内容正文:
光合作用和细胞呼吸类实验设计
与分析
精研重难点(四)
从“高度”上研究高考
[例1] [多选](2022·山东高考)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是 ( )
A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸产热多
C.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
解题关键—破译新情境
[答案] BCD
[解析] 与25 ℃时相比,4 ℃时耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给O2,说明电子传递未受阻,A错误;与25 ℃时相比,短时间低温4 ℃处理,ATP生成量较少,耗氧量较多,说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热,消耗的葡萄糖量多, B、C正确;DNP使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP生成减少, D正确。
[例2] (2022·广东高考)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量____________,原因可能是________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的___________________________,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期__________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以____________为对照,并保证除____________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是_______________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________。
解题关键—科学思维
本题的第(3)小题为实验设计与分析,可运用下面的思维流程解答。
[解析] (1)分析图b可知,与A组相比,C组叶片叶绿素含量较高,原因可能是遮阴条件一方面减弱了叶绿素的降解,另一方面增加了叶绿素的合成。(2)由图b可知,B1组净光合速率显著高于A、C组,而B2组净光合速率与A、C组相比差距不大,推测B组的玉米植株可能会积累更多的糖类等光合产物,因而生长更快。(3)结合题意可知,该实验的目的是探究B组条件可能会提高作物产量。因此,应选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组作为对照,并保证除遮阴比例外其他环境条
件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。然后比较各组玉米的平均单株产量。如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是探究能提高作物产量的最适遮阴比例。
[答案] (1)较高 遮阴条件减弱了叶绿素的降解,同时增加了叶绿素的合成 (2)糖类等光合产物 (3)光照等培养条件 A组 遮阴比例 探究能提高作物产量的最适遮阴比例
从“深度”上提升知能
(一)控制影响光合作用实验变量的方法
(二)呼吸速率和净光合速率测定的常用方法
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。装置需遮光处理,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