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高中生物呼吸作用和光合作用解题技巧分析

马巍
  
速读·上旬
2018年12期

摘 要:呼吸作用和光合作用是高中生物必修一中所介绍的两种细胞代谢的形式,是高中生物教学的重点和难点,同时也是高考的考点与难点。重点通过对呼吸作用和光合作用关系的分析,有助于学生在学习的过程中对知识点更为透彻的理解。

关键词:高中生物;呼吸作用;光合作用;解题技巧

绿色植物光合作用和呼吸作用的过程、相关知识点及两者之间的关系常以曲线图、表格、应用计算等综合性较强的题型出现,重点考查学生对于绿色植物呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的理解与运用。不仅是历届高考的高频考点还是高考的难点。从历届高考试题来看,此类试题占有较大的分值,但失分率较高。因此,在平时的复习过程中,我们应该重点分析光合作用和呼吸作用的关系,如何分析两者之间的综合题型。结合日常的教学经验,我将从以下几个方面进行分析。

明确呼吸速率、净光合速率及真正光合速率的表示方法、相互关系和判定方法。由于绿色植物的呼吸作用在有光和无光的条件下都可以进行,而光合作用需要光照,所以,在光照条件下绿色植物既进行光合作用,也进行呼吸作用。学生在解题时要特别注意区分外部环境条件的影响。再就是引起呼吸作用和光合作用强度的环境因素不同,所以呼吸速率和光合速率的表示方法也不相同。

1.呼吸速率的表示方法:绿色植物置于黑暗环境中,常用一定时间内CO2释放量、O2吸收量或者有机物减少(消耗)量表示。也可以测定密闭容器内CO2的增加量或者O2的减少量。

2.净光合速率(又名表观光合速率):常用一定时间内CO2吸收量、O2释放量或者有机物积累量表示。也可以用密闭容器内O2的增加量或者CO2的减少量来表示。

3.真正光合速率(实际光合速率):常用一定时间内CO2固定量、O2产生量或者有机物产生量(制造量)表示。

上述三者之间的关系可以表示为: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O2量=O2释放量+呼吸作用耗氧量。

2.光合作用固定CO2量=CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量。

3.光合作用有机物产生量=有机物积累量(增重)+呼吸作用有机物减少(消耗)量。

也可以通过图示更直观表现三者的关系,让学生清晰的感知绿色植物呼吸作用和光合作用的相互关系。

一般条件下测定光合速率是没有考虑到绿色植物自身的呼吸作用的,所测得的是净光合速率,若想测定真正光合速率则需要同时考虑绿色植物自身的呼吸作用。在解题过程中,针对不同题目的设置可以用相应的方法去判定。若以曲线形式给出的条件,可根据是否有部分曲线在横轴下方(即负值区域。真正光合速率不会为负值),快速判定真正光合速率与净光合速率;对于文字描述的条件,可以通过对关键词的把握迅速做出判定。例如可以通过一定时间内绿色植物从外界环境吸收的CO2量或绿色植物周围环境中减少的CO2量;绿色植物的O2释放量或绿色植物周围环境增加的O2量以及绿色植物积累的有机物量等方面对净光合速率做出判定。对真正光合速率的判定可以依据绿色植物固定CO2量或叶绿体吸收CO2量;绿色植物产生O2量、制造O2量或叶绿体释放O2量;绿色植物有机物产生量或有机物制造量等方面。对绿色植物呼吸速率、净光合速率和真正光合速率的判定过程有助于学生对呼吸作用和光合作用理解,也有助于提高学生对所学知识的应用。

BTB是一种酸碱指示剂,BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的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NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,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。

遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。

若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题。

(1)本实验中,50min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 。

本题是以表格的形式考察水草呼吸作用和光合作用强度的大小关系,以及光照强度对光合作用强度的影响的综合题目:①对2号试管进行遮光处理,此时水草只进行呼吸作用,其余试管中的水草同时进行光合作用和呼吸作用,所以与1号试管对照,2至7号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色,说明在没有水草的条件下,光照会导致溶液中CO2浓度发生变化,则2至7号试管的实验结果是不可靠的;②2号试管遮光处理,其中的水草不进行光合作用,只进行呼吸作用;③5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明其中水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等。

参考文献

[1]吴相钰.陈阅增普通生物学[M].高等教育出版社.

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