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第4讲 光合作用与细胞呼吸的综合分析(提升课)
课标考情——知考向 核心素养——提考能
课标
要求 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量
2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能 生命观念 通过比较细胞呼吸和光合作用的原理,建立生命活动对立统一的观点
科学思维 通过分析与细胞呼吸与光合作用的相关曲线,培养学生能用文字、图表及数学模型准确描述生物学知识的能力
科学探究 通过“探究光照强度对光合作用强度影响”的实验,培养学生的实验探究能力
社会责任 通过分析光合作用和呼吸作用在农业生产中的应用,让学生关心农业生产
[深度讲解]
1.NADPH、[H]、ATP的来源和去路比较
光合作用与细胞呼吸的关系
比较项目 来源 去路
NADPH 光合作用 光反应中水的光解 用于还原C3,合成有机物等
[H] 有氧呼吸 第一、二阶段产生 用于第三阶段还原氧气产生水,同时释放大量能量
ATP 光合作用 在光反应阶段合成ATP,其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能 用于暗反应阶段C3的还原,以稳定的化学能的形式储存在于有机物中
有氧
呼吸 第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多,能量来自有机物的分解 直接用于除暗反应外的各项生命活动
无氧
呼吸 第一阶段产生少量
2.光合作用速率与细胞呼吸速率
(1)呼吸速率的测定方法:将植物置于黑暗环
境中或非绿色组织,测定实验容器内CO2增加
量、O2减少量或有机物减少量。
(2)净光合速率和真正光合速率。
①净光合速率:常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
②真正光合速率:常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
(3)光合速率与呼吸速率的关系:真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。若用O2、CO2或葡萄糖的量表示可得到以下关系式:
①光合作用产氧量=氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。
②光合作用固定CO2量=CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量。
③光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗葡萄糖量。
(4)曲线各点(段)光合作用和呼吸作用分析。
曲线对
应点(段) 细胞生
理活动 ATP产
生场所 细胞或植物体外观表现 图示
A点 只进行细胞呼吸,不进行光合作用 细胞质基质和线粒体 从外界吸收O2,向外界排出CO2
AB段(不含A、B点) 呼吸速率>光合速率 细胞质基质、线粒体、叶绿体 从外界吸收O2,向外界排出CO2
B点 光合速率=呼吸速率 与外界不发生气体交换
B点
之后 光合速率>呼吸速率 从外界吸收CO2,向外界释放O2
3.有机物含量变化曲线及密闭环境中一昼夜CO2含量的变化曲线
(1)绿色植物24 h内有机物的“制造”“消耗”与“积累”典型图示。
曲线解读:
①积累有机物时间段:ce段。
②制造有机物时间段:bf段。
③消耗有机物时间段:Og段。
④一天中有机物积累最多的时间点:e点。
⑤一昼夜有机物的积累量:SP-SM-SN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。
(2)在相对密闭的环境中,一昼夜CO2含量的变化曲线图和O2含量的变化曲线图的比较。
项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图(密闭小室内CO2变化情况) 一昼夜O2含量的变化曲线图(密闭小室内O2变化情况)
图示
若N点低于M点 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少
若N点高于M点 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加
若N点与M点一样高 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变 说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变
含量
最高点 CO2含量最高点为C点 O2含量最高点为E点
含量
最低点 CO2含量最低点为E点 O2含量最低点为C点
[考向预测]
(一)光合作用与细胞呼吸的物质和能量变化(素养目标:科学思维)
1.(2024年天津阶段练习)图1是某绿色植物某个细胞内生命活动示意图:其中1、2、3、4、5表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图2为将生长状况相同的等量花生叶片分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如下数据,下列相关叙述不正确的是 ( )
A.图1中在生物膜上发生的生理过程有3和4
B.该细胞中CO2由2过程产生到5过程利用,至少穿过8层磷脂分子层
C.如果昼夜恒温,在白天光照10小时,最适合花生生长的温度是27 ℃
D.当花生叶片所处温度为29 ℃时,CO2固定速率最大,数值为6 mg/h
D
【解析】据图1分析,3表示有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜,4表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜,A正确。该细胞中CO2由2过程(有氧呼吸第二阶段)即线粒体基质产生,到5过程(暗反应)即叶绿体基质过程利用,至少穿过4层膜,8层磷脂分子层,B正确。昼夜恒温,呼吸速率不变, 白天光照10小时,进行10小时光合,24小时呼吸作用,此时 27 ℃白天积累的有机物是(3+1)×10=40,14小时消耗了14,共积累26;28 ℃白天积累50,晚上消耗28,共积累22;29 ℃白天积累60,晚上消耗42,共积累18;30 ℃白天积累20,晚上消耗14,共积累6,因此最适合花生生长的温度是27 ℃,C正确。据图2分析,花生叶片真正的光合作用强度:27 ℃真正的光合作用强度是3+1+1=5,28 ℃真正的光合
作用强度是3+2+2=7,29 ℃真正的光合作用强度是3+3+3=9,30 ℃真正的光合作用强度是1+1+1=3,所以当花生叶片所处温度为29 ℃时,CO2固定速率最大,数值为9 mg/h, D错误。
(二)光合作用与细胞呼吸综合曲线分析(素养目标:科学思维)
2.(2025年云南昆明开学考试)光吸收是光反应最初始的反应,又称原初反应,是指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。研究人员以天竺葵为实验材料,研究光吸收对其光合速率的影响,实验结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)已知光极限是指光合作用吸收CO2量随着
光吸收的增加而上升的光吸收范围。请根据光
极限的概念,结合图示信息,给CO2极限下个定义:CO2极限是指
。
光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围
(2)达到CO2极限时,限制光合速率的外界
因素可能是 (写出两个)。
(3)在呼吸最适温度下适当升温,若光合速率
增大,则图示光补偿点应该 (填“向左
移动”“向右移动”或“基本不会移动”)。
(4)若将实验材料改成大田作物群体,则对应的
光极限范围应该 (填“变得更大”“变得更小”或“基本不会发生改变”)。
CO2浓度、温度
向左移动
变得更大
【解析】(1)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。通过图示曲线可知,CO2极限是指光合作用吸收CO2的量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。(2)影响植物光合速率的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度、水等;当达到CO2极限时,曲线趋于水平说明限制因素不再是光吸收(光照强度即横坐标),可能是其他外界因素,如温度、CO2浓度等。(3)在呼吸最适温度下适当升温,若光合速率增大,则呼吸速率下降,光合速率上升,图示中的光补偿点(光合速率=呼吸速率)重新达到新平衡,则应该向左移动。(4)群体对光能的利用更充分,光饱和点较单个叶片更大,所以光极限范围会变得更大。
1.气体体积变化法——测定气体的变化量
(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行
细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞
呼吸产生的CO2,因此单位时间内红色
液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表有氧呼吸速率。
(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率测定的6种实验模型
(3)总光合速率=净光合速率+有氧呼吸速率。
(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2.叶圆片称重法——测定单位时间、单位面积叶片中有机物的生成量
(1)操作图示。
(2)结果分析。
净光合速率=(z-y)/2S(S为叶圆片面积,下同);呼吸速率=(x-y)/2S;
总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。
3.半叶法——测定光合作用有机物制造量
本方法又称半叶称重法。即检测单位时间、单位
面积干物质制造量(或积累量)。在测定时,叶片
一半遮光,一半曝光,分别测定两半叶的干物质重量。进而计算叶片的真正(或净)光合速率和呼吸速率。
测定方法:将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分间物质转移。若在适宜光照下照射t h,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,则(MB-MA)表示该时间段内,相应面积的叶片有机物的制造量。
4.黑白瓶法——测定水生植物的光合速率
测定方法:将装有水和水生植物的黑、白瓶置于相同水层中,测定单位时间内瓶中溶氧量的变化,借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用,溶氧量变化代表呼吸作用耗氧量,白瓶透光,瓶中生物能进行光合作用和呼吸作用。溶氧量变化代表净光合作用放氧量。因此,真正光合作用量(总光合作用量)=白瓶中氧气增加量(净光合作用量)+黑瓶中氧气减少量(呼吸作用量)。
5.间隔光照法——比较有机物的合成量
测定方法:光反应和暗反应在不同的酶的催化作用下相对独立进行。在一般情况下,光反应的速率比暗反应的速率快得多,光反应产生的ATP和NADPH除满足暗反应正常利用外,还有一定量的剩余。持续光照,光反应产生的大量ATP和NADPH不能及时被完全利用,暗反应限制了光合作用的速率,降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行,则黑暗间隔可利用光照时积累的光反应产物,再持续进行一段时间的暗反应。因此,在光照强度与光照时间不变的情况下,交替光照较连续光照条件下制造的有机物多。
6.叶圆片上浮法——定性比较光合作用强度的大小
测定方法:取生长旺盛的菠菜绿色叶片,注意避开大的叶脉,用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片若干。处理小圆形叶片,使叶片内的气体逸出,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。叶片因细胞间隙充满水而全都沉到水底。
本实验可通过观察相同时间内叶片上浮数量的多少或上浮相同数量叶片所用时间的长短来反映不同条件下光合作用强度的大小。该实验方法只能比较大小,无法测出具体的光合作用强度。
[考向预测]
总光合速率、净光合速率、呼吸速率测定的实验模型(素养目标:科学探究)
1.某同学欲测定植物叶片的光合速率,做了如图所示实验:在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),并于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量,测得叶片的总光合速率是(3y-2z-x)/6 g·cm-2·h-1(不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响),则M处的实验条件是 ( )
A.下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时
B.下午4时后将整个实验装置遮光6小时
C.下午4时后在阳光下照射6小时
D.下午4时后将整个实验装置遮光3小时
D
2.(2024年重庆铜梁阶段练习)如图甲为光合作用在最适温度条件下,植物光合速率测定装置图,图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法正确的是 ( )
A.图甲装置在较强光照下有色液滴向左
移动,再放到黑暗环境中有色液滴向右移动
B.若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为
1%的NaOH溶液,光照等其他条件不变,则
植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将不变
D
C.一定光照条件下,如果再适当升高温度,净光合速率会发生图乙中从b到a的变化,则总光合速率也应当发生从b到a的变化
D.若图乙表示图甲植物叶绿体NADP+短时间由a到b的变化,则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度
【解析】在较强光照下,光合速率大于呼吸速率,图甲装置有色液滴向右移动,再放到黑暗环境中,只有呼吸作用消耗氧气,有色液滴向左移动,A错误;将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液,装置内的二氧化碳全部被氢氧化钠吸收,光合作用只能利用来自植物自身呼吸作用产生的二氧化碳,光合速率下降,暗反应减弱会抑制光反应的进行,故植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将减小,B错误;图甲为光合作用最适温度条件下的反应,再适当升高温度,光合速率下降,真光合速率会发生图乙中从b到a的变化,同时呼吸速率可能增大,故可能会发生从a到b的变化,C错误;若图乙表示图甲植物叶绿体NADP+短时间由a到b的变化,说明暗反应速率增大,则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度,D正确。
3.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速
率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,
另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题:
(1)MA表示6 h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量;MB表示6 h后
+ -呼吸作用有机物的消耗量。
叶片初始质量
光合作用有机物的总产量
(2)若M=MB-MA,则M表示
。
(3)真正光合速率的计算方法是
。
(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路:
________________________________________________________________________________________________________________________________
。
B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量
M值除以时间再除以面积,即M/(截取面积×时间)
将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部分在黑暗中保存几小时后再烘干称重,根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率
【解析】(1)叶片A部分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,MB表示6 h后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量。(2)MA表示6 h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量,则MB-MA就是光合作用6 h有机物的总产量(B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量)。(3)由此可计算真正光合速率,即M除以时间再除以面积。(4)见答案。
4.如图1表示在不同温度下,测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程,图2表示实验结果,据图分析下列说法错误的是 ( ) A.从图分析可知,该植物的呼吸速率可表
示为X
B.从图分析可知,该植物光合速率可表示为Y+2X
C.恒定在上述14 ℃温度下,维持10小时光照,10小时黑暗,该植物叶片增重最多,增重了30 mg
D.在13~16 ℃之间,随着温度的升高,呼吸作用强度增强,实际光合作用强度先增后降
D
【解析】从图分析可知,该植物的呼吸速率可表示为X,A正确;从图分析可知,Y+X代表净光合速率、Y+2X代表真正光合速率,B正确;10小时光照,每小时的净光合速率=Y+X=3+2=5 mg;10小时黑暗,每小时的有机物减少2 mg,因此该植物叶片增重5×10-2×10=30 mg,C正确;在13~16 ℃之间,随着温度的升高,呼吸作用强度增强,实际光合作用强度增强,D错误。
B
2.(2023年湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃,水稻、小麦等作物减产3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是 ( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
D
【解析】高温使呼吸酶的活性增强,呼吸作用变强,消耗大量养分,A正确;高温使气孔导度变小,光合作用强度减弱,有机物合成减少,B正确;高温使作物蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫,C正确;高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADPH和ATP减少,D错误。
3.(2024年全国甲卷)在自然条件下,某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。
(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相
等,叶片有机物积累速率 (填“相等”或
“不相等”),原因是 。
(2)在温度d时,该植物体的干重会减少,原因是
_______________________________________________________________
。
不相等
温度a和c时的呼吸速率不相等
温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但植物的根部等细胞不进行光合作用,仍进行呼吸作用消耗有机物,导致植物体的干重减少
(3)温度超过b时,该植物由于暗反应速率降低
导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是
____________________________________________
_____________________________________________
。(答出一点即可)
(4)通常情况下,为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在 最大时的温度。
温度过高,导致部分气孔关闭,CO2供应不足,暗反应速率降低;温度过高,导致酶的活性降低,使暗反应速率降低
光合速率和呼吸速率差值
【解析】(1)在自然条件下,该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等,但由于温度a和c时呼吸速率不同,因此叶片有机物积累速率不相等。(2)在温度d时,叶片的光合速率与呼吸速率相等,但由于植物有些细胞不进行光合作用(如根部细胞),但仍进行呼吸作用消耗有机物,因此该植物体的干重会减少。(3)温度超过b时,部分气孔关闭,使CO2供应不足,暗反应速率降低;同时温度过高使酶的活性降低,导致CO2固定速率减慢,C3还原速率减慢,进而使暗反应速率降低。(4)为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度,有利于有机物的积累。
A组 基础巩固练
1.(2024年全国模拟预测)如图为某植物细胞内部分物质转化示意图,其中字母代表物质,据图分析,下列叙述错误的是 ( )
A.葡萄糖脱水缩合形成的A可能是不易溶
于水且遇碘呈现蓝色的淀粉
B.图中的B为丙酮酸,只能在线粒体基质中被分解产生C
C.图中的D为C3,E为有机物,D合成E的过程发生在叶绿体基质
D.若光照强度不变,C增加,则短时间内D增加,C5减少
(本讲对应学生用书P342~343)
B
【解析】淀粉不易溶于水且遇碘呈现蓝色,葡萄糖脱水缩合形成的A可能是淀粉,A正确;题图中的B为丙酮酸,C为CO2,在无氧呼吸过程中,丙酮酸可在细胞质基质中被分解产生CO2,在有氧呼吸过程中,可在线粒体基质中被分解产生CO2,B错误;题图中的D为C3,生成E的过程为光合作用的暗反应,发生在叶绿体基质,E为有机物,C正确;若光照强度不变,CO2增加,CO2固定速率增大,C3还原速率不变,则短时间内C3增加,C5减少,D正确。
2.水蕴草原产于南美洲,近年来已成为亚洲地区池塘、溪河等水域中的常见野生植物之一。某生物兴趣小组将长势相近的水蕴草分成甲、乙两组,用如图装置进行实验,定时记录倒置的试管顶端的气体量。该实验的目的是 ( )
A.探究环境温度对光合速率的影响
B.探究光照强度对光合速率的影响
C.探究环境温度对呼吸速率的影响
D.探究光照强度对呼吸速率的影响
A
【解析】从实验装置中看出,实验的自变量为温度(15 ℃、30 ℃),因变量为产生的气体量,该气体是由光合作用产生的氧气,因此该实验可探究环境温度对光合作用速率的影响,A正确;两装置中的灯源与水蕴草距离相等,因此光照强度相同,故不能探究光照强度对光合速率的影响,B错误;若要测定植物的呼吸速率,应将实验装置放在黑暗条件下,以排除光合作用对实验结果的影响,图示两个装置均有光源,因此不能探究环境温度对呼吸速率的影响,且光照强度在实验中属于无关变量,C、D错误。
3.(2024年全国模拟预测)实验小组选取生长状态良好的绿萝叶片,使用下图所示密封装置(可调节装置中LED灯带使其发出不同波长的光)探究不同波长的光对光合作用强度的影响。下列相关叙述正确的是 ( )
A.同一波长下无需重复测定O2和CO2含量
B.利用此装置无法测定绿萝叶片的呼吸作用强度
C.红光实验结束后只需调整光的波长即可做紫光实验
D.桶中初始O2和CO2含量是需控制的无关变量
D
【解析】本实验的因变量是光合作用强度,而实际光合速率=净光合速率(光照下氧气的释放量或二氧化碳的吸收量)+呼吸速率(黑暗下二氧化碳的释放量),故同一波长下需要重复测定O2和CO2含量,A错误;利用此装置可以测定绿萝叶片的呼吸作用强度:在黑暗环境中测定二氧化碳的释放量或氧气的消耗量,B错误;红光实验结束后除了需要调整光的波长,还需要检测O2和CO2含量,方可进行紫光实验,C错误;本实验目的是探究不同波长的光对光合作用强度的影响,实验的自变量是不同波长,桶中初始O2和CO2含量也会对实验结果造成影响,是需控制的无关变量,D正确。
4.将生长旺盛的某农作物植株培养在密闭、透光的玻璃罩内,在温度适宜且恒定的条件下,测得晴朗的一昼夜钟罩内CO2浓度变化曲线如图所示。以下分析正确的是 ( )
A.ab段随着光照强度逐渐增加,光合速率不断提高
B.bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度
C.cd段密闭钟罩内O2含量充足,呼吸速率不断提高
D.d点后呼吸速率减慢是因为其温度较低而影响酶的活性
B
【解析】ab段随着光照强度逐渐增加,密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低,植物的光合速率大于呼吸速率,但是ab段下降幅度逐渐平缓,故光合速率不断减慢,A错误;密闭钟罩中的起始CO2浓度可以看成是大气中的CO2浓度,通过ab段光合作用的进行,密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低,bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度,B正确;呼吸速率不仅受O2含量的限制,还受体内呼吸酶量的限制,cd段密闭钟罩中的CO2浓度增加,植物的光合速率小于呼吸速率,但是上升幅度逐渐平缓,故呼吸速率逐渐减慢,C错误;题干中温度适宜且恒定,d点后呼吸速率减慢是密闭环境中O2不足所致,D错误。
5.某兴趣小组设计了若干组如图所示的实验装置,并在室温25 ℃下进行了一系列的实验。下列对实验过程中装置条件及结果的叙述,错误的是 ( )
A.若X溶液为CO2缓冲液并给予植物光照,液滴
移动距离可表示净光合作用强度大小
B.若要测量真正光合作用强度,需另加设一装置并遮光处理,X溶液为NaOH溶液
C.若X溶液为清水并给予植物光照,光合作用大于细胞呼吸时,液滴右移
D.若X溶液为清水并遮光处理植物,消耗的底物为脂肪时,液滴左移
C
【解析】当装置给予光照时,装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用,CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变,那么液滴移动距离即表示净光合作用产生O2的多少,A正确;真正光合作用速率=净光合速率+呼吸速率,测呼吸速率需另加设一装置遮光处理(不能进行光合作用),为排除有氧呼吸产生CO2的干扰,需将X溶液更换为NaOH溶液,那么测得液滴移动距离即为有氧呼吸消耗O2的量,B正确;若X溶液为清水并给予光照,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,其消耗O2的量大于产生CO2的量,液滴向左移动,D正确。
B组 能力提升练
6.如图甲是夏季晴朗的白天时,某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。请分析曲线并回答下列相关问题:
(1)由图甲可看出大约中午12时时,光合作用
强度明显减弱(C点),其主要原因是
。
(2)由B点到C点的过程中,短时间内C3和C5的变化分别是 。
温度高,蒸腾作用强,导致部分气孔关闭,CO2吸收量减少,光合作用强度减弱
C3减少、C5增多
(3)测得该植物的一些实验数据如下:
若该植物处于白天均温30 ℃,晚上均温15 ℃,有效日照12 h的环境下,该植物一昼夜积累的葡萄糖的量为 mg。
30 ℃ 15 ℃黑暗5 h
一定光照15 h 黑暗下5 h
吸收CO2660 mg 释放CO2220 mg 释放CO2110 mg
180
(4)将该植物置于一密闭的容器内一昼夜,此过程中容器内O2的相对含量变化如图乙所示。请据图回答下列问题:
①图乙中植株光合作用释放的O2量和呼吸
作用消耗的O2量相等的点是 。
②该植株经过一昼夜后,能否积累有机物?
,理由是
。
B点和C点
不能
一昼夜O2的消耗量大于O2的生成量,说明该植物一昼夜呼吸作用大于光合作用