(1)(1)固定固定COCO2 2总量细胞呼吸放出的总量细胞呼吸放出的COCO2 2量量释放释放COCO2 2(其他答案合理也可其他答案合理也可)自由扩散自由扩散(2)A(2)AB B光合速率降低，呼吸速率增强光合速率降低，呼吸速率增强(其他答案合其他答案合理也可理也可)考向二光合速率与呼吸速率的考向二光合速率与呼吸速率的测测定定 高考高考这样这样考考【典例典例】(2014(2014江江苏苏高考高考)为为研究浮游藻研究浮游藻类类的光合作的光合作用，将一种用，将一种绿绿藻培养至指数生藻培养至指数生长长期，并以此期，并以此为为材料，材料，
22、测测定了藻定了藻细细胞在不同条件下的胞在不同条件下的净净光合速率光合速率(PnPn)。图图1 1为为光合放氧光合放氧测测定装置的示意定装置的示意图图；图图2 2是不同是不同NaHCONaHCO3 3浓浓度度(pH 8.5(pH 8.5，25)25)条件下条件下测测得的得的PnPn曲曲线图线图。请请回答下列回答下列问题问题：世：世纪纪金榜金榜导导学号学号7798207377982073(1)(1)通通过变换图过变换图1 1中光源，可研究中光源，可研究_、_对对光合作用的影响。光合作用的影响。(2)(2)在在测测定不同光照定不同光照对对PnPn的影响的影响时时，如不精确控制温，如不精确控制温度，度
23、，则测则测得的光照与得的光照与PnPn的关系的关系_(_(填填“呈正呈正相关相关”“”“呈呈负负相关相关”或或“难难以确定以确定”)。(3)(3)由于弱碱性的藻培养液中游离由于弱碱性的藻培养液中游离COCO2 2浓浓度很低，藻光度很低，藻光合作用主要通合作用主要通过过胞内碳酸胞内碳酸酐酐酶酶(CA)(CA)分解水中的分解水中的获获得得COCO2 2。图图2 2中达到最大中达到最大PnPn值值的最低的最低NaHCONaHCO3 3浓浓度度为为_；在更高；在更高NaHCONaHCO3 3浓浓度下，度下，PnPn不再增加的主要原不再增加的主要原因有因有_、_。(4)(4)培养基中的培养基中的 与与
24、之之间间的离子平衡与的离子平衡与pHpH有关，有关，碱性条件下碱性条件下pHpH越高，越高，越少，越少，越多，而越多，而 几乎几乎不能被不能被该该藻利用。在藻利用。在测测定不同定不同pH(7.0pH(7.010.0)10.0)对对光合作光合作用的影响用的影响时时，导导致致PnPn发发生生变变化的因素有化的因素有_、_。【解解题题探究探究】1.1.分析影响分析影响测测定定净净光合速率的两大因素：光合速率的两大因素：(1)(1)光照：光照：图图1 1中提供可中提供可调调光源，改光源，改变变光合速率的途光合速率的途径有两个：径有两个：_、_。(2)(2)温度：通温度：通过过影响影响_来影响光合作用来
25、影响光合作用。光光强强光的波光的波长长(光光质质)酶酶的活性的活性2.2.分析分析 影响光合作用的原理：影响光合作用的原理：通通过过两个方面影响光合作用：影响溶液两个方面影响光合作用：影响溶液pHpH和和_。COCO2 2的供的供应应【解析解析】本题考查光合作用的影响因素和酶活性的影本题考查光合作用的影响因素和酶活性的影响因素。响因素。(1)(1)可调光源能改变光照强度、光的波长可调光源能改变光照强度、光的波长(光质光质)，从而，从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。可以研究光强和光质对光合作用的影响。(2)(2)温度是无关变量，温度过高或过低都会影响酶的活温度是无关变量，温度过高或过低都会
26、影响酶的活性，从而影响光合作用，难以确定光照对性，从而影响光合作用，难以确定光照对PnPn的影响，的影响，因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜，以排除因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜，以排除对实验的干扰。对实验的干扰。(3)(3)由题图可以看出，达到最大由题图可以看出，达到最大PnPn值的最低值的最低NaHCONaHCO3 3浓度浓度为为120 mg120 mgL L-1-1；在更高；在更高NaHCONaHCO3 3浓度下，外界因素是浓度下，外界因素是COCO2 2浓度达到了饱和，不能吸收更多的浓度达到了饱和，不能吸收更多的COCO2 2；内部因素是；内部因素是CACA量不足，不能催化
27、分解更多的量不足，不能催化分解更多的 。(4)(4)由题意可知，由题意可知，pHpH一方面会影响一方面会影响 的含量，从而的含量，从而影响影响PnPn；另一方面；另一方面pHpH也会影响也会影响CA(CA(细胞细胞)的活性，从而的活性，从而影响影响PnPn。答案：答案：(1)(1)光强光质光强光质(2)(2)难以确定难以确定(3)120 mg(3)120 mgL L-1-1达到了达到了COCO2 2饱和点饱和点CACA量有限量有限(4)CO(4)CO2 2(或或 )供应量不同供应量不同CA(CA(细胞细胞)活性变化活性变化 备备考考这样这样做做1.1.利用指示利用指示剂测剂测定光合速率和定光合
28、速率和细细胞呼吸速率：胞呼吸速率：(1)(1)方法：利用溴麝香草酚方法：利用溴麝香草酚蓝蓝水溶液水溶液测测定定环环境中境中_量。量。(2)(2)原理：原理：COCO2 2会使溴麝香草酚会使溴麝香草酚蓝蓝水溶液由水溶液由_变绿变绿再再变变_。COCO2 2蓝蓝黄黄2.2.利用气体体利用气体体积变积变化化测测定光合速率和定光合速率和细细胞呼吸速率：胞呼吸速率：(1)(1)经经典典实验实验装置：装置：(2)(2)实验实验装置解装置解读读：甲甲装置：置于黑暗中，装置：置于黑暗中，红红色液滴色液滴变变化是由无氧呼吸化是由无氧呼吸产产生的生的_引起的，因此可引起的，因此可测测定定绿绿色植物的无氧呼吸色植物
29、的无氧呼吸速率。速率。乙装置：置于黑暗中，乙装置：置于黑暗中，红红色液滴色液滴变变化是由有氧呼吸化是由有氧呼吸吸收的吸收的_引起的，因此可引起的，因此可测测定定绿绿色植物的有氧呼吸速色植物的有氧呼吸速率。率。COCO2 2O O2 2丙装置：置于光照下，丙装置：置于光照下，NaHCONaHCO3 3的作用是保的作用是保证证容器内容器内_的恒定，的恒定，满满足足绿绿色植物光合作用的需要，色植物光合作用的需要，红红色液色液滴移滴移动动是由于光合作用是由于光合作用产产生的生的_和和细细胞呼吸消耗的胞呼吸消耗的O O2 2引起的，因此可引起的，因此可测测定定绿绿色植物的色植物的净净光合速率光合速率。C
30、OCO2 2O O2 2 预测这样练预测这样练1.1.某同学研究甲湖泊中某同学研究甲湖泊中X X深度生物的光合作用和有氧呼深度生物的光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取吸。具体操作如下：取3 3个相同的透明玻璃瓶个相同的透明玻璃瓶a a、b b、c c，将，将a a先包以黑胶布，再包以先包以黑胶布，再包以铅铅箔。用箔。用a a、b b、c 3c 3瓶从瓶从待待测测水体深度取水，水体深度取水，测测定定c c瓶中水内容氧量。将瓶中水内容氧量。将a a瓶、瓶、b b瓶密封再沉入待瓶密封再沉入待测测水体深度，水体深度，经经24 h24 h取出，取出，测测两瓶氧两瓶氧含量，含量，结结果如果如图图所示。所
31、示。则则24 h24 h待待测测深度水体中生物深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是世光合作用和有氧呼吸的情况是世纪纪金榜金榜导导学号学号77982074(77982074()A.24 hA.24 h待待测测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是vmolvmol/瓶瓶B.24 hB.24 h待待测测深度水体中生物光合作用深度水体中生物光合作用产产生的氧气量是生的氧气量是kmolkmol/瓶瓶C.24 hC.24 h待待测测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k-v)molk-v)mol/瓶瓶D.24 hD.24 h待待测
32、测深度水体中生物光合作用深度水体中生物光合作用产产生的氧气量是生的氧气量是(k-v)molk-v)mol/瓶瓶【解析解析】选选D D。根据题意知，。根据题意知，a a瓶生物在黑暗条件下仅瓶生物在黑暗条件下仅能进行有氧呼吸，能进行有氧呼吸，24 h24 h待测深度水体中生物进行有氧待测深度水体中生物进行有氧呼吸消耗的氧气量为呼吸消耗的氧气量为(w-v)molw-v)mol/瓶；瓶；b b瓶生物在光照条瓶生物在光照条件下，氧气的增加量为件下，氧气的增加量为(k-w)molk-w)mol/瓶，即瓶内生物瓶，即瓶内生物24 h24 h进行光合作用和有氧呼吸净积累的氧气量进行光合作用和有氧呼吸净积累的氧
33、气量(净光合净光合量量)为为(k-w)molk-w)mol，故，故24 h24 h待测深度水体中生物光合作用待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量产生的氧气量=呼吸消耗的氧气量呼吸消耗的氧气量+净光合量净光合量=(w-v)+(k-ww-v)+(k-w)=()=(k-v)molk-v)mol/瓶。瓶。2.2.研究者用研究者用仪仪器器检测拟检测拟南芥叶片在光南芥叶片在光-暗暗转换转换条件下条件下COCO2 2吸收量的吸收量的变变化，每化，每2 s2 s记录记录一个一个实验实验数据并在数据并在图图中以点中以点的形式呈的形式呈现现。(1)(1)在开始在开始检测检测后的后的200 s200 s内，内，拟
34、拟南芥叶肉南芥叶肉细细胞利用光胞利用光能分解能分解_，同化，同化COCO2 2。而在。而在实验实验的整个的整个过过程程中，叶片可通中，叶片可通过过_将将储储藏在有机物中藏在有机物中稳稳定的定的化学能化学能转转化化为为_和和热热能。能。(2)(2)图图中中显显示，示，拟拟南芥叶片在照光条件下南芥叶片在照光条件下COCO2 2吸收量在吸收量在_mol_molm m-2-2s s-1-1范范围围内，在内，在300 s300 s时时COCO2 2_达到达到2.2mol2.2molm m-2-2s s-1-1。由此得出，。由此得出，叶片的叶片的总总(真正真正)光合速率是光合速率是_molCO_molCO
35、2 2m m-2-2s s-1-1。(本小本小题题所填数所填数值值保留至小数点后一位保留至小数点后一位)(3)(3)从从图图中中还还可看出，在可看出，在转转入黑暗条件下入黑暗条件下100 s100 s以后，以后，叶片的叶片的COCO2 2释释放放_，并达到一个相，并达到一个相对稳对稳定的水定的水平，平，这这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸的呼吸过过程。程。(4)(4)为证为证明叶片在光下呼吸明叶片在光下呼吸产产生的生的COCO2 2中的碳元素中的碳元素一部分来自叶一部分来自叶绿绿体中的五碳化合物，可利用体中的五碳化合物，可利用_技技术进术进
36、行研究。行研究。【解题指南解题指南】(1)(1)关键知识：叶片的总关键知识：叶片的总(真正真正)光合速率光合速率=呼吸速率呼吸速率+净净(表观表观)光合速率。光合速率。(2)(2)图示信息：图示信息：COCO2 2吸收量表示净吸收量表示净(表观表观)光合速率，光合速率，COCO2 2吸收量为吸收量为0 0，表示总，表示总(真正真正)光合速率光合速率=呼吸速率。呼吸速率。【解析解析】本题主要考查光合作用和细胞呼吸的原理及本题主要考查光合作用和细胞呼吸的原理及其应用。其应用。(1)(1)叶肉细胞利用光能分解水，产生氧气。细胞呼吸过叶肉细胞利用光能分解水，产生氧气。细胞呼吸过程是将有机物中稳定的化学
37、能转化为程是将有机物中稳定的化学能转化为ATPATP中活跃的化学中活跃的化学能和热能。能和热能。(2)(2)从图中可以看出从图中可以看出COCO2 2吸收量范围是吸收量范围是0.20.20.6mol0.6molm m-2-2s s-l-l。300 s300 s时没有光照，时没有光照，COCO2 2应该是应该是释放量。叶片的总光合速率释放量。叶片的总光合速率=呼吸速率呼吸速率+净光合速率，净光合速率，因此总光合速率应该为因此总光合速率应该为2.42.42.8molCO2.8molCO2 2m m-2-2s s-1-1。(3)(3)在转入黑暗条件下在转入黑暗条件下100 s100 s以后，叶片的以
38、后，叶片的COCO2 2释放量逐释放量逐渐减少，说明黑暗条件中的呼吸过程可能与有光条件渐减少，说明黑暗条件中的呼吸过程可能与有光条件时不同。时不同。(4)(4)为证明叶片在光下呼吸产生的为证明叶片在光下呼吸产生的COCO2 2中的碳元素一部中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用同位素示踪分来自叶绿体中的五碳化合物，可利用同位素示踪技术进行研究。技术进行研究。答案：答案：(1)(1)水细胞呼吸水细胞呼吸ATPATP中的化学能中的化学能(2)0.2(2)0.20.60.6释放量释放量2.42.42.82.8(3)(3)逐渐减少逐渐减少(4)(4)1414C C同位素示踪同位素示踪3.3.
39、如如图图所示是研究光合作用和所示是研究光合作用和细细胞呼吸的胞呼吸的实验实验装置，装置，根据相关知根据相关知识识回答回答问题问题：(1)(1)甲装置甲装置试试管中收集的气体可以使管中收集的气体可以使带带火星的木条复燃，火星的木条复燃，说说明明绿绿色植物的光合作用放出了色植物的光合作用放出了_。(2)(2)孙孙武同学利用甲装置武同学利用甲装置进进行了行了进进一步探究，一步探究，实验结实验结果果如下表：如下表：试试管与台灯的距离管与台灯的距离(厘米厘米)1010202030304040每分每分钟产钟产生的气泡数生的气泡数(个个)6060252510105 5由此得出的由此得出的结论结论是是_。(3
40、)(3)利用乙装置研究利用乙装置研究绿绿色植物的色植物的细细胞呼吸胞呼吸时时，为为防止光防止光合作用的干合作用的干扰扰，应对该应对该装置装置进进行行_处处理，一段理，一段时间时间后，玻璃管中后，玻璃管中红红墨水将向墨水将向_(_(填填“左左”或或“右右”)移移动动。【解析解析】(1)(1)甲装置用来验证植物的光合作用产生氧气。甲装置用来验证植物的光合作用产生氧气。光合作用的条件是光，该装置放在温暖的光下，照射光合作用的条件是光，该装置放在温暖的光下，照射一段时间，试管中收集的气体可以使带火星的木条复一段时间，试管中收集的气体可以使带火星的木条复燃，表明收集起来的气体有助燃作用，而氧气能够助燃，
41、表明收集起来的气体有助燃作用，而氧气能够助燃，说明绿色植物的光合作用放出了氧气。燃，说明绿色植物的光合作用放出了氧气。(2)(2)分析表中的结果，得出的结论是光照越强，光合作分析表中的结果，得出的结论是光照越强，光合作用越强用越强(或光照越弱，光合作用越弱或光照越弱，光合作用越弱)。(3)(3)光合作用只能在光下进行，细胞呼吸有光、无光都光合作用只能在光下进行，细胞呼吸有光、无光都能进行；细胞呼吸吸收氧气、释放二氧化碳，而二氧能进行；细胞呼吸吸收氧气、释放二氧化碳，而二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收了。因此，利用乙装置研究化碳被氢氧化钠溶液吸收了。因此，利用乙装置研究绿色植物的细胞呼吸时，为防止光合作用的干扰，应绿色植物的细胞呼吸时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行遮光处理，一段时间后，玻璃管中红墨对该装置进行遮光处理，一段时间后，玻璃管中红墨水将向左移动。水将向左移动。答案：答案：(1)(1)氧气氧气(2)(2)光照越强，光合作用越强光照越强，光合作用越强(或光照越弱，光合作用越弱或光照越弱，光合作用越弱)(3)(3)遮光左遮光左