内容正文:
微专题(三) 光合作用与细胞呼吸的实验设计与分析
一、细胞呼吸类型的判断与实验探究
1.掌握判断细胞呼吸方式的三大依据
2.种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究
(1)实验设计:欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例)。
(2)实验结果预测和结论
实验现象
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行
左移
右移
进行
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行
产生酒精的无氧呼吸
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
有氧呼吸和产乳
酸的无氧呼吸
[对点训练]
1.(2020·全国卷Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是 ( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
解析:由于有氧呼吸产生CO2,不产生乙醇,若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则说明细胞只进行无氧呼吸,A正确。细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等,B正确。细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放,C正确。细胞同时进行有氧和无氧呼吸,若为有氧呼吸和产酒精式的无氧呼吸,则释放CO2的分子数比吸收O2的多;细胞同时进行有氧和无氧呼吸,且为有氧呼吸和产乳酸式的无氧呼吸,则释放CO2的分子数等于吸收O2的分子数,D错误。
答案:D
2.某研究小组测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型(若进行无氧呼吸,则产生酒精和CO2,不产生乳酸),装置如图所示,红色液滴起始位置相同,同时关闭活塞后,在25 ℃下保温一段时间后读出装置1刻度管中红色液滴向左移动x个单位,装置2刻度管中红色液滴向右移动y个单位,不考虑实验前后外界温度等条件变化对液滴移动的影响。下列对实验结果的分析不符合实际的是( )
A.装置1中20%的NaOH溶液的作用是吸收CO2
B.若x=3,y=0,说明该过程中种子只进行有氧呼吸
C.若x=3,y=3,说明有氧呼吸消耗的葡萄糖的量等于无氧呼吸消耗的葡萄
糖的量
D.若x=0,y=3,说明该过程中种子只进行无氧呼吸
解析:由分析可知,装置1中20%的NaOH溶液的作用是吸收CO2,A符合;若x=3,y=0,细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积相等,说明该过程中种子只进行有氧呼吸,B符合;若x=3,y=3,说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,结合反应式可计算出此时无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗葡萄糖的3倍,C不符合;若x=0,y=3,说明没有O2消耗,但有CO2产生,说明该过程中种子只进行无氧呼吸,D符合。
答案:C
二、呼吸速率和净光合速率的测定方法
1.液滴移动法测定光合速率与呼吸速率
(1)测定装置
(2)测定方法及解读
2.“黑白瓶”测定光合速率与呼吸速率
“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方法,其中“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:
规律1:有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量(或CO2的增加量)为
量;白瓶中氧气的增加量(或CO2的减少量)为 量;二者之和为总光合作用量。
规律2:没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即为 。
有氧
呼吸
净光合作用
总光合作用量
[对点训练]
1.(2021届高三·中原名校联考)如图甲为在一定浓度CO2缓冲液、其他最适条件下培养的植物,图乙的a、b为培养过程中一些量的相对值的变化。下列说法错误的是( )
A.若图乙表示图甲中植物叶肉细胞内C3的变化,则a到b可能是突然停止
光照或光照减弱
B.若图乙表示图甲完全培养液中K+的浓度,由a到b的变化说明植物对K+
吸收的相对速率小于对水分吸收的相对速率
C.若图乙表示图甲植物呼吸速率的变化,则可能是由遮光改为照光
D.若图乙表示图甲植物光合速率由a到b变化,则可能是适当提高了CO2
缓冲液的浓度
解析:若图乙表示图甲中植物叶