細胞代謝專題二光合作用與細胞呼吸速率的測定與分析考點五內容索引主干整合真題研究題組集訓主干整合1.通過液滴移動測定光合速率和呼吸速率(1)測定細胞呼吸速率NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸釋放的CO2。隨著O2的消耗，容器內氣體壓強減小，毛細管內的有色液滴左移，單位時間內有色液滴左移的體積表示細胞呼吸耗氧速率。若被測生物為植物，整個裝置必須遮光處理。對照組的設置是將所測生物滅活，其他各項處理與實驗組完全一致。(2)測定細胞呼吸類型同時設置甲裝置：NaOH溶液組、乙裝置：蒸餾水組，植物需遮光處理，根據兩組裝置中有色液滴移動的情況可分析被測生物的細胞呼吸類型。容器中氣體變化細胞呼吸類型不消耗O2，但產生CO2(甲組有色液滴不移動，乙組有色液滴右移)進行產生酒精的無氧呼吸CO2釋放量等于O2消耗量(甲組有色液滴左移，乙組有色液滴不移動)只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸CO2釋放量大于O2消耗量(甲組有色液滴左移，乙組有色液滴右移)產生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸同時進行CO2釋放量小于O2消耗量(甲組有色液滴左移，乙組有色液滴左移)進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還有脂質(3)測定凈光合速率NaHCO3緩沖溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。①光照條件下植物釋放的O2，使容器內氣體壓強增大，毛細管內的有色液滴右移，單位時間內有色液滴右移的體積表示凈光合作用釋放O2的速率。②若有色液滴左移，說明光照較弱，細胞呼吸強度大于光合作用強度，吸收O2使瓶內氣壓減小。③若有色液滴不動，說明在此光照強度下光合作用強度等于細胞呼吸強度，生成O2量等于消耗O2量，瓶內氣壓不變。2.黑白瓶法測水生植物的光合速率“黑白瓶”問題是一類通過凈光合作用強度和有氧呼吸強度推算總光合作用強度的試題，題中“黑瓶”不透光，測定的是有氧呼吸量；“白瓶”給予光照，測定的是凈光合作用量，可分為有初始值與沒有初始值兩種情況，規律如下：真題研究1.(經典高考題)科研人員對獼猴桃果肉的光合放氧特性進行了系列研究。下圖為光合放氧測定裝置示意圖，請回答下列問題：(1)圖中影響光合放氧速率的因素有______________________________。氧電極可以檢測反應液中氧氣的濃度，測定前應排除反應液中______的干擾。光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度溶解氧通過變換圖中光源，自變量是光，故可研究光強、光質對光合作用的影響；影響光合放氧速率的因素有光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度；氧電極可以檢測反應液中氧氣的濃度，為使氧氣全是葉片產生，故測定前應排除反應液中溶解氧的干擾。(2)在反應室中加入NaHCO3的主要作用是_________。若提高反應液中NaHCO3

濃度，

果肉放氧速率的變化是___________(填“增大”“減小”“增大后穩定”或“穩定后減小”)。提供CO2增大后穩定實驗在反應室中加入NaHCO3的主要作用是提供CO2，若提高反應液中NaHCO3濃度，CO2增多，暗反應速率提高，整體光合速率提高，果肉放氧速率的變化是增大后穩定。2.(2016·全國Ⅱ，31)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍變綠再變黃。某同學為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進行了如下實驗：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中，其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實驗處理和結果見下表。試管編號1234567水草無有有有有有有距日光燈的距離(cm)20遮光*1008060402050min后試管中溶液的顏色淺綠色X淺黃色黃綠色淺綠色淺藍色藍色*遮光是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100cm的地方。若不考慮其他生物因素對實驗結果的影響，請回答下列問題：(1)本實驗中，50min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實驗結果是由_______________________________________引起的；若1號試管的溶液是藍色，則說明2至7號試管的實驗結果是_________(填“可靠的”或“不可靠的”)。不同光照強度下水草的光合作用與呼吸作用不可靠的依題意并結合表中信息可知，距日光燈的距離表示光照的強弱。2號試管遮光，其內的水草不能進行光合作用，但能進行細胞呼吸；3～7號試管內的水草在有光的條件下，溶液顏色的變化是光合作用吸收的CO2量與細胞呼吸釋放的CO2量的綜合作用的結果；1號試管為對照組，其中的NaHCO3可維持CO2濃度的相對穩定，2～7號試管為實驗組。綜上所述，若50min后，1號試管的溶液是淺綠色，則說明2～7號試管的實驗結果是由水草在不同光照強度下光合作用與呼吸作用引起的；若1號試管的溶液是藍色，表明即使無水草，也會引起溶液顏色變化，因而2～7號試管的實驗結果是不可靠的。(2)表中X代表的顏色應為______(填“淺綠色”“黃色”或“藍色”)，判斷依據是____________________________________________________________________。黃色水草不能進行光合作用，只能進行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管2號試管因遮光，其內的水草不能進行光合作用消耗CO2，但能通過細胞呼吸釋放CO2，所以試管內CO2濃度最高，X代表的顏色應為黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草______________________________________________________。光合作用強度等于呼吸作用強度，吸收與釋放的CO2量相等5號試管中的溶液顏色與對照組1號試管的相同，均為淺綠色，說明在此條件下水草并未引起溶液中CO2含量變化，這意味著其光合作用強度與呼吸作用強度相等。題組集訓題組光合速率和呼吸速率的測定1.某生物興趣小組利用如圖所示的實驗裝置來探究綠色植物的生理作用。據此回答下列問題：12(1)若要探究植物細胞呼吸的類型，選取的實驗裝置有________________，為使實驗結果更科學，還需設置_________。若實驗中對照組的紅色液滴靜止不動，植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則觀察到的實驗現象是_______________________________________。裝置一和裝置二對照實驗裝置一紅色液滴左移、裝置二紅色液滴右移若要探究植物細胞呼吸的類型，選取的實驗裝置有裝置一和裝置二，為使實驗結果更科學，還需設置沒有植物(或滅活植物)的對照實驗，排除物理因素的影響。若實驗中對照組的紅色液滴靜止不動，植物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，則裝置一燒杯中盛放NaOH溶液，能夠吸收細胞呼吸產生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧氣，12則紅色液滴向左移；裝置二燒杯中盛放蒸餾水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧氣量小于細胞呼吸產生的二氧化碳量，則紅色液滴右移。12(2)若要驗證CO2是植物光合作用的必需原料，選取的最佳實驗裝置是_______________。12裝置一和裝置三裝置一燒杯中盛放NaOH溶液，能夠吸收細胞呼吸產生的二氧化碳；裝置三燒杯中盛放CO2緩沖液，可以為光合作用提供二氧化碳。因此若要驗證CO2是植物光合作用的必需原料，選取的最佳實驗裝置是裝置一和裝置三。122.如圖表示在不同溫度下，測定某1cm2植物葉片質量(mg)變化情況(均考慮為有機物的質量變化)的操作流程及結果，據圖分析回答問題：12(1)由操作流程圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為____mg·cm－2·h－1(用圖中字母表示)，實際光合速率可表示為_______mg·cm－2·h－1(用圖中字母表示)。XY＋2X由操作流程圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為X(mg·cm－2·h－1)，而單位時間光照下葉片重量的增加量表示的是凈光合速率，故光照1小時實際(總)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y＋2X(mg·cm－2·h－1)