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1、热点总结与高考预测(二)利用气体含量变化判断光合强度和呼吸强度【命题研究】1.命题特点本热点在历年的高考中频繁出现，但一般不是单一知识点的考查，往往结合光合作用和呼吸作用的过程及C3、C5的转化综合考查，考题既有选择题也有非选择题，但多数考题都依托坐标图、装置图进行考查。2.备考策略(1)明确测定指标：光合作用和呼吸作用的强度一般用气体含量的变化来测定，但此时测得的气体含量变化不是真实的光合作用和呼吸作用，而是一种表观的光合作用和呼吸作用。(2)绘制坐标曲线：复习中可通过坐标曲线分析光合速率和呼吸速率的相等点，呼吸速率的最高值及光合速率的最高值。(3)联系生产实际：复习中要重视对光合作用过程和
2、影响因素的分析和理解，并学会结合农业生产解释提高作物产量的原理和途径。【热点总结】一般以光合速率和呼吸速率(即单位时间单位叶面积吸收和放出CO2的量或放出和吸收O2的量)来表示植物光合作用和呼吸作用的强度，并以此间接表示植物合成和分解有机物的量的多少。1.呼吸强度的测定在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，此时测得的氧气吸收量(即空气中O2的减少量)或二氧化碳释放量(即空气中的CO2增加量)直接反映呼吸速率。2.光合强度的测定在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，此时测得的空气中氧气的增加量(或二氧化碳减少量)比植物实际光合作用所产生的O2量(或消耗的CO2量)要少，因
3、为植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳。因此，此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映出表观光合速率或称净光合速率。(1)光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量；(2)光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳消耗量呼吸作用二氧化碳释放量；(3)光合作用葡萄糖净生产量光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量。3.呼吸类型的判定(1)如果吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等，则只进行有氧呼吸；(2)如果不吸收氧气，能放出二氧化碳，则只进行酒精发酵；(3)如果吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量，则既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。【典例训练1】(2011福建高考
4、)如图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是( )A.在9：3011：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓B.在11：0012：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C.在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D.在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应【解析】选B。A项，9:3011:00光照强度增强，光反应提供的ATP和H增多，但净光合速率降低说明暗反应跟不上光反应，反应缓慢；B项，净光合速率可代表有机物的积累量，从图知花生的净光合速率即有机物的积累量比玉米少；C项，从图知，1
5、7:00时两者的净光合速率相同，净光合速率可代表氧气释放量，即氧气释放量相同；D项，18:30时，玉米净光合速率为零，说明光合作用速率等于呼吸作用速率，仍进行光合作用，即有光反应和暗反应。【新题预测1】用某种大小相似的轮藻叶片，分组进行光合作用实验：已知叶片实验前重量，在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h(光照强度相同)，再测其重量变化，得到如下结果：组别组别 一 二 三 四 温度/ 27 28 29 30 暗处处理后重量变变化/mg -1 -2 -3 -1 光照后与暗处处理前重量 变变化/mg +3 +3 +3 +1以下说法错误的是( )A该轮藻呼吸作用酶的最适宜温度约
6、为29B光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等C光照时，第四组轮藻光合作用强度大于呼吸作用强度D光照时，第四组轮藻合成有机物总量为3 mg【解析】选B。暗处理时叶片重量的变化可用于表示细胞呼吸速率，1 h的暗处理后，29时重量变化最大，说明此温度下细胞呼吸速率最快，酶活性最高；光照后与暗处理前(单位时间内)重量的变化加上黑暗时的呼吸速率表示净光合速率，尽管第一、二、三组轮藻重量变化相等，但由于其呼吸速率不相等，所以，单位时间释放的氧气量也是不相等的；光照时，第四组轮藻净光合速率大于0，有有机物的净积累，说明光合速率大于细胞呼吸速率；据以上分析，光照1 h后，第四组轮藻有机物合成总量为3 m
7、g。【新题预测2】某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25和30，如图为该植物处于25环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是( )Aa点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响Bb点时植物才开始进行光合作用C若将温度从25提高到30时，a、d点均上移Dc点时该植物的O2产生量为V1-V2【解析】选C。a点时，光照强度为0，植物细胞只进行呼吸作用，O2的吸收量表示细胞呼吸强度，除受温度的影响外，还受氧气浓度等条件的影响，A错；b点表示该光照强度下既没有O2的释放，也没有O2的吸收，即呼吸作用速率等于光合作用速率，B错；30时，细胞呼吸强度增大，a点上移；在d所对应的光照强度下，
8、光合作用产生的氧更多地用于有氧呼吸，d点上移，C对；c点时，该植物的O2产生量为V1(呼吸作用吸收氧量)+V2(净释放氧量)。细胞代谢实验中各种仪器和操作的作用【命题研究】1.命题特点实验题一直是高考的热点，在高考中对光合作用和呼吸作用的考查也主要以实验为依托，常通过仪器装置提供无氧环境、测定O2和CO2的含量、测定光照强度对光合作用的影响等。2.备考策略将与光合作用和呼吸作用有关的各种实验仪器题分类，分析各种装置图的作用及实验现象，明确实验的过程。【热点总结】1.创造无氧环境(1)图1用凉开水隔绝空气。(2)图2用石蜡或油膜密封玻璃容器，隔绝液体与空气。2.除去、增加或验证CO2(1)图3容
9、器内的碳酸氢钠可放出CO2，使容器内的植物长时间进行光合作用。(2)图4在容器中加入NaOH或Ba(OH)2溶液可除去容器中的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内液滴的移动。(3)图5中NaOH可除去空气中的CO2，澄清的石灰水可验证气体中是否存在CO2。3.光合作用过程中对光的控制(1)图6中U区遮光可引起该区缺乏光照，不能进行光合作用。(2)移动光源，引起植物和光源之间距离的变化，造成光照强度的变化，影响植物的光合作用。(3)图7中三棱镜可起到散光的作用。(4)用带有颜色的薄膜遮光可起滤光的作用。【典例训练2】(2011海南高考)某同学设计了一个探究实验，把培养在
10、完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内(如图所示)，其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba(OH)2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答问题：(1)根据上述实验设计判断，该实验的目的是_。(2)从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的_(大、小)，原因是_；A中的幼苗生长量比C中的_(大、小)，原因是_。【解析】(1)通过观察实验装置及其处理方式，可以看出实验的变量为CO2含量，通过(2)实验结果的预测，可以看出实验的目的是探究CO2含量对植
11、物生长的影响。(2)因为B装置密封，且培养皿中为Ba(OH)2溶液，容器中没有CO2不能进行光合作用，而C中含有少量CO2，可以进行光合作用，因此B的幼苗生长量比C中的小；A不密封可以从外界吸收CO2，光合作用较强，C密封不能从外界吸收CO2，光合作用较弱，因此A中的幼苗生长量比C中的大。答案：(1)探究CO2含量对植物生长的影响(2)小 B装置密封，且培养皿中为Ba(OH)2溶液，容器中没有CO2不能进行光合作用，而C中含有少量CO2，可以进行光合作用大 A不密封可以从外界吸收CO2，光合作用较强，C密封不能从外界吸收CO2，光合作用较弱【新题预测3】在光照适宜、温度恒定的条件下，用左图的实
12、验装置进行植物光合作用或呼吸作用的实验，测量一小时内密闭容器中CO2的变化量绘成右图曲线。下列有关叙述正确的是(注：实际光合作用包含叶片的有机物积累量和呼吸消耗量)( )A根据后30分钟的结果无法计算细胞呼吸速率B前30分钟内绿色植物实际光合作用的平均速率为64ppmminC植物光合作用速率与其叶绿体内的NADPH含量的变化趋势相同D若容器中加入NaHCO3溶液，植物光合速率和呼吸速率都会加强【解析】选B。前30分钟是在光照条件下，(1 680-180)/30为实验过程中的净光合速率；后30分钟是在黑暗条件下，(600-180)/30，可作为细胞呼吸速率，则前30分钟内实际光合作用平均速率=净
13、光合速率+细胞呼吸速率，即(1 680-180)/30+(600-180)/30=64ppmmin，A错、B对；在一定范围内，当光照强度增加时，为暗反应提供的NADPH和ATP增加，光合速率增大，此时两者呈正相关，C错；容器中加入NaHCO3溶液后，能够为光合作用提供原料CO2，植物光合速率加强，但对呼吸作用来说，产物CO2增加，会抑制细胞呼吸，使细胞呼吸速率降低，D错。【新题预测4】为了探究种子萌发时所进行的细胞呼吸类型，请据所给的材料和用具设计实验：实验原理：种子萌发过程中，如果只进行有氧呼吸则吸收氧气量和CO2释放量相等；如果只进行无氧呼吸则只释放CO2。实验材料和用具：萌发的水稻种子、
14、带橡皮塞的玻璃罩2只、100mL的烧杯4个、2根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。实验方法：按照装置一图将实验材料和用具装好。若想得到预期的实验结论，必须同时设计另一组实验装置即装置二，请指出应如何设计。(在方框内绘出装置二的图示并做好相应标注).完成如下表格，预测实验可能出现的现象及结论。(请描述装置一和二中滴液移动状况)实验现实验现 象 结论结论 一左移，二不移动动 只进进行无氧呼吸 既进进行有氧呼吸，也进进 行无氧呼吸 【解析】装置二与装置一相比，除了把氢氧化钠溶液换成等量的清水外，其他条件保持相同。若进行有氧呼吸，装置一中，消耗氧气，产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收，使容器内气压减小，液滴左移，装置二由于产生的二氧化碳和消耗的氧气的体积相等，气压不变，故液滴不移动；若只进行无氧呼吸，装置一中产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收，气压不变，液滴不移动，装置二中产生的二氧化碳使气压增大，液滴右移；若装置一左移，装置二右移，说明既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。答案：.装置二与装置一相同，只是NaOH溶液换成清水 (图略)只进行有氧呼吸 一不移，二右移一左移，二右移
