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考点五 光合作用与细胞呼吸速率的测定与分析
1．通过液滴移动测定光合速率和呼吸速率
(1)测定细胞呼吸速率
NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO。随着O 的消耗，容器内气体压强减小，毛细
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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。
(2)测定细胞呼吸类型
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。
容器中气体变化 细胞呼吸类型
不消耗O，但产生CO(甲组有色液滴不移
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进行产生酒精的无氧呼吸
动，乙组有色液滴右移)
CO 释放量等于O 消耗量(甲组有色液滴左 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸
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移，乙组有色液滴不移动) 和产生乳酸的无氧呼吸
CO 释放量大于O 消耗量(甲组有色液滴左 产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸
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移，乙组有色液滴右移) 同时进行
CO 释放量小于O 消耗量(甲组有色液滴左 进行有氧呼吸时，底物中除糖类
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移，乙组有色液滴左移) 外还有脂质
(3)测定净光合速率
NaHCO 缓冲溶液保证了容器内CO 浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。
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①光照条件下植物释放的O ，使容器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移，单位时
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间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O 的速率。
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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 O 使瓶内气压
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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 O 量等于
2消耗O 量，瓶内气压不变。
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2．黑白瓶法测水生植物的光合速率
“黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题，题
中“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量，可
分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：
1．(经典高考题)科研人员对猕猴桃果肉的光合放氧特性进行了系列研究。下图为光合放氧
测定装置示意图，请回答下列问题：
(1)图中影响光合放氧速率的因素有________________________。氧电极可以检测反应液中
氧气的浓度，测定前应排除反应液中________________的干扰。
(2)在反应室中加入NaHCO 的主要作用是__________________。若提高反应液中NaHCO
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浓度， 果肉放氧速率的变化是______________(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳
定后减小”)。
2．(2016·全国Ⅱ，31)BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO 浓度的
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增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：
用少量的NaHCO 和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO 使溶液变成
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浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等
量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号 1 2 3 4 5 6 7
水草 无 有 有 有 有 有 有
距日光灯的距离(cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20
50 min后试管中溶液
浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色
的颜色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，请回答下列问题：
(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明 2至7号试管的实验结果是由
______________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管
的实验结果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中 X 代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是
_______________________________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草____________________。
题组 光合速率和呼吸速率的测定
1．某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问
题：
(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有__________________，为使实验结果
更科学，还需设置________________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有
氧 呼 吸 又 进 行 无 氧 呼 吸 ， 则 观 察 到 的 实 验 现 象 是
_______________________________________。
(2)若要验证CO 是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是__________________。
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2．如图表示在不同温度下，测定某1 cm2植物叶片质量(mg)变化情况(均考虑为有机物的质
量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：
(1)由操作流程图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为______ mg·cm－2·h－1(用图中字母表
示)，实际光合速率可表示为____________ mg·cm－2·h－1(用图中字母表示)。
(2)由实验结果图分析，恒定在上述______ ℃下，维持12 h光照，12 h黑暗，该1 cm2植物
叶片增重最多，增重了________ mg。
