PAGE6-素能提升課光合作用和細胞呼吸的相關(guān)試驗細胞呼吸方式的探究試驗[素能建構(gòu)]依據(jù)液滴移動的方向推斷細胞呼吸方式的試驗裝置(1)裝置分析：酵母菌在進行細胞呼吸時既有氣體的產(chǎn)生又有氣體的消耗，而氣體量的改變會引起廣口瓶中的壓強改變，依據(jù)紅色液滴的移動方向可推斷細胞呼吸方式。①裝置甲中小燒杯加入NaOH溶液，目的是汲取細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以裝置甲液滴移動的距離代表O2的消耗量。②裝置乙中清水不能汲取O2也不能汲取CO2，則裝置乙中液滴移動的距離代表CO2產(chǎn)生量與O2消耗量的差值。試驗過程分析：呼吸底物以葡萄糖為例，①依據(jù)反應(yīng)式C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up10(酶))6CO2＋12H2O，可知進行有氧呼吸時氣體體積不變；②依據(jù)反應(yīng)式C6H12O6eq\o(→,\s\up10(酶))2C2H5OH＋2CO2可知，進行無氧呼吸時氣體體積增加。(2)試驗現(xiàn)象及結(jié)果分析裝置甲裝置乙試驗結(jié)果紅色液滴左移紅色液滴不移動酵母菌只進行有氧呼吸紅色液滴不移動紅色液滴右移酵母菌只進行無氧呼吸紅色液滴左移紅色液滴右移酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸[對點訓(xùn)練]1．下圖是探究酵母菌呼吸方式的裝置，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴不移動，說明酵母菌只進行有氧呼吸B．假設(shè)裝置1中的液滴不移動，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進行無氧呼吸C．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸D．假設(shè)裝置1和裝置2的液滴均不移動，說明酵母菌只進行有氧呼吸或只進行無氧呼吸D[裝置1液滴向左移動，說明消耗了O2，裝置2液滴不移動，說明消耗的O2與產(chǎn)生的CO2相等，沒有進行無氧呼吸，則酵母菌只進行有氧呼吸，A正確；裝置1液滴不移動，說明沒有消耗O2，裝置2液滴向右移動，說明產(chǎn)生了CO2，則酵母菌只進行無氧呼吸，B正確；裝置1液滴向左移動，說明消耗了O2，酵母菌進行有氧呼吸，裝置2液滴向右移動，說明產(chǎn)生的CO2多于消耗的O2，說明酵母菌進行了無氧呼吸，則酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，C正確；裝置1和裝置2液滴均不移動，說明酵母菌已死亡，D錯誤。]2．為了探究酵母菌的細胞呼吸類型，按裝置1圖示裝配試驗材料和用具，若想得到科學(xué)的試驗結(jié)論，還必需設(shè)計裝置2。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．裝置2中甲是等量的酵母菌培育液，乙是等量的蒸餾水B．若裝置1和2中紅色液滴的移動方向相反，則酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸C．若裝置1中紅色液滴左移，則細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)都能產(chǎn)生[H]和ATPD．降低試驗溫度，裝置中紅色液滴移動變慢是由于酵母菌內(nèi)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的活化能降低D[若裝置1中紅色液滴向左移動，則表示酵母菌進行了有氧呼吸，若不動，則說明酵母菌只進行無氧呼吸，所以為了探究酵母菌是否同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，那么裝置2中甲可代表等量的酵母菌培育液，乙可代表等量的蒸餾水，A選項正確；分析裝置2，若紅色液滴向右移動，則表示酵母菌進行了無氧呼吸，若不動，則說明酵母菌只進行有氧呼吸，可見，裝置1和裝置2中紅色液滴的移動方向相反，則酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，B選項正確；若裝置1中紅色液滴左移，則說明酵母菌進行了有氧呼吸，而有氧呼吸的第一階段和其次階段均有[H]和ATP產(chǎn)生，其中第一階段和其次階段的對應(yīng)場所分別為細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，C選項正確；低溫會導(dǎo)致酵母菌呼吸速率變慢的原理是低溫導(dǎo)致呼吸酶活性降低，反應(yīng)速率減慢，D選項錯誤。]細胞呼吸速率和光合速率的測定試驗[素能建構(gòu)]1．“裝置圖法”測定光合速率與呼吸速率(1)測定裝置(2)測定方法及解讀①測定呼吸速率(裝置甲)a．裝置甲燒杯中放入相宜濃度NaOH溶液用于汲取CO2。b．玻璃鐘罩遮光處理，以解除光合作用的干擾。c．置于相宜溫度環(huán)境中。d．紅色液滴向左移動(用裝置甲單位時間內(nèi)向左移動的距離代表呼吸速率)。②測定凈光合速率(裝置乙)a．裝置乙燒杯中放入相宜濃度的CO2緩沖液，用于保證容器內(nèi)CO2濃度恒定，滿意光合作用需求。b．必需賜予較強光照處理，且溫度相宜。c．紅色液滴向右移動(用裝置乙單位時間內(nèi)向右移動的距離代表凈光合速率)。③依據(jù)“總(真正)光合速率＝呼吸速率＋凈光合速率”可計算得到總(真正)光合速率。物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置比照試驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述試驗，依據(jù)紅色液滴的移動距離對原試驗結(jié)果進行校正。2．紅外線CO2傳感器由于CO2對紅外線有較強的汲取實力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有肯定的線性關(guān)系，因此CO2含量的改變即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳感器來測量CO2濃度的改變。3．“黑白瓶法”測定光合速率與呼吸速率將裝有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水層中，測定單位時間內(nèi)瓶中溶解氧含量的改變，借此測定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物僅能進行細胞呼吸；白瓶透光，瓶中生物可進行光合作用和細胞呼吸。因此，真正光合作用量(光合作用總量)＝白瓶中氧氣增加量＋黑瓶中氧氣削減量。4．“半葉法”測定光合作用有機物的產(chǎn)生量“半葉法”的原理是將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采納適當?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻擋兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在相宜光照下照耀6小時后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，即可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2·h)，則M＝MB－MA，M表示B葉片被截取部分在6小時內(nèi)光合作用合成的有機物總量。[對點訓(xùn)練]3．如圖為某探討小組測定光照強度對植物葉片光合作用影響的試驗裝置。將該裝置先放在黑暗條件下一段時間，然后賜予不同強度的光照。關(guān)于該試驗的敘述，正確的是()A．溫度、CO2濃度和有色液滴的移動距離都是無關(guān)變量B．CO2緩沖液的作用是維持容器中CO2濃度的穩(wěn)定C．假如有色液滴向右移動，說明該植物不進行光合作用D．假如有色液滴向左移動，說明該植物不進行光合作用B[由題意可知，該試驗的目的是探究光照強度對植物葉片光合作用的影響，自變量是光照強度，因變量是光合作用強度，有色液滴的移動距離作為觀測的指標，溫度、CO2濃度等都是無關(guān)變量；CO2緩沖液的作用是維持容器中CO2濃度的穩(wěn)定；有色液滴移動的距離是由裝置內(nèi)O2的改變量引起的，假如有色液滴向右移動，說明光合作用釋放的氧氣量大于細胞呼吸汲取的氧氣量；假如有色液滴向左移動，說明光合作用釋放的氧氣量小于細胞呼吸汲取的氧氣量。]4．將一株小麥密閉在無色玻璃鐘罩內(nèi)，在室內(nèi)調(diào)溫25℃，賜予恒定相宜的光照60min，然后遮光處理60min。全程用CO2傳感器測定鐘罩內(nèi)CO2濃度的改變，得到圖2曲線。圖1圖2(1)若要獲得小麥的真正光合速率，________(填“須要”或“不須要”)另設(shè)比照組。0～60min小麥的真正光合速率為________μmolCO2/(L·h)。(2)試驗10min時，小麥葉肉細胞進行光合作用所需CO2的來源是_____________________________________________________。在停止光照的瞬間葉綠體內(nèi)C3的含量________。[解析](1)前60min測定凈光合速率，后60min測定呼吸速率，不須要另設(shè)比照組。真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝(2000－800)＋(1200－800)＝1600[μmolCO2/(L·h)]。(2)光合作用旺盛，葉綠體須要較多CO2，包括線粒體供應(yīng)和細胞外汲取。停止光照，葉綠體內(nèi)缺少NADPH和ATP，不能進行還原C3的過程。[答案](1)不須要1600(2)線粒體供應(yīng)和細胞外汲取增多(或上升)5．某探討小組從當?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼樱盅b于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透亮玻璃瓶。黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，24小時后測定各組培育瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：光照強度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333(1)黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的緣由是________；該瓶中全部生物細胞呼吸消耗的O2量為_______________________________mg/(L·24h)。(2)當光照強度為cklx時，白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為_______mg/(L·24h)。(3)光照強度至少為________(填字母)klx時，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。[解析](1)黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的緣由是黑瓶沒有光照，植物不能進行光合作用產(chǎn)生氧氣，其中的生物細胞呼吸消耗氧氣，該瓶中全部生物細胞呼吸消耗的O2量為原初溶解氧減去24小時后氧含量，即10－3＝7[mg/(L·24h)]。(2)當光照強度為cklx時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量即總光合作用量＝凈光合作用量＋呼吸作用消耗量＝(24－10)＋7＝21[mg/(L·24h)]。(3)光照強度為aklx時，白瓶中溶氧量不變，說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣剛好用于全部生物的呼吸作用消耗，故光照強度為aklx時，該水層生物產(chǎn)氧量與生物耗氧量可維持動態(tài)平衡。[答案](1)黑瓶中植物不能進行光合作用產(chǎn)生氧氣，其中的生物細胞呼吸消耗氧氣7(2)21(3)a6．某探討小組采納“半葉法”對番茄葉片的光合速率進行測定。將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采納適當?shù)姆椒ㄗ钃鮾刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在相宜光照下照耀6h后，在A、B的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合速率，其單位是mg/(dm2·h)。請分析回答下列問題：(1)MA表示6h后葉片初始質(zhì)量－呼吸作用有機物的消耗量；MB表示6h后(________________)＋(________________)－呼吸作用有機物的消耗量。(2)若M＝MB－MA，則M表示___________________________________。(3)光合速率的計算方法是_________________________。(4)本方法也可用于測定葉片的呼吸速率，寫出試驗設(shè)計思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]葉片A部分遮光，雖不能進行光合作用，但仍可照常進行細胞呼吸。葉片B部分不做處理，既能進行光合作用，又可以進行細胞呼吸。分析題意可知，MB表示6h后葉片初始質(zhì)量＋光合作用有機物的總產(chǎn)量－呼吸作用有機物的消耗量，MA表示6h后葉片初始質(zhì)量－呼