专题二 微专题(四) 光合作用和细胞呼吸的实验设计与分析(Word教师用书)-【创新方案】2023高考生物二轮复习专题辅导与测试（老教材）

微专题(四) 　光合作用和细胞呼吸的实验设计与分析 专题视点 从近几年的高考试题看，有关光合作用和细胞呼吸单独设计实验的题目的频率较低，但是结合光合作用和细胞呼吸的综合大题常涉及一些判断光合速率和呼吸速率的实验设计问题。这些题目综合性较强，难度较高，有利于考查考生的科学探究、科学思维能力。因此对本专题的复习也不能掉以轻心，要掌握测量光合速率和呼吸速率的方法，有利于减少失分。 一、方向在胸——考题诊断自查与必备知能强化 考题自测诊断 1．利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”，抽出空气，进行光合速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是(　 ) A．从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长 B．光照强度为1 klx，装置甲中放置植物F叶片进行测定时，液滴向右移动 C．光照强度为3 klx时，E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2 D．光照强度为6 klx时，装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间长 解析：选C　图乙中E植物在较强光照下光合作用强度相对于F更高，因此E植物更适合在较强光照下生长，A错误；将装置甲置于光下，在光照强度为1 klx时，植物F的光合速率小于呼吸速率，容器中O2含量在减少，因此测定时着色液滴向左移动，B错误；图乙中光照强度为3 klx时，相同时间内，E植物光合作用强度＝10＋20＝30，而F植物光合作用强度＝10＋10＝20，因此等面积的E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2，C正确；光照强度为6 klx时，E植物净光合速率大于F植物，因此装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短，D错误。 2．“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不作处理，设法阻止两部分联系。光照6小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0，下列说法错误的是(　 ) A．若m0－a＝b－m0，则表明该实验条件下叶片的光合速率等于呼吸速率 B．本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送 C．忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下进行等时长的暗处理 D．选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性 解析：选A　A遮光，只进行细胞呼吸，故m0－a代表细胞呼吸消耗，B不作处理，进行光合作用和细胞呼吸，b－m0代表净光合作用积累，若m0－a＝b－m0，即净光合速率等于呼吸速率，则表明该实验条件下叶片的光合速率大于呼吸速率，A错误；本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响无关变量水和无机盐的输送，B正确；若忽略水和无机盐的影响，时间是无关变量，故实验时可将A部分叶片在给B光照时剪下进行等时长的暗处理，C正确；叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件属于无关变量，选择叶片时需注意无关变量的一致性，D正确。 系统必备知能 (一)光合速率和呼吸速率测定中控制变量的方法 (二)光合速率和呼吸速率的测定实验及方法 1．液滴移动法(如图) (1)判定细胞呼吸类型 同时设置甲装置：NaOH溶液组；乙装置：蒸馏水组。植物需遮光处理，根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型(如下表)。 容器中气体变化 细胞呼吸类型 不消耗O2，但产生CO2(甲组有色液滴不移动，乙组有色液滴右移) 进行产生酒精的无氧呼吸 CO2释放量等于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴不移动) 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 CO2释放量大于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴右移) 产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行 CO2释放量小于O2消耗量(甲组有色液滴左移，乙组有色液滴左移) 进行有氧呼吸，底物中除糖类外还有脂肪 (2)测定细胞呼吸速率 NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着O2的消耗，容器内气体压强减小，毛细管内的有色液滴左移，单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物，整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活，其他各项处理与实验组完全一致。 (3)测定净光合速率 NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 ①光照条件下植物释放的O2，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O2的速率。 ②若有色液滴左移，说明光照较弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，吸收O2使瓶内气压减小。 ③若有色液滴不动，说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度，生成O2量等于消耗O2量，瓶内气压不变。 2．“黑白瓶法”测定水生植物的光合速率 “黑白瓶法”是一类通过