1、1高三光合作用和细胞呼吸综合题型的归类与分析莆田市高三生物教学指导组 郑美妹（莆田六中）一、坐标曲线题型：（一）常规题型：1、解题技巧：可概括为“一识标”、 “二明点”、 “三析线”三个基本步骤。（1）识标：弄清横、纵坐标表示的生物学含义，找出横、纵坐标之间的联系（即分清自变量与因变量） ，是解题的前提；（2）明点：明确曲线中的特殊点（起点、交叉点、转折点和终点）所表示的相应生物学意义，明确这些特殊点的含义是解题的基础；（3）析线：分析曲线的走向、变化趋势，揭示各段曲线的变化趋势及其含义，这是解题的关键。2、考查类型：（1）坐标曲线含义分析（属于一般问题） ；（2）制约因素分析（属于拓展问题）
2、 ； （3）若某条件改变影响特殊点的移动分析（属于变式问题） ；（4）与植物细胞中气体代谢示意图的联系与分析（属于综合问题）3、复习策略：图一为光照强度与光合速率之间关系曲线图，可设置一系列问题串。探讨： （问题可变式：若横轴为 CO2 浓度呢？）A、B、D 三点的含义是什么？线段 AD 及 D 点以后曲线的含义是什么？ 限制 AD 段光合作用的主要因素？D 点之后限制其的主要因素有哪些？自变量、因变量与无关变量呢？若当植物缺乏 Mg2+ 时，图中曲线 A、B 、D 三点的位置如何移动？若 CO2 浓度上升或温度上升呢？AB、BD 段光合作用和呼吸作用的关系怎样？与细胞中气体代谢示意图如何对应
3、？对应见图二。通过以上问题设置，利用一个模式图可从多角度、多层次地综合考查光合作用和细胞呼吸的关系，有利于学生全面掌握知识，做到举一反一。以上分析都是自然状态下的情况。另外，注意对比一昼夜内密闭和自然状态下植物“光合作用和细胞呼吸”曲线的不同（图三） 。 （注：“光合速率=呼吸速率” ， 图三左为 D、H 点，右为 b、g 点）4、易错防范：（1）影响光合作用的因素有：光照强度、光质、CO 2 浓度、温度、水分、矿质离子供应等。（2）影响细胞呼吸的因素有：温度、O 2 浓度、CO 2 浓度、水分等。图一图三图二 A 点，有呼吸无光合 AB 段，光合小于呼吸 B 点，光合等于呼吸 BD 段，光合
4、大于呼吸2（3）植物生长率或能否生长取决于净光合量而不是“总光合量” 。（4）据图三中的曲线变化信息可知，经一昼夜后，该植物积累有机物，有利于植物生长。（二）变式题型：当外界条件突然改变时，细胞内 C5、C 3、H、ATP 的含量及（CH 2O）合成速率的变化分析。1、光照强度变化的模式图：2、CO 2 浓度变化的模式图：3、解题策略：光照强度和二氧化碳浓度突然改变后，分析 C5、C 3、H、ATP 的含量及（CH 2O）合成速率的动态变化时，要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从某物质“来源”和“去路” （C 3 产生于 CO2 的固定，消耗于 C3 的还原；C 5 产生于 C3 的还原，消
5、耗于 CO2 的固定）的变化来确定其含量变化，而且以上各物质变化中，C 3 和 C5 含量的变化是相反的，C 5 、H和 ATP 含量变化是一致的。二、光合速率、呼吸速率的测定与相关计算：1、光合速率与呼吸速率的关系：(1) 呼吸速率：绿色植物在黑暗条件下测得的数值。(2) 净光合速率：绿色植物组织在光照条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，光照条件下测得的数据即是，也叫表观光合速率。(3)真正光合速率（即实际或总光合速率）净光合速率呼吸速率。(4)三者的常用表示方法：真正光合速率：O 2 产生(生成)速率、CO 2 固定速率、有机物产生(制造、生成)速率；净光合速率：O 2 释放速率、 CO2
6、 吸收速率、有机物积累速率或容器中 O2 增加量、CO 2 减少量；呼吸速率：黑暗中 O2 吸收速率、 CO2 释放速率、有机物消耗速率或容器中 CO2 增加量、O 2 减少量。另外，要明确这三种速率在曲线中所代表的区域。2、判定方法(1)若为坐标曲线形式，当光照强度为 0 时，CO 2 吸收值为 0，则纵坐标数值为真正（实际）光合速率，若是负值则纵坐标数值为表观光合速率。(2)若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值，则为表观光合速率。(3)有机物积累量一般为表观光合速率，制造量一般为真正（实际）光合速率。例 1将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其他实验条件
7、都是理想的） ，实验以 CO2 的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度（） 5 10 15 20 25 30 35光照下吸收CO2（mg/h）1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00黑暗下释放CO2（mg/h）0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50下列对该表数据分析正确的是 ( )3A.昼夜不停地光照，在 35 时该植物不能生长B.昼夜不停地光照，在 15时该植物生长得最快C.每天交替进行 12 小时光照、 12 小时黑暗，在 20时该植物积累的有机物最多D.每天交替进行 12 小时光照、 12 小时黑暗，在 30时该植物积累
8、的有机物是 10时的 2 倍解题分析：绿色植物在光照下吸收 CO2为净光合量，黑暗下释放 CO2为呼吸量。昼夜不停地光照，植物能否生长，要看净光合量，大于 0，植物就能生长，数值最大，生长最快。每天交替进行 12 小时光照、12小时黑暗，植物积累的有机物光照下净光合量黑暗下呼吸量，故 20时植物积累的有机物最多，10时是 30时的 2 倍。答案选 C。三、根据特定装置进行光合作用和呼吸作用强度的实验探究：1实验原理：（1）呼吸速率：绿色植物在黑暗下呼吸作用，吸收氧气，释放 CO2，释放的 CO2被 NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移，单位时间内液滴左移的体积即是呼吸速
9、率。（2）净光合速率：绿色植物在充足的光照下，光合作用大于细胞呼吸，玻璃瓶中的 NaHCO3 溶液保证了容器内 CO2 浓度的恒定，植物通过光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，毛细管内的水滴右移，单位时间内液滴右移的体积即是净光合速率。2绿色植物光合、呼吸速率的测定实验探究（1）净光合速率的测定(装置图四 )：整个装置必须在充足的光照和适宜温度下，一段时间后记录装置中水滴移动的方向和刻度。 （注：烧杯中放入的是 NaHCO3溶液）（2）呼吸速率的测定(装置图四 )：整个装置必须遮光处理，并放在相同的适宜温度下，一段时间后记录装置中水滴移动的方向和刻度。 （注：烧杯中放入的是 NaOH 溶液
10、）（3）绿色植物真正光合速率净光合速率呼吸速率。3细胞呼吸类型的实验探究（1）实验原理：根据 CO2释放量与 O2消耗量判断细胞呼吸类型(细胞呼吸底物以葡萄糖为例)。若 CO2释放量O 2消耗量，细胞只进行有氧呼吸；若 CO2释放量O 2消耗量，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若 O2消耗量0，CO 2释放量0，细胞只进行无氧呼吸。（2）实验探究：欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，为装置 1 和 2，两套呼吸装置中的单一变量为 NaOH 与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的 NaOH 溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由 CO2 与 O2 共同决定，加 N
11、aOH 溶液的装置内气压变化是由 O2 引起的。为使实验结果精确，排除实验误差还应设置装置 3 以便校正（装置 3 内放的是煮熟灭菌的种子，其他应与装置 1 或2 一致） 。（3）结果与分析：若装置 1 着色液滴左移，装置 2 着色液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸。若装置 1 着色液滴不动，装置 2 着色液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸。若装置 1 着色液滴左移，装置 2 着色液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置 1 与装置 2 液滴均左移，则呼吸过程中 O2 吸收量大于 CO2 释放量，呼吸底物中可能有脂质参与。例 2某兴趣小组利用装置 I（橡皮塞上的弯管为
12、带有红色液滴的刻度玻璃管） ，探究酵母菌的细胞呼吸类型。（1） 想得到实验结论还必须同时设置对照实验（实验过程中环境因素的影响忽略图四装置 I4不计） ，对照实验装置（假设该装置编号为 II）为_。（2）请预测与结论相符合的现象，并填写下表：装置中红色液滴的移动现象学科网序号 m装置 I 装置 II 结论1 _ _ 不移动 只进行有氧呼吸2 不移动 _ _ _ 只进行无氧呼吸3 向左移 _ _ 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸参考答案：（1）装置 II 除用等量清水代替 NaOH 溶液外，其他设计与装置 I 相同 （2） 向左移 向右移 向右移4、光合作用与细胞呼吸的实验设计中常用的实验条件控制方法：(1)增加水中氧气泵入空气或放入绿色水生植物。(2)减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水。(3)除去容器中二氧化碳NaOH 溶液。(4)除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中。(5)除去叶中叶绿素酒精隔水加热。(6)除去光合作用对细胞呼吸的干扰给植株遮光。(7)如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光。(8)保持容器中 CO2 体积不变 NaHCO3 溶液。
