内容正文:
第四讲 呼吸作用和光合作用
知识点一 呼吸作用
1.生物的呼吸作用
有机物(储存能量)+氧气 二氧化碳+水+能量
【补充】呼吸运动是由呼吸肌收缩和舒张引起的,呼吸运动的结果实现了肺的通气。
2.探究动物的呼吸作用
(1)实验步骤
按如图所示装置进行实验。实验开始时,测量A、B装置中红色水滴与橡皮塞的距离,10min后再测量其距离。
(2)实验现象
开始时,A、B两个装置中的红色水滴与橡皮塞的距离基本相同;10min后,观察到A装置中的红色水滴向左移动了一段距离,而B装置中的红色水滴与橡皮塞的距离没有改变。
(3)现象分析
A装置中的红色水滴向左移动了一段距离的原因:动物进行呼吸作用,消耗氧气,而产生的二氧化碳被碱石灰吸收,导致装置内的气压减小。
(4)实验结论
动物会进行呼吸作用,吸入氧气,呼出二氧化碳。
【补充】碱石灰是由固体氢氧化钠(NaOH)和氧化钙(CaO)等组成的混合物,作用是吸收二氧化碳。
3.探究植物的呼吸作用
(1)现象分析
新鲜的菠菜和用开水烫过的菠菜形成对照,温度计示数升高,说明菠菜进行呼吸作用释放了能量;澄清石灰水变浑浊,说明菠菜进行呼吸作用产生了二氧化碳;点燃的蜡烛熄灭,说明菠菜的呼吸作用消耗了氧气。
(2)实验结论
活的植物体在生活过程中能进行呼吸作用,吸收氧气,产生二氧化碳,并释放能量。
【特别提示】①把菠菜装入塑料袋中在暗处放置一个晚上,是为了防止植物进行光合作用。
②蜡烛熄灭是由于菠菜的呼吸作用消耗了氧气,不是由于产生了二氧化碳。
在农业生产和生活中,温室大棚内降低夜间温度、储存粮食时降低氧气含量都是为了降低呼吸作用的强度。农田适时松土,遇到涝害及时排水都是为了保证农作物呼吸作用的正常进行。
5.光合作用和呼吸作用的关系
光合作用和呼吸作用是相互依存的。植物呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物,所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量。植物光合作用对原料的吸收利用和对产物的输送,所需要的能量又是呼吸作用所释放出来的。
区别
项目
光合作用
呼吸作用
场所
叶绿体的细胞中
植物所有 活 细胞
条件
在 光 下才能进行
有光无光都能进行
原料
二氧化碳和水
有机物和氧气
产物
有机物和氧气
二氧化碳和水
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
将 光 能转变为贮藏在有机物中的化学能
化学能→其他形式的能量(释放 能量)
联系
两者是相互依存,相互联系的。
光合作用为呼吸作用提供了物质(有机物和氧气),因此,没有光合作用,呼吸作用就没有基础。呼吸作用为光合作用提供了能量和部分原料CO2,所以,没有呼吸作用,光合作用也无法持续进行。
光合作用受光照强度、二氧化碳浓度等因素的影响,呼吸作用受温度、氧气浓度等因素的影响。
农业上常采取合理密植、立体种植、增加二氧化碳浓度、降低夜间温度等措施来提高产量。
6.光合作用和呼吸作用在农业生产中的应用
在农业生产中,人们常通过增强植物的光合作用,适当减弱呼吸作用,来提高有机物的积累。增强植物的光合作用包括提高二氧化碳的浓度(如使用二氧化碳发生器或施有机肥)、延长光照时间(如合理密植和间作套种等措施)。
典型例题
例1.如图所示为科学兴趣小组的同学验证动物呼吸作用的装置:在A、B两个相同装置中分别放入等质量的碱石灰,A装置中放入活的昆虫,B装置中不放。为了使A装置中细玻璃管内红色水滴的移动更加明显,下列措施可行的是( )
A.增加A装置中昆虫的数量 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
【答案】A
【解析】增加A装置中昆虫的数量,昆虫消耗的氧气多,呼吸作用释放的二氧化碳多,碱石灰吸收二氧化碳后装置内气压变化更明显,细玻璃管内红色水滴的移动会更加明显。换用更粗的玻璃管和换用更大的试管会导致装置内气压变化不明显,不利于细玻璃管内红色水滴的移动。增加碱石灰的质量,若昆虫释放的二氧化碳量不变,则对装置内气压的变化也无影响。
例2.为探究植物不同器官的呼吸作用,某小组选择同种植物的不同器官各30g,置于黑暗密闭钟罩内,6小时后测定钟罩内氧气含量,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.该探究采用了定量实验的方法 B.不同器官的呼吸作用强度不同
C.实验说明植物各器官都能进行呼吸作用 D.种子消耗氧气最少,萌发时不需要能量
【答案】D
【解析】分析题图可知,种子所在钟罩内氧气含量下降最多,说明种子消耗氧气最多,且种子萌发时需要能量,D错误。
例3.据图回答:经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。且NaOH溶液能吸收CO2气体) ( )
A. A处上升,B处下降 B. A,B两处都下降
C. A处下降,B处上升 D. A,B两处都不变
【答案】 A
【解析】小白鼠通过呼吸作用消耗密闭装置中的氧气,产生二氧化碳,足量氢氧化钠溶液吸收密闭装置中的二氧化碳,所以密闭装置中的空气减少,气压减小,U形管A端液面上升,B端液面下降。 故答案为A.
例4.为探究植物种子呼吸作用的产物,用如图装置进行对照实验:先在A、B试管中加入等量的澄清石灰水,再往A试管中加入适量的已浸水及消毒的蚕豆种子,则试管B中应加入等量的( )
A. 已浸水及消毒的绿豆种子 B. 已煮熟及消毒的蚕豆种子
C. 已浸水及未消毒的蚕豆种子 D. 已煮熟及未消毒的蚕豆种子
【答案】 B
【解析】由题中信息“ 为探究植物种子呼吸作用的产物 ”可知,实验需要研究种子的呼吸作用的产物,需要控制一组有种子进行呼吸作用另一组种子不进行呼吸作用,并使其他条件都相同。由A试管中加入适量的 已浸水及消毒的蚕豆种子 可知,B试管中应加入等量的 已煮熟及消毒的蚕豆种子,煮熟的种子不能进行呼吸作用,其他条件与A相同。A、B形成对照,B选项正确,A、C、D错误。 故选B
例5. BTB溶液是一种二氧化碳指示剂,相对于澄清石灰水能测出更低浓度的二氧化碳。向BTB溶液中通入二氧化碳,溶液颜色从蓝色变为黄色。小金想利用BTB溶液验证植物呼吸作用的产物是二氧化碳,于是设计了以下实验。
步骤一:把数颗新鲜菠菜装入黑色不透光塑料袋中,用绳子扎紧袋口,在暗处放置一个晚上。
步骤二:挤压塑料袋,将袋中的气体通入BTB溶液中,如A组所示,观察溶液变化。
步骤三:再取等量新鲜菠菜用开水烫2~3分钟,重复上述步骤一、二,如B组所示,观察实验现象。
(1)实验中设置B组作为对照组的目的是___________________________________。
(2)若要得到“植物的呼吸作用产生二氧化碳”的实验结论,则实验中应该观察到的现象是_____________________________________________________。
(3)若将该不透光的塑料袋放在阳光下重复实验,小金发现实验现象更明显,原因可能是____________________________。
【答案】(1) 证明二氧化碳是活的菠菜细胞进行呼吸作用释放出来的 (2) A组中BTB溶液由蓝色变为黄色,B组中BTB溶液无明显变化 (3)温度升高,植物呼吸作用增强
【解析】(1)实验中A组与B组的唯一变量是菠菜细胞是否具有生命力,因此实验中设置B组作为对照组的目的是证明二氧化碳是活的菠菜细胞进行呼吸作用释放出来的。
(2)由题干可知,向BTB溶液中通入二氧化碳,溶液颜色从蓝色变为黄色。实验中若观察到A组中BTB溶液由蓝色变为黄色,B组中BTB溶液无明显变化,可得到植物的呼吸作用产生二氧化碳的结论。
(3)若将该不透光的塑料袋放在阳光下重复实验,温度上升,小金发现实验现象更明显,原因可能是温度升高,植物呼吸作用增强。
例6.为了探究“小鼠生命活动释放热量的快慢与空气中氧气含量有怎样的关系”,小金设计了如下实验:
①取甲图所示的三个相同的装置;
②取?的同种小鼠若干只,按乙图设置实验;
③将三个装置放在相同的适宜环境中进行实验。
(1)请将实验步骤②补充完整 ________。
(2)实验可通过液柱移动的快慢来比较小鼠生命活动释放热量的快慢,其原理是________。
(3)为了使实验现象更明显,可从哪些方面对实验进行改进?________。(写出一点即可)
(4)小鼠呼吸时消耗氧气,产生二氧化碳,若在乙图A、B装置中加入等量的碱石灰进行实验来证明动物需要呼吸,实验能否成功?________。
【答案】 (1)大小相近、年龄相同、新陈代谢旺盛
(2)小鼠生命活动释放热量越快,温度升高越快,导致玻璃泡内气体膨胀越快,液柱移动越快(3)增加小鼠数量、换用更细的导管(4)能
【解析】(1)步骤 ② 是对实验所用样本小鼠进行控制,因为研究的是氧气量的影响,所以选择的小鼠要相同,这里可以选择 大小相近、年龄相同、新陈代谢旺盛的同种小鼠若干只;
(2)此实验的原理是: 动物运动越快,体内释放的热量越多,温度越高,玻璃泡内的气体膨胀越大,所以其原理是:小鼠生命活动释放热量越快,温度升高越快,导致玻璃泡内气体膨胀越快,液柱移动越快;(3) 增加小鼠的数量,产生的热量就会增多,液柱移动就会加快,改变相同的气体体积时,玻璃管越细,移动的距离越明显,所以对实验进行改进是:增加小鼠数量、换用更细的导管 ;
(4)A、B装置中A无动物,B有动物,其他条件都相同,符合对照实验的要求。B中动物如有呼吸作用,消耗氧气产生二氧化碳,二氧化碳会被碱石灰吸收,使瓶内气压减小,液柱会明显向里移动。而A瓶中空气中的二氧化碳几乎没有,液柱几乎是不动的。所以可能用来进行实验证明动物需要呼吸。
知识点二 光合作用
1.绿色植物的光合作用
(1)绿叶在光下制造有机物:
①步骤:暗处理→叶片遮光→光照→酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的:让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.叶片遮光的目的:进行对照实验。
c.酒精脱色:溶解叶绿素;酒精要水浴加热,目的是防止酒精燃烧发生火灾。且受热均匀。
②结果分析:叶片遮光部分遇碘不变蓝;光照部分遇碘变蓝。
③结论:光是光合作用的必要条件,淀粉是光合作用的产物之一。
(2)绿叶进行光合作用需要二氧化碳
①步骤:植株暗处理→光照几小时→叶片酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的:让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.密封花盆的目的:防止外界空气的干扰。
c.氢氧化钠溶液:吸收瓶内二氧化碳。
d.清水:起对照作用。
②结果分析:放置氢氧化钠的一组遇碘液不变蓝;放置清水的一组遇碘液变蓝。
③结论:二氧化碳是光合作用的原料。
2.绿色植物光合作用原理在生产上的应用:
(1)提高光能利用效率的方法:合理密植等。
(2)提高作物产量的方法:增加二氧化碳的浓度;增加光照强度和延长光照时间;适当调节昼夜温差等。
3.影响光合作用、呼吸作用外界因素
(1)影响光合作用的外界因素
①光照强度。光照增强,光合作用随之加强。但光照增强到一定程度后,光合作用不在加强。夏季中午,由于气孔关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用反而下降。因而中午光照最强的时候,并不是光合作用活动最强的时候。
②二氧化碳浓度。二氧化碳是光合作用的原料,其浓度影响光合作用的强度。温室种植蔬菜可适当提高大棚内二氧化碳的浓度以提高产量。
③温度。植物在10~35℃正常进行光合作用,其中25~30℃最适宜,35℃以上开始下降,甚至停止。
(2)影响呼吸作用的外界因素
温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
①温度。温度对呼吸作用强弱影响最大。温度升高,呼吸作用加强;温度过高,呼吸作用强度减弱。
②水分。植物含水量增加,呼吸作用加强。
③氧气。一定范围内随氧气浓度的增加,呼吸作用显著加强。
④二氧化碳。二氧化碳浓度大,抑制呼吸作用。在贮藏蔬菜、水果、粮食时用低温、干燥、充加二氧化碳等措施可以延长贮藏时间。
典型例题
例1.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
【答案】 A
【解析】A、a点时植物CO2吸收速率等于0,说明光合作用效率等于呼吸作用,此时已经进行光合作用一段时间了,故说法错误,符合题意。
B、在光合作用效率大于呼吸作用的过程中,有机物一直在积累,故可知 乙植株在18时有机物积累量最多, 故说法正确,不符合题意。
C、 曲线b-c段时光照强度还在增强,此时 CO2吸收速率的原因是温度过高,气孔减小使得光合作用减弱; d-e段下降的原因是光照强度降低使得光合作用减弱,所以原因不同, 故说法正确,不符合题意。
D、当光照强度过强时,气孔会减小以减小水分的散失,但气孔同时又是气体出入的门户,所以就会导致CO2吸收量减少,从而使得光合作用减弱。故可得 两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 ,故说法正确,不符合题意。 故答案为:A
例2.新疆的西瓜和葡萄都很甜,下列有关解释错误的是( )
A. 白天光照强、气温高,光合作用旺盛,糖类积累得多
B. 晚上气温低,呼吸作用微弱,有机物分解得少
C. 呼吸作用分解的有机物不是光合作用制造的
D. 是独特的气候造就了甜美的新疆瓜果
【答案】 C
【解析】绿色植物呼吸作用所分解的有机物正是其光合作用所制造的。新疆地区白天光照强,气温高,西瓜和葡萄等植物光合作用旺盛,制造的糖类等有机物多。而到了晚上,气温降低,呼吸作用微弱,有机物被分解得少,从而使得储存在瓜果里的糖类多,所以瓜果很甜。 故答案为:C
例3.如图所示,图甲、乙为种子呼吸作用及植物光合作用实验装置图,图丙的曲线表示种子呼吸作用(实线)及植物光合作用(虚线)强度变化过程。如图甲和乙,由漏斗向装种子的瓶内加入少量水后(图中a点),图丙的曲线发生了变化。下列说法不正确的是( )
A. 种子吸水萌发,呼吸作用加强,所以图丙中曲线ab上升
B. 图甲装置中种子萌发产生的二氧化碳进入图乙装置,植物光合作用强度增加
C. 曲线bd不变化,是因为种子不再进行呼吸作用和植物不再进行光合作用导致的
D. 当二氧化碳浓度提高到一定程度时,光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强
【答案】 C
【解析】A、由漏斗向装种子的瓶内加入少量水,种子吸水萌发,呼吸作用加强,所以图丙中曲线ab上升,A说法正确,不符合题意。
B、图甲装置中种子萌发进行呼吸作用产生的二氧化碳进入图乙装置,为植物提供光合作用所需二氧化碳,植物光合作用强度增强,B说法正确,不符合题意。
C、二氧化碳是植物进行光合作用的原料之一。适当提高二氧化碳浓度会增加光合作用强度,但二氧化碳浓度提高到一定程度,光合作用强度将保持不变。曲线bd不变化,表示呼吸作用强度已经不随着二氧化碳浓度的提高而增加,C说法错误,符合题意。
D、当二氧化碳浓度提高到一定程度时,光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强,D说法正确,不符合题意。 故答案为:C
例4.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
【答案】D
【解析】叶片的见光部分和遮光部分唯一不同的条件是光。经脱色漂洗,滴加碘液、冲洗后,叶片见光部分变蓝,说明见光部分进行光合作用制造了淀粉,遮光部分未变蓝,说明遮光部分没有进行光合作用,也就没有淀粉生成,因此可证明叶片进行光合作用需要光。
例5.取两个相同的透明玻璃瓶甲、乙,装满水后分别放入等量金鱼藻,测出瓶内的含氧量后密封,将甲瓶放在黑暗处,乙瓶放在阳光下,其他条件相同,n小时后再次测出瓶内的含氧量,两次测量结果如图所示,下列对于n小时内甲、乙两瓶内的含氧量的分析正确的是( )
A. 甲瓶呼吸作用消耗的氧气量是:cg B. 甲瓶呼吸作用产生的氧气量是:(a-b)g
C. 乙瓶光合作用产生的氧气量是:(a-c)g D. 乙瓶呼吸作用消耗的氧气量是:(a-b)g
【答案】 C
【解析】甲瓶在黑暗处,呼吸作用消耗氧气,那么消耗氧气的质量为:b-c,故A、B错误;
乙瓶在阳光下,光合作用产生氧气,那么产生氧气的质量为:a-c,故C正确,而D错误。 故选C。
例6.某生物兴趣小组利用天竺葵进行绿叶制造淀粉需要光的实验,实验过程如下:
(1)实验前,将天竺葵放在黑暗处一昼夜.
(2)将天竺葵的几片叶进行如下处理:A部分上下两面遮光,B部分不遮光(如图所示),然后将植物放在阳光下照射.
(3)几小时后摘下叶片,酒精脱色,再漂洗.
(4)滴上碘液,观察叶片颜色的变化.
请回答如下问题:
①天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是________ .
②A、B两部分中起对照作用的是 ________ 部分.
③A、B两部分中加碘变蓝的是 ________ 部分,说明绿叶能在光下产生淀粉.
④请补充完成光合作用的反应式:二氧化碳+水有机物(储存着能量)+________
⑤晚上不宜将盆栽植物放在卧室内,原因是________ .
【答案】 使叶片中的淀粉运走、耗尽 ;B;B;氧气; 没有光照,植物只进行呼吸作用,消耗室内氧气,产生二氧化碳,不利于人的健康
【解析】该实验的方法步骤:暗处理→部分遮光、光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色→分析现象,得出结论.
①暗处理:把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜,目的是为了让天竺葵在黑暗中使叶片中的淀粉运走、耗尽,这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的,而不能是叶片在实验前贮存.
②部分遮光、光照:用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来,然后移到阳光下照射.是为了设置对照.此实验中的变量是光照.目的:看看照光的部位和不照光的部位是不是都能制造淀粉.这样做就确定绿叶中的淀粉只有在光下制造的,黑暗中不能光合作用,图示中的B起对照作用.
③A叶片的遮光部分和B见光部分以光为变量形成了一组对照实验,滴加碘液后,停留片刻,用清水冲洗掉碘液,观察到的现象是:A叶片的遮光部分没有变蓝色,说明这部分叶片没有进行光合作用;B叶片的见光部分变蓝色,说明进行了光合作用.
④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,即光合作用的原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气,条件是光,场所是叶绿体,用反应式表达为:二氧化碳+水有机物(储存能量)+氧气.
⑤晚上将盆栽植物放在卧室内,没有光照,植物只进行呼吸作用,消耗室内氧气,产生二氧化碳,从而影响人的健康.
要点回顾
综合应用
1.如图所示为验证动物需要呼吸的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A. 在实验前应该检验装置的气密性
B. 实验时为便于操作和观察,应该用手握紧试管
C. 为了使实验现象更明显,可适当增加试管内的昆虫数量
D. 为更好地控制变量,可在乙试管内放入等数量的同种死昆虫
【答案】 B
【解析】A、该实验要观察导管中的液体向左移动情况,如果装置的气密性不好,实验现象就会不明显,影响实验结果,故说法正确。
B、用手握紧试管,会使得试管的温度较高,内部气体受热膨胀,现象不明显,故说法错误。
C、适当增加试管内的昆虫数量,能使进行呼吸作用消耗的氧气更多,从而达到导管中的液体向左移动的现象更明显,故说法错误。
D、实验的变量是动物能否进行呼吸作用,要更好地控制变量,可在乙试管内放人等数量的同种死昆虫,故说法正确。 故答案为:B
2.下图为 “绿叶在光下制造有机物” 中的实验操作图示,相关描述错误的是( )
A.①暗处理是要让植物适应黑暗的生长环境
B.②滴加碘液是为了检验有无淀粉产生
C.该实验操作的先后顺序是①③④②⑤
D.④脱色加热方法是水浴加热,防止酒精沸腾伤人
【答案】A
【解析】A.步骤①把天竺葵放在黑暗中24小时的目的是消耗掉叶片原有的淀粉,A错误。B.光合作用只有在光下才能进行制造淀粉,叶片见光部分能进行了光合作用制造了淀粉,因此滴加碘液后变蓝色;遮光部分缺乏光没有进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液后不变蓝色。所以这个实验说明,光是光合作用的必要条件,淀粉是光合作用的产物,B正确。C.“绿叶在光下制造有机物”的实验操作步骤是①暗处理、③选叶遮光对照、④隔水加热、酒精脱色、②滴加碘液、⑤观察。所以该实验的操作步骤是①③④②⑤,C正确。D.步骤④将叶片放入盛有酒精的烧杯中,水浴加热,防止酒精沸腾伤人,目的是用酒精快速溶解叶片中的叶绿素,D正确。
3.如图是一昼夜内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区域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
【答案】D
【解析】植物的光合作用需要在光下进行,而呼吸作用在有光、无光条件下均可进行。图中Ⅰ只在白天有光的条件下进行,因此,Ⅰ是光合作用曲线;Ⅱ在全天都能进行,因此,Ⅱ是呼吸作用曲线,A正确。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。由光合作用与呼吸作用的关系图可知,在b、C区域,曲线Ⅱ位于曲线Ⅰ的上方,所以,b、C区域表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度,C正确。光是光合作用的必要条件,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。
4.在探究植物的呼吸作用实验中,所用的保温瓶已作灭菌处理,保温瓶内的环境条件适宜。将适量、等质量的正在萌发和煮熟过的种子分别装入两个保温瓶后密闭,多次测定有关的量,并绘制成如图曲线。下列判断符合客观事实的是( )
A. 若y表示瓶内温度,则b表示萌发的种子
B. 若y表示瓶内二氧化碳量,则c表示萌发的种子
C. 若y表示种子的质量,则c表示煮熟过的种子
D. 若y表示瓶内氧气量,则c表示萌发的种子
【答案】 D
【解析】A、若y表示瓶内温度,a曲线升高表示释放了热量,煮熟过的种子不能进行呼吸作用释放热量,因此a表示正在萌发的种子而不是煮熟过的种子,故说法错误。
B、若y表示瓶內二氧化碳的量,a曲线升高,表示产生了二氧化碳,煮熟过的种子不能进行呼吸作用产生二氧化碳,因此a表示正在萌发的种子,故说法错误。
C、若y表示种子的质量,b曲线是水平,表示质量不变,萌发的种子呼吸作用消耗有机物,质量减小,因此b表示煮熟过的种子而不是萌发的种子,故说法错误。
D、若y表示瓶内氧气量,c曲线逐渐减小,表示呼吸作用消耗氧气,煮熟过的种子不能进行呼吸作用消耗氧气,因此C表示正在萌发的种子,故说法正确。 故答案为:D
5.如图所示为在光照强度一定的情况下,温室中某种蔬菜光合作用和呼吸作用的强度受温度影响的曲线图。据图可以得出的结论是( )
A. 光合作用的强度随温度升高而增大
B. 在0°C时,光合作用和呼吸作用的强度为0
C. 在一定温度范围内,提高温度能增大光合作用和呼吸作用的强度
D. 植物生长最快的温度就是光合作用强度最大时的温度
【答案】 C
【解析】A、由图可知, 光合作用的强度一开始随温度升高而增大,当温度达到一定时,光合作用的强度基本保持不变,故错误。
B、在0°C时,在有光照的条件下,仍旧进行光合作用,只不过强度较弱;呼吸作用时时刻刻进行,强度不为0 ,故错误。
C、由图可知: 光合作用的强度一开始随温度升高而增大;在所给温度范围内,呼吸作用强度一直随着温度的升高而增大,故可得出:在一定温度范围内,提高温度能增大光合作用和呼吸作用的强度,故正确。 D、 植物生长最快的温度就是光合作用强度与呼吸作用强度差值最大时的温度,此时有机物的净值最大,故错误。 故答案为:C
6.曲线A表示叶片光合作用每小时合成有机物的质量与温度的关系(光照强度为E时),曲线B表示该叶片呼吸作用每小时分解有机物的质量与温度的关系。据图回答:
(1)曲线ab段表明________。
(2)菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜, 温度最好控制在________左右。
(3)若要提高栽培蔬菜的产量,你认为晚上可采取哪些措施?________。
【答案】 (1)在一定温度范围内,叶片光合作用每小时合成有机物的质量随温度的升高而增加
(2)20℃(3)适当增加光照,降低温度
【解析】(1)从图中可以看出,在25℃以前,叶片每小时光合作用合成的有机物的质量随温度的升高而增加,25℃以后叶片每小时光合作用合成的有机物的质量随温度的升高而减少.因此曲线ab段表明在一定的温度范围内,叶片每小时光合作用合成的有机物的质量随温度的升高而增加;
(2)光合作用制造有机物,呼吸作用分解有机物,二者的差越大,有机物积累的就越多,蔬菜的产量就越高.从图中可以看出20℃时,光合作用制造的有机物是8mg,呼吸作用分解的有机物是2mg,二者的差最大是6mg,而光合作用最强的25℃时二者的差是5.2mg,因此菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜,温度最好控制在20℃左右;
(3)植物晚上不进行光合作用,主要进行呼吸作用,而呼吸作用分解有机物,因此若要提高温室栽培蔬菜的产量,晚上应该降低呼吸作用,减少有机物的消耗,可以采取:降低温度、通风等措施,还可以增加光照,使蔬菜进行光合作用,增加有机物的积累,从而提高产量。
7.选取有白斑叶片和绿色叶片的牵牛花进行如图所示的光合作用实验,请分析回答下列问题。
(1)将此装置经暗处理一昼夜后移至光下数小时,再将这四片叶子取下,放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使________溶解到酒精中。
(2)清洗后,分别向这四片叶子滴加碘液,变成蓝色的是____。
A.甲叶未覆盖铝箔的部分 B.甲叶覆盖铝箔的部分 C.乙叶
D.丙叶的绿色部分 E.丙叶的白斑部分 F.丁叶
(3)本实验中有3组对照实验,其中乙叶片与________叶片形成一组对照实验。
(4)通过本实验可以得出的结论是____。
A.光合作用需要光B.光合作用需要水C.光合作用需要二氧化碳D.光合作用需要适宜的温度
E.光合作用需要叶绿体F.光合作用的产物中有淀粉G.光合作用释放氧气
【答案】 (1)叶绿素(2)A,C,D(3)丁(4)A,C,E,F
【解析】(1)放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶绿素溶解到酒精中,隔水加热的目的避免酒精燃烧。
(2)A、绿叶的未覆盖铝膜部分进行了光合作用,有淀粉生成,滴加碘液会变蓝,说明了光是植物进行光合作用的条件,淀粉是植物进行光合作用的产物;
B、在绿叶的覆盖铝膜部分没有进行光照,植物没有进行光合作用,不能制造淀粉,所以滴加碘液不会变蓝;
C、乙叶片由于瓶内的二氧化碳被氢氧化钠吸收了,植物无法进行光合作用,不能制造淀粉,滴加碘液不会变蓝,说明二氧化碳是植物进行光合作用的原料;
D、丙叶片的绿叶部分有叶绿体,能进行光合作用,有淀粉生成,滴加碘液会变蓝,说明叶绿体是植物进行光合作用的场所;
E、丙叶片的白斑部分没有叶绿体,不能进行光合作用,没有淀粉生成,滴加碘液不会变蓝,所以植物进行光合作用的外界因素为:光和二氧化碳;
F、丁叶不具备光合作用的条件,没有二氧化碳,不能进行光合作用,滴加碘液不会变蓝;
(3)本实验中有3组对照实验,分别是甲叶的遮光部分和为遮光部分,丙叶的银边和绿色部分,乙丁二氧化碳的有无,甲叶的对照说明光合作用需要光,丙叶的对照说明叶绿体是光合作用的场所。
(4)由(2)可知答案为:ACEF 。
大显身手
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
【答案】B
【解析】该实验没有对照组,故没有变量,A错误;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,B正确;该实验能够证明植物在光照下产生氧气,不能证明植物在光照下能吸收二氧化碳,C错误;该实验在无光条件下不产生氧气,木条不复燃,在有光条件下产生氧气,木条复燃,实验结果不同,D错误。
2.如图,将枝条保留一片叶片并置于营养液中,将叶片置于玻璃盒中密封(内分别放置有等量水和NaOH溶液),在甲叶片的盒中注入¹⁴CO₂(¹⁴C具有放射性),光照一段时间后,仅在甲叶片的有机物中检测到放射性,此实验可以验证( )
A.CO₂是光合作用的原料 B.H₂O是光合作用的原料
C.H₂O、CO₂都是光合作用的原料 D.光合作用的产物是淀粉
【答案】A
【解析】由题干可知,甲、乙除有无二氧化碳外,其他实验条件都相同。仅在甲叶片的有机物中检测到放射性,故实验可以验证CO₂是光合作用的原料。故选A
3.将正在萌发的种子装入密闭的保温瓶中,每隔一段时间测定其内的温度和二氧化碳含量并绘制成曲线。如果横轴表示时间,纵轴表示温度和二氧化碳含量,图中的曲线能够正确反映温度(A)和二氧化碳含量(B)随时间变化的是( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】图中曲线A代表的是温度随时间的变化情况,由于萌发的种子进行呼吸作用释放出大量的热量,所以瓶内温度升高,图中曲线B代表的是二氧化碳含量的变化情况,进行呼吸作用产生二氧化碳,所以瓶内的二氧化碳的含量逐渐增加,图中曲线A和曲线B都逐渐增加的是选项B。 故答案为B.
4.某植物叶片边缘呈黄白色,不含叶绿体。将该植物在黑暗中放置 48 小时后,切断部分叶脉,将叶片的部分区域的两面用锡箔纸遮蔽,如图所示。光照一段时间后去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察叶片 a、b、c、d 4个部位的颜色,发现只有 d 显蓝色。下列说法错误的是( )
A. 该实验证明淀粉是光合作用的产物 B. 对比 da,说明光合作用需要叶绿体
C. 对比 dc,说明光合作用需要光照 D. 对比db,说明光合作用需要水
【答案】 B
【解析】A、a没有绿叶素,不能进行光合作用制造淀粉,b缺少水分,不能进行光合作用制造淀粉,c没有光照,也不能进行光合作用制造淀粉,只有d显蓝色,d有光照,有水分有绿叶素,在碘染色法作用下显蓝色,因此该实验说明淀粉是光合作用的产物,A符合题意。
B、a与d对比,有两个变量水分和叶绿体,因此不能说明光合作用需要叶绿体,B不符合题意。
C、c无光照,d有光照,c与d比较,d显蓝色,产生了淀粉,淀粉是光合作用的产物,因此说明光合作用需要光照,C符合题意。
D、在c处切断部分叶脉,叶脉中有输导组织导管和筛管,b就得不到水分了,b没有产生淀粉,因此说明光合作用需要水,D符合题意。 故答案为:B。
5.图甲是一个“水绵伞”:透明塑料袋中装满湖水和水绵(水生藻类),袋口的吸管能与外界连通,调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后,发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”,置于与光源距离不同的水底(水中各处温度相同且不变),如图乙,以验证光合作用的影响因素。
(1)本实验验证的是______对光合作用的影响。
(2)实验过程中,需要观测的是______。
(3)该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验?______(写出一种)。
【答案】(1)光照强度
(2)“水绵伞”上升到水面所需的时间
(3)减轻配重或增加光照强度
【解析】(1)光合作用的进行需要光,实验中将两个相同的“水绵伞”置于与光源距离不同的水底,除了光照强度这一条件不同,其他条件都相同,因此本实验验证的是光照强度对光合作用的影响。
(2)光合作用产生氧气,足够多的氧气能使“水绵伞”浮到水面,因此在实验过程中,需要观测的是“水绵伞”上升到水面所需的时间,以此来检验光合作用的强弱。
(3)该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮,可能是实验装置太重或光合作用产生的氧气太少。可减轻配重或增加光照强度,重新进行实验。
6.小金利用以下实验装置探究种子的呼吸作用。
(1)实验前要对种子进行消毒处理,目的是 。
(2)B试管中的种子“已煮熟”意味着 。
(3)小金同学是根据 现象来判断种子是否发生了呼吸作用。
(4)当上述实验出现明显现象后,紧接着小金又进行了如下操作:将燃着的木条分别伸入试管A、B内,观察并比较木条燃烧情况,上述操作是为了验证 。
【答案】(1)避免微生物的呼吸作用干扰实验。(2)种子已经死亡,不能进行呼吸作用。(3)A石灰水变浑浊。(4)萌发的种子进行呼吸时消耗氧气。
【解答】解:(1)实验前对种子进行消毒处理。目的是避免微生物的呼吸作用干扰实验。
(2)已经煮熟的种子说明已经死亡,不能进行呼吸作用。
(3)萌发的种子呼吸作用旺盛,呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以图中A石灰水变浑浊。
(4)萌发的种子呼吸作用旺盛,呼吸作用吸收氧气,所以A瓶中的木条立即熄灭,而B瓶中煮熟的种子不能呼吸,里面的氧气比A的多,因此木条会燃烧;通过这个实验验证了萌发的种子进行呼吸时消耗氧气。
7.为了探究小麦种子萌发时所进行的细胞呼吸类型,小乐设计了如下实验:
【实验原理】种子萌发过程中,如只进行有氧呼吸,则O2吸收量和CO2释放量相等;如只进行无氧呼吸,则只释放CO2不吸收O2。
【实验装置】实验装置及材料如图所示。
(1)甲烧杯内的A为氢氧化钠溶液,则乙烧杯内的B为等量的________。
(2)若不考虑外界因素的影响,小乐预测实验可能出现的现象及结论如下,补充完整。
实验现象
实验结论
甲装置红色液滴左移,乙装置红色液滴不动
只进行有氧呼吸
甲装置红色液滴不动,乙装置红色液滴右移
只进行无氧呼吸
________
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
(3)若考虑外界因素的影响,为校正装置甲、乙中因外界因素引起的气体体积变化,还应分别设置对照装置丙、丁。
①可引起气体体积变化的外界因素:________(写出1点)。
②对照装置丙、丁的设置方法:________。
【答案】 (1)水(2)甲装置红色液滴左移,乙装置红色液滴右移
(3)气温、气压;将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子,其余分别同甲、乙
【解析】(1)甲烧杯内的氢氧化钠溶液主要的作用是吸收产生的二氧化碳,为防止溶液中水的干扰在对照实验乙中加等量的水进行变量控制;
(2)A装置只有氧呼吸消耗瓶中氧气产生二氧化碳,无氧呼吸不消耗氧气只产生二氧化碳,因为有氢氧化钠溶液,产生的二氧化碳气体被吸收,瓶内气压减小,在外界大气压作用下红色液滴向左移。乙瓶有氧呼吸时消耗氧气,产生二氧化碳,且两者气体体积相同,而无氧呼吸时,不消耗氧气只产生二氧化碳,瓶内气体增多,气压增大,里面气压大于外界大气压,使红色液滴向右移。所以填 甲装置红色液滴左移,乙装置红色液滴右移 ;
(3) 可引起气体体积变化的外界因素: 气温、气压;
为除去因外界气温和气压对实验的影响,可设置没有植物种子呼吸作用的对照组,观察在没有呼吸作用情况下,液滴的移动。对照装置丙、丁的设置方法:将甲 、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子,其余分别同甲、乙 。
8.七年级探究性学习小组的同学在学习了《生物圈中的绿色植物》相关知识后,利用课余时间,用银边天竺葵作实验材料,对“绿色植物进行光合作用”实验作了进一步探究.请根据以下图示,回答下列问题.
(1)请根据图示,写出正确的操作步骤:________
(2)上述图②操作有误,请改正:________
(3)步骤①中,A、B两装置形成了相互对照,其变量是 ________ ;步骤⑥中,a与b相互对照所得出的结论是 ________ 。
(4)进行④和⑤的目的,是为了检验叶片中是否含有________ 。
(5)步骤⑦中,一昼夜后试管中澄清的石灰水变浑浊,主要原因是________ 。
(6)受该实验的启发,在农业生产中,为了提高温室内农作物的产量可采取哪些有效措? (请答出两条)________ 。
【答案】(1)⑦→①→③→②→⑤→④→⑥(2)小烧杯装酒精、大烧杯装清水,隔水加热
(3)二氧化碳;光合作用需要在含有叶绿体的细胞内进行、光合作用需要二氧化碳
(4)淀粉(5)植物的呼吸作用产生了二氧化碳
(6)增加光照强度或延长光照时间;提高二氧化碳的含量,保持蔬菜大棚内通风;合理密植,让作物的叶片充分利用单位面积光照,而不互相遮挡;间作套种等措施可以提高产量。
【解析】【解答】(1)“绿色植物进行光合作用”实验操作步骤是⑦暗处理一昼夜→①设置以二氧化碳为变量的对照实验→③取下叶片→②酒精脱色→⑤滴加碘液→④清水冲洗→⑥观察叶色变化.所以正确的操作步骤:⑦→①→③→②→⑤→④→⑥.(2)酒精能溶解叶绿素.把叶片放在酒精中隔水加热,所以图②操作有误,改正小烧杯装酒精、大烧杯装清水,隔水加热.(3)A装置中清水不能吸收二氧化碳,A装置有二氧化碳;B装置中氢氧化钠能吸收二氧化碳,因此B装置中没有二氧化碳.所以步骤①中,A、B两装置形成了相互对照,其变量是二氧化碳. 步骤⑥中,a银边部分没有叶绿体,不能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液不变蓝色;A叶片的b能吸收到二氧化碳,能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液变蓝色;B叶片的b,由于缺乏二氧化碳,不能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液不变蓝色.所以a与b相互对照所得出的结论是光合作用需要在含有叶绿体的细胞内进行、光合作用需要二氧化碳.(4)淀粉遇到碘液变蓝色,因此进行步骤④和⑤的目的,是为了检验叶片中是否含有淀粉.(5)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊.因此步骤⑦中,一昼夜后试管中沿澄清的石灰水变浑浊,主要原因是植物的呼吸作用产生了二氧化碳.(6)受该实验的启发,在农业生产中,为了提高温室内农作物的产量可采取的有效措施是:增加光照强度或延长光照时间;提高二氧化碳的含量,保持蔬菜大棚内通风;合理密植,让作物的叶片充分利用单位面积光照,而不互相遮挡;间作套种等措施可以提高产量。
【分析】《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤:暗处理→选叶遮光→光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色.实验要点:光合作用需要光、光合作用制造淀粉、淀粉遇到碘液变蓝色,酒精溶解叶片中的叶绿素,NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳,二氧化碳是光合作用的原料。
超级挑战
1.课外科学小组进行光合作用实验,选取生长状况相同的同种植物叶,分成四等份,分别在不同温度下暗处理1小时,接着在相同光照下放置1小时,测定每份叶中有机物质量的变化,绘制成甲图所示,请完成下列问题。
(1)分析数据可知:叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是________mg。
(2)图乙是29℃时该植物的二氧化碳吸收(释放)量随光照强度变化的曲线,则b点的含义是 ________。
(3)若温度由29℃改为27℃,图乙中相应的a点在原位置________方(填“上”或“下”)。
【答案】 (1)7(2)29℃时此光照强度下光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放二氧化碳量相等;(3)上
【解析】【分析】(1)光合作用与呼吸作用的关系如表:
(2)图乙中,a点光照强度是0,只进行呼吸作用释放二氧化碳;b点光合作用吸收二氧化碳和呼吸作用释放二氧化碳的量相等;c点光合作用吸收二氧化碳的量比呼吸作用释放二氧化碳的量多。
【解答】(1)从甲图中看出,叶在28℃时暗处理1小时后有机物的减少量是2毫克,叶在28℃时光照1小时后与暗处理前的有机物增加量是3毫克,叶在28℃光照1小时进行光合作用制造有机物的时候还进行呼吸作用消耗有机物2毫克,因此叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是2+2+3═7毫克。
(2)光合作用吸收二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳.乙图中a点二氧化碳释放量最多,表明只进行呼吸作用不进行光合作用;因此a、b、c三点光合作用最弱的是a,b点的含义是29℃时,此光照强度下,光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等。
(3)从甲图中看出,叶在27℃时暗处理1小时后有机物的减少量是1毫克,叶在29℃时暗处理1小时后有机物的减少量是3毫克,表明27℃时比29℃时呼吸作用弱,因此若温度由29℃下降到27℃,图乙中相应的a点在原位置上方。故答案为:(1)7;(2)光合作用消耗的二氧化碳质量刚好等于呼吸作用所放出的二氧化碳(或光合作用速率等于呼吸作用速率);(3)上
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第四讲 呼吸作用和光合作用
知识点一 呼吸作用
1.生物的呼吸作用
文字表达式:__________________________________
【补充】呼吸运动是由呼吸肌收缩和舒张引起的,呼吸运动的结果实现了肺的通气。
2.探究动物的呼吸作用
(1)实验步骤
按如图所示装置进行实验。实验开始时,测量A、B装置中红色水滴与橡皮塞的距离,10min后再测量其距离。
(2)实验现象
开始时,A、B两个装置中的红色水滴与橡皮塞的距离基本相同;10min后,观察到A装置中的红色水滴向左移动了一段距离,而B装置中的红色水滴与橡皮塞的距离没有改变。
(3)现象分析
A装置中的红色水滴向左移动了一段距离的原因:动物进行呼吸作用,消耗氧气,而产生的二氧化碳被碱石灰吸收,导致装置内的气压减小。
(4)实验结论
动物会进行呼吸作用,吸入氧气,呼出二氧化碳。
【补充】碱石灰是由_________________________等组成的混合物,作用是吸收二氧化碳。
3.探究植物的呼吸作用
(1)现象分析
新鲜的菠菜和用开水烫过的菠菜形成对照,温度计示数升高,说明菠菜进行呼吸作用释放了能量;澄清石灰水变浑浊,说明菠菜进行呼吸作用产生了二氧化碳;点燃的蜡烛熄灭,说明菠菜的呼吸作用消耗了氧气。
(2)实验结论
活的植物体在生活过程中能进行呼吸作用,吸收氧气,产生二氧化碳,并释放能量。
【特别提示】①把菠菜装入塑料袋中在暗处放置一个晚上,是为了防止植物进行光合作用。
②蜡烛熄灭是由于菠菜的呼吸作用消耗了氧气,不是由于产生了二氧化碳。
在农业生产和生活中,温室大棚内__________________________________都是为了降低呼吸作用的强度。农田适时松土,遇到涝害及时排水都是为了保证农作物________________的正常进行。
5.光合作用和呼吸作用的关系
光合作用和呼吸作用是相互依存的。植物呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物,所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量。植物光合作用对原料的吸收利用和对产物的输送,所需要的能量又是呼吸作用所释放出来的。
区别
项目
光合作用
呼吸作用
场所
叶绿体的细胞中
植物所有 活 细胞
条件
在 光 下才能进行
有光无光都能进行
原料
二氧化碳和水
有机物和氧气
产物
有机物和氧气
二氧化碳和水
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
将 光 能转变为贮藏在有机物中的化学能
化学能→其他形式的能量(释放 能量)
联系
两者是相互依存,相互联系的。
光合作用为呼吸作用提供了物质(有机物和氧气),因此,没有光合作用,呼吸作用就没有基础。呼吸作用为光合作用提供了能量和部分原料CO2,所以,没有呼吸作用,光合作用也无法持续进行。
光合作用受光照强度、二氧化碳浓度等因素的影响,呼吸作用受温度、氧气浓度等因素的影响。
农业上常采取合理密植、立体种植、增加二氧化碳浓度、降低夜间温度等措施来提高产量。
6.光合作用和呼吸作用在农业生产中的应用
在农业生产中,人们常通过增强植物的光合作用,适当减弱呼吸作用,来提高有机物的积累。增强植物的光合作用包括提高二氧化碳的浓度(如使用二氧化碳发生器或施有机肥)、延长光照时间(如合理密植和间作套种等措施)。
典型例题
例1.如图所示为科学兴趣小组的同学验证动物呼吸作用的装置:在A、B两个相同装置中分别放入等质量的碱石灰,A装置中放入活的昆虫,B装置中不放。为了使A装置中细玻璃管内红色水滴的移动更加明显,下列措施可行的是( )
A.增加A装置中昆虫的数量 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
例2.为探究植物不同器官的呼吸作用,某小组选择同种植物的不同器官各30g,置于黑暗密闭钟罩内,6小时后测定钟罩内氧气含量,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.该探究采用了定量实验的方法 B.不同器官的呼吸作用强度不同
C.实验说明植物各器官都能进行呼吸作用 D.种子消耗氧气最少,萌发时不需要能量
例3.据图回答:经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。且NaOH溶液能吸收CO2气体) ( )
A. A处上升,B处下降 B. A,B两处都下降
C. A处下降,B处上升 D. A,B两处都不变
例4.为探究植物种子呼吸作用的产物,用如图装置进行对照实验:先在A、B试管中加入等量的澄清石灰水,再往A试管中加入适量的已浸水及消毒的蚕豆种子,则试管B中应加入等量的( )
A. 已浸水及消毒的绿豆种子 B. 已煮熟及消毒的蚕豆种子
C. 已浸水及未消毒的蚕豆种子 D. 已煮熟及未消毒的蚕豆种子
例5. BTB溶液是一种二氧化碳指示剂,相对于澄清石灰水能测出更低浓度的二氧化碳。向BTB溶液中通入二氧化碳,溶液颜色从蓝色变为黄色。小金想利用BTB溶液验证植物呼吸作用的产物是二氧化碳,于是设计了以下实验。
步骤一:把数颗新鲜菠菜装入黑色不透光塑料袋中,用绳子扎紧袋口,在暗处放置一个晚上。
步骤二:挤压塑料袋,将袋中的气体通入BTB溶液中,如A组所示,观察溶液变化。
步骤三:再取等量新鲜菠菜用开水烫2~3分钟,重复上述步骤一、二,如B组所示,观察实验现象。
(1)实验中设置B组作为对照组的目的是___________________________________。
(2)若要得到“植物的呼吸作用产生二氧化碳”的实验结论,则实验中应该观察到的现象是_____________________________________________________。
(3)若将该不透光的塑料袋放在阳光下重复实验,小金发现实验现象更明显,原因可能是____________________________。
例6.为了探究“小鼠生命活动释放热量的快慢与空气中氧气含量有怎样的关系”,小金设计了如下实验:
①取甲图所示的三个相同的装置;
②取?的同种小鼠若干只,按乙图设置实验;
③将三个装置放在相同的适宜环境中进行实验。
(1)请将实验步骤②补充完整 ________。
(2)实验可通过液柱移动的快慢来比较小鼠生命活动释放热量的快慢,其原理是________。
(3)为了使实验现象更明显,可从哪些方面对实验进行改进?________。(写出一点即可)
(4)小鼠呼吸时消耗氧气,产生二氧化碳,若在乙图A、B装置中加入等量的碱石灰进行实验来证明动物需要呼吸,实验能否成功?________。
知识点二 光合作用
1.绿色植物的光合作用
(1)绿叶在光下制造有机物:
①步骤:暗处理→叶片遮光→光照→酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的:让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.叶片遮光的目的:进行对照实验。
c.酒精脱色:溶解叶绿素;酒精要水浴加热,目的是防止酒精燃烧发生火灾。且受热均匀。
②结果分析:叶片遮光部分遇碘不变蓝;光照部分遇碘变蓝。
③结论:光是光合作用的必要条件,淀粉是光合作用的产物之一。
(2)绿叶进行光合作用需要二氧化碳
①步骤:植株暗处理→光照几小时→叶片酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的:让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.密封花盆的目的:防止外界空气的干扰。
c.氢氧化钠溶液:吸收瓶内二氧化碳。
d.清水:起对照作用。
②结果分析:放置氢氧化钠的一组遇碘液不变蓝;放置清水的一组遇碘液变蓝。
③结论:二氧化碳是光合作用的原料。
2.绿色植物光合作用原理在生产上的应用:
(1)提高光能利用效率的方法:合理密植等。
(2)提高作物产量的方法:增加二氧化碳的浓度;增加光照强度和延长光照时间;适当调节昼夜温差等。
3.影响光合作用、呼吸作用外界因素
(1)影响光合作用的外界因素
①光照强度。光照增强,光合作用随之加强。但光照增强到一定程度后,光合作用不在加强。夏季中午,由于气孔关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用反而下降。因而中午光照最强的时候,并不是光合作用活动最强的时候。
②二氧化碳浓度。二氧化碳是光合作用的原料,其浓度影响光合作用的强度。温室种植蔬菜可适当提高大棚内二氧化碳的浓度以提高产量。
③温度。植物在10~35℃正常进行光合作用,其中25~30℃最适宜,35℃以上开始下降,甚至停止。
(2)影响呼吸作用的外界因素
温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
①温度。温度对呼吸作用强弱影响最大。温度升高,呼吸作用加强;温度过高,呼吸作用强度减弱。
②水分。植物含水量增加,呼吸作用加强。
③氧气。一定范围内随氧气浓度的增加,呼吸作用显著加强。
④二氧化碳。二氧化碳浓度大,抑制呼吸作用。在贮藏蔬菜、水果、粮食时用低温、干燥、充加二氧化碳等措施可以延长贮藏时间。
典型例题
例1.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
例2.新疆的西瓜和葡萄都很甜,下列有关解释错误的是( )
A. 白天光照强、气温高,光合作用旺盛,糖类积累得多
B. 晚上气温低,呼吸作用微弱,有机物分解得少
C. 呼吸作用分解的有机物不是光合作用制造的
D. 是独特的气候造就了甜美的新疆瓜果
例3.如图所示,图甲、乙为种子呼吸作用及植物光合作用实验装置图,图丙的曲线表示种子呼吸作用(实线)及植物光合作用(虚线)强度变化过程。如图甲和乙,由漏斗向装种子的瓶内加入少量水后(图中a点),图丙的曲线发生了变化。下列说法不正确的是( )
A. 种子吸水萌发,呼吸作用加强,所以图丙中曲线ab上升
B. 图甲装置中种子萌发产生的二氧化碳进入图乙装置,植物光合作用强度增加
C. 曲线bd不变化,是因为种子不再进行呼吸作用和植物不再进行光合作用导致的
D. 当二氧化碳浓度提高到一定程度时,光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强
例4.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
例5.取两个相同的透明玻璃瓶甲、乙,装满水后分别放入等量金鱼藻,测出瓶内的含氧量后密封,将甲瓶放在黑暗处,乙瓶放在阳光下,其他条件相同,n小时后再次测出瓶内的含氧量,两次测量结果如图所示,下列对于n小时内甲、乙两瓶内的含氧量的分析正确的是( )
A. 甲瓶呼吸作用消耗的氧气量是:cg B. 甲瓶呼吸作用产生的氧气量是:(a-b)g
C. 乙瓶光合作用产生的氧气量是:(a-c)g D. 乙瓶呼吸作用消耗的氧气量是:(a-b)g
例6.某生物兴趣小组利用天竺葵进行绿叶制造淀粉需要光的实验,实验过程如下:
(1)实验前,将天竺葵放在黑暗处一昼夜.
(2)将天竺葵的几片叶进行如下处理:A部分上下两面遮光,B部分不遮光(如图所示),然后将植物放在阳光下照射.
(3)几小时后摘下叶片,酒精脱色,再漂洗.
(4)滴上碘液,观察叶片颜色的变化.
请回答如下问题:
①天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是________ .
②A、B两部分中起对照作用的是 ________ 部分.
③A、B两部分中加碘变蓝的是 ________ 部分,说明绿叶能在光下产生淀粉.
④请补充完成光合作用的反应式:二氧化碳+水有机物(储存着能量)+________
⑤晚上不宜将盆栽植物放在卧室内,原因是________ .
要点回顾
综合应用
1.如图所示为验证动物需要呼吸的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A. 在实验前应该检验装置的气密性
B. 实验时为便于操作和观察,应该用手握紧试管
C. 为了使实验现象更明显,可适当增加试管内的昆虫数量
D. 为更好地控制变量,可在乙试管内放入等数量的同种死昆虫
2.下图为 “绿叶在光下制造有机物” 中的实验操作图示,相关描述错误的是( )
A.①暗处理是要让植物适应黑暗的生长环境
B.②滴加碘液是为了检验有无淀粉产生
C.该实验操作的先后顺序是①③④②⑤
D.④脱色加热方法是水浴加热,防止酒精沸腾伤人
3.如图是一昼夜内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区域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
4.在探究植物的呼吸作用实验中,所用的保温瓶已作灭菌处理,保温瓶内的环境条件适宜。将适量、等质量的正在萌发和煮熟过的种子分别装入两个保温瓶后密闭,多次测定有关的量,并绘制成如图曲线。下列判断符合客观事实的是( )
A. 若y表示瓶内温度,则b表示萌发的种子
B. 若y表示瓶内二氧化碳量,则c表示萌发的种子
C. 若y表示种子的质量,则c表示煮熟过的种子
D. 若y表示瓶内氧气量,则c表示萌发的种子
5.如图所示为在光照强度一定的情况下,温室中某种蔬菜光合作用和呼吸作用的强度受温度影响的曲线图。据图可以得出的结论是( )
A. 光合作用的强度随温度升高而增大
B. 在0°C时,光合作用和呼吸作用的强度为0
C. 在一定温度范围内,提高温度能增大光合作用和呼吸作用的强度
D. 植物生长最快的温度就是光合作用强度最大时的温度
6.曲线A表示叶片光合作用每小时合成有机物的质量与温度的关系(光照强度为E时),曲线B表示该叶片呼吸作用每小时分解有机物的质量与温度的关系。据图回答:
(1)曲线ab段表明________。
(2)菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜, 温度最好控制在________左右。
(3)若要提高栽培蔬菜的产量,你认为晚上可采取哪些措施?________。
7.选取有白斑叶片和绿色叶片的牵牛花进行如图所示的光合作用实验,请分析回答下列问题。
(1)将此装置经暗处理一昼夜后移至光下数小时,再将这四片叶子取下,放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使________溶解到酒精中。
(2)清洗后,分别向这四片叶子滴加碘液,变成蓝色的是____。
A.甲叶未覆盖铝箔的部分 B.甲叶覆盖铝箔的部分 C.乙叶
D.丙叶的绿色部分 E.丙叶的白斑部分 F.丁叶
(3)本实验中有3组对照实验,其中乙叶片与________叶片形成一组对照实验。
(4)通过本实验可以得出的结论是____。
A.光合作用需要光B.光合作用需要水C.光合作用需要二氧化碳D.光合作用需要适宜的温度
E.光合作用需要叶绿体F.光合作用的产物中有淀粉G.光合作用释放氧气
大显身手
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
2.如图,将枝条保留一片叶片并置于营养液中,将叶片置于玻璃盒中密封(内分别放置有等量水和NaOH溶液),在甲叶片的盒中注入¹⁴CO₂(¹⁴C具有放射性),光照一段时间后,仅在甲叶片的有机物中检测到放射性,此实验可以验证( )
A.CO₂是光合作用的原料 B.H₂O是光合作用的原料
C.H₂O、CO₂都是光合作用的原料 D.光合作用的产物是淀粉
3.将正在萌发的种子装入密闭的保温瓶中,每隔一段时间测定其内的温度和二氧化碳含量并绘制成曲线。如果横轴表示时间,纵轴表示温度和二氧化碳含量,图中的曲线能够正确反映温度(A)和二氧化碳含量(B)随时间变化的是( )
A. B. C. D.
4.某植物叶片边缘呈黄白色,不含叶绿体。将该植物在黑暗中放置 48 小时后,切断部分叶脉,将叶片的部分区域的两面用锡箔纸遮蔽,如图所示。光照一段时间后去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察叶片 a、b、c、d 4个部位的颜色,发现只有 d 显蓝色。下列说法错误的是( )
A. 该实验证明淀粉是光合作用的产物 B. 对比 da,说明光合作用需要叶绿体
C. 对比 dc,说明光合作用需要光照 D. 对比db,说明光合作用需要水
5.图甲是一个“水绵伞”:透明塑料袋中装满湖水和水绵(水生藻类),袋口的吸管能与外界连通,调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后,发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”,置于与光源距离不同的水底(水中各处温度相同且不变),如图乙,以验证光合作用的影响因素。
(1)本实验验证的是______对光合作用的影响。
(2)实验过程中,需要观测的是______。
(3)该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验?______(写出一种)。
6.小金利用以下实验装置探究种子的呼吸作用。
(1)实验前要对种子进行消毒处理,目的是 。
(2)B试管中的种子“已煮熟”意味着 。
(3)小金同学是根据 现象来判断种子是否发生了呼吸作用。
(4)当上述实验出现明显现象后,紧接着小金又进行了如下操作:将燃着的木条分别伸入试管A、B内,观察并比较木条燃烧情况,上述操作是为了验证 。
7.为了探究小麦种子萌发时所进行的细胞呼吸类型,小乐设计了如下实验:
【实验原理】种子萌发过程中,如只进行有氧呼吸,则O2吸收量和CO2释放量相等;如只进行无氧呼吸,则只释放CO2不吸收O2。
【实验装置】实验装置及材料如图所示。
(1)甲烧杯内的A为氢氧化钠溶液,则乙烧杯内的B为等量的________。
(2)若不考虑外界因素的影响,小乐预测实验可能出现的现象及结论如下,补充完整。
实验现象
实验结论
甲装置红色液滴左移,乙装置红色液滴不动
只进行有氧呼吸
甲装置红色液滴不动,乙装置红色液滴右移
只进行无氧呼吸
________
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
(3)若考虑外界因素的影响,为校正装置甲、乙中因外界因素引起的气体体积变化,还应分别设置对照装置丙、丁。
①可引起气体体积变化的外界因素:________(写出1点)。
②对照装置丙、丁的设置方法:________。
8.七年级探究性学习小组的同学在学习了《生物圈中的绿色植物》相关知识后,利用课余时间,用银边天竺葵作实验材料,对“绿色植物进行光合作用”实验作了进一步探究.请根据以下图示,回答下列问题.
(1)请根据图示,写出正确的操作步骤:________
(2)上述图②操作有误,请改正:________
(3)步骤①中,A、B两装置形成了相互对照,其变量是 ________ ;步骤⑥中,a与b相互对照所得出的结论是 ________ 。
(4)进行④和⑤的目的,是为了检验叶片中是否含有________ 。
(5)步骤⑦中,一昼夜后试管中澄清的石灰水变浑浊,主要原因是________ 。
(6)受该实验的启发,在农业生产中,为了提高温室内农作物的产量可采取哪些有效措? (请答出两条)________ 。
超级挑战
1.课外科学小组进行光合作用实验,选取生长状况相同的同种植物叶,分成四等份,分别在不同温度下暗处理1小时,接着在相同光照下放置1小时,测定每份叶中有机物质量的变化,绘制成甲图所示,请完成下列问题。
(1)分析数据可知:叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是________mg。
(2)图乙是29℃时该植物的二氧化碳吸收(释放)量随光照强度变化的曲线,则b点的含义是 ________。
(3)若温度由29℃改为27℃,图乙中相应的a点在原位置________方(填“上”或“下”)。
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