(新高考)高考生物二輪復(fù)習(xí)第1部分 專題突破 專題2 第2講 光合作用和細(xì)胞呼吸(含解析)

這是一份(新高考)高考生物二輪復(fù)習(xí)第1部分 專題突破 專題2 第2講 光合作用和細(xì)胞呼吸(含解析)，共14頁。
?第2講　光合作用和細(xì)胞呼吸
[課程標(biāo)準(zhǔn)]　1.說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量。2.探究酵母菌的呼吸方式。3.說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程。4.研究影響光合作用速率的環(huán)境因素。
考點一　光合作用和細(xì)胞呼吸的過程


1．有關(guān)細(xì)胞呼吸的5點說明
(1)無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，第二階段不能產(chǎn)生ATP，[H]在第一階段產(chǎn)生，第二階段被利用，無[H]的積累。
(2)原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸，如藍(lán)藻等，原因是原核生物細(xì)胞中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶。
(3)真核生物的細(xì)胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞只進行無氧呼吸。
(4)對動物和人體而言，有CO2生成的呼吸方式一定是有氧呼吸，因為動物及人體無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸。
(5)無氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸對細(xì)胞有毒害作用，例如酵母菌釀酒時酒精含量超過16%時，發(fā)酵停止，意味著酵母菌被殺死；稻田定期排水，是為了防止水稻幼根因缺氧而變黑、腐爛；玉米種子浸泡在水中會腐爛等。
2．有關(guān)光合作用的3點提醒
(1) 光合作用中的[H](NADPH) ≠細(xì)胞呼吸中的[H](NADH)。
(2)葉綠體不是所有植物光合作用的必要條件，如原核生物中藍(lán)藻沒有葉綠體但也能進行光合作用。
(3)與光合作用有關(guān)的色素是脂溶性的，而液泡中的花青素是水溶性的，不能參與光能的吸收、轉(zhuǎn)化和傳遞。
3．光合作用與細(xì)胞呼吸關(guān)系

(1)物質(zhì)轉(zhuǎn)化

(2)能量轉(zhuǎn)化


1．(2020·全國Ⅰ，2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　)
A．若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進行無氧呼吸
B．若細(xì)胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C．若細(xì)胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D．若細(xì)胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
答案　D
解析　有氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，無氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。據(jù)此推理，若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，A項正確；若細(xì)胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的分子數(shù)相等，B項正確；若細(xì)胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物為乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放，C項正確；若細(xì)胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少；若細(xì)胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù)，D項錯誤。
方法技巧　“三看法”判斷細(xì)胞呼吸的類型

2．(2018·江蘇，29節(jié)選)如圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H])，請回答下列問題：

(1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，參與這一過程的兩類色素為________________________，其中大多數(shù)高等植物的________需在光照條件下合成。
(2)在甲發(fā)育形成過程中，細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白，在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在________________(填場所)組裝；核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運到甲內(nèi)，在________(填場所)組裝。
(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下，可被氧化為______后進入乙，繼而在乙的_______(填場所)徹底氧化分解成CO2；甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化，在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH，NADPH中的能量最終可在乙的________(填場所)轉(zhuǎn)移到ATP中。
答案　(1)葉綠素、類胡蘿卜素　葉綠素　(2)類囊體薄膜上　基質(zhì)中　(3)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上
解析　(1)題圖中甲是葉綠體，是進行光合作用的場所。葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，可以吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；葉綠素通常需要在有光的條件下才能合成。(2)光反應(yīng)在葉綠體的類囊體薄膜上進行，參與光反應(yīng)的酶(蛋白質(zhì))在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運到葉綠體的類囊體薄膜上組裝；CO2的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2固定的酶在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)圖中乙為線粒體，是進行有氧呼吸的主要場所。氧氣充足時，光合作用產(chǎn)生的三碳糖可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，丙酮酸在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解成CO2，同時產(chǎn)生[H]和ATP；有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸的第三階段，即和O2反應(yīng)生成水，同時產(chǎn)生大量ATP。葉綠體中產(chǎn)生的過多的還原能通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成NADPH，NADPH可通過參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生ATP。
思維延伸　(1)不同狀況下“光合作用與細(xì)胞呼吸”的關(guān)系

(2)若用含有18O的水澆灌番茄，則番茄周圍空氣中含有18O的物質(zhì)有H218O、18O2、C18O2。

1．(2020·河北唐山一模)洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞的代謝過程中，不會發(fā)生的是(　　)
①酶和底物的特異性結(jié)合　②[H]＋O2→H2O?、廴旧|(zhì)→染色體?、苡袡C物的合成和分解?、軭2O→[H]＋O2 ?、逎B透作用吸收K＋
A．②④⑤ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．③⑤⑥
答案　D
解析　洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞，不會進行細(xì)胞分裂，但可以發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯，能進行細(xì)胞呼吸，沒有葉綠體不能進行光合作用。①洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞會發(fā)生細(xì)胞呼吸等多種代謝反應(yīng)，需要酶的催化，所以會發(fā)生酶與底物的特異性結(jié)合；②[H]＋O2→H2O的過程是有氧呼吸第三階段，洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞會發(fā)生有氧呼吸，所以其過程可以發(fā)生；③染色體存在于分裂期，洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞不會發(fā)生細(xì)胞分裂，所以不會發(fā)生染色質(zhì)→染色體的過程；④洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞可以發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯和有氧呼吸等過程，所以會發(fā)生有機物的合成和分解；⑤H2O→[H]＋O2是光合作用光反應(yīng)階段發(fā)生的生理反應(yīng)，洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞不能進行光合作用，所以不會發(fā)生此過程；⑥滲透作用是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，K＋不屬于溶劑分子，所以不會發(fā)生滲透作用；綜上所述，不會發(fā)生的是③⑤⑥。
2．如圖表示光合作用和有氧呼吸過程中C、H、O三種元素的轉(zhuǎn)移途徑以及能量轉(zhuǎn)換過程，圖中序號表示相關(guān)的生理過程。下列敘述錯誤的是(　　)

A．在元素轉(zhuǎn)移途徑中，④與⑧、⑦與⑨表示的生理過程相同
B．在元素轉(zhuǎn)移途徑中，能在小麥根尖成熟區(qū)細(xì)胞中發(fā)生的生理過程有②③⑥⑦⑨
C．在有氧呼吸過程中，產(chǎn)生能量最多的過程是⑦或⑨
D．⑩?產(chǎn)生的ATP中的化學(xué)能都可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽芎蜋C械能
答案　D
解析?、猱a(chǎn)生的ATP中的化學(xué)能只能用于暗反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)能，D錯誤。
3．如圖是葉肉細(xì)胞內(nèi)兩種細(xì)胞器間的氣體關(guān)系圖解，據(jù)圖判斷下列說法正確的是(不定項)(　　)

A．a(chǎn)、c表示葉綠體釋放氧氣的量，a＋c可以表示總光合速率
B．b、c表示線粒體吸收氧氣的量，b＋c可以表示呼吸速率
C．黑暗中，a、c的量為零
D．葉肉細(xì)胞的凈光合速率可以用c或d來表示
答案　ABC
解析　葉綠體吸收二氧化碳，放出氧氣，a、c表示葉綠體釋放氧氣的量，a＋c可以表示總光合速率，A項正確；線粒體吸收氧氣，放出二氧化碳，b、c表示線粒體吸收氧氣的量，b＋c可以表示呼吸速率，B項正確；黑暗中植物不進行光合作用，a、c的量為零，C項正確；凈光合速率可以用a或e表示，D項錯誤。
考點二　光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)曲線

1．影響細(xì)胞呼吸因素相關(guān)的四類曲線


2．影響光合作用因素相關(guān)的三類曲線



3．一晝夜中植物代謝強度變化曲線


(1)圖甲中BC段變化的原因：由于凌晨溫度下降，呼吸酶活性降低，CO2釋放速率有所下降。
(2)圖甲CD段中，光合作用強度小于細(xì)胞呼吸強度，相當(dāng)于乙圖中的cd段。光合作用開始的點在甲圖中為C點，在乙圖中為c點。
(3)圖甲DF段中，光合作用強度大于細(xì)胞呼吸強度，拐點D表示光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度，相當(dāng)于乙圖中d點。
(4)圖甲中FG段曲線下降趨勢變緩的原因是正午時分，由于溫度過高，植物蒸騰失水導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，CO2進入細(xì)胞減少。GH段罩內(nèi)CO2濃度繼續(xù)下降，說明光合作用強度仍大于細(xì)胞呼吸強度；18：00時，罩內(nèi)CO2濃度最低，此時植物體內(nèi)積累的有機物最多，罩內(nèi)O2濃度最高。拐點H表示光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度，相當(dāng)于乙圖中h點。圖乙中ef段與gh段都是下降趨勢，但原因不同：ef段是由于部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足；gh段是因為光照強度逐漸減弱。
(5)圖甲中18：00后，光照越來越弱，罩內(nèi)CO2濃度開始增加，說明細(xì)胞呼吸強度已大于光合作用強度；判斷一晝夜植物體內(nèi)出現(xiàn)有機物積累的依據(jù)是I點時玻璃罩內(nèi)二氧化碳濃度低于A點。

(2018·全國Ⅰ，30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題：

(1)當(dāng)光照強度大于a時，甲、乙兩種植物中，對光能的利用率較高的植物是________。
(2)甲、乙兩種植物單獨種植時，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是___________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
答案　(1)甲　(2)甲　光照強度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大
(3)乙　(4)CO2
解析　(1)由曲線圖可知，光照強度大于a時，甲植物的凈光合速率隨著光照強度的增加而增加的幅度更大，說明甲植物對光能的利用率較高。(2)當(dāng)種植密度過大時，植株的葉片會相互遮擋，植株接受的光照強度減弱，導(dǎo)致植物凈光合速率下降。由曲線圖可知，光照強度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲線圖可知，在低光照強度下，乙植物的凈光合速率較高，在高光照強度下，乙植物的凈光合速率明顯低于甲植物，所以乙植物更適合在林下低光照強度的環(huán)境下種植。(4)夏日晴天中午12點，溫度較高，植物為防止水分散失部分氣孔關(guān)閉，進入葉肉細(xì)胞的CO2明顯減少，抑制了暗反應(yīng)，導(dǎo)致葉片的光合速率明顯降低。
思維延伸　在適宜溫度、水分和一定的光照強度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關(guān)系如圖所示，請分析：

(1)“當(dāng)CO2濃度大于a時，甲才能進行光合作用”這句話對嗎？說明判斷理由。
(2)當(dāng)CO2濃度為b時，甲、乙總光合作用強度是否相等？為什么？
(3)若適當(dāng)增加光照強度，對于甲植物而言，推測c點將向________移，理由是_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)c點時升高溫度，乙植物的P點如何變化？
答案　(1)不對。由圖分析，a點表明甲植物的凈光合速率為0，此時光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度，光合作用在這之前已經(jīng)開始了
(2)不一定相等。當(dāng)CO2濃度為b時，甲、乙兩植物的凈光合作用強度相等，由于不知道兩植物的細(xì)胞呼吸強度，因此不能判斷二者總光合作用強度的大小
(3)右　c點時，CO2濃度不再是限制光合作用的環(huán)境因素，因此，此時適當(dāng)增加光照強度可提高光合作用強度，c點將右移
(4)圖中曲線是在適宜溫度條件下測定的，溫度升高，P點將下降

1．(2019·重慶市七校聯(lián)考)如圖所示為研究光照強度和CO2濃度對某植物光合作用強度的影響曲線。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)

A．曲線a→b點，葉綠體中C3濃度降低
B．b→d點，葉綠體中C5濃度升高
C．曲線a→b點，葉綠體中C5生成速率降低
D．d點時，限制光合作用強度的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等
答案　C
解析　a→b的過程中CO2濃度不變，C3的生成速率不變，但b點光照強度大于a點，b點產(chǎn)生的[H]和ATP的量高于a點，C3還原過程增強，C3濃度降低，A正確；b點和d點的光照強度相等，[H]和ATP產(chǎn)生量相同，C5的生成速率不變，但b點CO2濃度大，C5消耗量增大，則d點C5濃度高于b點，B正確；曲線a→b過程中CO2濃度不變，但b點光照強度大于a點，b點產(chǎn)生的[H]和ATP多于a點，b點C5生成速率高于a點，C錯誤；d點后，光合作用強度不再隨光照強度的增加而增大，則d點時限制光合作用強度的因素可能是CO2濃度和溫度等，D正確。
2．在CO2濃度相同、光照不同的條件下，對油菜光合速率日變化研究的實驗結(jié)果如圖所示。下列分析不正確的是(　　)

A．據(jù)圖可知，油菜最大光合速率上午均比下午高，這與環(huán)境因素的變化有關(guān)
B．與Ⅰ相比，Ⅱ出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象是由于中午光照強烈、溫度升高，導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉影響光合作用的暗反應(yīng)階段，從而使光合速率下降
C．與Ⅱ相比，Ⅲ也出現(xiàn)了“光合午休”現(xiàn)象，可推測油菜的光合速率除受外界環(huán)境因素影響外，還受遺傳因素的控制
D．據(jù)圖可知，提高CO2濃度，Ⅰ的光合速率可達(dá)到Ⅲ
答案　D
解析　圖示可看出油菜最大光合速率上午均比下午高，這與上午光照強烈、溫度適宜等因素有關(guān)，A項正確；與Ⅰ相比，Ⅱ中午時分，由于光照強烈導(dǎo)致溫度升高，植物蒸騰作用劇烈而失水，使葉肉細(xì)胞部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳通過氣孔進入葉肉細(xì)胞內(nèi)部的量減少，葉肉細(xì)胞內(nèi)的二氧化碳濃度降低，大大降低了暗反應(yīng)過程二氧化碳的固定，導(dǎo)致光合速率下降，B項正確；與Ⅱ相比，Ⅲ沒有過強的光照和過高的溫度，同樣的時間也出現(xiàn)了“光合午休”現(xiàn)象，這是內(nèi)因即遺傳控制的生物節(jié)律現(xiàn)象，C項正確；據(jù)圖可知，限制曲線Ⅰ的主要環(huán)境因素是光照強度，所以提高CO2濃度，Ⅰ的光合速率也不能達(dá)到Ⅲ，D項錯誤。
3．(2020·山東濰坊質(zhì)檢)龍血樹在《本草綱目》中被譽為“活血圣藥”，有消腫止痛，收斂止血的功效，也常作為觀賞栽培植物。下圖甲、乙為龍血樹在不同條件下光合速率和呼吸速率的變化曲線[單位：(mmol·cm－2·h－1)]。請回答以下問題：

(1)據(jù)甲圖分析，持續(xù)光照條件下，龍血樹在________℃下，生長最快。40 ℃條件下，若黑夜和白天時間相等，龍血樹能否正常生長？________，判斷依據(jù)是：________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)若甲圖數(shù)據(jù)是在光照強度充足的情況下測得的，則乙圖是在________℃條件下測定的。
(3)如果龍血樹在圖乙中C點光照強度下，一天光照10 h、黑暗處理14 h，則1 cm2的葉片24 h內(nèi)消耗環(huán)境中的CO2是________ mmol。
答案　(1)30　不能　40 ℃條件下凈光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜時間相等，有機物不會積累，影響植物生長　(2)30　(3)12
解析　(2)乙圖龍血樹的呼吸速率為2，最大凈光合速率為8，對應(yīng)甲圖的30 ℃。(3)C點光照強度下，凈光合速率為4，呼吸速率為2,10 h光照條件下，需消耗的CO2是40 mmol，而14 h的黑暗條件，細(xì)胞呼吸可提供的CO2是28 mmol，故1 cm2的葉片24 h內(nèi)消耗環(huán)境中的CO2是12 mmol。
4．(2019·河北衡水中學(xué)高三調(diào)研)三倍體西瓜由于含糖量高且無子而備受青睞。某研究人員對三倍體西瓜進行了一系列相關(guān)研究，請分析回答：
(1)如圖是該研究者對三倍體西瓜葉片凈光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)與胞間CO2濃度(Ci)的日變化研究結(jié)果。

13：00時葉綠體中合成C3的速率________(填“高于”“等于”或“低于”)11：00時。17：00時后葉片的Ci快速上升，其原因是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
葉片的Pn先后兩次下降，主要限制因素分別是________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)該研究人員研究發(fā)現(xiàn)，西瓜果肉細(xì)胞內(nèi)蔗糖的濃度比細(xì)胞外高，說明果肉細(xì)胞吸收蔗糖的跨膜運輸方式是________________。
(3)以三倍體西瓜幼苗為實驗材料，進行短期高溫(42 ℃)和常溫(25 ℃)對照處理，在不同時間取樣測定其葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度(氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越大)及葉綠素含量等指標(biāo)，結(jié)果如圖所示。


根據(jù)圖乙和圖丙可知，經(jīng)過短期高溫處理后，西瓜幼苗的凈光合速率降低，原因可能是_______________________________________________________________________________。
葉肉細(xì)胞中的色素常用________________進行提取，在短期高溫處理過程中，每6 h取樣，提取西瓜幼苗葉肉細(xì)胞中的光合色素后，再通過紙層析法進行分離，色素帶會出現(xiàn)的變化是_______________________________________________________________________________。
答案　(1)低于　光合速率減小，導(dǎo)致CO2在胞間積累　CO2濃度和光照強度　(2)主動運輸　(3)葉綠素含量降低，使光反應(yīng)減弱；氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收減少，使暗反應(yīng)減弱　無水乙醇　藍(lán)綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b的色素帶變窄(或葉綠素a和葉綠素b色素帶變窄)
解析　(1)與11：00時相比，13：00時胞間CO2濃度降低，二氧化碳的固定減弱，所以合成C3的速率小于11：00時。17：00時后，葉片的Ci快速上升，是由于細(xì)胞呼吸速率大于光合速率，釋放出的二氧化碳在胞間積累。葉片的Pn先后兩次下降，第一次下降的主要原因是由于葉片氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)不足，第二次下降是由于光照強度減弱引起。(2)西瓜果肉細(xì)胞內(nèi)蔗糖的濃度比細(xì)胞外高，說明果肉細(xì)胞能逆濃度梯度進行跨膜運輸吸收蔗糖，所以其運輸方式是主動運輸。(3)據(jù)題圖分析可知，經(jīng)過短期高溫處理后由于葉綠素含量降低，使光反應(yīng)減弱；氣孔部分關(guān)閉，CO2吸收減少，使暗反應(yīng)減弱等，所以經(jīng)過42 ℃處理后凈光合速率降低；常用無水乙醇提取葉肉細(xì)胞中的色素；高溫(42 ℃)會破壞葉綠素，故高溫(42 ℃)處理后獲得的藍(lán)綠色的葉綠素a和黃綠色的葉綠素b的色素帶變窄(或葉綠素a和葉綠素b色素帶變窄)。



考點三　光合作用和細(xì)胞呼吸的測定和分析

1．通過液滴移動測定光合速率和呼吸速率

(1)測定細(xì)胞呼吸速率
NaOH溶液的作用是吸收細(xì)胞呼吸釋放的CO2。隨著O2的消耗，容器內(nèi)氣體壓強減小，毛細(xì)管內(nèi)的有色液滴左移，單位時間內(nèi)有色液滴左移的體積表示細(xì)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(shè)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(xì)胞呼吸類型
同時設(shè)置甲裝置：NaOH溶液組、乙裝置：蒸餾水組，植物需遮光處理，根據(jù)兩組裝置中有色液滴移動的情況可分析被測生物的細(xì)胞呼吸類型。
容器中氣體變化
細(xì)胞呼吸類型
不消耗O2，但產(chǎn)生CO2(甲組有色液滴不移動，乙組右移)
進行產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸同時進行

(3)測定凈光合速率
NaHCO3緩沖溶液保證了容器內(nèi)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(nèi)氣體壓強增大，毛細(xì)管內(nèi)的有色液滴右移，單位時間內(nèi)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(xì)胞呼吸強度大于光合作用強度，吸收O2使瓶內(nèi)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(xì)胞呼吸強度，生成O2量等于消耗O2量，瓶內(nèi)氣壓不變。
2．黑白瓶法測水生植物的光合速率
(1)實驗步驟
①取三個玻璃瓶，兩個用黑膠布包上，并包以錫箔，記為A、B瓶，另一白瓶不做處理，記為C瓶，其中B、C瓶中放入長勢良好的同種植物。
②從待測的水體深度取水，保留A瓶以測定水中原來的溶氧量(初始值)。
③將B、C瓶沉入取水深度。
④經(jīng)過一段時間，將其取出，并進行溶氧量的測定。
(2)結(jié)果分析
①有初始值的情況下，黑瓶中氧氣的減少量為有氧呼吸量；白瓶中氧氣的增加量為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。
②沒有初始值的情況下，白瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量與黑瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量之差即總光合作用量。

1．某生物興趣小組利用下圖所示的實驗裝置來探究綠色植物的生理作用。據(jù)此回答下列問題：

(1)若要探究植物細(xì)胞呼吸的類型，選取的實驗裝置有__________________，為使實驗結(jié)果更科學(xué)，還需設(shè)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(xiàn)象是_________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(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________________，實驗中給植物提供C18O2后，在玻璃罩內(nèi)檢測到含18O的氧氣，其產(chǎn)生的途徑為_______________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)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　(2)裝置一和裝置三　C18O2H218O18O2(或：C18O2參與光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)生H218O，H218O參與光反應(yīng)產(chǎn)生18O2)
解析　(1)若要探究植物細(xì)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(jié)果更科學(xué)，還需設(shè)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(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧氣，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(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量，則紅色液滴右移。(2)裝置一燒杯中盛放NaOH溶液，能夠吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)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。實驗中給植物提供C18O2后，在玻璃罩內(nèi)光合作用過程中18O的去路是6C18O2＋12H2OC6H1218O6＋6O2＋6H218O，其中產(chǎn)物H218O又作為光反應(yīng)的原料，在水的光解中產(chǎn)生18O2。
2．如圖表示在不同溫度下，測定某1 cm2植物葉片質(zhì)量(mg)變化情況(均考慮為有機物的質(zhì)量變化)的操作流程及結(jié)果，據(jù)圖分析回答問題：

(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)。
(2)由實驗結(jié)果圖分析，恒定在上述________ ℃下，維持12 h光照，12 h黑暗，該1 cm2植物葉片增重最多，增重了________ mg。
答案　(1)X　Y＋2X　(2)14　36
解析　(1)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(jié)＋2X(mg·cm－2·h－1)。(2)從實驗結(jié)果圖可以看出，在14 ℃下，維持12 h光照，12 h黑暗，該植物葉片增重最多，凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率＝(3＋2×2)×12－2×24＝36(mg)。