2020屆高三生物精準培優(yōu)專練8：測定光合速率和呼吸速率(附解析)

1、20202020 屆高三生物精準培優(yōu)專練屆高三生物精準培優(yōu)專練 8 8：測定光合速率和呼吸速率、“實驗法實驗法”測定光合速率和呼吸速率測定光合速率和呼吸速率應用應用 1 1：密閉裝置法：密閉裝置法典例 1.某興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置若干組，室溫 25C 下進行了一系列的實驗，對實驗過程中裝置條件及結果的敘述錯誤的是（）A. 若 X 溶液為 CO 緩沖液并給予光照，液滴移動距離可表示凈光合作用強度大小2B. 若要測真光合強度，需另加設一裝置遮光處理，X 溶液為 NaOH 溶液C. 若 X 溶液為清水并給予光照，光合作用大于細胞呼吸時，液滴右移D. 若 X 溶液為清水并遮光處理，消耗的底物

2、為脂肪時，液滴左移應用應用 2 2：黑白瓶法：黑白瓶法典例 2.回答下列與生物的物質(zhì)及能量代謝有關的問題：（1）在森林生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者的能量來自于，生產(chǎn)者的能量可以直接流向（答出 2點即可）。（2）通常，對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說，可根據(jù)水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量（生產(chǎn)者所制造的有機物總量）。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總初級生產(chǎn)量， 可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣， 將水樣分成三等份，一份直接測定 0 含量（A）；另兩份分別裝入不透光（甲）和透光（乙）的兩個玻璃瓶中，2密閉后放回取樣處，若干小時后測定甲瓶中的 0 含量（B）和乙瓶中的 0 含量（

3、C）。據(jù)此回22答下列問題。在甲、乙瓶中生產(chǎn)者呼吸作用相同且瓶中只有生產(chǎn)者的條件下，本實驗中 C 與 A 的差值表附解析）附解析）彌液饕苛內(nèi)氧氣丸足饕苛內(nèi)氧氣丸足”不占不占1覽兀覽兀光一贈一示這段時間內(nèi)；C 與 B 的差值表示這段時間內(nèi)；A 與 B 的差值表示這段時間內(nèi)應用應用 3 3：半葉法：半葉法典例 3.某科研小組采用“半葉法”對某植物葉片的光合速率進行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉移。在適宜光照下照射 6 小時后，在 A、B 的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為 M、M,獲得相應數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光

4、合作用強度，其單AB位是 mg/(dm2h)。(1) M 表示 6 小時后:葉片初始質(zhì)量一呼吸作用有機物的消耗量;M 表示 6 小時后:AB+-呼吸作用有機物的消耗量。(2) 若 M=M-M，則 M 表示。BA(3) 真正光合速率(單位：mg/dm2h)的計算方法(4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出實驗設計思路：、對點、對點增分集訓增分集訓1.下圖為探究綠色植物的相關生命活動過程的實驗裝置。對圖示裝置的分析錯誤的是()A.紅色小液滴移動的距離表示裝置內(nèi) 0 的變化量2左右 -切費葉脈NaOHy|B.若測呼吸速率，該裝置應置于黑暗中，對照組的植物應換成死幼苗5C. 若測光合速率，給予一定

5、的光照，單位時間小液滴移動的距離可代表總光合速率D. 打開閥門并移除 NaOH 溶液后，此裝置可用來驗證水是光合作用原料2.如圖甲曲線表示在溫度為 25C(該溫度是該作物光合作用的最適溫度)，水分和無機鹽均適宜的條件下，溫室內(nèi)光照強度與作物光合速率的關系；圖乙是某同學“探究影響植物光合速率的因素”的實驗裝置。下列有關分析錯誤的是()A. 圖甲曲線中，當 BVEVC 時，限制作物增產(chǎn)的主要因素是 CO 濃度2B. 圖甲曲線中，當光照強度為 B 時，葉綠體吸收 CO 的量等于 a+b2C. 圖乙裝置中盛水玻璃柱的作用是吸收燈光的熱量，避免光照對試管內(nèi)水溫的影響D.若該植物呼吸作用的最適溫度為 30

6、C，在其他條件不變的情況下，將溫度調(diào)節(jié)到30C，圖甲曲線中 a 點上移、b 點下移3為研究環(huán)境因素對某植物光合作用強度的影響，設計圖甲所示實驗裝置若干(已知密閉小室內(nèi)的 CO 充足，光照不影響溫度變化)，在相同溫度條件下進行實驗，一段時2間后測量每個小室中的氣體釋放量，繪制曲線如圖乙。下列敘述正確的是()A. 該實驗中植物釋放的氣體是 0B. 當距離為 C 時，該植物葉肉細胞的光合速率等于呼吸速率時11cd的聊訊械b”n/$WT定媳25C. 當距離由 C 突然變?yōu)?a 時，短時間內(nèi)葉綠體中 C 的含量增加D.當光源與密閉小室的距離小于 a 時，限制光合作用的主要因素是光照強度4某實驗小組將玉米

7、幼苗置于一密閉容器內(nèi)，測定溫度對光合作用和細胞呼吸的影響（用容器內(nèi) CO 的變化量表示），實驗結果如下（“+”表示增加，“一”表示減少），2下列有關敘述不正確的是（）B. 在黑暗情況下，葉肉細胞干重減少C. 光合作用酶和細胞呼吸酶的最適溫度不同D. 在適宜光照下，25C 和 35C 時積累的有機物速率相同5科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研究。圖 1 為光合放氧測定裝置示意圖，圖 2 為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲線。下列有關分析錯誤的是（）A. 研磨葉片時需加入適量 CaCO，可防止葉綠素被降解3B. 圖 1 在反應室中加入 NaHCO 的主要作用是提供 C

8、O卻出朮口水浴室冷也測電極jJ0152025時間(min)圖 2反隔寶、果肉解 J1二進水口NaJICOj32C. 若提高反應液中 NaHCO 濃度，果肉放氧速率將不斷增大3D. 圖 2 中若在 20min 后停止光照，則短時間內(nèi)葉綠體中 C 含量增加36.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 CO 緩沖液（維持氣球內(nèi) CO 濃度不22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

9、右偏轉B該實驗的自變量為光照強度，C點的含義為 0 釋放量最大2C.CE段說明隨燈光距離的增大，0 釋放量減少2D.F點與A、B、C、D點的指針的偏轉方向相同，但數(shù)值較小7如圖所示的密閉透明玻璃裝置內(nèi)放有萌發(fā)的種子（下鋪一層吸滿水的棉布）和一綠色盆栽植物。請據(jù)圖回答下列問題：!甘宦燈（1）萌發(fā)的種子可使裝置內(nèi)的增加，進而有利于盆栽植物（2）若棉布吸的水用180 標記，而用于澆盆栽的水中不含180，一段時間后發(fā)現(xiàn)盆栽植物合成的葡萄糖中含有180，則該過程中，180 所經(jīng)歷的物質(zhì)依次為（用化學式和箭頭表示）。（3）如果把通氣孔堵塞，一段時間后，萌發(fā)種子的有氧呼吸速率會（填“增大”、“不變”或“減小

10、”）；而盆栽植物葉綠體中 C 含量較通氣孔堵塞前（填“增3加”或“減少”），C 含量變化的原因是。3（4）若要利用圖示裝置來檢測該盆栽植物的真正光合速率，則如何操作？（寫出簡要思路即可）。8某興趣小組利用“半葉法”測定植物光合作用強度，具體方法步驟如下：1選取植株上若干生長良好、大小相同且左右對稱的葉片，米用適當?shù)姆椒ㄌ幚砣~柄，殺死韌皮部細胞；2將 A 側用黑布遮光，B 側正常光照，如圖所示；3在恒溫條件下光照 4h 后，在 A、B 兩側的對稱部位截取等面積S(單位面積：cm2)的葉片，烘干稱重求平均值，記為 m、m,(單位：ABmg)。請回答：(1)實驗中殺死葉柄韌皮部細胞的目的是。(2)實

11、驗過程中，A、B 兩側的葉肉細胞產(chǎn)生 ATP 的場所分別是。3)該植物葉片的總光合速率可表示為(4)若要測定葉片的凈光合速率，還需補充的實驗操作是：。測得的凈光合速率可表示為。(注：補充實驗操作所測得的數(shù)據(jù)用字母 X 表示。)9在 25C、CO 濃度為 0.10%等環(huán)境條件下，實驗測得某植物幼苗光合作用與光照2強度關系，結果如圖甲所示。請回答下列問題：(1) 在其他條件不變的情況下，環(huán)境溫度由 25C 升高到 30C 的過程中，D 點逐漸左移，對這種變化的合理解釋是溫度升高，光合作用的降低，光飽和點下降。(2) 在溫度等條件保持不變的情況下，CO 濃度若下降到 0.03%,B 點右移，對該2現(xiàn)

12、象最合理的解釋是 CO 濃度下降，階段減弱，故在光合作用強度達到2與呼吸作用強度時所需要的光照強度相應增強。（3）若在植物培養(yǎng)液中加入抑制暗反應的藥物后，發(fā)現(xiàn)在同樣的光照條件下釋放氧氣車化碳的吸收速率比照強度物苗物苗的速率會下降。分析主要原因是的積累，使光反應速率減慢。（4）要測得植物在溫度為 25C、光照強度為 D 時的真正光合速率，根據(jù)圖乙實驗裝置及必備的溶液（NaHCO 溶液、NaOH 溶液）至少需要設計兩組實驗。3一組裝置：放置 NaOH 溶液，將植物置于溫度為 25C、條件下，測呼吸作用速率（氧氣的吸收速率）；另一組裝置：放置同種生長狀況相同的植物、NaHCO3溶液，并置于溫度為 C

13、、的密閉環(huán)境中，測凈光合速率（氧氣的釋放速率）。參考答案參考答案、“實驗法實驗法”測定光合速率和呼吸速率測定光合速率和呼吸速率典例 1.【答案】C【解析】若 X 溶液為 CO 緩沖液并給予光照，光合作用將吸收 CO 釋放 0 導致液滴222向右移動，液滴移動的距離是釋放 0 的原因，可表示凈光合作用強度大小，A 正確；若2要測真光合強度，即光合作用的總量，就要明白真正的光合強度=凈光合作用強度（釋放的O 量）+呼吸消耗強度（吸收的 O 量），X 溶液為 CO 緩沖液并給予光照，可表示凈222光合作用強度大小，那 X 溶液為 NaOH 溶液并遮光處理，在有氧呼吸中吸收的 0 量等于2產(chǎn)生的 CO

14、 量并被 NaOH 吸收，導致密閉小室中氣體體積減小，液滴向左移動，可表示的2是呼吸消耗強度，B 正確；清水既不吸收和釋放 O，也不吸收和釋放 CO.X 溶液為清水22并給予光照，光合作用大于細胞呼吸時，呼吸作用產(chǎn)生的 CO 全部被光合作用所用，光2合作用產(chǎn)生的 O 除滿足呼吸作用所用外，又釋放到細胞外，同時從細胞外吸收 CO，但22是密閉小室中的 CO 量有限，限制釋放的 O 量和吸收的 CO 量相等，液滴不移動,C 錯誤；222若 X 溶液為清水并遮光處理，消耗的底物為脂肪時，由于脂肪中H含量比糖中高，有氧呼吸時消耗的 O 量多，產(chǎn)生的 CO 量相對減少，導致密閉小室中氣體體積減小，液滴2

15、2左移，D 正確。典例 2【答案（1）太陽能初級消費者、分解者（2）生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量生產(chǎn)者光合作用的總放氧量生產(chǎn)者呼吸作用的耗氧量【解析】（1）在森林生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者的能量來自于生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能。生產(chǎn)者的能量可以直接隨著初級消費者的攝食作用而流入初級消費者，也可以隨殘枝敗葉流向分解者。（2）依題意可知：甲、乙兩瓶中只有生產(chǎn)者，A 值表示甲、乙兩瓶中水樣的初始 O 含量； 甲瓶 O 含量的變化反映的是呼吸作用耗氧量， 因此 B=A呼吸作用耗氧量；22乙瓶 O 含量變化反映的是凈光合作用放氧量，所以 C=A+光合作用總放氧量一呼吸作用耗2氧量。綜上分析，本實驗中，CA=光合

16、作用總放氧量一呼吸作用耗氧量=凈光合作用的放氧量，即 C 與 A 的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者凈光合作用的放氧量；CB=光合作用總放氧量，即 C 與 B 的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者的光合作用的總放氧量；AB=呼吸作用耗氧量，即A 與 B 的差值表示這段時間內(nèi)生產(chǎn)者的呼吸作用耗氧量。典例 3【答案】（1）葉片初始質(zhì)量光合作用有機物的總產(chǎn)量（2）B 葉片被截取部分在 6 小時內(nèi)光合作用合成的有機物總量（3）M 值除以時間再除以面積，即 MF（截取面積 X 時間）（4）將在測定葉片的相對應部分切割的等面積葉片分開，一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計算出葉片的

17、呼吸速率【解析】（1）A 部分遮光處理，植物葉肉細胞只能進行呼吸作用，因此 M 表示 6A小時后：葉片初始質(zhì)量一呼吸作用有機物的消耗量；B 部分為遮光，植物葉肉細胞同時進行呼吸作用和光合作用，因此 M 表示 6 小時后：葉片初始質(zhì)量+光合作用有機物的總B產(chǎn)量-呼吸作用有機物的消耗量。（2）根據(jù)第（1）題可知，M=M-M=（葉片初始質(zhì)量+BA光合作用有機物的總產(chǎn)量-呼吸作用有機物的消耗量）-（葉片初始質(zhì)量-呼吸作用有機物的消耗量）=B 葉片被截取部分在 6 小時內(nèi)光合作用合成的有機物總量。（3）真光合速率的大小可用單位時間、單位葉面積所吸收的 CO 或釋放的 O 表示，亦可用單位時間、22單位葉

18、面積所積累的干物質(zhì)量表示。因此真光合速率=皿三（截取面積 X 時間）。（4）本方法主要是將光合作用和呼吸作用分開進行，最后取差值來計算單位面積、單位時間內(nèi)的光合速率的方法。 因此將在測定葉片的相對應部分切割的等面積葉片分開， 一部分立即烘干稱重，另一部分在暗中保存幾小時后再烘干稱重，根據(jù)二者干重差即可計算出葉片的呼吸速率。二、對點增分集訓1.【答案】C【解析】裝置中 NaOH 溶液的作用是吸收 CO，無論是測光合速率還是呼吸速率，紅色小2液滴移動的距離都表示裝置內(nèi) O 的變化量，A 項正確；植物呼吸速率測定的條件是將裝置置2于黑暗中。為了使測得的有色液滴移動數(shù)值更準確，必須排除外界環(huán)境對這個裝

19、置的影響，因此對照組裝置內(nèi)應放入與實驗組相同的死幼苗，以測定該裝置未進行呼吸時液滴的移動，從而得出更準確的數(shù)據(jù)，B 項正確；若要測光合速率，應先將 NaOH 溶液換成 NaHCO 緩沖液，3后給予一定的光照，單位時間小液滴移動的距離可代表凈光合速率，C 項錯誤；裝置內(nèi)植物有一葉片的主脈切斷分成 A、B 兩部分，若打開閥門，移除 NaOH 溶液，該裝置可用來驗證水是光合作用原料，實驗設計思路如下：將此裝置在黑暗處放置一晝夜后，移到陽光下。一段時間后取下實驗葉片，除去葉綠素后滴加碘液，觀察 A、B 兩部分顏色變化，D 項正確。2.【答案】D【解析】圖甲曲線是在溫度為 25C 條件下獲得的。若該植物

20、呼吸作用的最適溫度為30C，光合作用的最適溫度是 25C，在其他條件不變的情況下，將溫度調(diào)節(jié)到 30C，則呼吸速率增大，光合速率有所減弱，所以圖甲曲線中的 a 和 b 點都將向下移動，D 項錯誤。3.【答案】C【解析】當光源與密閉小室的距離大于 c 時，呼吸速率大于光合速率，植物釋放的氣體是 CO,在距離小于 c 時，光合速率大于呼吸速率，植物釋放的氣體是 0,A 項錯誤；22實驗測得是整個植株氣體釋放速率， 但相當一部分細胞不能進行光合作用， 但可以進行呼吸作用，所以葉肉細胞的光合速率應大于呼吸速率，B 項錯誤；當距離由 c 突然變?yōu)?a 時，光照強度增強，短時間內(nèi)葉綠體中 C 的含量增加，

21、C 項正確；當光源與密閉小室5的距離小于 a 時， 光合速率達到最大， 限制光合作用的主要因素不再是光照強度， D 項錯誤。4.【答案】A【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，黑暗下植物只進行呼吸作用，因此其數(shù)值代表相應溫度下的呼吸作用速率，而光照下，植物進行光合作用和呼吸作用，因此光照下的數(shù)值表示相應溫度下的凈光合作用速率，30C 呼吸作用速率為 35,凈光合作用速率為 35,光合作用速率為 70,故 A 錯誤；黑暗環(huán)境下，植物進行呼吸作用分解有機物，導致有機物的含量減少，故B 正確；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，呼吸作用的最適溫度為 35,而光合作用的最適溫度為 30，故 C正確；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，25C 和 3

22、5C 的凈光合作用速率相同，即有機物的積累量相同，故D 正確。5.【答案】C【解析】若提高反應液中 NaHCO 濃度，果肉細胞的光合作用會逐漸增強，但由于光3照強度、溫度等因素的限制，果肉細胞的光合速率最終趨于穩(wěn)定，C 項錯誤。6.【答案】D【解析】F 點時呼吸速率大于光合速率，此時指針偏轉方向應與 A、B、C、D 點的相反。7.【答案】(1)C0 光合作用2(2)血 0080CH180226126(3)減小減少通氣孔堵塞，萌發(fā)的種子產(chǎn)生的 CO 不能進入盆栽植物一2側，盆栽植物側的 CO 含量減少，通過 CO 的固定形成 C 的量減少，但其還原正常進行223(合理即可)(4) 將通氣孔堵塞，

23、并在盆栽植物側加入 CO 緩沖液，用氧氣傳感器檢測有光和無2光情況下氧氣的變化速率，再進行相關計算【解析】(1)萌發(fā)的種子生命活動旺盛，呼吸作用加強，可使裝置內(nèi)的 CO 增加，2進而有利于盆栽植物的光合作用。(2)萌發(fā)的種子進行細胞呼吸時會消耗吸水棉布中 H1802的產(chǎn)生 Ci80，Ci80 通過通氣孔進入裝置右側，被盆栽植物進行光合作用時利用，從而產(chǎn)22生 CHi80(3)通氣孔堵塞，盆栽植物光合作用產(chǎn)生的氧氣不能被萌發(fā)的種子所利用，6126而萌發(fā)的種子呼吸作用釋放的 CO 也不能被盆栽植物所利用，故通氣孔堵塞一段時間后，2萌發(fā)種子的有氧呼吸會減弱；由于盆栽植物側的 C0 含量減少，通過 C

24、0 的固定形成 C223的量減少，但其還原正常進行，故盆栽植物葉綠體中 C 含量較通氣孔堵塞前減少。(4)3檢測植物的真正光合作用速率時，要在黑暗環(huán)境中測得該植物的呼吸速率，還要在有光條件下測凈光合作用速率，通過計算可得植物的真正光合作用速率。8. 【答案(1)阻止葉片中有機物質(zhì)的轉移(或阻止葉片中有機物的輸出和輸入)(2)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體(3)(m-m)/4Smg/(cm2h)BA(4) 實驗開始時另取若干葉片分別截取面積 S 的葉片，立即烘干稱重求平均值，記為X(m-X)/4Smg/(cm2h)B【解析】 (1)韌皮部細胞中含有篩管， 殺死葉柄韌皮部細胞可阻止葉片中的有機物轉移，保證實驗中 B 側葉片測定的有機物總量為原有的有機物量+這段時間光合作用產(chǎn)生有機物量-這段時間呼吸作用消耗有機物的量。(2)實驗中，A 側用黑布遮光，只能進行呼吸作用，葉肉細胞產(chǎn)生 ATP 的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，B 側正常光照能進行光合作用和呼吸作用，葉肉細胞產(chǎn)生 ATP 的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體0(3)A 側只進行呼吸作用消耗有機物即 m=原有的有機物量-呼吸作用消耗有機物的量，B 側A同時進行光合作用和呼吸作用即皿=原有有機物的量+光合作用產(chǎn)生有機物的量-呼吸作B用消耗有機物的量，則 4h 內(nèi)該植物面積 S 的葉片光合作用產(chǎn)生的有機物的量-m-m，該A