2023届高三生物二轮复习微专题二：光合速率和呼吸速率的测定
(新高考适用)2023版高考生物二轮总复习 专题2 细胞代谢 第2讲 细胞呼吸与光合作用课件
2．环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化 (1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化
条件
光 照 由 强 到 光照由弱到强，CO2 供 应 由 CO2供应由不
弱，CO2供应 不变
CO2供应不变
充足到不足，足 到 充 足 ， 光照不变 光照不变
【解析】 分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需 要蛋白的协助，A正确；有氧呼吸过程中，第三阶段在线粒体的内膜上 进行，前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水，并产生大量能量形成 大量ATP，B正确；分析题图可知，还原型辅酶NADH中的H＋和电子被 电子传递体所接受，结果使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，线粒体内膜 两侧形成H＋梯度，C错误；分析题图，NADH中的H＋和电子被电子传 递体所接受，使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，在线粒体内膜两侧形成 一个质子跨膜梯度，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋ 向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，D正确。
变式三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
3．(2022·开封模拟)干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸 收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问 题：
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速 率明显加快，原因是_自__由__水__是__细__胞__内__的__良__好__溶__剂__，__许__多__生__物___化__学__反__应__ _需__要__水__的__参__与__，__水__参__与__物__质__运__输_____(至少答出两点)。
【解析】 有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段 在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体 都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶 段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为 CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参 与，不需要氧气的参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有 少量DNA，可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D正确。
高考生物二轮复习：专题二 第2讲 光合作用与细胞呼吸
第2讲光合作用与细胞呼吸专题突破练(A组)1．下图是细胞代谢过程中某些物质变化过程，下列叙述正确的是()A．真核细胞中催化过程①②③的酶都位于细胞质基质中B．酵母菌细胞中过程③⑤进行的场所不同，但都能合成ATPC．过程①④⑤都需要氧气的参与才能正常进行D．叶肉细胞中过程⑤产生的ATP可用于过程⑥中C3的还原答案 A解析酵母菌细胞中过程③不能合成A TP；过程①不需要氧气的参与；叶肉细胞中过程⑤产生的ATP可用于各项生命活动，但不包括暗反应中C3的还原，光反应产生的ATP用于暗反应。
2．某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料，研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率，绘出图甲、乙和丙，图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()A．a B．b C．c D．d答案 A解析3．下图为某同学绘制的某绿色植物的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2和O2释放量的变化图。
下列有关叙述正确的是(双选)()A．光照强度为a时，该细胞可能只有呼吸作用B．光照强度为b时，该细胞只能进行无氧呼吸C．光照强度为c时，该细胞有机物积累量为零D．光照强度为d时，该细胞的实际光合速率大于8个单位答案AD解析光照强度为a时，只有CO2的释放，说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度或者是没有光合作用，A项对；光照强度为b时，无CO2释放，也无O2释放，说明光合作用产生的氧气恰好被呼吸作用消耗，B项错；光照强度为c时，既有CO2释放，也有O2释放，不可能成立，C项错；光照强度为d时，实际光合速率应该是测出的表观光合速率(8个单位)加上被呼吸消耗的那部分，D项对。
4．(2014·安徽，29Ⅰ)某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。
(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)与15 d幼苗相比，30 d幼苗的叶片净光合速率____。
与对照组相比，________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是___________________________________。
2020版高考生物学科素养微专题2总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定课件
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解析 (1)据图可知,相同光照强度下,两种叶片净光合速率有所不同, 且A叶片达到净光合速率最大值时的光照强度小于B叶片达到净光 合速率最大值时的光照强度,所以A叶片是树冠下层的叶片。(2)光 照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧 速率不变,说明光合作用的光反应不变,光反应产生的ATP和 NADPH不变,A叶片净光合作用速率下降的原因是暗反应受到抑制。 (3)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以常用无水乙 醇提取绿叶中的叶绿素。
A.图甲中A点对应的纵坐标的数值可用图乙中的m2或n2表示 度,植物不吸收气体,也不释放气体,所以图乙中不存在的过程是m2、m3、 B.在图甲中A点时,图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4 n2 、 E点以后,图乙中n4不再增加 其主要原因是 m3值 3,C项正确。图甲中 C.n 在图甲中 C点时,图乙中不存在的过程是 m2、,m 、 n 、 n 3 2 3 太低 项错误。 D.,D 图甲中 E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m1值太低 关闭
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典例6(2018安徽太和一中预测押题) 某兴趣小组设计了如下图所示的实验装 关闭 置若干组,室温25 ℃下进行了一系列的实验, 给予光照时 ,装置内植物既进行光合作用 ,也进行细胞呼吸,CO2缓冲液可 下列有关叙述错误的是 ( ) 注 装置内氧气充足 ,不考虑无氧呼吸。 保持装置内 CO2浓度不变 ,此时液滴移动距离即表示净光合作用产生O2
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表示方法 ①“测定的”植物(叶片)CO2 的吸收量或“实验容 器内”CO2 的减少量;②“植物(叶片)”O2 的释放 净光合速率 量或“容器内”O2 的增加量;③植物(叶片)“积累” 葡萄糖的量或植物(叶片)质量(有机物)的增加 量 ①叶绿体“吸收”CO2 的量;②叶绿体“释放”O2 的 真正光合速率 量;③植物或叶绿体“产生”葡萄糖的量 呼吸速率(遮光条 黑暗条件下,植物 CO2 释放量、O2 吸收量或葡 件下测得) 萄糖消耗量
呼吸速率和光合、速率测定
1．（16分）下图甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。
在不同强度的光照条件下，测得的气体体积如图乙所示。
图丙为叶肉细胞中有关细胞器的结构模式图。
植物叶片的呼吸速率不变。
根据光合作用的过程，随着光照强度的增大，光合作用逐渐增强，消耗的氧气（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置如甲图所示。
实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间均等），液滴所在位置应在实验初始标记的位置处。
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存在的箭头有（填字母）。
当光照强度由0—20千勒克斯的变化中，图甲中的CO2缓冲液的PH 值。
（3）当光照强度为15千勒克斯时，叶片1小时光合作用产生的气体量为毫升。
若此时叶片的呼吸熵（放出CO2与吸收O2的比值）为0.8，那么叶片光合作用除自身呼吸提供的CO2外，还需从外界吸收CO2毫升。
导致此时叶片的呼吸熵小于1的因素是。
（4）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是。
如果对照组在相同光照情况下，刻度管中的红色液滴较之实验组向右移了5毫升，其原因是。
（5）如果将甲图中的CO2缓冲液改为水，则实验测得的数据指标是值。
【答案】（1）左侧（1分）（2）abcd 先降低后升高（3）200 160 有非糖物质参与了有氧呼吸（4）新鲜叶片改为等量的经消毒的死叶片（1分）环境物理因素（如温度变化等）对实验的影响（5）释放的二氧化碳与吸收氧气量的差【解析】试题分析：（1）观察甲图可以发现，光照强度在0-2.5千勒克斯范围内，光合作用小于呼吸作用强度，因此试管中氧气量不断减少，即试管中的气体总量始终是小于初始气体总量的，所以液体左移，偏在初始位置的左侧。
（2）光照强度为10千勒克斯时，气体总量增加，说明呼吸作用强度小于光合作用强度，此时光合作用除了要利用呼吸作用产生的二氧化碳之外，还要从外面吸收一部分二氧化碳；光合作用释放的氧气除了提供给呼吸作用之外，还有一部分能释放出去．丙图中右为线粒体，左为叶绿体，可知箭头a、b、c、d是存在的。
(新人教版)2020版高考大一轮复习学科素养微专题2总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(生物)
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答案 (1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种 植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下 降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO2
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解析 (1)根据曲线的走势以及曲线的起点可知,甲的细胞呼吸速率 大于乙。光照强度大于a时,甲的净光合速率大于乙,所以甲的实际 光合速率也远大于乙,所以甲对光能的利用率要高于乙。(2)当种植 密度过高时,单株获取的光能减少,光照强度降低同等程度的情况 下,对甲植株单株的影响要大于乙植株,所以,如果种植密度过大,净 光合速率下降幅度较大的是甲植物。(3)无论是光补偿点还是光饱 和点,甲的都高于乙的,所以乙更适合在光照强度较低的林下种植。 (4)夏日晴天中午12:00气温太高,叶片的大多数气孔关闭,导致外界 的CO2不能通过气孔进入叶片,从而导致光合速率明显下降。
量为零,为图中的曲线的最高点和最低点,即8时和17时,A项错误;在9~16
植物仍在进行光合作用,只是光合速率等于呼吸速率。
关闭
D
解析 解析 答案
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典例2(2018全国高考Ⅰ) 甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题。
(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高 的植物是 。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合 速率下降幅度较大的植物是 。判断的依据是 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原 因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。
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表示方法 ①“测定的”植物(叶片)CO2 的吸收量或“实验容 器内”CO2 的减少量;②“植物(叶片)”O2 的释放 净光合速率 量或“容器内”O2 的增加量;③植物(叶片)“积累” 葡萄糖的量或植物(叶片)质量(有机物)的增加 量 ①叶绿体“吸收”CO2 的量;②叶绿体“释放”O2 的 真正光合速率 量;③植物或叶绿体“产生”葡萄糖的量 呼吸速率(遮光条 黑暗条件下,植物 CO2 释放量、O2 吸收量或葡 件下测得) 萄糖消耗量
【生物.新高考总复习】专题(二) 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(科学思维、科学探究)
呼吸消耗O2的量,B项正确。若X溶液为清水并给予光照,一段时间 后,密闭装置内植物光合作用吸收的CO2量=释放的O2量,植物有氧 呼吸吸收的O2量=释放的CO2量,液滴不移动,C项错误。若X溶液为 清水并遮光处理,植物只进行有氧呼吸,但由于消耗的底物为脂肪,
学科素养 微专题
(二) 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(科学思维、科学探究)
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答案: C
解析:给予光照时,装置内植物既进行光合作用,又进行细胞呼
吸,CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变,此时液滴移动距离即表 示净光合作用产生O2的多少,A项正确。总光合速率=净光合速率+ 呼吸速率,测呼吸速率需另加设一个遮光处理(不能进行光合作用)
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(3)“半叶法”——测光合作用有机物的产生量 半叶法的原理:植物进行光合作用形成有机物,而有机物的积累 可使叶片单位面积的干重增加,但是,叶片在光下积累光合产物的 同时,还会通过输导组织将同化物运出,从而使测得的干重积累值 偏低。为了消除这一偏差,必须将待测叶片的一半遮黑,测量相同 时间内叶片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值,作为同化物输出 量(和呼吸消耗量)的估测值。 “改良半叶法”采用烫伤、环割或化学试剂处理等方法来损伤叶 柄韧皮部活细胞,以防止光合产物从叶中输出(这些处理几乎不影 响木质部中水和无机盐向叶片的输送),仅用一组叶片,且无须将一 半叶片遮黑,就能达到实验目的,既简化了实验过程,又提高了测定 的准确性。
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【审题指导】白瓶是透光瓶,里面可进行光合作用和细胞呼吸; 黑瓶是不透光瓶,只能进行细胞呼吸。在相同条件下培养一定时间, 黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量1.5 g/m3,白瓶中 氧气的变化量是光合作用产氧量与细胞呼吸耗氧量的差值。
高考二轮复习专题第讲光合作用与呼吸作用课件2
例3.
将小麦植株置于密闭玻璃罩内，下图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收
或释放量随光照强度的变化，实验结果如图所示。请回答下列问题： (1)b点的生物学含义是 _光__合__作___用__产__生__氧___气__的__速__率__等___于__有__氧__呼__吸___消__耗__氧__气___的__速__率________。此时小麦根尖细 胞中产生ATP的场所为__细__胞__质___基__质__和__线___粒__体__。适当提高CO2浓度后再测定，图 中的b点将向__左______移动。 (2)由图可知，影响c点变动的主要因素是__光__照___强__度__和__温__度_____。 (3)若适当提高CO2浓度，d点将向__右__下____移动。此时叶 绿体产生的O2的去向是__两___者__都__有___(填“线粒体”“细胞 外”或“两者都有”)。
例2. 某研究小组进行某植物的栽培实验，图1表示在适宜的光照、 CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图 2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24 h测定的温室内CO2浓度以 及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图分析，下列说法中正确的
是(多选)( ABC)
A．图1中，当温度达到55 ℃时，植物光合作用相关的酶失活 B．6 h时，图2叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细 胞质基质 C．18 h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量 D．该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，在两图中的描述点共有4个
光照_光强_度_合_或_速C_O_2率_浓_度_降_的_低改__变，_均_呼_是_在吸__饱_速和__点率_之_增_前_。强_。
解析 (1)光照下叶肉细胞利用吸收的光能进行水的光解，根据图中曲线在遮光前后的变化， 可以确定图形B为遮光前细胞呼吸释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C 则是除细胞呼吸以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。所 以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。(2)影 响光合作用的因素有光强度、温度和CO2浓度等，而影响细胞呼吸的因素有温度、 O2浓度等。温度通过影响酶的活性而影响光合作用和细胞呼吸的速率，其中参与细 胞呼吸的酶对高温较敏感。原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度后，光合 作用的有关酶活性下降，细胞呼吸的有关酶活性提高，所以提高温度后细胞呼吸增 强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。
2.11【二轮复习】专题三考点2光合作用和呼吸作用的影响因素及应用(解析)
光合作用和细胞呼吸的影响因素及应用1．影响细胞呼吸曲线分析(1)甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
(2)乙图：①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
(3)丙图：自由水含量较高时呼吸作用旺盛。
(4)丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
2．影响光合作用的因素影响因素原理图像图像解读光照强度影响光反应阶段ATP、[H]的产生P点的限制因素①外因：温度、CO2浓度等②内因：色素含量、酶的数量和活性、C5的含量等CO2浓度影响暗反应阶段C3的生成P点的限制因素①外因：温度、光照强度等②内因：酶的数量和活性、色素含量、C5的含量等温度通过影响酶的活性来影响光合作用P点对应的温度为进行光合作用的最适温度(1)曲线中特殊点含义分析①A点：只进行细胞呼吸。
AB段：光合速率小于呼吸速率。
B点以后：光合速率大于呼吸速率。
②B点：光补偿点(光合速率等于呼吸速率时的光照强度)，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用。
③C点：光饱和点(光合速率达到最大时的最低光照强度)，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加。
④D点的含义：光照强度为C时该植物吸收CO2的速率。
(2)曲线中的“关键点”移动①细胞呼吸对应点(图中A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。
②光补偿点(图中B点)的移动细胞呼吸速率提高，其他条件不变时，光补偿点右移，反之左移。
细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点右移，反之左移。
③光饱和点(图中C点)和D点的移动：其他相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。
1．在光照较强的夏季中午，绿色植物的光合作用强度会降低，原因是什么？提示：夏季中午，光照过强、温度过高，导致气孔部分关闭，叶肉细胞吸收CO2减少，C3生成减少，故光合作用强度会降低。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定-备战2023年高考生物一轮复习考点微专题(新高考专用)
[解析] 黑瓶中的生物没有光照,植物不能进行光合作用产生氧气,但呼吸消耗氧气。 a 条件下黑、白瓶溶氧量相同,说明二者相同时间内耗氧量相同,所以 a 为黑暗条件,A项 正确；光照强度为 b 时,白瓶溶氧量与初始溶氧量（初始溶氧量为 10 mg/L ）相等,说 明净光合速率为零,总光合作用产氧量和呼吸作用耗氧量相同,B项错误；原水层与 c 的 白瓶溶氧量虽相同,但呼吸速率不同（原水层的呼吸速率 = 10 − 2 = 8 mg/L , c 的白瓶 呼吸速率 = 10 − 3 = 7 mg/L ）,所以两者的总光合速率不同,光照强度不同,C项错误 ；当光照强度大于 d 时,白瓶中的植物产生的氧气量即为总光合量=表观光合量+呼吸消 耗量 = 30 − 10 + 10 − 3 = 27 mg/L ,D项错误。
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量 为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之 差即为总光合作用量。
黑白瓶法测定方法：
题组一
某生物科研小组从池塘某一深度取水样，分装到六对黑白瓶中（白瓶为透光瓶，黑瓶为 不透光瓶）。剩余水样立即测定初始溶氧量为 10 mg/L 。将瓶密封后五对置于五种不同 强度的光照条件下（温度相同），一对放回原水层，24小时后测定瓶中溶氧量。根据记 录数据（如表）分析，下列说法正确的是( A )。
解析 根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，适合在较 弱光照下生长，A错误；光照强度为1 klx时，E植物叶圆片的呼吸速率大于光合 速率，装置甲中E植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照 强度为3 klx时，E、F两种植物叶圆片的净光合强度相等，但E植物叶圆片的呼 吸作用强度大于F植物叶圆片，故光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶圆片 产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为6 klx时，E植物叶圆片净光合作用 强度大于F植物叶圆片的净光合作用强度，故此光照强度下，E植物叶圆片释放 的氧气多，故装置甲中E植物叶圆片比F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。
2023届高三生物二轮复习课件微专题 细胞呼吸与光合作用
速__率__的__影__响_______ ； 若 要 进 一 步 探 究 该 植 物 中 午 时 光 合 作 用 的 最 适 温 度 ， 选 择的湿度、温度范围分别是__5_2_%___、2_5__℃__至__3_6__℃__之__间__。
下列有关说法正确的是（ B ）
A．实验过程中甲、乙两植物的呼吸速率相同且一直保持不变 B．达到平衡时，甲、乙两植物的光合作用强度均与呼吸作用强度相等 C．达到平衡时，甲、乙两植物积累的有机物相等 D．若两植物放在上述同一密闭装置中，甲植物可能先死亡
【练习3】光照强度、温度、湿度、风速等都对植物的光合作用有影响。研 究人员选择夏日晴天中午，将发育良好的处于生长期的某植物植株随机均分 为5组，第1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验 组，并保持其光照、CO2浓度等条件与对照组相同，中午时测定各组叶片的 光合速率，各组实验处理及结果如图所示。回答下列问题： (1)实验中设置组别1的目的是排除_______ 温__度__、__相__对__湿__度__之__外__的__无__关__变__量__对__实__验__的_。影响 (2)据图中结果推测，中午时对该植物光合速 率影响较大的环境因素是相对湿度，判断依据 是1_组__、__2_组__、__3_组__的__结__果__间__差__异__较__大__，__3_组__、____ __4_组__、__5_组__的__结__果__间__差__异__较__小。
【例2】某生物兴趣小组利用如图所示的实验装置来探究绿色植物的生 理作用。据此回答下列问题： (1)若要探究植物细胞呼吸的类 型，选取的实验装置有_装__置__一__ _和__装__置__二__，为使实验结果更科 学，还需设置__对__照__实__验_。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是 _装_置__一__红__色__液__滴__左__移__、__装__置__二__红__色__液__滴__右__移____。 (2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是 _装__置__一__和__装__置__三___。
2023届高考生物二轮复习专题2 考点5 光合作用与细胞呼吸速率的测定与分析-讲义(通用版)
考点五光合作用与细胞呼吸速率的测定与分析1．通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率(1)测定细胞呼吸速率NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。
随着O2的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。
若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。
对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。
(2)测定细胞呼吸类型同时设置甲装置：NaOH溶液组、乙装置：蒸馏水组，植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型。
容器中气体变化细胞呼吸类型不消耗O2，但产生CO2(甲组有色液滴不移动，乙组有色液滴右移)进行产生酒精的无氧呼吸CO2释放量等于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴不移动) 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸CO2释放量大于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴右移)产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行CO2释放量小于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴左移)进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还有脂质(3)测定净光合速率NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
①光照条件下植物释放的O2，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O2的速率。
②若有色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小。
③若有色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，生成O2量等于消耗O2量，瓶内气压不变。
2．黑白瓶法测水生植物的光合速率“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，题中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：3.“半叶法”(叶圆片法)测定光合作用有机物的产生量“半叶法”原理是将对称叶片一部分(如图A区)遮光，另一部分(如图B区)不做处理，并采用适当方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡烫伤等)阻止两部分的物质和能量转移，在适宜光照下照射N小时后，在A、B区对应部分用打孔器打下相同面积的叶圆片，烘干称重，分别为M A、M B，则可计算出该叶片的光合作用强度，即M＝M B－M A，M即为B区叶圆片在N小时内光合作用合成的有机物总量。
光合速率与呼吸速率的测定解读
用于校正装置1和2内因物理因素(或非生物因素)引起的容积变化
技法提炼
1.光合速率的测定方法
(1) 条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的 条件。 (2)NaH浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容
2.在科学研究中常用呼吸商(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗 的氧体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽 种子呼吸商的装置如下图。关闭活塞，在25℃下经20分钟读 出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别 向左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减 少。请回答：
装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值，则应将 该装置放于何种条件下进行，为什么？ _____________________________________________ 。 黑暗。避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量
的变化
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设置一对照装 置。对照装置的容器和小瓶中应分别入 死的消毒发芽种子和蒸馏水 ___________________________ 。设对照的目的是 _____________________________________________ 。
器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移。单位时间内
有色液滴右移的体积即表示光合速率。
下图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新 鲜片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻 度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下， 测得的气体体积如图乙所示。图丙为叶肉细胞中有关细胞器的 结构模式图。植物叶片的呼吸速率不变。丙图表示某植物的部 分细胞结构和相关代谢情况，a～f代表O2或CO2。
高考生物二轮增分策略 专题二考点7 净光合作用速率和总光合作用速率及相关计算学案
考点7 净光合作用速率和总光合作用速率及相关计算1．呼吸速率、总(真正)光合速率与表观光合速率的关系的确认(1)光合作用速率表示方法：通常以一定时间内CO2等原料的消耗量或O2、(CH2O)等产物的生成量来表示。
但根据测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真光合速率。
在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，都可代表净光合速率，而植物真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
而呼吸速率是将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量都可表示呼吸速率。
(2)不同情况下净光合量、真光合量和呼吸量的判定条件题目中常见的关键语句所指的含义光照条件下植物“产生”的O2量，或植物“合成”的有机物的量实质上是在叶绿体中产生的量，即光合作用总量或真正光合作用量植物“释放”的O2量，或植物“积累”的有机物的量实质上是净光合作用量，即光合作用总量－细胞呼吸消耗量植物“吸收”的CO2量实质上是净光合作用量黑暗条件下植物“释放”的CO2量实质上是细胞呼吸释放量植物“吸收”的O2量实质上是细胞呼吸吸收量2积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。
2．有关细胞呼吸计算的规律总结规律一：细胞有氧呼吸时，葡萄糖∶CO2∶O2＝1∶6∶6；无氧呼吸时，葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
规律二：消耗等量葡萄糖时，则酒精发酵与有氧呼吸产生的CO2的摩尔数之比为1∶3；有氧呼吸消耗氧气摩尔数与有氧呼吸和酒精发酵产生的二氧化碳摩尔数之和的比为3∶4。
规律三：产生同样数量的ATP 时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔数之比为19∶1。
规律四：在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及反应速率比较时，应使用C 6H 12O 6＋6H 2O＋6O 2――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量和C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋少量能量这两个反应式，并结合化学课上所学的，根据化学方程式计算的规律和方法进行解答。
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微专题二光合速率和呼吸速率的测定1.半叶法测定光合作用有机物的生产量将对称叶片左侧遮光，右侧曝光，并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。
在适宜光照下照射12小时后，从两侧截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为a和b(单位：g)，则b－a 所表示的是_________________。
总光合速率表示为________。
为12小时内右侧叶光合作用制造的有机物总量（或12小时内右侧叶的实际光合作用）（b-a）/12【典例】1.将该植物放在常温下暗处理2h，重量减少2mg，再用适当光照强度的光照射2h，测其质量比暗处理前增加6 mg，则该植物的实际光合速率是______mg/h。
答案：5mg/h2.（2022·广西·柳州市第三中学校考模拟预测）半叶法是总光合速率测定的常用方法，其一般实验步骤：①用刀片将叶柄的外皮环割处理，切断韧皮部的物质（如有机物）运输，但不切断木质部的导管；②选择对称性较好的叶片，沿中央叶脉一半遮光，另一半不做任何处理；③经一段时间（T）适宜的光照后，剪下叶片并将两半对应部位叠在一起，用大小适当的打孔器在叶片的中部打下相同叶面积（A）的叶片，经烘干后分别称重，遮光部分干重记为W1，曝光部分干重记为W2；④计算总光合速率。
(1)光照处理之前将叶柄的外皮环割处理，其目的是_______________。
(2)根据半叶法的实验步骤及实验记录整理出用有机物表示总光合速率的计算公式：单位叶面积的总光合速率＝____（用题中的字母表示）。
(3)重复以上实验，同时将步骤③改为将叶片剪下经酒精脱色处理后滴加碘液染色，比较遮光部分与曝光部分是否变蓝。
该实验____（填“能”或“不能”）说明叶片在光下生成了淀粉，理由是_______________。
答案:(1)阻止韧皮部将光合作用的产物运出叶片而影响实验结果(2)（W2－W1）/（A×T）(3)不能叶片事先没有经过暗处理，无法排除叶片中原有淀粉的影响2.黑白瓶法测溶氧量的变化:黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定，白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用。
在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量。
【典例】1．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙同时从某池塘水深0．5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。
一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）。
有关分析不合理的是（）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 mgB．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1．1 mg C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的高D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用产生的氧气量约为0．7 mg答案：D2.（2021·河北秦皇岛·青龙满族自治县第一中学校考模拟预测）某生物科研小组从池塘某一深度取水样，分装到六对黑白瓶中（白瓶为透光瓶，黑瓶为不透光瓶）。
剩余水样立即测定初始溶解氧为10mg/L。
将瓶密封后有五对置于五种不同强度的光照条件下（温度相同），一对放回原水层，24小时后，测定瓶中溶解氧量，请根据记录数据（如光照强度（klx）a b c d e原水层白瓶溶氧量mg/L31019303019黑瓶溶氧量mg/L333332件B．光照强度为b时，植物不能发生光合作用C．原水层与c的白瓶溶解氧含量相同，可以推测原水层的光照强度为cD．当光照强度大于d时，白瓶中的植物产生的氧气量都是30 mg/L 答案A3.（2021·河南鹤壁·鹤壁高中校考模拟预测）研究小组从池塘不同深度采集水样，分别装入大小相同的黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。
然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置。
24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。
若测得白瓶溶氧量为A mg •L﹣1，黑瓶溶氧量为Bmg•L﹣1。
下列说法正确的是（）A．该方法可以在未测得呼吸作用的条件下，测得实际光合作用的强度B．B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小C．（A﹣B）可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小D．该实验设计缺少对照组，无法测得光合作用的强度【答案】A4.（2020·福建福州·福建省福州第一中学校考一模）回答下列与生态系统相关的问题。
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。
若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。
据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内___________________；A与B的差值表示这段时间内________________。
这段时间内生产者制造有机物质量是（以葡萄糖为例）_____________________；。
答案：生产者净光合作用的放氧量生产者呼吸作用的耗氧量15（C-B）/163.液滴移动法测光合作用O2 释放(或CO2消耗)的体积【典例】1.（2021·江苏宿迁·沭阳如东中学校考模拟预测）下图是光合速率、呼吸速率的测定装置图及CO2释放量随光照强度变化曲线图，请据图分析回答下列问题：（1）小玻璃瓶中的NaHCO3溶液的作用是________________。
（2）测定光合速率时单位时间内液滴右移的体积即是_____________（“净光合速率” 或“实际光合速率”）。
（3）若曲线图表示该植物在30℃时光照强度与光合速率的关系，并且已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，那么在原有条件不变的情况下，将温度降低到25℃，理论上分析D点将________（左移、右移、不变）。
（4）利用上述实验装置，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物光合作用吸收的CO2总量与呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。
温度/℃202530354045光照下CO2吸收量1．001．752．503．003．753．50 /mg·h-1黑暗中CO2释放量0．500．751．502．002．253．00 /mg·h-1若每天交替进行12h光照、12h黑暗，温度均保持在30℃的条件下，该植物体能否生长?________，为什么?______________。
【答案】保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求净光合速率右移能生长因为12h光照下植物积累的有机物比12h黑暗中消耗的有机物多2.（2019·陕西·三原县南郊中学校考模拟预测）下图甲为测定光合速率的装置，在密封的试管内放一新鲜叶片和CO2缓冲液（能维持管中CO2浓度不变），试管内气体体积的变化可根据毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。
在不同强度的光照条件下，测得的气体体积变化如下图乙所示。
(1)标记实验开始时毛细刻度管中红色液滴所在位置。
实验时，试管内变化的气体是________。
(2)若此时图甲植物光照强度为15klx，则1h光合作用产生的气体量为________mL。
若此时植物叶片的呼吸熵（细胞呼吸产生的CO2和消耗的O2的比值）为0.8，则植物光合作用除自身呼吸提供的CO2外，植物还需从外界吸收CO2________mL。
(3)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照组实验装置与实验组实验装置的区别是_____________________。
如果对照组在相同光照条件下，毛细刻度管中红色液滴发生了右移，其原因可能是________________。
【答案】(1)O2(2)200160(3)新鲜叶片改为经消毒的死叶片环境因素（如温度变化）使装置中气体膨胀4.小叶片浮起数量法定性比较光合作用强度的大小本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量的多少来反映光合作用速率的大小；还可以通过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。
但该实验方法只能比较大小，无法测出具体的量变。
【典例】（2022·辽宁·模拟预测）某生物兴趣小组测得光照强度对两种植物光合作用的影响如图1所示。
小组以植物1的幼叶和成熟叶为实验材料进行实验：将排完气体的圆形小叶片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中（浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同且适宜），观察各组第一片圆形小叶片上浮所需时间，结果如图2所示。
请回答下列问题：(1)图1中当光照强度为q时，植物1的叶肉细胞中光合作用速率_____（填“等于”“大于”或“小于”）呼吸作用速率，植物2单位时间内固定的CO2的量为_____（用图中字母表示）。
(2)图1中在光照强度为r时，影响植物1光合作用速率的主要外在因素是_____。
(3)图1中，若光照强度突然由q变为r，则短时间内植物2的叶肉细胞中C3的含量变化趋势是_____（填“增加”“减少”或“基本不变”）。
(4)图2中的NaHCO3能为圆形小叶片的光合作用提供CO2，若用14C 标记NaHCO3中的C，则光合作用过程中14C的转移途径为_____。
A．NaH14CO3→14CO2→14C3→（14CH2O）B．NaH14CO3→14CO2→14C5→（14CH2O）C．NaH14CO3→14CO2→14C3→14C5(5)当NaHCO3溶液的浓度为1%至4%时，本实验中各浓度下幼叶与成熟叶片光合作用能力的差异可能是两种圆形小叶片中_____的不同所导致的。
当NaHCO3溶液的浓度≥5%时，圆形小叶片不上浮，其原因可能是_____。
(6)实际上，图2的实验设计在严谨性上存在一处明显的问题，请找出，并改进。
存在问题：_____。
改进措施：_____。
【答案】(1)大于b+c##c+b(2)光照强度(3)基本不变(4)A(5)光合色素含量、酶的活性、酶的含量NaHCO3溶液浓度过高，圆形小叶片细胞因渗透失水过多而死亡，不再进行光合作用(6)实验结果观察各组第一片圆形小叶片上浮的所需时间观察并记录各组所有圆形小叶片上浮的所需时间，并求取各组的平均值（或观察并记录同一时间段内各组中圆形小叶片浮起的数量）。