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1.坐标曲线类
坐标曲线图能直观地反映某种生物量的变化趋势,充分体现了数形结合的思想,因此这类试题是能力要求较高的一种题型。解题时,读图是关键,其基本思路归纳如下:(1)“识标”,即识别图中横坐标、纵坐标的基本含义;(2)“明点”,即明确一些关键点,如起点、终点、交点、转折点,截距点等;(3)“析线”,即分析出曲线中变量的动态变化趋势,如上升、下降或不变。最后是“用图”,即将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合,在头脑中构建曲线——知识体系。然后运用知识体系揭示问题的实质,解决实际问题。
例1 (2014年全国新课标卷II第29题)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
[-m][0][c][b][a][CO2浓度] [高光强][中光强][低光强][A][B][C][净光合速率][m]
据图回答下列问题:
(1)当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为 。CO2浓度在a~b之间时,曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 。
(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑 这一因素的影响,并采取相应措施。
答案 (1)0 A、B、C (2)光强 (3)大于 (4)光强
解析 (1)据图可知CO2浓度为a时,高光强(曲线A)下的纵坐标为0,即净光合速率为0;CO2浓度在a~b之间时,曲线A、B、C均表现为上升,即净光合速率均随CO2浓度增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加,由此可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。
(3)CO2浓度小于a时,3种光强下,净光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率,也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可知CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量,故为提高植物的产量,应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响。
2.直方图类
直方图实质上是表格数据的图形化,它既可以反映某种量的多少,还可以反映某种量的变化趋势。解题时,首先看清横纵坐标,理解直方图所代表的量的大小和含义;其次找到柱状图中的最值及变化趋势;再次结合生物学原理找出各变量之间的内在联系。
例2 (2014年安徽卷第29题节选)某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)。
[出苗后天数/d][15 30][自然光 红光 蓝光][50
40
30
20
10][O] [CO2吸收量/μmol·m-2·s-1][出苗后天数/d][出苗后天数/d][15 30][自然光 红光 蓝光][0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1][O] [气孔导度/μmol·m-2·s-1][15 30][自然光 红光 蓝光][O] [胞间CO2浓度/μmol·m-2·s-1] [300
250
200
150
100
50]
(1)与15d幼苗相比,30d幼苗的叶片净光合速率 。与对照组相比, 光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是 。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨 层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9mg·g-1、4.1mg·g-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是 。
答案 (1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快 (2)3 (3)随机取样进行重复测定
解析 (1)从第1幅图看出30d幼苗在同种光照下,CO2吸收量较多;从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大,CO2进入较多;从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低,故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。
(2)CO2固定部位在叶绿体基质,因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜(即3层磷脂双分子层)才能到达作用部位。
(3)为了实验数据的可信度,可做到随机取样,并进行重复测定,避免偶然性。
3.数据表格类
常见的表格信息题有两类,一类是对现象的分析,另一类是对数据的分析。解题时,首先要看表格的名称、数据、备注等内容,明确解题所需的知识要点;再对表格中列举的数据进行比较,找到解题突破口;最后运用明确的知识要点,分析从数据中找出的问题,针对存在的问题,论述解决的措施。
例3 (2014年广东卷第26题)观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表,请回答下列问题:
[光照强度\&叶色\&平均叶
面积(cm2)\&气孔密度
(个·mm-2)\&净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)\&强\&浅绿\&13.6(100%)\&826(100%)\&4.33(100%)\&中\&绿\&20.3(149%)\&768(93%)\&4.17(96%)\&弱\&深绿\&28.4(209%)\&752(91%)\&3.87(89%)\&] (注:括号内的百分数以强光照的数据作为参考)
(1)CO2以 方式进入叶绿体后,与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的 。
(2)在弱光下,柑橘通过 和 来吸收更多的光能,以适应弱光环境。
(3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ,单位时间内平均每片叶CO2吸收量 。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是 ,最后发生改变的是 。
答案 (1)自由扩散 五碳化合物 [H](或NADPH)和ATP (2)增加叶面积 提高叶绿素含量 (3)较少 较少 净光合速率 叶面积
解析 (1)CO2等气体是以自由扩散的方式进入叶绿体,进入叶绿体中的CO2首先与C5结合生成C3,C3的还原需要光反应提供的ATP和[H]。
(2)据题中表格数据可知,在弱光下,柑橘的叶色加深,平均叶面积增大,气孔密度变小。所以柑橘是通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积来适应弱光环境。
(3)根据公式:平均叶面积×气孔密度=平均每片叶的气孔总数,弱光下平均每片叶的气孔总数为:28.4×100×752=2135680个,强光下平均每片叶的气孔总数为:13.6×100×826=1123360个,后者少于前者;根据公式:单位时间内平均每片叶CO2的吸收量=净光合作用速率×平均叶面积,弱光下单位时间内平均每片叶CO2的吸收量为:28.4×3.87×10-4=1.1×10-2μmol;强光下单位时间内平均每片叶CO2的吸收量为13.6×4.33×10-4=5.9×10-3μmol,后者小于前者。对强光下生长的柑橘适度遮阴,柑橘的光反应强度降低,光合速率相对下降。为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶绿素来增强吸收光的能力,以合成相对较多的有机物,有利于叶的生长,故最后发生改变的是平均叶面积。
练习答案
1. 以测定的CO2 吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
[O][10 20 30][温度(℃)] [光照下CO2的吸收量][黑暗中CO2的释放量][CO2的吸收量与释放量(mg/h)][4.00
3.00
2.00
1.00
]
A. 光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B. 光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C. 温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D. 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
2.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是( )
[a][b][c][甲][乙][丙][O][光照强度][氧气的增加量]
A. 装置内增加的氧气来自于水
B. 光照强度为a时,光合作用停止
C. 丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D. 该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
3. 请回答与光合作用有关的问题:
(1)甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图回答:
[a b c d][甲][乙][丙] [O][光合作用强度][光照强度]
①强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是 。
②乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是 (a、b、c、d)。
③当光照强度从a到b时, 植物光合作用强度增加的最快。
(2)植物光合作用产生的O2来自H2O,还是来自CO2?请写出简单实验思路证明你的结论。
练习答案
1. A 2. B
3. (1)①甲/②c/③甲 (2)来自于H2O。分别将C18O2和H218O提供给两组植物,分析两组植物光合作用释放的氧气,18O2仅在H218O组植物中产生,即可证明上述结论。
坐标曲线图能直观地反映某种生物量的变化趋势,充分体现了数形结合的思想,因此这类试题是能力要求较高的一种题型。解题时,读图是关键,其基本思路归纳如下:(1)“识标”,即识别图中横坐标、纵坐标的基本含义;(2)“明点”,即明确一些关键点,如起点、终点、交点、转折点,截距点等;(3)“析线”,即分析出曲线中变量的动态变化趋势,如上升、下降或不变。最后是“用图”,即将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合,在头脑中构建曲线——知识体系。然后运用知识体系揭示问题的实质,解决实际问题。
例1 (2014年全国新课标卷II第29题)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
[-m][0][c][b][a][CO2浓度] [高光强][中光强][低光强][A][B][C][净光合速率][m]
据图回答下列问题:
(1)当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为 。CO2浓度在a~b之间时,曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 。
(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑 这一因素的影响,并采取相应措施。
答案 (1)0 A、B、C (2)光强 (3)大于 (4)光强
解析 (1)据图可知CO2浓度为a时,高光强(曲线A)下的纵坐标为0,即净光合速率为0;CO2浓度在a~b之间时,曲线A、B、C均表现为上升,即净光合速率均随CO2浓度增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加,由此可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。
(3)CO2浓度小于a时,3种光强下,净光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率,也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可知CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量,故为提高植物的产量,应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响。
2.直方图类
直方图实质上是表格数据的图形化,它既可以反映某种量的多少,还可以反映某种量的变化趋势。解题时,首先看清横纵坐标,理解直方图所代表的量的大小和含义;其次找到柱状图中的最值及变化趋势;再次结合生物学原理找出各变量之间的内在联系。
例2 (2014年安徽卷第29题节选)某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)。
[出苗后天数/d][15 30][自然光 红光 蓝光][50
40
30
20
10][O] [CO2吸收量/μmol·m-2·s-1][出苗后天数/d][出苗后天数/d][15 30][自然光 红光 蓝光][0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1][O] [气孔导度/μmol·m-2·s-1][15 30][自然光 红光 蓝光][O] [胞间CO2浓度/μmol·m-2·s-1] [300
250
200
150
100
50]
(1)与15d幼苗相比,30d幼苗的叶片净光合速率 。与对照组相比, 光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是 。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨 层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9mg·g-1、4.1mg·g-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是 。
答案 (1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快 (2)3 (3)随机取样进行重复测定
解析 (1)从第1幅图看出30d幼苗在同种光照下,CO2吸收量较多;从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大,CO2进入较多;从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低,故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。
(2)CO2固定部位在叶绿体基质,因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜(即3层磷脂双分子层)才能到达作用部位。
(3)为了实验数据的可信度,可做到随机取样,并进行重复测定,避免偶然性。
3.数据表格类
常见的表格信息题有两类,一类是对现象的分析,另一类是对数据的分析。解题时,首先要看表格的名称、数据、备注等内容,明确解题所需的知识要点;再对表格中列举的数据进行比较,找到解题突破口;最后运用明确的知识要点,分析从数据中找出的问题,针对存在的问题,论述解决的措施。
例3 (2014年广东卷第26题)观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表,请回答下列问题:
[光照强度\&叶色\&平均叶
面积(cm2)\&气孔密度
(个·mm-2)\&净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)\&强\&浅绿\&13.6(100%)\&826(100%)\&4.33(100%)\&中\&绿\&20.3(149%)\&768(93%)\&4.17(96%)\&弱\&深绿\&28.4(209%)\&752(91%)\&3.87(89%)\&] (注:括号内的百分数以强光照的数据作为参考)
(1)CO2以 方式进入叶绿体后,与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的 。
(2)在弱光下,柑橘通过 和 来吸收更多的光能,以适应弱光环境。
(3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ,单位时间内平均每片叶CO2吸收量 。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是 ,最后发生改变的是 。
答案 (1)自由扩散 五碳化合物 [H](或NADPH)和ATP (2)增加叶面积 提高叶绿素含量 (3)较少 较少 净光合速率 叶面积
解析 (1)CO2等气体是以自由扩散的方式进入叶绿体,进入叶绿体中的CO2首先与C5结合生成C3,C3的还原需要光反应提供的ATP和[H]。
(2)据题中表格数据可知,在弱光下,柑橘的叶色加深,平均叶面积增大,气孔密度变小。所以柑橘是通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积来适应弱光环境。
(3)根据公式:平均叶面积×气孔密度=平均每片叶的气孔总数,弱光下平均每片叶的气孔总数为:28.4×100×752=2135680个,强光下平均每片叶的气孔总数为:13.6×100×826=1123360个,后者少于前者;根据公式:单位时间内平均每片叶CO2的吸收量=净光合作用速率×平均叶面积,弱光下单位时间内平均每片叶CO2的吸收量为:28.4×3.87×10-4=1.1×10-2μmol;强光下单位时间内平均每片叶CO2的吸收量为13.6×4.33×10-4=5.9×10-3μmol,后者小于前者。对强光下生长的柑橘适度遮阴,柑橘的光反应强度降低,光合速率相对下降。为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶绿素来增强吸收光的能力,以合成相对较多的有机物,有利于叶的生长,故最后发生改变的是平均叶面积。
练习答案
1. 以测定的CO2 吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
[O][10 20 30][温度(℃)] [光照下CO2的吸收量][黑暗中CO2的释放量][CO2的吸收量与释放量(mg/h)][4.00
3.00
2.00
1.00
]
A. 光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B. 光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C. 温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D. 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
2.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,圆片平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,并分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是( )
[a][b][c][甲][乙][丙][O][光照强度][氧气的增加量]
A. 装置内增加的氧气来自于水
B. 光照强度为a时,光合作用停止
C. 丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D. 该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
3. 请回答与光合作用有关的问题:
(1)甲、乙、丙三种植物光合作用强度与光照强度的关系如图所示。据图回答:
[a b c d][甲][乙][丙] [O][光合作用强度][光照强度]
①强光下上述三种植物固定CO2能力最强的植物是 。
②乙植物达到最大光合作用强度所需的最低光照强度是 (a、b、c、d)。
③当光照强度从a到b时, 植物光合作用强度增加的最快。
(2)植物光合作用产生的O2来自H2O,还是来自CO2?请写出简单实验思路证明你的结论。
练习答案
1. A 2. B
3. (1)①甲/②c/③甲 (2)来自于H2O。分别将C18O2和H218O提供给两组植物,分析两组植物光合作用释放的氧气,18O2仅在H218O组植物中产生,即可证明上述结论。