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高中生物第2节 细胞的多样性和统一性教案
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这是一份高中生物第2节 细胞的多样性和统一性教案，共10页。教案主要包含了生物细胞呼吸方式的判断，光合速率与呼吸速率的测定装置，光合速率与呼吸速率的计算等内容，欢迎下载使用。
1.根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝细菌等。高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。
2.根据反应物、产物的类型判断
(1)消耗O2→进行有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
(2)有H2O生成→进行有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
(3)无CO2产生→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
(4)有CO2生成
①CO2产生量＝O2消耗量→只进行有氧呼吸。
②CO2产生量>O2消耗量→有氧呼吸与无氧呼吸并存。
③只生成CO2不消耗O2→只进行产生酒精的无氧呼吸。
(5)有酒精产生
①酒精量＝CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。
②酒精量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸，多余的CO2来自有氧呼吸。
(6)有乳酸产生
①产生乳酸不产生CO2→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
②同时产生乳酸和CO2→进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸。
3.液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)实验装置：欲确认某生物的细胞呼吸类型，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
(3)物理误差的校正：为了使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
例1 如图所示是测定酵母菌的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是( )
答案 C
解析 甲装置中的NaOH溶液能将酵母菌产生的CO2吸收，所以着色液滴的移动只和O2体积的变化有关，如果着色液滴左移，说明酵母菌进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；如果甲装置中着色液滴不移动，说明酵母菌进行无氧呼吸。乙装置中试管内的液体是蒸馏水，着色液滴的移动与容器内气体体积的变化(O2的消耗量和CO2的产生量的差值)有关。如果酵母菌只进行有氧呼吸，则乙装置中着色液滴不移动；如果乙装置中着色液滴右移，则说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，或只进行无氧呼吸；若甲、乙两装置中液滴都不移动，说明酵母菌已死亡。
例2 呼吸熵(RQ)＝细胞呼吸释放的CO2量/吸收的O2量。如图是生物氧化分解葡萄糖过程中呼吸熵与氧分压的关系，以下叙述正确的是( )
A.呼吸熵越大，细胞呼吸产生的CO2越多
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
答案 B
解析 呼吸熵越大，表明细胞呼吸释放的CO2量/吸收的O2量的比值越大，A错误；分析题图可知，呼吸熵降为1时，生物只进行有氧呼吸，a点生物主要进行无氧呼吸，b点时有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，因此，b点有氧呼吸强度大于a点，B正确；c点以后生物完全进行有氧呼吸，a、c点消耗葡萄糖都较多，为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至有氧呼吸和无氧呼吸都较弱的点，C错误；c点以后细胞呼吸强度可能仍会随氧分压增大而增强，但呼吸熵仍是1，D错误。
二、分析当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、NADPH和ATP的变化
例3 (2018·河南郑州一中期末)如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和NADPH的含量发生的变化依次是( )
A.升高、升高、升高、升高
B.下降、下降、下降、下降
C.下降、升高、升高、升高
D.升高、升高、下降、下降
答案 C
解析 C点时外界温度太高，导致植物叶表皮细胞的部分气孔关闭，细胞内CO2浓度降低，在短时间内，CO2的固定(CO2＋C5→2C3)变慢，而C3的还原[2C3→(CH2O)＋C5]基本不变，从而导致C3含量下降，C5含量升高。C3含量的持续下降会引起C3的还原变慢，从而导致对NADPH和ATP的消耗量减少，故NADPH和ATP的含量均升高，C正确。
例4 如图表示在夏季晴朗的白天，温度适宜，植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素的改变分析正确的是( )
A.突然停止光照
B.突然增加CO2浓度
C.降低环境温度
D.增加光照强度
答案 D
解析 突然停止光照，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少，A项错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3增加，则消耗的C5增加，故C5的含量将减少，B项错误；降低环境温度，光合作用的过程均会变慢，故C3、C5的含量都将减少，C项错误；增加光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加，D项正确。
三、光合速率与呼吸速率的测定装置
1.装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3 溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。
2.测定原理
(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
例5 (2018·浙江杭州模拟)以测定的CO2的吸收量或释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。图乙所示装置可用来测定植物的净光合速率，下列分析正确的是( )
A.光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
B.光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时的相等
C.如果该植物原重m kg，置于暗处4 h后重(m－1) kg，然后光照4 h后重(m＋2) kg，则总光合速率为3/4 kg·h－1
D.若将图乙所示装置中的NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线
答案 B
解析
四、光合速率与呼吸速率的计算
1.绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
2.绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
3.真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
(1)光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。
(2)光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。
(3)光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
例6 植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是( )
A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B.该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)
C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
答案 A
解析 由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体，A错误；由图可知，当光照强度为0时，植物叶片细胞只进行细胞呼吸，该植物叶片的呼吸速率为5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)，B正确；一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)，其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)，C正确；若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移，D正确。
1.将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2吸收量和CO2释放量，结果如表所示：
下列有关叙述中正确的是( )
A.苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B.储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C.O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
答案 B
解析 只要O2吸收量不为0，就说明进行了有氧呼吸，故O2浓度为1%～3%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱，有机物消耗最少，有利于储藏苹果，B项正确；O2浓度超过20%时，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C项错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D项错误。
2.(2018·湖南张家界期末)有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。
下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时，酵母菌只进行有氧呼吸
B.b的值为0
C.氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2的量为6 ml
D.氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
答案 D
解析 有氧呼吸反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；无氧呼吸(酒精发酵)反应式：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。氧浓度为a时，只产生CO2，不产生酒精，说明酵母菌只进行有氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，产生CO2的量和酒精的量相同，说明酵母菌只进行无氧呼吸，氧浓度为0，B正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精的量和CO2的量相同，因此氧浓度为c时，酵母菌有氧呼吸产生的CO2的量为12.5－6.5＝6(ml)，C正确；氧浓度为d时，酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，设参与有氧呼吸的葡萄糖的量为x，由有氧呼吸反应式可知，产生的CO2的量为6x，设参与无氧呼吸的葡萄糖的量为y，由无氧呼吸反应式可知，产生的酒精和CO2的量均为2y，则有2y＝6,6x＋2y＝15，得x＝1.5，y＝3，可推出有2/3的葡萄糖用于酒精发酵，D错误。
3.如图所示为某阳生植物细胞在夏季某一晴天内的光合作用过程中，C3、C5的含量变化。若第二天中午天气由晴天转为阴天，叶绿体中C3、C5的含量变化分别相当于曲线中的( )
A.c→d段(X)、b→c段(Y)
B.d→e段(X)、d→e段(Y)
C.d→e段(Y)、c→d段(Y)
D.b→c段(Y)、b→c段(X)
答案 B
解析 光照增强时，光反应阶段增强，ATP、NADPH生成量增加，C3被还原成(CH2O)和再生C5的过程增强，而CO2供应量不变，CO2固定消耗C5的量基本不变，所以C3减少、C5增加。光照减弱时则相反。由此判断X曲线表示的是在一天中C3的含量变化，Y曲线表示的是C5的含量变化。与晴天相比，阴天光照强度减弱，所以C3的含量变化如X曲线的d→e段，C5的含量变化如Y曲线的d→e段。
4.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2。下列说法正确的是( )
A.m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小
B.m2表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小
C.m2－m1表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量
D.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度
答案 D
解析 m1和m2只能表示某时刻被截取部分的质量，A、B项错误；设A、B被截取部分在实验前的干重为x，则m2－x表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小，x－m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小，实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度，因此m2－m1表示B叶片被截取部分在光照时间内光合作用制造的有机物总量，即实际光合作用强度，C项错误；由对C项的分析可知，该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度，D项正确。
5.如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解，据图判断下列说法错误的是( )
A.A、C表示叶绿体释放氧气的量，A＋C可以表示总光合速率
B.B、C表示线粒体吸收氧气的量，B＋C可以表示呼吸速率
C.黑暗中，A、C的量为零
D.叶肉细胞的净光合速率可以用C或D来表示
答案 D
解析 叶绿体吸收二氧化碳，放出氧气，A、C表示叶绿体释放氧气的量，A＋C可以表示总光合速率，A项正确；线粒体吸收氧气，放出二氧化碳，B、C表示线粒体吸收氧气的量，B＋C可以表示呼吸速率，B项正确；黑暗中植物不进行光合作用，C项正确；净光合速率可以用A或E表示，D项错误。
6.(2018·江苏泰州高一上月考)如图1表示绿色植物体内光合作用和有氧呼吸过程中含碳化合物的变化过程，图2表示净光合速率与光照强度之间的关系。请据图回答：
(1)图1中①和②过程表示光合作用的__________________________阶段，③过程进行的场所是____________________________________________________。
(2)图1中①～④过程能产生ATP的是_____________________________________________，
③④分别表示_______________________________________________(填过程名称)。
(3)若绿色植物由图2中A环境转移到B环境，短时间内叶绿体中C3的含量会________。BC段限制净光合速率增加的主要环境因素是________________。
答案 (1)暗反应 线粒体基质(或线粒体) (2)③④ 有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第一阶段 (3)下降 温度和CO2浓度
解析 图1中①和②过程表示光合作用的暗反应阶段，④③分别表示有氧呼吸的第一阶段和第二阶段；③④过程产生ATP。图2中，由A点到B点，光照强度增强，短时间内C3还原加快，而C3的合成仍正常进行，细胞中的C3含量会下降。BC段限制光合作用的因素不再是光照强度，而是温度和CO2浓度等。实验结果
结论
装置一着色液滴
装置二着色液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
选项
现象
结论
甲装置
乙装置
A
液滴左移
液滴不动
只进行有氧呼吸
B
液滴不动
液滴右移
只进行无氧呼吸
C
液滴不动
液滴不动
只进行有氧呼吸
D
液滴左移
液滴右移
既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
条件
C3
C5
NADPH和ATP
(CH2O)合成量
模型分析
光照强度由强到弱，CO2供应不变
增加
减少
减少
减少
光照强度由弱到强，CO2供应不变
减少
增加
增加
增加
CO2量由充足到不足，光照不变
减少
增加
增加
减少
CO2量由不足到充足，光照不变
增加
减少
减少
增加
A
在光照时间相同的情况下，在25 ℃时，CO2吸收量最大，即净光合作用量最大，积累的有机物最多
错误
B
在光照时间相同的情况下，30 ℃时总光合作用量为3.50＋3.00＝6.50(mg·h－1)，35 ℃时总光合作用量为3.00＋3.50＝6.50(mg·h－1)，二者相同
正确
C
该植物原重m kg，置于暗处4 h后重(m－1) kg，然后光照4 h后重(m＋2) kg，则总光合速率为1 kg·h－1
错误
D
将图乙所示装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，则在黑暗条件下可测得B曲线
错误
O2浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量/ml
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2释放量/ml
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
氧浓度/%
a
b
c
d
产生CO2的量/ml
30
9
12.5
15
产生酒精的量/ml
0
9
6.5
6
1.根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝细菌等。高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。
2.根据反应物、产物的类型判断
(1)消耗O2→进行有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
(2)有H2O生成→进行有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。
(3)无CO2产生→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
(4)有CO2生成
①CO2产生量＝O2消耗量→只进行有氧呼吸。
②CO2产生量>O2消耗量→有氧呼吸与无氧呼吸并存。
③只生成CO2不消耗O2→只进行产生酒精的无氧呼吸。
(5)有酒精产生
①酒精量＝CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。
②酒精量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸，多余的CO2来自有氧呼吸。
(6)有乳酸产生
①产生乳酸不产生CO2→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
②同时产生乳酸和CO2→进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧呼吸。
3.液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)实验装置：欲确认某生物的细胞呼吸类型，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
(3)物理误差的校正：为了使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
例1 如图所示是测定酵母菌的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错误的是( )
答案 C
解析 甲装置中的NaOH溶液能将酵母菌产生的CO2吸收，所以着色液滴的移动只和O2体积的变化有关，如果着色液滴左移，说明酵母菌进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；如果甲装置中着色液滴不移动，说明酵母菌进行无氧呼吸。乙装置中试管内的液体是蒸馏水，着色液滴的移动与容器内气体体积的变化(O2的消耗量和CO2的产生量的差值)有关。如果酵母菌只进行有氧呼吸，则乙装置中着色液滴不移动；如果乙装置中着色液滴右移，则说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，或只进行无氧呼吸；若甲、乙两装置中液滴都不移动，说明酵母菌已死亡。
例2 呼吸熵(RQ)＝细胞呼吸释放的CO2量/吸收的O2量。如图是生物氧化分解葡萄糖过程中呼吸熵与氧分压的关系，以下叙述正确的是( )
A.呼吸熵越大，细胞呼吸产生的CO2越多
B.b点有氧呼吸强度大于a点
C.为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点
D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
答案 B
解析 呼吸熵越大，表明细胞呼吸释放的CO2量/吸收的O2量的比值越大，A错误；分析题图可知，呼吸熵降为1时，生物只进行有氧呼吸，a点生物主要进行无氧呼吸，b点时有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，因此，b点有氧呼吸强度大于a点，B正确；c点以后生物完全进行有氧呼吸，a、c点消耗葡萄糖都较多，为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至有氧呼吸和无氧呼吸都较弱的点，C错误；c点以后细胞呼吸强度可能仍会随氧分压增大而增强，但呼吸熵仍是1，D错误。
二、分析当光照与CO2浓度发生骤变时，C3、C5、NADPH和ATP的变化
例3 (2018·河南郑州一中期末)如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，C点和B点相比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和NADPH的含量发生的变化依次是( )
A.升高、升高、升高、升高
B.下降、下降、下降、下降
C.下降、升高、升高、升高
D.升高、升高、下降、下降
答案 C
解析 C点时外界温度太高，导致植物叶表皮细胞的部分气孔关闭，细胞内CO2浓度降低，在短时间内，CO2的固定(CO2＋C5→2C3)变慢，而C3的还原[2C3→(CH2O)＋C5]基本不变，从而导致C3含量下降，C5含量升高。C3含量的持续下降会引起C3的还原变慢，从而导致对NADPH和ATP的消耗量减少，故NADPH和ATP的含量均升高，C正确。
例4 如图表示在夏季晴朗的白天，温度适宜，植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素的改变分析正确的是( )
A.突然停止光照
B.突然增加CO2浓度
C.降低环境温度
D.增加光照强度
答案 D
解析 突然停止光照，光反应产生的NADPH和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将增加，C5的含量将减少，A项错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成的C3增加，则消耗的C5增加，故C5的含量将减少，B项错误；降低环境温度，光合作用的过程均会变慢，故C3、C5的含量都将减少，C项错误；增加光照强度，光反应产生的NADPH和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的含量将减少，C5的含量将增加，D项正确。
三、光合速率与呼吸速率的测定装置
1.装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3 溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。
2.测定原理
(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
例5 (2018·浙江杭州模拟)以测定的CO2的吸收量或释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。图乙所示装置可用来测定植物的净光合速率，下列分析正确的是( )
A.光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
B.光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时的相等
C.如果该植物原重m kg，置于暗处4 h后重(m－1) kg，然后光照4 h后重(m＋2) kg，则总光合速率为3/4 kg·h－1
D.若将图乙所示装置中的NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线
答案 B
解析
四、光合速率与呼吸速率的计算
1.绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
2.绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。
3.真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：
(1)光合作用产生的O2量＝实测的O2释放量＋细胞呼吸消耗的O2量。
(2)光合作用固定的CO2量＝实测的CO2吸收量＋细胞呼吸释放的CO2量。
(3)光合作用产生的葡萄糖量＝葡萄糖的积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
例6 植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是( )
A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B.该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)
C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
答案 A
解析 由题图可知，在a点所示条件下，该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体，A错误；由图可知，当光照强度为0时，植物叶片细胞只进行细胞呼吸，该植物叶片的呼吸速率为5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)，B正确；一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)，其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)，C正确；若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移，D正确。
1.将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2吸收量和CO2释放量，结果如表所示：
下列有关叙述中正确的是( )
A.苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B.储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C.O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D.苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
答案 B
解析 只要O2吸收量不为0，就说明进行了有氧呼吸，故O2浓度为1%～3%时既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项错误；O2浓度为5%时，CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱，有机物消耗最少，有利于储藏苹果，B项正确；O2浓度超过20%时，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C项错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生酒精和二氧化碳，D项错误。
2.(2018·湖南张家界期末)有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。
下列叙述错误的是( )
A.氧浓度为a时，酵母菌只进行有氧呼吸
B.b的值为0
C.氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2的量为6 ml
D.氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
答案 D
解析 有氧呼吸反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \(――→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；无氧呼吸(酒精发酵)反应式：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。氧浓度为a时，只产生CO2，不产生酒精，说明酵母菌只进行有氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，产生CO2的量和酒精的量相同，说明酵母菌只进行无氧呼吸，氧浓度为0，B正确；酵母菌无氧呼吸产生酒精的量和CO2的量相同，因此氧浓度为c时，酵母菌有氧呼吸产生的CO2的量为12.5－6.5＝6(ml)，C正确；氧浓度为d时，酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，设参与有氧呼吸的葡萄糖的量为x，由有氧呼吸反应式可知，产生的CO2的量为6x，设参与无氧呼吸的葡萄糖的量为y，由无氧呼吸反应式可知，产生的酒精和CO2的量均为2y，则有2y＝6,6x＋2y＝15，得x＝1.5，y＝3，可推出有2/3的葡萄糖用于酒精发酵，D错误。
3.如图所示为某阳生植物细胞在夏季某一晴天内的光合作用过程中，C3、C5的含量变化。若第二天中午天气由晴天转为阴天，叶绿体中C3、C5的含量变化分别相当于曲线中的( )
A.c→d段(X)、b→c段(Y)
B.d→e段(X)、d→e段(Y)
C.d→e段(Y)、c→d段(Y)
D.b→c段(Y)、b→c段(X)
答案 B
解析 光照增强时，光反应阶段增强，ATP、NADPH生成量增加，C3被还原成(CH2O)和再生C5的过程增强，而CO2供应量不变，CO2固定消耗C5的量基本不变，所以C3减少、C5增加。光照减弱时则相反。由此判断X曲线表示的是在一天中C3的含量变化，Y曲线表示的是C5的含量变化。与晴天相比，阴天光照强度减弱，所以C3的含量变化如X曲线的d→e段，C5的含量变化如Y曲线的d→e段。
4.现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将对称叶片的一半遮光(A)，另一半不遮光(B)，并采用适当的方法阻止A、B间物质和能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2。下列说法正确的是( )
A.m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小
B.m2表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小
C.m2－m1表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量
D.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度
答案 D
解析 m1和m2只能表示某时刻被截取部分的质量，A、B项错误；设A、B被截取部分在实验前的干重为x，则m2－x表示被截取部分在光照时间内净光合作用的大小，x－m1表示被截取部分在光照时间内细胞呼吸的大小，实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度，因此m2－m1表示B叶片被截取部分在光照时间内光合作用制造的有机物总量，即实际光合作用强度，C项错误；由对C项的分析可知，该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能测出实际光合作用的强度，D项正确。
5.如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解，据图判断下列说法错误的是( )
A.A、C表示叶绿体释放氧气的量，A＋C可以表示总光合速率
B.B、C表示线粒体吸收氧气的量，B＋C可以表示呼吸速率
C.黑暗中，A、C的量为零
D.叶肉细胞的净光合速率可以用C或D来表示
答案 D
解析 叶绿体吸收二氧化碳，放出氧气，A、C表示叶绿体释放氧气的量，A＋C可以表示总光合速率，A项正确；线粒体吸收氧气，放出二氧化碳，B、C表示线粒体吸收氧气的量，B＋C可以表示呼吸速率，B项正确；黑暗中植物不进行光合作用，C项正确；净光合速率可以用A或E表示，D项错误。
6.(2018·江苏泰州高一上月考)如图1表示绿色植物体内光合作用和有氧呼吸过程中含碳化合物的变化过程，图2表示净光合速率与光照强度之间的关系。请据图回答：
(1)图1中①和②过程表示光合作用的__________________________阶段，③过程进行的场所是____________________________________________________。
(2)图1中①～④过程能产生ATP的是_____________________________________________，
③④分别表示_______________________________________________(填过程名称)。
(3)若绿色植物由图2中A环境转移到B环境，短时间内叶绿体中C3的含量会________。BC段限制净光合速率增加的主要环境因素是________________。
答案 (1)暗反应 线粒体基质(或线粒体) (2)③④ 有氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第一阶段 (3)下降 温度和CO2浓度
解析 图1中①和②过程表示光合作用的暗反应阶段，④③分别表示有氧呼吸的第一阶段和第二阶段；③④过程产生ATP。图2中，由A点到B点，光照强度增强，短时间内C3还原加快，而C3的合成仍正常进行，细胞中的C3含量会下降。BC段限制光合作用的因素不再是光照强度，而是温度和CO2浓度等。实验结果
结论
装置一着色液滴
装置二着色液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
选项
现象
结论
甲装置
乙装置
A
液滴左移
液滴不动
只进行有氧呼吸
B
液滴不动
液滴右移
只进行无氧呼吸
C
液滴不动
液滴不动
只进行有氧呼吸
D
液滴左移
液滴右移
既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
条件
C3
C5
NADPH和ATP
(CH2O)合成量
模型分析
光照强度由强到弱，CO2供应不变
增加
减少
减少
减少
光照强度由弱到强，CO2供应不变
减少
增加
增加
增加
CO2量由充足到不足，光照不变
减少
增加
增加
减少
CO2量由不足到充足，光照不变
增加
减少
减少
增加
A
在光照时间相同的情况下，在25 ℃时，CO2吸收量最大，即净光合作用量最大，积累的有机物最多
错误
B
在光照时间相同的情况下，30 ℃时总光合作用量为3.50＋3.00＝6.50(mg·h－1)，35 ℃时总光合作用量为3.00＋3.50＝6.50(mg·h－1)，二者相同
正确
C
该植物原重m kg，置于暗处4 h后重(m－1) kg，然后光照4 h后重(m＋2) kg，则总光合速率为1 kg·h－1
错误
D
将图乙所示装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，则在黑暗条件下可测得B曲线
错误
O2浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量/ml
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2释放量/ml
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
氧浓度/%
a
b
c
d
产生CO2的量/ml
30
9
12.5
15
产生酒精的量/ml
0
9
6.5
6
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