課時驗收評價（十四） 細(xì)胞呼吸和光合作用的相關(guān)實驗設(shè)計與分析1．如圖表示在不同溫度下，測定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機物的重量變化)的操作流程及結(jié)果，據(jù)圖分析下列說法錯誤的是(　 )A．從圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為XB．從圖分析可知，該植物光合速率可表示為Y＋2XC．在13～16 ℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強度增強，光合作用先增后降D．恒定在上述14 ℃溫度下，維持10小時光照，10小時黑暗，該植物葉片增重最多，增重30 mg解析：選C　無光時，植物只進行呼吸作用，呼吸速率為M－(M－X)＝X，A正確；該植物的呼吸速率可表示為X，而單位時間光照下葉片重量的增加量表示凈光合速率，故光照一小時總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝M＋Y－(M－X)＋X＝Y＋2X，B正確；在13 ℃～16 ℃之間，呼吸作用不斷增強，光合作用Y＋2X也在增強，C錯誤；溫度是14 ℃時，植物增重量＝10×凈光合速率－10×呼吸作用＝10×(Y＋X)－10X＝10Y，Y為3時，植物增重量最大為30 mg，D正確。2．下圖表示測定金魚藻光合作用強度的實驗密閉裝置，氧氣傳感器可監(jiān)測O2濃度的變化，下列敘述錯誤的是(　 )A．該實驗探究不同單色光對光合作用強度的影響B．加入NaHCO3溶液是為了吸收呼吸作用釋放的CO2C．拆去濾光片，單位時間內(nèi)，氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度D．若將此裝置放在黑暗處，可測定金魚藻的細(xì)胞呼吸作用強度解析：選B　分析題圖，該實驗的自變量是不同單色光，因變量是釋放的O2量(代表凈光合作用強度)，故實驗?zāi)康氖翘骄坎煌瑔紊鈱夂献饔脧姸鹊挠绊懀?/span>A正確；加入NaHCO3溶液是為了維持容器內(nèi)CO2濃度相對穩(wěn)定，B錯誤；相同條件下，白光下比單色光下的光合作用要強，因此拆去濾光片，單位時間內(nèi)，氧氣傳感器測到的O2濃度高于單色光下O2濃度，C正確。3.某同學(xué)研究甲湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸。具體操作如下：取三個相同的透明玻璃瓶a、b、c，將a先包以黑膠布，再包以鉛箔。用a、b、c三瓶從待測水體深度取水，測定c瓶中水內(nèi)氧容量。將a瓶、b瓶密封再沉入待測水體深度，經(jīng)24小時取出，測兩瓶氧含量，結(jié)果如圖所示。則24小時待測深度水體中生物光合作用和有氧呼吸的情況是(　 )A．24小時待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是v mol/瓶B．24小時待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是k mol/瓶C．24小時待測深度水體中生物有氧呼吸消耗的氧氣量是(k－v)mol/瓶D．24小時待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量是(k－v)mol/瓶解析：選D　根據(jù)題意可知，a瓶生物在黑暗條件下僅能進行有氧呼吸，24小時生物進行呼吸消耗的氧氣量為(w－v)mol/瓶；b瓶生物在光照條件下，氧氣的增加量為(k－w)mol/瓶，即為瓶內(nèi)生物24小時進行的凈光合量，故24小時待測深度水體中生物光合作用產(chǎn)生的氧氣量＝呼吸消耗的氧氣量＋凈光合量＝(w－v)＋(k－w)＝(k－v)mol/瓶，D正確。4．研究人員以25片直徑為3 mm 的獼猴桃圓形葉片為材料，在一定光照強度下測量其在30 ℃、40 ℃和45 ℃恒溫環(huán)境下的凈光合速率(呼吸速率已知)，結(jié)果如下表所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(　 )處理溫度/ ℃304045凈光合速率/ (O2μmol·100 mm－2·h－1)2.031.940呼吸速率/ (O2 μmol·100 mm－2·h－1)0.310.500.32A.實驗準(zhǔn)備階段需抽除葉圓片中的空氣B．實驗中可用NaHCO3溶液維持CO2濃度的相對穩(wěn)定C．上表實驗結(jié)果表明，葉光合酶的最適溫度為30 ℃D．實驗結(jié)果表明，45 ℃時光合速率與呼吸速率相等解析：選C　實驗中利用測定葉片釋放的O2量表示凈光合速率，因此在實驗準(zhǔn)備階段需抽除葉圓片中的空氣，防止葉片中原有的空氣對實驗結(jié)果造成影響，A正確；NaHCO3溶液可以釋放CO2，因此實驗中可用NaHCO3溶液維持CO2濃度的相對穩(wěn)定，B正確；由于實驗僅有三個溫度組合，不能說明其他溫度時的實驗情況，因此不能得出葉光合酶的最適溫度，C錯誤；45 ℃時，凈光合速率為0，表明真正光合速率等于呼吸速率，因此45 ℃時光合作用仍可進行，D正確。5.如圖為測定細(xì)胞代謝相關(guān)速率的實驗裝置。下列敘述不正確的是(　 )A．測定植株的呼吸速率時，應(yīng)在黑暗條件下進行B．測定植株的呼吸速率時，小燒杯的液體應(yīng)為NaOH溶液C．直接測定植株實際光合速率時，小燒杯的液體應(yīng)為NaHCO3溶液D．測定植株的凈光合速率時，應(yīng)在光下進行，且小燒杯的液體應(yīng)為NaHCO3溶液解析：選C　若要測定植株的呼吸速率，需排除光合作用的影響，實驗裝置應(yīng)置于黑暗條件下，小燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為NaOH溶液，A、B正確；若要測定實際光合速率，則需要分別測定凈光合速率和呼吸速率，測凈光合速率時，應(yīng)在光下進行，小燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為NaHCO3溶液，C錯誤，D正確。6．以測定植物在黑暗中CO2的釋放量和光照下CO2的吸收量為指標(biāo)，研究溫度對綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結(jié)果記錄如表所示。下列有關(guān)分析中正確的是(　 )組別一二三四五溫度/℃1520253035黑暗中CO2的釋放量/ (mg·h－1)1.01.51.83.03.2光照下CO2的吸收量/ (mg·h－1)2.53.33.83.43.2A.該植物在25 ℃條件下，單位時間內(nèi)光合作用制造的有機物最多B．在35 ℃條件下，光照12 h，黑暗12 h，經(jīng)過一晝夜植物能生長C．在15 ℃條件下，該植物的凈光合作用速率為1.5 mg·h－1D．光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機物總量與30 ℃時相等解析：選D　當(dāng)溫度為25 ℃時凈光合速率為3.8 mg·h－1，呼吸作用消耗速率為1.8 mg·h－1，所以實際光合速率為3.8＋1.8＝5.6 (mg·h－1)，而在30 ℃時實際光合速率為3.4＋3.0＝6.4 (mg·h－1)，A錯誤；在35 ℃條件下，該植物凈光合速率為3.2 mg·h－1，而呼吸速率為3.2 mg·h－1，所以經(jīng)過光照12 h、黑暗12 h后有機物的積累量為0，植物不能生長，B錯誤；在15 ℃條件下，該植物的凈光合速率等于光照下CO2的吸收量，為2.5 mg·h－1，C錯誤；單位時間內(nèi)，35 ℃時光合作用制造的有機物總量與30 ℃時分別為(3.2＋3.2)和(3.4＋3.0)，都是6.4 mg·h－1，故光照相同時間，35 ℃時光合作用制造的有機物總量與30 ℃時相等，D正確。7．利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是(　 )A．從圖乙可看出，F植物適合在較強光照下生長B．光照強度為1 klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進行測定時，液滴右移C．光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率相等D．光照強度為6 klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短解析：選D　根據(jù)圖乙可知，F植物葉圓片的光補償點和光飽和點都比較低，適合在較弱光照下生長，A錯誤；光照強度為1 klx時，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會吸收裝置中的氧氣，使液滴左移，B錯誤；光照強度為3 klx時，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強度相等，但E植物葉圓片的呼吸作用強度大于F植物葉圓片，故光照強度為3 klx時，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率不相等，C錯誤；光照強度為6 klx時，E植物葉圓片凈光合作用強度大于F植物葉圓片的凈光合作用強度，E植物葉圓片釋放的氧氣多，故裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短，D正確。8．如圖是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖。該裝置放置在20 ℃環(huán)境中，實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2 mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X,30 min后，針筒的容量需要調(diào)至0.6 mL 的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X的位置。據(jù)此回答下列問題：(1)若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是________mL/h。(2)與植物的實際光合速率相比，用上述裝置所測得的光合作用速率數(shù)值________(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若在該植物的葉片上涂上一層凡士林，光合作用的速率會大幅度下降，這一做法主要限制了光合作用的________反應(yīng)階段。(4)如果在原實驗中只增加光照強度，則針筒的容量仍維持在0.6 mL讀數(shù)處。在另一相同實驗裝置中，若只將溫度提升至30 ℃，針筒容量需要調(diào)至0.8 mL 讀數(shù)處，才能使水滴維持在X的位置。比較兩個實驗可以得出結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________。(5)利用無水乙醇提取該植物葉片中色素，經(jīng)過層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色的色素帶，這些色素依次是________________________________，它們分布在葉綠體的__________。解析：(1)根據(jù)題意，燒杯中的NaHCO3溶液能保持容器內(nèi)CO2濃度的平衡，故針筒移動的距離代表植物通過光合作用釋放出的氧氣量。針筒的起始讀數(shù)為0.2 mL,30 min后讀數(shù)為0.6 mL，則若以釋放出的氧氣量來代表光合作用速率，該植物的光合作用速率是(0.6－0.2)÷(30÷60)＝0.8(mL/h)。(2)由于植物在進行光合作用的同時也進行呼吸作用，光合作用產(chǎn)生的氧氣一部分用于植物本身的細(xì)胞呼吸，故測得的光合作用速率低于植物實際的光合作用速率。(3)凡士林能封閉氣孔，阻止葉片對CO2的吸收，影響植物光合作用暗反應(yīng)中CO2的固定，從而影響光合作用。(4)根據(jù)題意可知，只增加光照強度，植物光合作用速率不變，說明光照強度不是其限制因素。將溫度提升至30 ℃針筒容量需要調(diào)至0.8 mL讀數(shù)處，才能使水滴維持在X的位置，說明適當(dāng)升高溫度后，植物光合作用速率增加，故在這兩個實驗中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而溫度才是限制光合作用速率的主要因素。(5)植物光合色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，故可利用無水乙醇提取該植物葉片中的色素，經(jīng)過層析，在濾紙上可出現(xiàn)黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色的色素帶，這些色素依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，它們分布在葉綠體的類囊體薄膜(或基粒)上。答案：(1)0.8　(2)偏低　植物同時進行呼吸作用，消耗了氧氣　(3)暗　(4)在這兩個實驗中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而溫度才是限制光合作用速率的主要因素　(5)葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素　類囊體薄膜(或基粒)

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