内容正文:
第4节 大气圈中氧、碳的循环(第2课时)
三、光合作用的原料
例1:(2024八下·金东期末)如图甲是我市农科院利用现代化技术种植草莓和葡萄等植物的智能温室大棚。图乙是智能温室大棚内能自动控制大棚内的温度、CO2 浓度、光照强度等条件的装置,它可以满足大棚内作物生长发育的需求,丙图表示大棚内 A、B 两种植物的光合速率(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答:
(1)植物A的光合作用开始于 (填“d点前”“d点”或“d点后”)。
(2)若不考虑温度对呼吸作用的影响,则当光照强度为 f时,单位时间内,光合作用合成的有机物植物A (填“多于”“等于”或“少于”)植物B。
(3)大棚内的种植槽可升可降,让植物在立体空间中均可生长,这样做的好处是: 。
例2:(2023八下·上虞期末)某科学兴趣小组将三组基本相似的同种植物幼苗,分别放入甲、乙、丙三个透明玻璃钟罩中,密封。经一昼夜暗处理后,置于室外相同环境下,其中甲做遮光处理,乙、丙不遮光(如图)。(注:丙钟罩内的氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)
(1)甲和乙作为一组对照实验,所探究的问题是 ?
(2)一段时间后,将甲、乙、丙中的叶片分别经酒精脱色、滴加碘液处理后发现:甲中的叶片不变蓝,乙中的叶片变蓝;丙由于缺少 ,不能进行光合作用,所以叶片不变蓝。
(3)上图表示0点到24点之间二氧化碳浓度的连续变化情况。甲、乙、丙三个装置中,二氧化碳浓度变化情况与上图相符的是 。
核心概念聚焦
1.下图是证明光合作用需要二氧化碳的实验示意图,下列有关叙述不正确的是( )
A.乙中M溶液是氢氧化钠溶液 B.M溶液的作用是吸收二氧化碳
C.该实验证明乙中叶片产生了淀粉 D.为防止漏气,在实验所用的两瓶口涂上凡士林
M溶液
二氧化碳 氧气
X Y
(第1题图) (第2题图) (第3题图)
2.若将某植株一片叶的主脉切断(如图中甲),另一片叶两面都贴上不透明的锡箔纸(如图
中乙),黑暗中放置24小时后光照4小时。取下两叶脱色后滴加碘液,发现A部位不变
蓝,B部位变蓝,C部位不变蓝。以上实验能够证明光合作用需要( )
A.水和二氧化碳 B.叶绿素和阳光 C.水和阳光 D.水和叶绿素
3.如图为光合作用示意图,以下分析正确的是( )
A.X 为有机物 B.Y为水 C.光合作用需要氧气作为原料 D.光是光合作用的必需条件
4.下列关于光合作用的反应式,正确的是( )
A.有机物+氧气二氧化碳+水+能量 B.水+氧气二氧化碳+有机物
C.二氧化碳+水有机物+氧气 D.水+有机物二氧化碳+水
5.关于光合作用实质的描述,正确的是( )
A.合成有机物,放出氧气,贮存能量 B.分解有机物,放出二氧化碳,释放能量
C.合成有机物,放出氧气,释放能量 D.分解有机物,放出二氧化碳,贮存能量
6.绿色植物的光合作用为地球上其他生物提供( )
①食物来源 ②水的来源 ③氧气来源 ④能量来源.
A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
7.在“绿叶在光下制造有机物”的实验中,先把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜,目的是( )
A.合成淀粉 B.将淀粉运走耗尽 C.产生二氧化碳 D.产生氧气
核心素养提升
8.王伯伯用温室大棚生产蔬菜,为了提高温室大棚内蔬菜的产量,你认为他可以在温室大棚
内采取的措施是( )
A.增加二氧化碳浓度 B.增加氧气浓度 C.大量浇水 D.大量施肥
9.(2022八下·丽水期末)如图是“检验光合作用需要二氧化碳”的实验装置。下列关于该实验的叙述不正确的是( )
A.甲装置内的叶片脱色后,滴加碘液不变蓝
B.实验前,应将两支长势相同的枝条进行暗处理
C.甲乙两装置中,应加入等量的清水和氢氧化钠溶液
D.把叶片放入酒精中隔水加热,目的是使叶绿素溶解于酒精中
10.(2024八下·杭州月考)将一盆绿色植物放在一个透明密闭的玻璃容器内,置于光照下,利用传感器测量容器内的浓度变化,如图所示。下列说法错误的 ( )
A.AB段CO2浓度下降,植物呼吸作用强度小于光合作用强度
B.BC段CO2浓度上升,植物呼吸作用强度大于光合作用强度
C.实验进程中的t1时刻,该植物体内有机物的质量最少
D.t2时刻植物体内的有机物质量较t0时刻高水
叶圆片
11.如图实验是探究沉入水底的叶圆片为什么会浮上水面。用打孔器打下叶圆片若干,用针筒制造负压将叶圆片中的空气排出,将若干的叶圆片分别放入盛有清水的A杯中和盛有碳酸氢钠溶液的B杯中,碳酸氢钠能增加溶液中二氧化碳的浓度。将它们放在温暖有光处,不久你会看到叶圆片边缘露出一个个气泡,气泡逐渐增大,于是叶圆片浮上水面,但浮上水面的叶圆片释放气泡后又沉入水底,请回答下列问题。
(1)叶圆片边缘露出的一个个气泡是 气。
(2)请你预测A、B两杯中叶圆片首先上浮的是 杯,原因是 。
(3)本实验能否证明光合作用需要光照? (填“是”或“否”)。
12.阅读下面有关“光合作用的发现”的资料,重温科学家的研究过程,回答下列问题:
资料一:1771年英国人普利斯特利发现,将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密封的钟罩
内,蜡烛不易熄灭;将小鼠与绿色植物放在同一钟罩内,小鼠也不易窒息死亡。
资料三:1880年德国恩吉尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环
境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现好氧细菌只集中在叶绿体照光
部位附近。若临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。
资料四:1941年鲁宾和卡门用小球藻做了三组实验,每一组提供给小球藻的水和碳酸氢
盐中都含有比例不等的18O,分析每组产生的氧气中18O的比例,结果如下:
实验
水中18O比例
碳酸氢钠中18O比例
产生的氧气中18O比例
1
0.85%
0.61%
0.86%
2
0.20%
0.40%
0.20%
3
0.20%
0.57%
0.20%
(1)普里斯特利的实验有时成功,有时失败。在______条件下,实验会失败,这时钟罩
内的蜡烛很快熄灭,小白鼠很快死亡的原因是 。
(2)由恩吉尔曼的实验可得出的结论是:光合作用的场所是 。
(3)由鲁宾和卡门的实验可以得出的结论是光合作用产生的氧气中的氧全部来自 。
(4)绿色植物的光合作用对于维持生物圈中的 平衡起着重要作用,因而绿色植物
被称为“空气净化器”。
(5)请写出光合作用的反应方程式: 。
创新素养应用
13.(2022八下·临海月考)植物的新陈代谢要受到外界环境因素(如光、水分)的影响.上图表示一株叶面积为10分米2的植物在一定光照和一定二氧化碳浓 度的条件下吸收二氧化碳的速度(单位:毫克/(分米2•小时)).请回答:
(1)B点表示的意义是 。
(2)如果白天光照强度持续为n1时,植物能不能正常生长? (选填“能”或者“不能”)
(3)在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物通过光合作用吸收的二氧化碳的质量为 毫克.
(4)根据所学的知识,请你提出一项提高大棚蔬菜产量的措施:
14.(2024八下·嘉兴期末)为了探究温度对植物光合作用的影响,小嘉进行了如下实验:
【步骤】①选择生长状况一致的某种植物,随机平均分成甲、乙、丙、丁、戊五组;
②将五组植物分别放置在温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的环境中,其他环境条件相
同且适宜;
③用仪器分别测定每组的光合作用速率(用CO2吸收量的相对值表示)。
【结果】
组别
甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
温度
20℃
25℃
30℃
35℃
40℃
CO2吸收量相对值
18.2
20.3
23.6
18.9
-1.3
(1)二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越 。
(2)根据实验结果,可得出的结论是 。
(3)戊组实验CO2吸收量的相对值为负值,原因是 。
15.科学家通过研究植物的光合作用,开发了人工光合作用系统(如图),并且成功合成了
淀粉。这一技术被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术,请据图回答问题:
(1)该人工光合作用系统模拟的是绿色植物细胞中 (填结构名称)的功能,该
系统和植物细胞进行光合作用的条件一致,均需要 (能量来源)。
(2)图中模块1和模块2装置模拟的是绿色植物进行光合作用吸收光能并将其转变成化
学能,最终储存在 中的过程;模块3中甲代表的气体是 。
16.(2024八下·西湖期末)为了提高大棚蔬菜种植产量,可以给大棚补充“气肥(二氧化碳)”兴趣小组设计了一个二氧化碳发生器,在贮酸桶内添加稀盐酸,①号桶中间有多孔塑料板,打开阀门A和B,将稀盐酸注入①号桶,再关闭阀门A,反应生成的二氧化碳通过管道到达大棚顶部再排放到棚内。
(1)为提高大棚蔬菜种植产量,给大棚补充“气肥(二氧化碳)”,其科学依据是 。
(2)二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放的原因是 。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门 (选填“A”或“B”)。一段时间后,反应就会停止。请简要说明该装置能控制反应停止的原因 。
17.(2024八下·长兴期末)学习光合作用的相关知识后,科学小组成员设计了一个实验,探究光照强度对光合作用的影响。步骤、结果等如表:
Ⅰ.取材。取生长旺盛且长势相同的灰莉叶片若干,避开叶脉,用直径为1cm的打孔器制备若干圆形小叶片。
Ⅱ.排气。将制备好的圆形小叶片置于大注射器内,堵住注射器前端开口并向外缓缓拉活塞,重复数次使小圆形叶片内部的气体逸出。
Ⅲ.取完全相同的四只烧杯,分别装入等体积溶液(一种能为植物提供的溶液),分别放入10片小圆形叶片。将烧杯放置在温度适宜的环境中,分别调节烧杯和光源的距离,观察并记录烧杯中__?__。实验结果如下表所示。
烧杯
圆形小叶片
2%溶液
距光源距离
叶片浮起数量
3min
6min
9min
甲
10片
20mL
15cm
2
4
8
乙
10片
20mL
30cm
1
2
6
丙
10片
20mL
45cm
0
1
4
丁
10片
20mL
黑暗
0
0
0
(1)实验中,每个烧杯放入40片小圆形叶片面不是1片、是为了 。
(2)本实验进行前,不需要对灰莉植株进行暗处理,现由是 。
(3)步骤Ⅲ中“?”应该填的内容是 。
(4)通过实验,可能得出的结论是:植物光合作用的强度,随光照强度的增强而增强,请你对该同学的结论作出评价 。
18.(2024八下·余杭期末)小科在探究“环境因素对菠菜叶光合作用强度的影响”时,设计了如下实验。
【实验器材】打孔器、菠菜叶、注射器、烧杯、LED灯、秒表、刻度尺、量筒、蒸馏水、2%的NaHCO3溶液
【实验步骤】
步骤1:取生长旺盛的菠菜绿叶,用打孔器打出直径为6mm的叶圆片40片,并用注射器抽去叶圆片内的气体(抽气处理使叶圆片内几乎没有气体,在溶液中会下沉)。
步骤2:取4只相同规格的烧杯编号甲乙丙丁,配制浓度为0.50%的NaHCO3溶液(可使溶液中的CO2浓度保持恒定),向4只烧杯中各加入20mL;再向各烧杯中放入10片抽气后的叶圆片(均沉底)。
步骤3:取4盏相同规格的冷光源(不会引起温度变化),将盛叶圆片的4只烧杯置于距光源不同远近的位置,如图所示。
步骤4:10分钟后统计4只烧杯中叶圆片浮起的数目。重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值。
组别
烧杯与LED灯的距离/cm
叶圆片浮起数目的平均值/片
甲
5
7.5
乙
10
5.0
丙
15
4.2
丁
20
0.4
(1)该实验探究的问题是 。
(2)每组烧杯中放入10片叶圆片而不是1片目的是 。
(3)实验前菠菜是否需要进行暗处理?理由是 。
(4)小科根据表格得出光照强度越强,光合作用越强的结论。小明并不赞同,他认为叶圆片浮起可能是因为植物进行呼吸作用消耗了有机物且产生CO导致的。请设计实验进行验证 。
参考答案
三、光合作用的原料
例1:(2024八下·金东期末)如图甲是我市农科院利用现代化技术种植草莓和葡萄等植物的智能温室大棚。图乙是智能温室大棚内能自动控制大棚内的温度、CO2 浓度、光照强度等条件的装置,它可以满足大棚内作物生长发育的需求,丙图表示大棚内 A、B 两种植物的光合速率(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答:
(1)植物A的光合作用开始于 (填“d点前”“d点”或“d点后”)。
(2)若不考虑温度对呼吸作用的影响,则当光照强度为 f时,单位时间内,光合作用合成的有机物植物A (填“多于”“等于”或“少于”)植物B。
(3)大棚内的种植槽可升可降,让植物在立体空间中均可生长,这样做的好处是: 。
【答案】(1)d点前
(2)多于
(3)节约土地面积
【解析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)植物A的光合作用开始于d点前,d点前已经有光照,已经开始进行光合作用;
(2)从图乙中看出,当光照强度为时,植物A和植物B的二氧化碳吸收量相等,表明植物A光合作用二氧化碳吸收量与呼吸作用二氧化碳释放量的差等于植物B光合作用二氧化碳吸收量与呼吸作用二氧化碳释放量的差;光照强度为0时,植物A的二氧化碳吸收量比植物B的二氧化碳吸收量小,表明植物A的呼吸作用强度大于植物B的呼吸作用强度,因此“若不考虑温度对呼吸作用的影响,则当光照强度为时,单位时间内”,光合作用合成的有机物是植物A多于(选填“多于”、“等于“或“少于”)植物B。
(3)大棚内的种植槽可升可降,让植物在立体空间中均可生长,这样做的好处是可以节约土地面积或者增大光能利用率。
例2:(2023八下·上虞期末)某科学兴趣小组将三组基本相似的同种植物幼苗,分别放入甲、乙、丙三个透明玻璃钟罩中,密封。经一昼夜暗处理后,置于室外相同环境下,其中甲做遮光处理,乙、丙不遮光(如图)。(注:丙钟罩内的氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)
(1)甲和乙作为一组对照实验,所探究的问题是 ?
(2)一段时间后,将甲、乙、丙中的叶片分别经酒精脱色、滴加碘液处理后发现:甲中的叶片不变蓝,乙中的叶片变蓝;丙由于缺少 ,不能进行光合作用,所以叶片不变蓝。
(3)上图表示0点到24点之间二氧化碳浓度的连续变化情况。甲、乙、丙三个装置中,二氧化碳浓度变化情况与上图相符的是 。
【答案】(1)光会影响植物的光合作用吗(2)二氧化碳(3)乙
【解析】(1)植物在光照下能进行光合作用,光合作用的条件是光照,场所是叶绿体,原料是二氧化碳和水,产物是有机物(主要是淀粉)和水。淀粉遇碘液变蓝色。(2)光合作用吸收二氧化碳,放出氧气;呼吸作用吸收氧气,放出二氧化碳。因为植物晚上只进行呼吸作用,所以二氧化碳浓度升高;白天,植物既进行光合作用,又进行呼吸作用,且光合作用强度大于呼吸作用,所以二氧化碳浓度减小。
【解答】(1)甲和乙作为一组对照实验,改变的是光照这个条件,而有无光照影响的是光合作用。
故答案为:光会影响植物的光合作用吗
(2)装置丙中的氢氧化钠会吸收二氧化碳,使装置内缺乏二氧化碳而不能进行光合作用,加碘液叶片不变蓝色。故答案为:二氧化碳
(3)甲、丙装置中的幼苗只进行呼吸作用,二氧化碳浓度会持续升高,不会降低;乙装置中的幼苗既能进行光合作用,又能进行呼吸作用,二氧化碳浓度变化情况与图符合。故答案为:乙
1.C 2.C 3.D 4.C 5.A 6.A 7.B 8.A
9.(2022八下·丽水期末)如图是“检验光合作用需要二氧化碳”的实验装置。下列关于该实验的叙述不正确的是( )
A.甲装置内的叶片脱色后,滴加碘液不变蓝
B.实验前,应将两支长势相同的枝条进行暗处理
C.甲乙两装置中,应加入等量的清水和氢氧化钠溶液
D.把叶片放入酒精中隔水加热,目的是使叶绿素溶解于酒精中
【答案】A
【解析】(1)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是光合作用。
(2)细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动需要的过程是呼吸作用。
【解答】A:甲装置中装有清水,清水不能吸收装置中的二氧化碳,装置内的植物能进行光合作用,能制造淀粉等有机物。乙装置中二氧化碳能被氢氧化钠吸收,装置内的植物不能进行光合作用,不能制造淀粉等有机物。所以,两个装置中的植物叶片经过脱色、漂洗、滴碘等步骤处理后,可观察到的现象是:甲中叶片变蓝、乙中叶片不变蓝,错误。
B:选作实验的植物实验前已经进行了光合作用,叶片里面储存了丰富的有机物(如淀粉),若不除去会对实验结果造成影响。所以,将甲乙两个实验装置放入黑暗处一昼夜的目的是把叶片内原有的淀粉运走消耗,以排除原来贮存的淀粉对实验的干扰,正确。
C:对照实验设计原则是一个探究实验中只能有一个实验变量,其他因素均处于相同且理想状态,这样便于排除因其他因素的存在而影响和干扰实验结果的可能。该实验的变量是二氧化碳,因此“甲乙两装置中加入的清水和氢氧化钠溶液应等量”,正确。
D:把叶片放入酒精中隔水加热,目的是使叶绿素溶解于酒精中,正确。
10.(2024八下·杭州月考)将一盆绿色植物放在一个透明密闭的玻璃容器内,置于光照下,利用传感器测量容器内的浓度变化,如图所示。下列说法错误的 ( )
A.AB段CO2浓度下降,植物呼吸作用强度小于光合作用强度
B.BC段CO2浓度上升,植物呼吸作用强度大于光合作用强度
C.实验进程中的t1时刻,该植物体内有机物的质量最少
D.t2时刻植物体内的有机物质量较t0时刻高
【答案】C
【解析】光合作用是指植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,植物通过光合作用制造的有机物来构建自身的各个组成部分。呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。
【解答】A、光合作用消耗二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳,AB段由于光合作用强度大于呼吸作用强度,所以CO2浓度下降,不符合题意;
B、从T1开始,BC段CO2浓度上升,原因是呼吸作用强度大于光合作用强度,释放的二氧化碳逐渐增多,不符合题意;
C、图中从T0-T1开始绿色植物光合作用的强度大于呼吸作用,有机物得以积累,实验进程中的T1时刻,光合作用的强度与呼吸作用强度相同,该植物体内有机物重量最多,符合题意;
D、从T1开始,曲线表示的二氧化碳浓度上升的主要原因是绿色植物呼吸作用的强度大于光合作用强度,由于C点低于A点,所以T2时刻植物的有机物重量较T0时刻高,不符合题意。
故答案为:C。
11.如图实验是探究沉入水底的叶圆片为什么会浮上水面。用打孔器打下叶圆片若干,用针筒制造负压将叶圆片中的空气排出,将若干的叶圆片分别放入盛有清水的A杯中和盛有碳酸氢钠溶液的B杯中,碳酸氢钠能增加溶液中二氧化碳的浓度。将它们放在温暖有光处,不久你会看到叶圆片边缘露出一个个气泡,气泡逐渐增大,于是叶圆片浮上水面,但浮上水面的叶圆片释放气泡后又沉入水底,请回答下列问题。水
叶圆片
(1)叶圆片边缘露出的一个个气泡是 气。
(2)请你预测A、B两杯中叶圆片首先上浮的是 杯,原因是 。
(3)本实验能否证明光合作用需要光照? (填“是”或“否”)。
答案.(1)氧 (2)B 碳酸氢钠分解产生CO2 (3)否
12.阅读下面有关“光合作用的发现”的资料,重温科学家的研究过程,回答下列问题:
资料一:1771年英国人普利斯特利发现,将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密封的钟罩
内,蜡烛不易熄灭;将小鼠与绿色植物放在同一钟罩内,小鼠也不易窒息死亡。
资料三:1880年德国恩吉尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环
境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现好氧细菌只集中在叶绿体照光
部位附近。若临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。
资料四:1941年鲁宾和卡门用小球藻做了三组实验,每一组提供给小球藻的水和碳酸氢
盐中都含有比例不等的18O,分析每组产生的氧气中18O的比例,结果如下:
实验
水中18O比例
碳酸氢钠中18O比例
产生的氧气中18O比例
1
0.85%
0.61%
0.86%
2
0.20%
0.40%
0.20%
3
0.20%
0.57%
0.20%
(1)普里斯特利的实验有时成功,有时失败。在______条件下,实验会失败,这时钟罩
内的蜡烛很快熄灭,小白鼠很快死亡的原因是 。
(2)由恩吉尔曼的实验可得出的结论是:光合作用的场所是 。
(3)由鲁宾和卡门的实验可以得出的结论是光合作用产生的氧气中的氧全部来自 。
(4)绿色植物的光合作用对于维持生物圈中的 平衡起着重要作用,因而绿色植物
被称为“空气净化器”。
(5)请写出光合作用的反应方程式: 。
答案.(1)黑暗 没有光照时植物不能光合作用产生氧气 (2)叶绿体 (3)水 (4)碳氧
(5)二氧化碳+水有机物+氧气
创新素养应用
13.(2022八下·临海月考)植物的新陈代谢要受到外界环境因素(如光、水分)的影响.上图表示一株叶面积为10分米2的植物在一定光照和一定二氧化碳浓 度的条件下吸收二氧化碳的速度(单位:毫克/(分米2•小时)).请回答:
(1)B点表示的意义是 。
(2)如果白天光照强度持续为n1时,植物能不能正常生长? (选填“能”或者“不能”)
(3)在光照强度为n3的情况下光照4小时,该植物通过光合作用吸收的二氧化碳的质量为 毫克.
(4)根据所学的知识,请你提出一项提高大棚蔬菜产量的措施:
【答案】(1)光合作用强度等于呼吸作用强度 (2)不能 (3)600
(4)适当增加光照强度(合理即可)
【解析】(1)识图:图中A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用,释放的二氧化碳量为此时的呼吸强度;B点是光的补偿点(此时光合作用强度等于呼吸作用强度);BC表示随着光照强度增加,光合作用强度增强。
(2)影响植物光合作用的环境因素:光照、温度、水分、二氧化碳浓度、无机盐等。
(3)当光合作用速度大于呼吸作用速度时,植物光合作用吸收的二氧化碳有两个来源,一方面是植物从外界吸收的,另一方面是植物细胞内呼吸作用释放的。
(4)绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中将二氧化碳和水合成有机物,并且把光能转化成化学能,储存在有机物中的过程就叫光合作用。
【解答】(1)由图可知在B时,二氧化碳的吸收速度为0,表明在该点植物既不吸收二氧化碳也不释放二氧化碳,所以在该点植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,达到动态平衡。
(2) n1 时植物的光合作用与呼吸作用的速度正好相等,则植物光合作用合成的有机物等于呼吸作用消耗的有机物,若从全天来看,晚上只进行呼吸作用,消耗有机物,白天又不积累有机物,则植物消耗的有机物大于光合作用合成的有机物,所以植物不能正常生长。
(3)所以植物在光照强度为n3时,植物通过光合作用吸收二氧化碳的速率为10克/(分米2• 小时)+5毫克/(分米2• 小时)=15毫克/(分米2• 小时),再由株叶面积为10分米 2 光照4小时,则植物光合作用吸收的二氧化碳的质量为15毫克/(分米2• 小时)×10分米2x4小时=600毫克。
(4)提高大棚蔬菜产量的措施:适当增加光照强度。
14.(2024八下·嘉兴期末)为了探究温度对植物光合作用的影响,小嘉进行了如下实验:
【步骤】①选择生长状况一致的某种植物,随机平均分成甲、乙、丙、丁、戊五组;
②将五组植物分别放置在温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的环境中,其他环境条件相
同且适宜;
③用仪器分别测定每组的光合作用速率(用CO2吸收量的相对值表示)。
【结果】
组别
甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
温度
20℃
25℃
30℃
35℃
40℃
CO2吸收量相对值
18.2
20.3
23.6
18.9
-1.3
(1)二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越 。
(2)根据实验结果,可得出的结论是 。
(3)戊组实验CO2吸收量的相对值为负值,原因是 。
【答案】(1)越快
(2)其他条件相同时,在20℃~40℃范围内,随着温度的升高,植物光合作同强度先变大再变小
(3)植物的呼吸作用强于光合作用
【解析】光合作用是指植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,植物通过光合作用制造的有机物来构建自身的各个组成部分。呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。影响光合作用效率的环境因素有:光照、温度、二氧化碳的浓度等。
【解答】(1)植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物,释放氧气,同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程,因此,二氧化碳和水是光合作用的原料,二氧化碳吸收量的多少,可以说明光合作用的快慢, 二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越快。
(2)从图表可以看出, 其他条件相同时,在20℃~40℃范围内,随着温度的升高,植物光合作同强度先变大再变小 。光合作用温度高反而变小的原因是:温度过高,气孔关闭,影响了光合作用。
(3)实验CO2吸收量的相对值为正数时,光合作用大于呼吸作用;实验CO2吸收量的相对值为零时,光合作用等于呼吸作用;实验CO2吸收量的相对值为负数时,呼吸作用大于光合作用。
15.科学家通过研究植物的光合作用,开发了人工光合作用系统(如图),并且成功合成了
淀粉。这一技术被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术,请据图回答问题:
(1)该人工光合作用系统模拟的是绿色植物细胞中 (填结构名称)的功能,该
系统和植物细胞进行光合作用的条件一致,均需要 (能量来源)。
(2)图中模块1和模块2装置模拟的是绿色植物进行光合作用吸收光能并将其转变成化
学能,最终储存在 中的过程;模块3中甲代表的气体是 。
答案.(1) 叶绿体 光能(或阳光) (2)有机物 二氧化碳
(2024八下·西湖期末)为了提高大棚蔬菜种植产量,可以给大棚补充“气肥(二氧化碳)”兴趣小组设计了一个二氧化碳发生器,在贮酸桶内添加稀盐酸,①号桶中间有多孔塑料板,打开阀门A和B,将稀盐酸注入①号桶,再关闭阀门A,反应生成的二氧化碳通过管道到达大棚顶部再排放到棚内。
(1)为提高大棚蔬菜种植产量,给大棚补充“气肥(二氧化碳)”,其科学依据是 。
(2)二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放的原因是 。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门 (选填“A”或“B”)。一段时间后,反应就会停止。请简要说明该装置能控制反应停止的原因 。
【答案】(1)二氧化碳是植物光合作用的原料
(2)二氧化碳的密度比空气大,从顶部排放能更好的与植物接触
(3)B;关闭阀门B,生成的二氧化碳无法导出,导致①号桶内压强增大,将盐酸压入②号桶,反应物脱离接触,反应停止
【解析】(1)绿色植物利用光能,通过叶绿体,把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物(主要是淀粉),并且释放出氧气的过程,就是绿色植物的光合作用。
(2)细胞内的有机物在氧气参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程,叫做呼吸作用。
【解答】(1)二氧化碳是植物光合作用的原料,在一定范围内,二氧化碳的浓度越高,光合作用越强,所以适度增加大棚中的二氧化碳气体的含量能够提高作物产量,故填二氧化碳是植物光合作用的原料。
(2)二氧化碳是光合作用的原料,且二氧化碳密度比空气大,二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放,有利于二氧化碳在棚内的扩散,故填二氧化碳的密度比空气大,从顶部排放能更好的与植物接触。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门B即可,故填B;
关闭阀门B,导致①号桶内压强增大,反应物脱离接触,反应停止,故填关闭阀门B,导致①号桶内压强增大,反应物脱离接触。
(1)二氧化碳是植物光合作用的原料,在一定范围内,二氧化碳的浓度越高,光合作用越强,所以适度增加大棚中的二氧化碳气体的含量能够提高作物产量,故填二氧化碳是植物光合作用的原料。
(2)二氧化碳是光合作用的原料,且二氧化碳密度比空气大,二氧化碳发生器把反应生成的二氧化碳送到大棚顶部排放,有利于二氧化碳在棚内的扩散,故填二氧化碳的密度比空气大,从顶部排放能更好的与植物接触。
(3)当棚内二氧化碳浓度上升到一定值,需要停止反应时,只需要关闭阀门B即可,故填B;
关闭阀门B,导致①号桶内压强增大,反应物脱离接触,反应停止,故填关闭阀门B,导致①号桶内压强增大,反应物脱离接触。
18.(2024八下·余杭期末)小科在探究“环境因素对菠菜叶光合作用强度的影响”时,设计了如下实验。
【实验器材】打孔器、菠菜叶、注射器、烧杯、LED灯、秒表、刻度尺、量筒、蒸馏水、2%的NaHCO3溶液
【实验步骤】
步骤1:取生长旺盛的菠菜绿叶,用打孔器打出直径为6mm的叶圆片40片,并用注射器抽去叶圆片内的气体(抽气处理使叶圆片内几乎没有气体,在溶液中会下沉)。
步骤2:取4只相同规格的烧杯编号甲乙丙丁,配制浓度为0.50%的NaHCO3溶液(可使溶液中的CO2浓度保持恒定),向4只烧杯中各加入20mL;再向各烧杯中放入10片抽气后的叶圆片(均沉底)。
步骤3:取4盏相同规格的冷光源(不会引起温度变化),将盛叶圆片的4只烧杯置于距光源不同远近的位置,如图所示。
步骤4:10分钟后统计4只烧杯中叶圆片浮起的数目。重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值。
组别
烧杯与LED灯的距离/cm
叶圆片浮起数目的平均值/片
甲
5
7.5
乙
10
5.0
丙
15
4.2
丁
20
0.4
(1)该实验探究的问题是 。
(2)每组烧杯中放入10片叶圆片而不是1片目的是 。
(3)实验前菠菜是否需要进行暗处理?理由是 。
(4)小科根据表格得出光照强度越强,光合作用越强的结论。小明并不赞同,他认为叶圆片浮起可能是因为植物进行呼吸作用消耗了有机物且产生CO导致的。请设计实验进行验证 。
【答案】(1)光照强度是否会影响菠菜叶的光合作用强度
(2)避免实验的偶然性
(3)不需要;此实验是通过生成的氧气的量来反映光合作用强度的,与是否耗尽原有有机物无关
(4)在烧杯中加入20mL浓度为0.5%的碳酸氢钠溶液,加入10片抽气后的叶圆片,置于黑暗环境中,10分钟后统计叶圆片浮起的数目。重复多次实验,计算叶圆片浮起数目的平均值。若无叶圆片浮起,则说明叶圆片浮起不是因为植物的呼吸作用导致
【解析】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,并且释放氧气的过程,叫做光合作用;绿色植物利用氧气和有机物,在活细胞,分解产生二氧化碳和水并释放出能量的过程叫做呼吸作用;
【解答】(1)该实验探究的问题是光照强度是否会影响菠菜叶的光合作用强度;
(2)每组烧杯中放入10片叶圆片而不是1片目的是避免实验的偶然性;
(3)此实验不需要对实验前的菠菜进行暗处理;此实验是通过生成的氧气的量来反映光合作用强度的,与是否耗尽原有有机物无关
(4)在烧杯中加入20mL浓度为0.5%的碳酸氢钠溶液,加入10片抽气后的叶圆片,置于黑暗环境中,10分钟后统计叶圆片浮起的数目。重复多次实验,计算叶圆片浮起数目的平均值。若无叶圆片浮起,则说明叶圆片浮起不是因为植物的呼吸作用导致 ;
故答案为:(1)光照强度是否会影响菠菜叶的光合作用强度 (2)避免实验的偶然性 (3)不需要;此实验是通过生成的氧气的量来反映光合作用强度的,与是否耗尽原有有机物无关 (4)在烧杯中加入20mL浓度为0.5%的碳酸氢钠溶液,加入10片抽气后的叶圆片,置于黑暗环境中,10分钟后统计叶圆片浮起的数目。重复多次实验,计算叶圆片浮起数目的平均值。若无叶圆片浮起,则说明叶圆片浮起不是因为植物的呼吸作用导致
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