第4节 大气圈中氧、碳的循环（高效培优讲义）科学新教材浙教版八年级下册

第4节 大气圈中氧、碳循环 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 植物的光合作用 1 题型2 动植物的呼吸作用 5 题型3 自然界的氧、碳循环 8 【能力培优练】 11 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 植物的光合作用 一、光合作用 1． 光合作用是指绿色植物通过 叶绿体 ，利用 光能 ，把二氧化碳和水转化成储存着能量的 有机物 ，并释放 氧气 的过程 2．光合作用反应式： 二氧化碳＋水 有机物＋氧气 。 3．光合作用主要发生在叶肉细胞的 叶绿体 中，它产生的葡萄糖经转化后形成 淀粉 。光合作用所需要的二氧化碳大部分是从 空气 中吸收的，水则主要是从 土壤 中吸收，然后运输到叶片。叶绿体内含有的 叶绿素 等色素，能吸收阳光 4．光合作用一方面把简单的无机物制成了复杂的 有机物 ，并放出 氧气 ，发生了 物质 转化；另一方面，把光能变成储存在有机物里的 化学能 ，实现了 能量 的转化。 5．光合作用的意义：绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅满足了自身 生长 、 发育 、 繁殖 的需要，还为其他生物提供了基本的 食物来源 注意点：我们可以把光合作用比喻成一个工厂，那么，它的“厂房”(即光合作用的场所)是叶绿体，“原料”是水和二氧化碳，“能源”是太阳光，“产物”是有机物(主要是淀粉)和氧气。 二、光合作用的条件和产物 1． 植物制造淀粉的实验 (1)把盆栽的银边天竺放在黑暗的地方一昼夜，其目的是 把叶片中原有的淀粉耗尽，避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响 (2)叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是 光 。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生了 淀粉 。这说明光合作用需要 光 。 (3)活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是 叶绿体 。叶片的绿色部位变蓝，而白色部分没有变蓝，这说明光合作用需要 叶绿体 。 (4)该实验通过检验出淀粉的存在，证明光合作用需要 光 和 叶绿体 。 2．光合作用产生的气体能使带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来，这说明光合作用的另一产物是 氧气 。 注意点：1．用数学记忆法记“植物制造淀粉的实验”的实验步骤：“一昼夜，两面遮，三步走”。具体地说，“一昼夜”就是把银边天竺葵放在黑暗处一昼夜；“两面遮”强调用铝箔纸遮盖叶片的一部分，要把上下两面都遮盖住；“三步走”是隔水加热→清水漂洗→碘液检验三个连续的操作。 2．脱叶绿素时采用水浴加热是为了防止酒精着火，同时也可避免温度过高。 3．实验方案的选择及判断实验方案的优劣，通常从以下三个方面去判断：一个变量、对照、重复多次做实验。 三、光合作用的原料 1．在证明植物的光合作用需要二氧化碳的实验中，设计改变的因素是 二氧化碳 ，最后观察植物有无淀粉生成。 2．实验步骤：把一株天竺葵放在黑暗处一昼夜。再将两个透明的塑料袋分别套在选定的两片天竺葵的叶片上，一个塑料袋内装入少量 氢氧化钠 溶液，另一个塑料袋内装入等量清水。在阳光下照射4小时后，摘下两片叶子， 酒精 脱色、清水漂洗、滴加 碘液 后，观察叶片颜色。 3．实验现象：装有清水的塑料袋内的叶片 变蓝 ；装有氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片 不变蓝 。 4．实验证明植物光合作用需要 二氧化碳 。科学研究还证明， 水 也是植物光合作用的原料。 实验：设计光合作用需要水的实验 1.设计改变的因素是水分; 2. 将天竺葵暗处理1昼夜（耗近叶片中的淀粉）; 3. 设置对照实验：A叶片将其主脉切断，（将水分供应阻断）； B叶片不做任何处理。 4. 在相同条件下光照4小时左右。 5. 叶片放在酒精中隔水加热 ，褪成黄白色时取出，滴上碘液，观察现象。 实验现象：如果发现A叶片不变蓝色，B叶片变蓝色。则证明光合作用A B 【典例1】为验证绿色植物在光照下能产生氧气，小金将如图所示装置放在阳光下一段时间，用带火星木条检验试管内气体，出现复燃现象。下列叙述正确的是（　　） A．该实验中起对照作用的变量是有、无金鱼藻 B．选水生植物金鱼藻作实验材料的优点是便于观察和收集气体 C．该实验证明植物在光照下产生氧气的同时也能吸收二氧化碳 D．该实验若在无光条件下进行，实验结果完全相同 跟踪训练1 在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示．在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是（　　） A．叶圆片y比叶圆片x重 B．y﹣x可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量 C．在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为y﹣z D．假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为2y﹣x﹣z 跟踪训练2 在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（　　） A．液体A、B都是清水 B．液体A、B都是酒精 C．液体A是清水、液体B是酒精 D．液体A是酒精、液体B是清水 跟踪训练3 17世纪，比利时科学家范•海尔蒙特设计了一个简单的实验：将一棵柳树苗植入装有土壤的木桶内，让树苗接受阳光照射，并且只用纯净的雨水进行浇灌。5年后，他发现土壤的质量减少了不到100克，而柳树的质量增加了80多千克。下列说法不正确的是（　　） A．海尔蒙特的实验证明水是植物生长所需的重要物质 B．海尔蒙特的实验忽视了对照实验，使得他的实验缺乏科学性 C．海尔蒙特的实验证明植物质量增加的主要原料是二氧化碳和水 D．海尔蒙特的实验证明植物生长所需的主要营养物质不是来自土壤 题型2 动植物的呼吸作用 一、动物的呼吸作用 1．试管B的设置有 对照 的作用。 2．实验开始时，A、B试管中红色水滴与橡皮塞的距离 基本相同 ，10分钟后，A试管中红色水滴向 左 移动了一段距离，试管B中红色水滴 没有 移动。 3．A试管中红色水滴向 左 移动的原因是动物进行 呼吸 作用时，消耗了氧气，产生了二氧化碳，产生的二氧化碳被 碱石灰 吸收，试管内气压 减小。 4．两试管中的碱石灰的量应该 相等 。 5．动物跟人一样也在不停地进行 呼吸 作用，分解 有机物 ，获取生命活动所需要的 能量 。 二、植物的呼吸作用 1．与大部分动物不一样，植物没有明显的 呼吸器官 ，没有明显的呼气和吸气过程，但植物和空气之间也会通过 扩散 作用进行气体交换。 2．植物的各个部分——根、茎、叶、花、果实、种子的每一个 活细胞 每时每刻都在进行呼吸作用。 3 微生物 等其他生物也有呼吸作用。呼吸作用对于生命活动来说十分重要。 生物通过呼吸作用，为生命活动提供所需的能量，因此，呼吸作用是生物的共同特征，对于生物的生命活动来说具有十分重要的意义 【典例2】如图所示为科学兴趣小组同学验证动物呼吸作用的装置：A、B两个相同装置中分别放入等质量的碱石灰，A中放入活的昆虫，B中不放。为了使A中细玻璃管内的红色水滴移动更加明显，下列措施可行的是（　　） A．增加A中昆虫数量 B．换用更粗的玻璃管 C．增加碱石灰的质量 D．换用更大的试管 跟踪训练1 鱼缸中的植物利用水中CO2进行光合作用为其中的鱼类提供O2查阅资料得知鱼缸要先通入二氧化碳使水草长势茂盛后再放入宠物鱼。 （1）鱼缸中的鱼类利用水中植物光合作用提供的O2进行呼吸，请写出呼吸作用的文字表达式 。 （2）图甲是某品牌二氧化碳补给器装置图，计泡器的作用是 。 （3）乙图是项目组成员设计的二氧化碳气体的发生装置图及操作方法。根据评价量表，你会选择甲、乙哪一种装置，理由是 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出，但速度无法观测 气体无法排出 跟踪训练2 如图所示是研究植物某一生命活动过程的装置．下列说法正确的是（　　） A．该实验可用于检验植物呼吸作用产生CO2 B．装置甲的作用是吸收鼓入空气中的CO2，避免对实验造成干扰，装置乙则可以省略 C．装置丙中的植物换成萌发的种子，装置丁中不会出现浑浊现象 D．若装置丙不遮光，从装置丁出来的气体能使带火星的木条复燃 跟踪训练3 在科学拓展性课程学习中，小柯做了如下实验：先在水槽里的支架上放两个小烧杯，一个盛有较多正在萌发的种子，另一个装有适量的NaOH溶液，再往水槽内注入一定量的水，最后用一个大烧杯罩住两个小烧杯（如图），持续一段时间后，观察到大烧杯内的水面上升，水槽的水面下降，为什么杯外的水会进入杯内呢？请分析实验过程，并结合所学知识作出解释。 题型3 自然界的氧、碳循环 一、自然界中的氧循环 1．大自然中，消耗氧气的途径主要有生物的 呼吸作用 、各种物质的 燃烧 和 微生物的氧化分解 作用，产生氧气的途径主要是 绿色植物的光合作用 2．绿色植物在光合作用中制造的 氧气 ，超过了自身 呼吸 作用对氧气的需要，其余的氧气都以 气体 形式释放到大气中 3．大自然中氧气的含量会由于 生物的呼吸作用 和 物质的燃烧 等减少，但又会随植物的 光合作用 而增加，周而复始地进行循环。这就是 氧循环 实验：取A、B两个密闭的钟罩，在A、B钟罩中分别放入植物和蜡烛，然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。 1.观察A钟罩内蜡烛熄灭时间快；而B钟罩蜡烛熄灭的时间慢。 2.B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气是来自光合作用，燃烧所产生的二氧化碳供给光合作用。 3.从实验结果你能得出的结论是绿色植物光合作用能释放氧气。 二、自然界中的碳循环 1．碳是构成生物的基本元素之一，自然界中的碳以单质或化合物的形式存在。大气中碳的气态化合物主要是 二氧化碳 ，与氧一样，碳在自然界也是可以 循环 的。 2．自然界中二氧化碳的产生途径主要有人和动植物的 呼吸 作用、含碳燃料的 燃烧 、 微生物 的分解作用；消耗途径主要是 绿色植物的光合作用 。 3．在自然界中， 氧循环 和 碳循环 有着密切的联系。通过 光合 作用和 呼吸 作用，保持了大气中 氧气 和 二氧化碳 含量的相对稳定，维持了整个生物圈中的 碳—氧 平衡。 注意点： 自然界中的碳循环保持相对稳定，对生命活动非常重要，其中光合作用和呼吸作用是维持碳循环的重要环节。 【典例3】如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是（　　） A．氧循环过程中发生的是化学变化 B．物质燃烧说明氧气能支持燃烧，说明氧气具有可燃性 C．食物腐烂发生的是缓慢氧化反应 D．氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源 跟踪训练1 自然界中的氧循环如图所示，在A处不参与该循环的是（　　） A．生物的呼吸作用 B．含碳燃料的燃烧 C．发展利用氢燃料 D．微生物氧化分解 跟踪训练2 如图是自然界中的碳循环示意图，下列说法不正确的是（　　） A．碳循环指的是碳元素的循环 B．碳循环发生的都是化学变化 C．碳循环有利于维持大气中二氧化碳的相对稳定 D．二氧化碳的“减排”是人类亟须解决的问题 跟踪训练3 “氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。结合图示分析，下列关于碳、氧循环的认识不正确的是（　　） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素 B．微粒观：化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒 【能力培优练】 1. 如图是草莓种植大棚内二氧化碳吸收量随光照强度增加的变化曲线，若要使棚内草莓积累有机物，光照强度至少应大于（　　） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 2. 密闭温室内种植了草莓幼苗，某小组通过测定二氧化碳浓度来研究光合作用和呼吸作用的情况。图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况，图乙表示在白天环境条件不变时，不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。下列描述合理的是（　　） A．BC段二氧化碳浓度降低是因为植物停止呼吸作用并开始光合作用吸收二氧化碳 B．图甲AE两点对比表明经过这一昼夜草莓幼苗有机物有积累 C．图甲表明从C到D点，呼吸作用强度大于光合作用强度 D．若白天环境条件不变，根据图乙可知夜间温度为30℃比20℃时更能增加有机物的积累 3. 如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况。下列分析中正确的是（　　） A．0～6时附近，植物没有进行呼吸作用 B．该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多 C．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 D．12时附近，呼吸作用增强导致光合作用下降 4. 如图为自然界的碳循环示意图，下列有关该图的分析，正确的是（　　） A．图示中“大气”的成分只是指氧气 B．生理过程②③④均表示生物的呼吸作用 C．图中的碳元素的流动方向是动物到植物、微生物到动物、微生物到植物 D．过程①②的意义在于维持生物圈的碳—氧平衡 5. 叶绿素的化学式为C55H72O5N4Mg，推测叶绿素中的（　　） A．镁元素主要是植物通过呼吸作用产生的 B．氮元素主要是植物通过光合作用产生的X C．氧元素主要是植物通过根从土壤中吸收的 D．氢元素主要是植物通过叶从空气中吸收的 6. 在适宜光照条件下，某植物体内与光合作用有关的过程如图所示。图中②代表的物质是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水 D．有机物 7. 如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况，分析错误的是（　　） A．0时附近，植物仍在进行呼吸作用 B．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 C．该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多 D．12时附近，光合作用强度有所下降 8. 如图是探究光合作用原料的实验装置。已知装置气密性良好，碳酸氢钠溶液可向环境中释放二氧化碳，下列说法正确的是（　　） A．实验目的：探究水是光合作用的原料 B．实验准备：植物黑暗处理一昼夜 C．结果预测：碘液检测到乙中叶片含淀粉 D．实验改进：可将丙组透明玻璃罩改为黑色 9. 如图为某植物在适宜的条件下，CO2吸收速率与光照强度的关系图像。下列分析不正确的是（　　） A．若温度降低，A点上移 B．B点时呼吸作用消耗的O2等于光合作用产生的O2 C．若CO2浓度升高，C点左移 D．在C点该植物每小时光合作用合成的葡萄糖总量为30mg 10. 图中所示两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用、呼吸作用强度随时间变化的情况，据图分析不正确的是（　　） A．0时附近，植物仍在进行呼吸作用 B．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 C．该植物一昼夜内在b点时有机物总量最多 D．12时附近，光合作用强度有所下降 11. 如图是正常生长的粮食作物光合作用与呼吸作用的关系图，以下分析不正确的是（　　） A．Ⅰ是光合作用曲线，Ⅱ是呼吸作用曲线 B．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用和呼吸作用强度相等 C．b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度 D．阴雨天气a区域的面积会增大 12. 夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．甲植株在A点开始进行光合作用 B．乙植株在18时有机物积累量最多 C．曲线B﹣C段和D﹣E段下降的原因不同 D．两曲线B﹣D段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 13. （多选）25．研究物质的变化时可使用具有放射性的18O作为“示踪原子”。科学家希尔和尼尔研究证明，光合作用的通式应更合理地表达为：6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2↑ 在光照充分的环境里，将一种植物根部放入含有“示踪原子”18O的水中，有关说法正确的是（　　） A．一段较短的时间后， 18O最先在植物体光合作用产生的葡萄糖中被检测到 B．植物光合作用放出的氧气中的氧来自其原料中的二氧化碳 C．植物光合作用放出的氧气中的氧来自其原料中的水 D．一段很长的时间后，18O在植物体周围空气的氧气中、二氧化碳中、植物体光合作用产生的葡萄糖中均能被检测到 14. 科学小组对光合作用的影响因素进行了如下探究。 步骤一：取一个足够大的不透光的长方体容器作为光照箱。在光照箱内盖子的中心处装上光源（如图甲），在盖子上以光源为圆心绘制三个半径分别为10cm、20cm、30cm的同心圆，在每个同心圆上均匀打4个孔，并做好标记（如图乙）。 步骤二：取12支试管分别装入不同浓度的NaHCO3溶液30mL和等量黑藻，塞紧带导管（滴有有色液滴）的橡皮塞。将试管置于箱内，导管通过小孔伸出到箱外（如图丙）。将小孔标记作为试管编号，同一个圆上的1﹣4号试管（如A1﹣A4）加入的NaHCO3浓度分别为0、0.5%、1%、1.5%（NaHCO3溶液浓度越高代表CO2浓度越高）。 步骤三：开灯照射15min，记录每支导管中液滴移动的距离，结果如图丁。 （1）若试管橡皮塞未塞紧，则导管中液滴移动的距离会 。（填“偏大”或“偏小”） （2）该实验小组所研究的光合作用影响因素是光照强度和 。 （3）分析图丁数据，可以得出结论： 。 （4）小组中某同学将光照箱盖子上的小孔设计为如图戊所示，你认为该同学的设计是否可行，并说明理由。 。 15. 为了探究环境因素对植物光合作用强度的影响，学习小组在科研人员的帮助下，对大棚内某种蔬菜进行了几组实验，测得的数据如下表： 光照强度/（勒克斯） 4×104 二氧化碳浓度/（mL/m3） 1000 温度/（℃） 0 10 20 30 40 1m2叶面1小时氧气释放量/（mL） 第一组 3.1 9.3 14.0 20.0 21.5 第二组 2.8 9.0 14.6 20.6 21.0 第三组 3.1 9.0 14.0 20.3 20.5 平均值 3.0 9.1 14.2 20.3 21.0 （1）为了使实验现象明显，选择 的蔬菜进行实验。 （2）实验时，每一温度下都进行三组实验并取平均值的目的是 。 （3）从实验方案可看出，学习小组假定的影响植物光合作用强度的因素除了温度外，还有二氧化碳浓度和 。 （4）如果大棚内水分充足、光照强度不变，把二氧化碳浓度增大到1200mL/m3，请你推测在该条件下测得各温度下叶面氧气的释放量会比表中的数据 。（填“大”“小”或“不变”） 16. 目前“光合保鲜”技术（使绿叶蔬菜在存储过程中通过光合作用制造有机物而延长保鲜时间）已应用于冰箱中。为了探究温度对“光合保鲜”效果的影响，某小组做了如下实验：选取20棵大小、新鲜程度相仿的花椰菜，平均分成4组，分别放入编号为A、B、C、D的同型号“光合保鲜”冰箱冷藏室中，每小时照光0.5小时，冷藏温度分别设置为2℃、5℃、8℃、11℃。记录首重后，每3天称重一次并计算失重率，结果如图。 （1）选取大小相同，新鲜程度相仿的花椰菜的目的是： 。 （2）据图可知，在存储过程中花椰菜的重量不断损失，主要是因为花椰菜进行呼吸作用和 分别使其体内的有机物和水分含量减少。 （3）根据实验结果可知， ℃时，“光合保鲜”效果最好。 （4）有人质疑“光合保鲜”只是商家宣传的噱头。请根据实验结果分析“光合保鲜”技术是否能使绿叶蔬菜在存储过程中通过光合作用制造有机物，并简要说说理由： 。 【链接中考】 17. 将月季进行暗处理后，选某些叶片部分遮光（如图），光照一段时间。再取下这些叶片进行脱色、漂洗，滴加碘液、冲洗后，观察到叶片见光部分变蓝、遮光部分未变蓝。该实验可证明光合作用需要（　　） A．光和二氧化碳 B．光和叶绿体 C．叶绿体 D．光 18. “碳达峰”指CO2排放量不再增加，“碳中和”指CO2排放量与减少量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。 这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力“碳达峰”、“碳中和”目标的实现。完成下列问题。 （1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似绿色植物的 （选填“呼吸作用”、“光合作用”或“蒸腾作用”）。 （2）下列做法有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标的是 。 A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行 19. 人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究： 【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？ 【实验探究】 ①取三个相同的无色透明玻璃瓶，设置A、B、C三组实验，分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和CO2缓冲液（维持瓶中CO2含量稳定）； ②分别在导管中注入一滴红墨水，塞上橡皮塞，关闭活塞，控制红墨水初始位置相同； ③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射（如图所示）； ④光照相同时间后，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄，且l红＞l黄＞l绿，多次重复实验后，结果相同（忽略温度对实验的影响）。 【得出结论】 。 【交流拓展】 （1）实验中通过比较 来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。 （2）为进一步得出光合作用强度，设置了实验D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变。测得红墨水移动距离为l黑。 ①装置D中红墨水向 （选填“左”或“右”）移动。 ②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为 （用l红和l黑表示）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 大气圈中氧、碳循环 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 植物的光合作用 1 题型2 动植物的呼吸作用 6 题型3 自然界的氧、碳循环 10 【能力培优练】 15 【链接中考】 27 【重难题型讲解】 题型1 植物的光合作用 一、光合作用 1． 光合作用是指绿色植物通过 叶绿体 ，利用 光能 ，把二氧化碳和水转化成储存着能量的 有机物 ，并释放 氧气 的过程 2．光合作用反应式： 二氧化碳＋水 有机物＋氧气 。 3．光合作用主要发生在叶肉细胞的 叶绿体 中，它产生的葡萄糖经转化后形成 淀粉 。光合作用所需要的二氧化碳大部分是从 空气 中吸收的，水则主要是从 土壤 中吸收，然后运输到叶片。叶绿体内含有的 叶绿素 等色素，能吸收阳光 4．光合作用一方面把简单的无机物制成了复杂的 有机物 ，并放出 氧气 ，发生了 物质 转化；另一方面，把光能变成储存在有机物里的 化学能 ，实现了 能量 的转化。 5．光合作用的意义：绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅满足了自身 生长 、 发育 、 繁殖 的需要，还为其他生物提供了基本的 食物来源 注意点：我们可以把光合作用比喻成一个工厂，那么，它的“厂房”(即光合作用的场所)是叶绿体，“原料”是水和二氧化碳，“能源”是太阳光，“产物”是有机物(主要是淀粉)和氧气。 二、光合作用的条件和产物 1． 植物制造淀粉的实验 (1)把盆栽的银边天竺放在黑暗的地方一昼夜，其目的是 把叶片中原有的淀粉耗尽，避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响 (2)叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是 光 。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生了 淀粉 。这说明光合作用需要 光 。 (3)活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是 叶绿体 。叶片的绿色部位变蓝，而白色部分没有变蓝，这说明光合作用需要 叶绿体 。 (4)该实验通过检验出淀粉的存在，证明光合作用需要 光 和 叶绿体 。 2．光合作用产生的气体能使带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来，这说明光合作用的另一产物是 氧气 。 注意点：1．用数学记忆法记“植物制造淀粉的实验”的实验步骤：“一昼夜，两面遮，三步走”。具体地说，“一昼夜”就是把银边天竺葵放在黑暗处一昼夜；“两面遮”强调用铝箔纸遮盖叶片的一部分，要把上下两面都遮盖住；“三步走”是隔水加热→清水漂洗→碘液检验三个连续的操作。 2．脱叶绿素时采用水浴加热是为了防止酒精着火，同时也可避免温度过高。 3．实验方案的选择及判断实验方案的优劣，通常从以下三个方面去判断：一个变量、对照、重复多次做实验。 三、光合作用的原料 1．在证明植物的光合作用需要二氧化碳的实验中，设计改变的因素是 二氧化碳 ，最后观察植物有无淀粉生成。 2．实验步骤：把一株天竺葵放在黑暗处一昼夜。再将两个透明的塑料袋分别套在选定的两片天竺葵的叶片上，一个塑料袋内装入少量 氢氧化钠 溶液，另一个塑料袋内装入等量清水。在阳光下照射4小时后，摘下两片叶子， 酒精 脱色、清水漂洗、滴加 碘液 后，观察叶片颜色。 3．实验现象：装有清水的塑料袋内的叶片 变蓝 ；装有氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片 不变蓝 。 4．实验证明植物光合作用需要 二氧化碳 。科学研究还证明， 水 也是植物光合作用的原料。 实验：设计光合作用需要水的实验 1.设计改变的因素是水分; 2. 将天竺葵暗处理1昼夜（耗近叶片中的淀粉）; 3. 设置对照实验：A叶片将其主脉切断，（将水分供应阻断）； B叶片不做任何处理。 4. 在相同条件下光照4小时左右。 5. 叶片放在酒精中隔水加热 ，褪成黄白色时取出，滴上碘液，观察现象。 实验现象：如果发现A叶片不变蓝色，B叶片变蓝色。则证明光合作用A B 【典例1】为验证绿色植物在光照下能产生氧气，小金将如图所示装置放在阳光下一段时间，用带火星木条检验试管内气体，出现复燃现象。下列叙述正确的是（　　） A．该实验中起对照作用的变量是有、无金鱼藻 B．选水生植物金鱼藻作实验材料的优点是便于观察和收集气体 C．该实验证明植物在光照下产生氧气的同时也能吸收二氧化碳 D．该实验若在无光条件下进行，实验结果完全相同 【解答】解：A、该实验的目的是验证绿色植物在光照下能产生氧气，那么起对照作用的关键变量应该是有无光照，而不是有无金鱼藻。如果以有无金鱼藻为对照变量，探究的就不是光照与产生氧气的关系了，故错误。 B、选择水生植物金鱼藻作为实验材料，是因为它在水中能进行光合作用产生氧气，且氧气能以气泡的形式在水中较为直观地显现出来，便于观察和收集气体，故正确。 C、从题干所给信息可知，该实验只是通过用带火星木条检验试管内气体出现复燃现象，证明了植物在光照条件下能产生氧气，并没有涉及到植物吸收二氧化碳的相关内容，所以不能证明能吸收二氧化碳，故错误。 D、植物进行光合作用产生氧气需要光照条件，若在无光条件下进行，植物无法正常进行光合作用产生氧气，那么观察到的实验现象会有所变化，得到的实验结果也就不同，故错误。 故选：B。 跟踪训练1 在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示．在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是（　　） A．叶圆片y比叶圆片x重 B．y﹣x可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量 C．在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为y﹣z D．假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为2y﹣x﹣z 【解答】解：Ay经过了光合作用，比在饥饿处理下的叶片多积累了一些有机物，因此y比x重，A正确； B（y﹣x）g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量，B正确； C下午4：00到晚上10：00都在黑暗中，植物叶片只进行呼吸作用，（y﹣z）g表示这6个小时呼吸消耗的有机物的量，所以呼吸作用速率为（y﹣z）/6，C错误； D（y﹣x）g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量，（y﹣z）g表示这6个小时呼吸消耗的有机物的量，所以从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物＝6个小时内有机物的净增加量+6个小时呼吸消耗的有机物的量＝（y﹣x）+（y﹣z）＝2y﹣x﹣z，D正确。 故选：C。 跟踪训练2 在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（　　） A．液体A、B都是清水 B．液体A、B都是酒精 C．液体A是清水、液体B是酒精 D．液体A是酒精、液体B是清水 【解答】解：脱色时把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热。目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素，叶片变成黄白色。便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应。由此可见：大烧杯内盛放的是清水，小烧杯内盛放的是酒精。 故选：C。 跟踪训练3 17世纪，比利时科学家范•海尔蒙特设计了一个简单的实验：将一棵柳树苗植入装有土壤的木桶内，让树苗接受阳光照射，并且只用纯净的雨水进行浇灌。5年后，他发现土壤的质量减少了不到100克，而柳树的质量增加了80多千克。下列说法不正确的是（　　） A．海尔蒙特的实验证明水是植物生长所需的重要物质 B．海尔蒙特的实验忽视了对照实验，使得他的实验缺乏科学性 C．海尔蒙特的实验证明植物质量增加的主要原料是二氧化碳和水 D．海尔蒙特的实验证明植物生长所需的主要营养物质不是来自土壤 【解答】解：A、海尔蒙特所做的实验，5年后他发现土壤的质量减少了不到100克，而柳树的质量增加了80多千克，所以范•海尔蒙特通过实验说明柳树生长所需的主要物质是水，A正确。 B、海尔蒙特的实验缺少对照组，他忽视了对照实验，使得实验缺乏科学性，B正确。 C、由于水是加到桶里的唯一物质，于是海尔蒙特认为使柳树生长的主要物质是水，而不知空气中二氧化碳所起的作用，C错误。 D、海尔蒙特发现土壤的质量减少了不到100克，他的实验证明植物生长所需的主要营养物质不是来自土壤，D正确。 故选：C。 题型2 动植物的呼吸作用 一、动物的呼吸作用 1．试管B的设置有 对照 的作用。 2．实验开始时，A、B试管中红色水滴与橡皮塞的距离 基本相同 ，10分钟后，A试管中红色水滴向 左 移动了一段距离，试管B中红色水滴 没有 移动。 3．A试管中红色水滴向 左 移动的原因是动物进行 呼吸 作用时，消耗了氧气，产生了二氧化碳，产生的二氧化碳被 碱石灰 吸收，试管内气压 减小。 4．两试管中的碱石灰的量应该 相等 。 5．动物跟人一样也在不停地进行 呼吸 作用，分解 有机物 ，获取生命活动所需要的 能量 。 二、植物的呼吸作用 1．与大部分动物不一样，植物没有明显的 呼吸器官 ，没有明显的呼气和吸气过程，但植物和空气之间也会通过 扩散 作用进行气体交换。 2．植物的各个部分——根、茎、叶、花、果实、种子的每一个 活细胞 每时每刻都在进行呼吸作用。 3 微生物 等其他生物也有呼吸作用。呼吸作用对于生命活动来说十分重要。 生物通过呼吸作用，为生命活动提供所需的能量，因此，呼吸作用是生物的共同特征，对于生物的生命活动来说具有十分重要的意义 【典例2】如图所示为科学兴趣小组同学验证动物呼吸作用的装置：A、B两个相同装置中分别放入等质量的碱石灰，A中放入活的昆虫，B中不放。为了使A中细玻璃管内的红色水滴移动更加明显，下列措施可行的是（　　） A．增加A中昆虫数量 B．换用更粗的玻璃管 C．增加碱石灰的质量 D．换用更大的试管 【解答】解：A.增加A中昆虫数量，消耗的氧气多，呼吸作用释放的二氧化碳更多，碱石灰吸收后装置内气压变化更明显，A可行； B.压强p＝ρgh，与横截面积无关，因此玻璃管的粗细不会影响液滴移动的快慢，B不可行； C.增加碱石灰质量，若昆虫释放二氧化碳量不变，对气压变化无影响，C不可行； D.昆虫的数量不变时，呼吸作用强度相同，不会影响液体的移动，D不可行。 故选：A。 跟踪训练1 鱼缸中的植物利用水中CO2进行光合作用为其中的鱼类提供O2查阅资料得知鱼缸要先通入二氧化碳使水草长势茂盛后再放入宠物鱼。 （1）鱼缸中的鱼类利用水中植物光合作用提供的O2进行呼吸，请写出呼吸作用的文字表达式 。 （2）图甲是某品牌二氧化碳补给器装置图，计泡器的作用是 。 （3）乙图是项目组成员设计的二氧化碳气体的发生装置图及操作方法。根据评价量表，你会选择甲、乙哪一种装置，理由是 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出，但速度无法观测 气体无法排出 【解答】解：（1）鱼类通过呼吸作用消耗氧气，分解体内的有机物，释放能量供生命活动使用，同时产生二氧化碳和水。其文字表达式为： 氧→二氧化碳+水+能量。 （2）计泡器的作用是：直观显示二氧化碳产生的速度。 （3）选择乙装置。理由：从指标一来看，乙装置能够控制生成二氧化碳的量（通过挤压A瓶可以控制加入稀盐酸的量，因此能够控制生成的二氧化碳的量），反应安全且可控。 故答案为：（1）氧→二氧化碳+水+能量； （2）直观显示二氧化碳产生的速度； （3）选择乙装置，从指标一来看，乙装置能够控制生成二氧化碳的量（通过挤压A瓶可以控制加入稀盐酸的量，因此能够控制生成的二氧化碳的量），反应安全且可控。 跟踪训练2 如图所示是研究植物某一生命活动过程的装置．下列说法正确的是（　　） A．该实验可用于检验植物呼吸作用产生CO2 B．装置甲的作用是吸收鼓入空气中的CO2，避免对实验造成干扰，装置乙则可以省略 C．装置丙中的植物换成萌发的种子，装置丁中不会出现浑浊现象 D．若装置丙不遮光，从装置丁出来的气体能使带火星的木条复燃 【解答】解：A、在遮光的情况下，植物主要发生呼吸作用，释放出二氧化碳，所以将丙中的气体鼓入丁中，澄清石灰水变浑浊，则说明呼吸作用产生了二氧化碳，故A说法正确； B、氢氧化钠溶液可以和二氧化碳反应，为了防止空气中的二氧化碳干扰实验现象，而将空气通过装置甲将二氧化碳吸收，然后再鼓入装置C中，装置乙是验证二氧化碳是否被吸收完全，不可以省略，故B说法错误； C、种子萌发要进行呼吸作用，释放出二氧化碳，所以装置丁中也会出现浑浊现象，故C说法错误； D、即使丙装置不遮光，也不会产生纯净的氧气，因为只有纯度较高的氧气才能使带火星的木条复燃，故D说法错误。 故选：A。 跟踪训练3 在科学拓展性课程学习中，小柯做了如下实验：先在水槽里的支架上放两个小烧杯，一个盛有较多正在萌发的种子，另一个装有适量的NaOH溶液，再往水槽内注入一定量的水，最后用一个大烧杯罩住两个小烧杯（如图），持续一段时间后，观察到大烧杯内的水面上升，水槽的水面下降，为什么杯外的水会进入杯内呢？请分析实验过程，并结合所学知识作出解释。 【解答】解：种子进行呼吸作用，消耗了氧气，同时产生了同体积的二氧化碳，而二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，导致大烧杯内气体压强减小。大烧杯内气体压强小于外界大气压强，水槽的水被外界大气压入烧杯内，使大烧杯内水面上升，水槽的水面下降。 故答案为： 种子进行呼吸作用，消耗了氧气，同时产生了同体积的二氧化碳，而二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，导致大烧杯内气体压强减小。大烧杯内气体压强小于外界大气压强，水槽的水被外界大气压入烧杯内，使大烧杯内水面上升，水槽的水面下降。 题型3 自然界的氧、碳循环 一、自然界中的氧循环 1．大自然中，消耗氧气的途径主要有生物的 呼吸作用 、各种物质的 燃烧 和 微生物的氧化分解 作用，产生氧气的途径主要是 绿色植物的光合作用 2．绿色植物在光合作用中制造的 氧气 ，超过了自身 呼吸 作用对氧气的需要，其余的氧气都以 气体 形式释放到大气中 3．大自然中氧气的含量会由于 生物的呼吸作用 和 物质的燃烧 等减少，但又会随植物的 光合作用 而增加，周而复始地进行循环。这就是 氧循环 实验：取A、B两个密闭的钟罩，在A、B钟罩中分别放入植物和蜡烛，然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。 1.观察A钟罩内蜡烛熄灭时间快；而B钟罩蜡烛熄灭的时间慢。 2.B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气是来自光合作用，燃烧所产生的二氧化碳供给光合作用。 3.从实验结果你能得出的结论是绿色植物光合作用能释放氧气。 二、自然界中的碳循环 1．碳是构成生物的基本元素之一，自然界中的碳以单质或化合物的形式存在。大气中碳的气态化合物主要是 二氧化碳 ，与氧一样，碳在自然界也是可以 循环 的。 2．自然界中二氧化碳的产生途径主要有人和动植物的 呼吸 作用、含碳燃料的 燃烧 、 微生物 的分解作用；消耗途径主要是 绿色植物的光合作用 。 3．在自然界中， 氧循环 和 碳循环 有着密切的联系。通过 光合 作用和 呼吸 作用，保持了大气中 氧气 和 二氧化碳 含量的相对稳定，维持了整个生物圈中的 碳—氧 平衡。 注意点： 自然界中的碳循环保持相对稳定，对生命活动非常重要，其中光合作用和呼吸作用是维持碳循环的重要环节。 【典例3】如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是（　　） A．氧循环过程中发生的是化学变化 B．物质燃烧说明氧气能支持燃烧，说明氧气具有可燃性 C．食物腐烂发生的是缓慢氧化反应 D．氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源 【解答】解： A、氧循环过程中伴随着光合作用和呼吸作用，都有新的物质生成，发生的是化学变化，故A说法正确； B、氧气具有助燃性能支持燃烧，本身不能燃烧，不具有可燃性，故B说法错误； C、食物腐烂过程中有氧气参加反应，发生的是缓慢氧化反应，故C说法正确； D、氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源，故D说法正确。 故选：B。 跟踪训练1 自然界中的氧循环如图所示，在A处不参与该循环的是（　　） A．生物的呼吸作用 B．含碳燃料的燃烧 C．发展利用氢燃料 D．微生物氧化分解 【解答】解：由图中可知，A处是消耗氧气，产生二氧化碳的途径。 A、生物的呼吸作用，能消耗氧气，产生二氧化碳。 B、含碳燃料的燃烧，能消耗氧气，产生二氧化碳。 C、氢气燃烧，能消耗氧气，但不产生二氧化碳。 D、微生物氧化分解，能消耗氧气，产生二氧化碳。 故选：C。 跟踪训练2 如图是自然界中的碳循环示意图，下列说法不正确的是（　　） A．碳循环指的是碳元素的循环 B．碳循环发生的都是化学变化 C．碳循环有利于维持大气中二氧化碳的相对稳定 D．二氧化碳的“减排”是人类亟须解决的问题 【解答】解：A、碳循环指的是碳元素的循环，故A正确； B、碳循环过程中，如二氧化碳溶于水等过程没有新物质生成，属于物理变化，并非发生的都是化学变化，故B错误； C、碳循环过程中，通过各种生物和非生物的作用，有利于维持大气中CO2的相对稳定，故C正确； D、二氧化碳的“减排”可以缓解温室效应等环境问题，是人类亟须解决的问题，故D正确。 故选：B。 跟踪训练3 “氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。结合图示分析，下列关于碳、氧循环的认识不正确的是（　　） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素 B．微粒观：化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒 【解答】解：A、物质是由元素组成的，每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素，故A正确； B、化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数不变，故B错误； C、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故C正确； D、化学反应前后，元素质量不变，所以碳、氧循环过程中各元素质量守恒，故D正确。 故选：B。 【能力培优练】 1. 如图是草莓种植大棚内二氧化碳吸收量随光照强度增加的变化曲线，若要使棚内草莓积累有机物，光照强度至少应大于（　　） A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点 【解答】解：二氧化碳是光合作用的原料，一定范围内光照强度越强，光合作用就越强，吸收的二氧化碳就越多。图中光照强度在N点以后，二氧化碳相对吸收量在横轴以上，即光合作用强度大于呼吸作用强度，有机物得到积累。所以，若要使棚内草莓积累有机物，光照强度至少应大于N点。 故选：B。 2. 密闭温室内种植了草莓幼苗，某小组通过测定二氧化碳浓度来研究光合作用和呼吸作用的情况。图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况，图乙表示在白天环境条件不变时，不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。下列描述合理的是（　　） A．BC段二氧化碳浓度降低是因为植物停止呼吸作用并开始光合作用吸收二氧化碳 B．图甲AE两点对比表明经过这一昼夜草莓幼苗有机物有积累 C．图甲表明从C到D点，呼吸作用强度大于光合作用强度 D．若白天环境条件不变，根据图乙可知夜间温度为30℃比20℃时更能增加有机物的积累 【解答】解：AC、光合作用消耗二氧化碳，呼吸作用产生二氧化碳。由甲图可知，曲线BCD段二氧化碳浓度逐渐降低，说明此时间段光合作用强度大于呼吸作用强度，AC错误。 B、图甲中E点二氧化碳浓度低于A点，说明经过一昼夜，二氧化碳减少，即通过光合作用制造的有机物多余呼吸作用消耗的有机物，有机物得以积累，B正确。 D、由乙图可知，20℃时的二氧化碳浓度小于30℃，则说明30℃时，草莓的呼吸作用强度大于20℃时。故实验表明若白天环境条件不变，根据图乙可知夜间温度为20℃比30℃时更能增加有机物的积累，D错误。 故选：B。 3. 如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况。下列分析中正确的是（　　） A．0～6时附近，植物没有进行呼吸作用 B．该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多 C．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 D．12时附近，呼吸作用增强导致光合作用下降 【解答】解：A、呼吸作用只要是活细胞时时刻刻都在进行，所以0～6时附近，植物仍在进行呼吸作用，A错误； B、傍晚时分，由于持续了一天的光合作用，制造了大量的有机物，所以c点积累的有机物最多，B正错误； C、据图可见：a、c点表示的光合作用强度和呼吸作用强度相等，C正确； D、12时附近，植物为了降低蒸腾作用，关闭部分气孔，所以光合作用强度也有所下降，D错误。 故选：C。 4. 如图为自然界的碳循环示意图，下列有关该图的分析，正确的是（　　） A．图示中“大气”的成分只是指氧气 B．生理过程②③④均表示生物的呼吸作用 C．图中的碳元素的流动方向是动物到植物、微生物到动物、微生物到植物 D．过程①②的意义在于维持生物圈的碳—氧平衡 【解答】解：A、图示中“大气”的成分包括氧气、二氧化碳、氮气等，A错误。 B、图中②表示光合作用，①③④均表示生物的呼吸作用，B错误。 C、物质循环指组成生物体的碳、氢、氧、氮等元素在生态系统中进行着从无机环境到生物体，又从生物体到无机环境的循环运动。C错误。 D、图中②表示光合作用，绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，绿色植物通过光合作用释放氧气，不断吸收大气中的二氧化碳，维持了生物圈中碳—氧的相对平衡，D正确。 故选：D。 5. 叶绿素的化学式为C55H72O5N4Mg，推测叶绿素中的（　　） A．镁元素主要是植物通过呼吸作用产生的 B．氮元素主要是植物通过光合作用产生的X C．氧元素主要是植物通过根从土壤中吸收的 D．氢元素主要是植物通过叶从空气中吸收的 【解答】解：A、呼吸作用的产物是二氧化碳和水，二氧化碳和水是由碳元素，氧元素和氢元素构成，不包括镁元素，A不符合题意； B、光合作用的产物是有机物（主要是淀粉）和氧气，有机物和氧气由碳元素、氧元素和氢元素构成，不包括氮元素，B不符合题意； C、叶绿素中的氧元素可能是植物通过根从土壤中吸收的，C符合题意； D、植物体内的氢元素主要是通过根系从土壤中的水分里吸收的，而不是通过叶从空气中吸收，水由氢元素和氧元素构成，D不符合题意。 故选：C。 6. 在适宜光照条件下，某植物体内与光合作用有关的过程如图所示。图中②代表的物质是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．水 D．有机物 【解答】解：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。所以，图中①②③代表的物质依次是二氧化碳、氧气、水，B正确，ACD错误。 故选：B。 7. 如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况，分析错误的是（　　） A．0时附近，植物仍在进行呼吸作用 B．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 C．该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多 D．12时附近，光合作用强度有所下降 【解答】解：A、呼吸作用只要是活细胞时时刻刻都在进行，所以0时附近，植物仍在进行呼吸作用，A正确。 B、据图可见：a、c点表示的光合作用强度和呼吸作用强度相等，B正确。 C、傍晚时分，由于持续了一天的光合作用，制造了大量的有机物，所以c点积累的有机物最多，C错误。 D、12时附近，植物为了降低蒸腾作用，关闭部分气孔，所以光合作用强度也有所下降，D正确。 故选：C。 8. 如图是探究光合作用原料的实验装置。已知装置气密性良好，碳酸氢钠溶液可向环境中释放二氧化碳，下列说法正确的是（　　） A．实验目的：探究水是光合作用的原料 B．实验准备：植物黑暗处理一昼夜 C．结果预测：碘液检测到乙中叶片含淀粉 D．实验改进：可将丙组透明玻璃罩改为黑色 【解答】解：A、由图可知，甲、乙、丙三组实验除二氧化碳外，其他实验条件都相同，故实验目的：探究二氧化碳是光合作用的原料，A错误。 B、实验需排除叶片内原有的淀粉对实验结果的干扰，故实验准备：植物黑暗处理一昼夜，将叶片内原有的淀粉转运、耗尽，B正确。 C、甲实验和丙实验中的植物能进行光合作用合成淀粉，乙实验中的植物缺少二氧化碳，不能进行光合作用。故结果预测：碘液检测到甲和丙中叶片含淀粉，乙叶片不含淀粉，C错误。 D、可将丙组透明玻璃罩改为黑色，则甲和丙、乙和丙之间均具有两个不同的实验条件，均不能形成对照，D错误。 故选：B。 9. 如图为某植物在适宜的条件下，CO2吸收速率与光照强度的关系图像。下列分析不正确的是（　　） A．若温度降低，A点上移 B．B点时呼吸作用消耗的O2等于光合作用产生的O2 C．若CO2浓度升高，C点左移 D．在C点该植物每小时光合作用合成的葡萄糖总量为30mg 【解答】解：A．由于该植物在适宜的自然条件下，因此温度是适宜的，而温度降低呼吸作用强度将降低，因此A点上移，故A选项说法正确。 B．B点时净光合作用速率为0，表示呼吸作用消耗的O2等于光合作用产生的O2，故B选项说法正确。 C．超过C点以后，CO2吸收速率不再增加，表示已经达到光饱和点，此时光照强度不再是限制因素，限制因素为CO2浓度，所以若CO2浓度升高，C点应向右移动，故C选项说法错误。 D．因为总光合量＝净光合量+呼吸量，因此在C点该植物每小时吸收的CO2量为36mg+8mg＝44mg，设生成葡萄糖的质量为x，则： 6CO2+6H2OC6H12O6+6O2 264 180 44mg x x＝30mg 所以该植物每小时光合作用合成的葡萄糖总量为30mg，故D选项说法正确。 故选：C。 10. 图中所示两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用、呼吸作用强度随时间变化的情况，据图分析不正确的是（　　） A．0时附近，植物仍在进行呼吸作用 B．a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等 C．该植物一昼夜内在b点时有机物总量最多 D．12时附近，光合作用强度有所下降 【解答】解：A、活细胞每时每刻都在进行呼吸作用，所以，0时植物仍会进行呼吸作用，A正确。 B、据图可知，a、c两点是光合作用强度和呼吸作用强度曲线的交点，说明这两点光合作用与呼吸作用的强度相等，B正确。 C、图中abc段的光合作用强度都是大于呼吸作用前度的，即光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物，故植物的有机物始终在积累，因此，c点有机物总量积累最多，C错误。 D、根据题图，12时附近，由于光照强度过强，植物为了避免体内水分的过度散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致光合作用的原料（二氧化碳）供应不足，导致光合作用强度下降，D正确。 故选：C。 11. 如图是正常生长的粮食作物光合作用与呼吸作用的关系图，以下分析不正确的是（　　） A．Ⅰ是光合作用曲线，Ⅱ是呼吸作用曲线 B．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用和呼吸作用强度相等 C．b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度 D．阴雨天气a区域的面积会增大 【解答】解：A、植物的光合作用需要在光下进行，而呼吸作用有光无光均可进行。图中Ⅰ只在6点～18点有光的条件下进行，因此，Ⅰ是光合作用曲线；Ⅱ在0点～24点全天（有光、无光）都能进行，因此，Ⅱ是呼吸作用曲线。A正确。 B、曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用强度等于呼吸作用强度，B正确。 C、由光合作用与呼吸作用的关系图可知，在b、c区中，曲线Ⅱ位于曲线Ⅰ的上方，所以，b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度。C正确。 D、光是光合作用的必要条件。a区域表示植物的净光合作用的产量。阴雨天气光线较弱，光合作用会减弱，所以，a区域的面积会减小，D错误。 故选：D。 12. 夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．甲植株在A点开始进行光合作用 B．乙植株在18时有机物积累量最多 C．曲线B﹣C段和D﹣E段下降的原因不同 D．两曲线B﹣D段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 【解答】解：A、分析图示可知，这一天的6：00（曲线的A点）和18：00时左右，甲乙两植物光合作用吸收二氧化碳的速率和呼吸作用释放二氧化碳的速率相等；在6：00之前，甲乙两植物的光合作用已经开始，但光合作用比细胞呼吸作用弱，A错误。 B、在18：00时后，甲乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸呼吸作用速率，有机物积累最多的时间应为18：00时，E点时有机物的积累量已经减少，B正确。 C、图示曲线的B﹣C段下降的主要原因是在夏季晴朗的中午，光照强、温度高，气孔部分关闭，二氧化碳气体供应不足导致的；D﹣E段下降的原因是光照强度减弱，吸收的二氧化碳气体不断减少，光反应产生[H]和ATP的速率减慢，所以这两段下降的原因不相同，C正确。 D、图示曲线的B﹣D段，乙植物可能存在“午休现象“，是气孔部分关闭导致叶内二氧化碳浓度降低的原因；甲植物可能不存在“午休现象“或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭，D正确。 故选：A。 13. （多选）25．研究物质的变化时可使用具有放射性的18O作为“示踪原子”。科学家希尔和尼尔研究证明，光合作用的通式应更合理地表达为：6CO2+12H218OC6H12O6+6H2O+618O2↑ 在光照充分的环境里，将一种植物根部放入含有“示踪原子”18O的水中，有关说法正确的是（　　） A．一段较短的时间后， 18O最先在植物体光合作用产生的葡萄糖中被检测到 B．植物光合作用放出的氧气中的氧来自其原料中的二氧化碳 C．植物光合作用放出的氧气中的氧来自其原料中的水 D．一段很长的时间后，18O在植物体周围空气的氧气中、二氧化碳中、植物体光合作用产生的葡萄糖中均能被检测到 【解答】解：A、反应前示踪原子在水分子中，反应后在氧气分子中，氧气要向空气里扩散，因此在植物周围的空气里最先发现示踪原子，葡萄糖中的氧原子是从二氧化碳中转化而来的，二氧化碳中没有示踪原子，故A错误； BC、植物光合作用放出的氧气中的氧来自其原料中的水而不是二氧化碳，故B错误，C正确； D、长时间的话，就意味着这些18O的氧气又被植物通过呼吸作用利用，而呼吸作用中吸收的氧气可以进入到二氧化碳中，二氧化碳又被光合作用利用，于是合成的葡萄糖中也有了18O。故D正确； 故选：CD。 14. 科学小组对光合作用的影响因素进行了如下探究。 步骤一：取一个足够大的不透光的长方体容器作为光照箱。在光照箱内盖子的中心处装上光源（如图甲），在盖子上以光源为圆心绘制三个半径分别为10cm、20cm、30cm的同心圆，在每个同心圆上均匀打4个孔，并做好标记（如图乙）。 步骤二：取12支试管分别装入不同浓度的NaHCO3溶液30mL和等量黑藻，塞紧带导管（滴有有色液滴）的橡皮塞。将试管置于箱内，导管通过小孔伸出到箱外（如图丙）。将小孔标记作为试管编号，同一个圆上的1﹣4号试管（如A1﹣A4）加入的NaHCO3浓度分别为0、0.5%、1%、1.5%（NaHCO3溶液浓度越高代表CO2浓度越高）。 步骤三：开灯照射15min，记录每支导管中液滴移动的距离，结果如图丁。 （1）若试管橡皮塞未塞紧，则导管中液滴移动的距离会 。（填“偏大”或“偏小”） （2）该实验小组所研究的光合作用影响因素是光照强度和 。 （3）分析图丁数据，可以得出结论： 。 （4）小组中某同学将光照箱盖子上的小孔设计为如图戊所示，你认为该同学的设计是否可行，并说明理由。 。 【解答】解：（1）如果试管橡皮塞未塞紧，会导致试管内气体溢出，装置内气压与外界气压差变小，使得导管中液滴受到的推动力减小，因而液滴移动的距离偏小。 （2）根据题干的内容，试管中的 NaHCO3浓度不同代表二氧化碳浓度不同，因此该实验研究的影响因素是 二氧化碳浓度。 （3）从图丁的数据可以看出，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，导管中液滴移动的距离也在增加。因为 NaHCO3溶液浓度代表 二氧化碳浓度，所以可以得出随着二氧化碳浓度升高，液滴移动的距离增大，则光合作用越强；在一定范围内，光照强度越强，液滴移动的距离增大，则光合作用越强。 （4）图戊中的设计，光孔排列不均匀，可能导致试管受到不同强度的光照，从而使实验结果不一致，影响对实验结论的判断。因此该同学的设计不可行。 15. 为了探究环境因素对植物光合作用强度的影响，学习小组在科研人员的帮助下，对大棚内某种蔬菜进行了几组实验，测得的数据如下表： 光照强度/（勒克斯） 4×104 二氧化碳浓度/（mL/m3） 1000 温度/（℃） 0 10 20 30 40 1m2叶面1小时氧气释放量/（mL） 第一组 3.1 9.3 14.0 20.0 21.5 第二组 2.8 9.0 14.6 20.6 21.0 第三组 3.1 9.0 14.0 20.3 20.5 平均值 3.0 9.1 14.2 20.3 21.0 （1）为了使实验现象明显，选择 的蔬菜进行实验。 （2）实验时，每一温度下都进行三组实验并取平均值的目的是 。 （3）从实验方案可看出，学习小组假定的影响植物光合作用强度的因素除了温度外，还有二氧化碳浓度和 。 （4）如果大棚内水分充足、光照强度不变，把二氧化碳浓度增大到1200mL/m3，请你推测在该条件下测得各温度下叶面氧气的释放量会比表中的数据 。（填“大”“小”或“不变”） 【解答】解：（1）植物光合作用的场所是叶绿体，故为了使实验现象明显，选择长势良好、绿色的蔬菜进行实验。 （2）实验测得的数据往往存在误差，因此需要设置重复组，也就是同一个实验在相同的条件下要重复做几次。如果重复组的实验数据十分相近，则说明这个实验的结果排除了偶然因素的影响。实验结果应当取各重复组的平均值。故实验时，每一温度下都进行三组实验并取平均值的目的是减少偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性。 （3）由表格可知，各组实验设置了相同的光照强度，故从实验方案可看出，学习小组假定的影响植物光合作用强度的因素除了温度外，还有二氧化碳浓度和光照强度。 （4）二氧化碳是植物进行光合作用的原料之一，在一定范围内，二氧化碳浓度越大，植物的光合作用越强，产生的氧气越多。所以，如果大棚内水分充足、光照强度不变，把二氧化碳浓度增大到1200mL/m3，则推测在该条件下测得各温度下叶面氧气的释放量会比表中的数据大。 16. 目前“光合保鲜”技术（使绿叶蔬菜在存储过程中通过光合作用制造有机物而延长保鲜时间）已应用于冰箱中。为了探究温度对“光合保鲜”效果的影响，某小组做了如下实验：选取20棵大小、新鲜程度相仿的花椰菜，平均分成4组，分别放入编号为A、B、C、D的同型号“光合保鲜”冰箱冷藏室中，每小时照光0.5小时，冷藏温度分别设置为2℃、5℃、8℃、11℃。记录首重后，每3天称重一次并计算失重率，结果如图。 （1）选取大小相同，新鲜程度相仿的花椰菜的目的是： 。 （2）据图可知，在存储过程中花椰菜的重量不断损失，主要是因为花椰菜进行呼吸作用和 分别使其体内的有机物和水分含量减少。 （3）根据实验结果可知， ℃时，“光合保鲜”效果最好。 （4）有人质疑“光合保鲜”只是商家宣传的噱头。请根据实验结果分析“光合保鲜”技术是否能使绿叶蔬菜在存储过程中通过光合作用制造有机物，并简要说说理由： 。 【解答】解：（1）在对照实验中，除了要研究的变量（温度）不同以外，其他条件都应相同且适宜，故选取大小相同，新鲜程度相仿的花椰菜的目的是：控制单一变量。 （2）植物吸收的水分大部分通过蒸腾作用散失，故在存储过程中花椰菜的重量不断损失，主要是因为花椰菜进行呼吸作用和蒸腾作用分别使其体内的有机物和水分含量减少。 （3）由图中曲线可知，6天内，花椰菜在8℃条件下的失重率最低，则说明8℃时，“光合保鲜”效果最好。 （4）根据实验结果，不能说明“光合保鲜”技术能使绿叶蔬菜在存储过程中通过光合作用制造有机物，理由是：实验没有设置以无光为变量的对照实验。 【链接中考】 17. 将月季进行暗处理后，选某些叶片部分遮光（如图），光照一段时间。再取下这些叶片进行脱色、漂洗，滴加碘液、冲洗后，观察到叶片见光部分变蓝、遮光部分未变蓝。该实验可证明光合作用需要（　　） A．光和二氧化碳 B．光和叶绿体 C．叶绿体 D．光 【解答】解：叶片的见光部分进行了光合作用制造了有机物——淀粉，淀粉遇碘液变蓝，未见光部分没有进行光合作用，也就没有淀粉生成，叶片就不会变蓝。因此证明叶片进行光合作用需要光，ABC错误，D正确。 故选：D。 18. “碳达峰”指CO2排放量不再增加，“碳中和”指CO2排放量与减少量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。 这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力“碳达峰”、“碳中和”目标的实现。完成下列问题。 （1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似绿色植物的 （选填“呼吸作用”、“光合作用”或“蒸腾作用”）。 （2）下列做法有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标的是 。 A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行 【解答】解：（1）绿色植物的光合作用是将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，因此该过程类似于绿色植物的光合作用；故答案为：光合作用； （2）A.植树造林可以加大二氧化碳吸收量，降低大气中二氧化碳的浓度，有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标； B.少用一次性筷子可以减少树木的砍伐，有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标； C.提倡绿色出行可以减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放，有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标； 故答案为：ABC。 19. 人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究： 【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？ 【实验探究】 ①取三个相同的无色透明玻璃瓶，设置A、B、C三组实验，分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和CO2缓冲液（维持瓶中CO2含量稳定）； ②分别在导管中注入一滴红墨水，塞上橡皮塞，关闭活塞，控制红墨水初始位置相同； ③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射（如图所示）； ④光照相同时间后，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄，且l红＞l黄＞l绿，多次重复实验后，结果相同（忽略温度对实验的影响）。 【得出结论】 。 【交流拓展】 （1）实验中通过比较 来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。 （2）为进一步得出光合作用强度，设置了实验D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变。测得红墨水移动距离为l黑。 ①装置D中红墨水向 （选填“左”或“右”）移动。 ②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为 （用l红和l黑表示）。 【解答】解：【得出结论】本实验探究的是不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响，实验的变量是光线颜色的不同。由于瓶内都有二氧化碳缓冲液，能维持瓶中二氧化碳含量的稳定，那么光合作用产生的氧气会导致瓶内的压强增大，从而使ABC装置导管内的红墨水均向左移动，我们可以根据红墨水移动的距离来判断氧气产生的多少，距离越远说明产生的氧气越多，光合作用的强度越大。测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄，且l红＞l黄＞l绿，说明红光的光合作用强度最大，绿光的光合作用强度最小，故可以得出结论：不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小。 （1）瓶中菠菜叶片光合作用产生的氧气会导致瓶中气体压强的改变，使红墨水移动，所以实验中可通过比较 红墨水移动的距离来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。 （2）①为进一步得出光合作用强度，设置了实验D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变，由于没有光，光合作用不能进行，菠菜叶只进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳不变，但氧气不断减少，因此瓶内压强减小，装置D导管中的红墨水会向右移动。 ②实验中红光条件下测得的l红表示的是净光合强度值，而实际光合强度值＝净光合强度值+呼吸强度值，而实验D在黑暗环境中，叶片只进行呼吸作用，测得的l黑可表示为呼吸强度值，因此实验中的实际光合作用强度值是：l红+l黑。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $