内容正文:
压轴题02 光合·呼吸·蒸腾作用核心题型突破——答案
▲题型 1:绿叶在光下制造有机物实验综合分析
❶【答案】C
❷【答案】A
❸【答案】(1)A
(2)叶绿素
(3)将叶片中原有的淀粉转运或耗尽
(4) 叶绿体 光
❹【答案】(1)使叶片中原有的淀粉运走耗尽 (2)叶绿素 (3)透光 变蓝
▲题型 2:光合作用原料与产物验证实验
❶【答案】C
❷【答案】(1) 酒精 溶解叶绿素
(2) 光照 光是光合作用的必要条件
(3)叶绿体是光合作用的场所
(4)A处不变蓝,B处变蓝,C处不变蓝
❸【答案】(1)将叶片内原有的淀粉运走耗尽
(2)对照
(3)叶绿素
(4) 光 水
(5)合理密植(或延长光照时间、增加二氧化碳浓度等,合理即可)
❹【答案】(1)二氧化碳
(2)淀粉(有机物)
(3) 酒精 水
(4) 淀粉 乙
(5)乙
(6) 筛管 细胞 有机物和能量
▲题型 3:光合作用影响因素曲线分析
❶【答案】(1)光照强度
(2)单一变量(或控制变量)
(3)气孔导度
(4)遮光60%、温度控制在20℃
(5)蒸腾
❷【答案】(1) 二氧化碳吸收 升高后降低 19 可选用保温效果好的塑料薄膜、提高棚内温度等
(2) 原料 5%
(3) 黄色 减少 氧气
(4) 不正确 种植过密,叶片相互遮挡,不能充分利用光能,且通风不畅,二氧化碳供应不足,会影响光合作用;种植过稀,会浪费土地资源和光能。只有合理密植,协调好植株数量和个体生长质量的关系,充分利用环境资源,才能获得最高的菠菜总产量。
❸【答案】(1) 大 凹 A1表皮 叶绿体
(2) 强于 较弱
(3) 绿叶 适当增加二氧化碳
(4)叶绿素吸收和利用光能
▲题型 4:呼吸作用实质与验证实验
❶
❷【答案】(1)二氧化碳
(2)氧气
(3) 热量 不变
(4)呼吸作用
▲题型 5:光合与呼吸作用综合对比
❶【答案】B
❷【答案】C
❸【答案】(1)二氧化碳
(2)氧气
(3) 二氧化碳 浑浊
(4)蒸腾
(5) ① 热量(或能量) 减少
(6)氧气
▲题型 6:密闭环境中气体变化综合分析
❶【答案】D
❷【答案】B
❸【答案】(1)无性
(2) ④ 二氧化碳
(3) B 导管
(4)大于
❹【答案】(1) ABC A
(2) 二氧化碳 甲
(3)子房
(4) > G
❺【答案】C
▲题型 7:叶片结构与功能
❶【答案】B
❷【答案】B
▲题型 8:蒸腾作用实验与影响因素
❶【答案】B
❷【答案】D
❸【答案】(1) 成熟 导管
(2) 保卫 B
(3) 甲 试管内液面的下降幅度
(4)剪去部分枝叶可减少叶片总面积,从而降低蒸腾作用的水分散失量;阴天或傍晚的光照弱、温度低,气孔开放程度小,蒸腾作用强度弱,水分散失少
❹【答案】(1) 表皮 薄壁
(2) 气体 ⑥气孔 1保卫细胞
(3) 叶片面积 防止瓶内水分蒸发,确保水分全部通过蒸腾作用从叶片散失 C<B<A 叶是蒸腾作用的主要器官,叶片面积越大蒸腾作用越强
▲题型 9:三大作用在农业生产中的应用
❶【答案】B
❷【答案】D
❸【答案】(1)B
(2)C蒸腾作用
(3) 是 24时CO₂含量低于0时,说明光合作用制造的有机物多于呼吸作用消耗的有机物
(4)下降
(5) 大于 适当遮阴、合理灌溉、通风
(6)降低温度抑制呼吸作用,减少有机物消耗
(7) a₂ 氮
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压轴题02 光合·呼吸·蒸腾作用核心题型突破
目录
题型 1:绿叶在光下制造有机物实验综合分析
【暗处理、遮光对照、酒精脱色、碘液染色的实验原理与操作、光合作用的条件与产物】
题型 2:光合作用原料与产物验证实验
【光合作用产生氧气、需要二氧化碳和水的验证实验、氢氧化钠的作用、对照实验设计】
题型 3:光合作用影响因素曲线分析
【光照强度、二氧化碳浓度、温度对光合作用强度的影响、光饱和点与补偿点的理解】
题型 4:呼吸作用实质与验证实验
【呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳、释放能量的三个验证实验、呼吸作用的实质与意义】
题型 5:光合与呼吸作用综合对比
【光合作用与呼吸作用的区别与联系、场所、条件、原料、产物、能量转变的对比、两者的相互依存关系】
题型 6:密闭环境中气体变化综合分析
【密闭装置中氧气 / 二氧化碳浓度变化与光照的关系、碳 - 氧平衡的理解】
题型 7:叶片结构与功能
【叶片表皮、叶肉、叶脉的结构与功能、保卫细胞与气孔的调节机制、结构与功能相适应的特点】
题型 8:蒸腾作用实验与影响因素
【•蒸腾作用的主要器官、蒸腾作用的意义、影响蒸腾作用的环境因素】
题型 9:三大作用在农业生产中的应用
【合理密植、间作套种、增加二氧化碳浓度、低温储存、松土排涝、移栽剪叶等生产措施的原理】
▲题型 1:绿叶在光下制造有机物实验综合分析
❶绘制流程图是生物学习中常用的归纳整理方法,能够加深对知识的理解。下列流程图中不正确的是( )
A.探究“绿叶在光下制造淀粉”实验步骤:暗处理→作对照→照光→脱色→漂洗→显色→漂洗→观察
B.血液流经肾脏经过的结构:肾动脉→入球小动脉→肾小球→出球小动脉→肾小管周围的毛细血管→小静脉→肾静脉
C.体循环:右心室→主动脉→各级动脉→全身各处的毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→左心房
D.人体生殖发育时期:受精卵→胎儿→婴儿期→幼年期→童年期→青春期→成年期
❷“绿叶在光下制造有机物”的实验中,实验操作与目的一致的是( )
A.①暗处理,目的是转运和消耗叶片中原有的淀粉
B.②部分遮光,目的是设置温度为变量的对照实验
C.③水浴加热,目的是溶解叶片中的叶黄素
D.④染色,目的是检验见光部分是否产生葡萄糖
❸下图是验证“绿色植物在光下制造有机物”的实验的各步骤图解。
(1)请据图分析,实验步骤的正确顺序________。
①用酒精去掉叶绿素②把天竺葵放在光下照射③把天竺葵叶片用黑纸遮盖一部分④把天竺葵放在黑暗处一昼夜⑤把部分遮光的叶片摘下,去掉黑纸⑥用清水漂洗叶片后滴加碘酒
A.④③②⑤①⑥ B.④②③①⑤⑥ C.②③④⑤①⑥ D.②④③⑤⑥①
(2)用酒精脱色,是使叶片中的________溶解到酒精中,这样做的目的是易于观察。
(3)其中,将天竺葵暗处理一昼夜的目的是________。
(4)若下图是其中一片实验叶片,请根据实验现象分析:
①实验中,甲处(叶片边缘为银色)和丙处(正常)对照,说明光合作用是在________内进行的。(填结构名称)
②乙处和丙处对照说明________是植物光合作用不可缺少的条件。
❹某兴趣小组的同学想利用“绿叶在光下产生淀粉”的实验原理,将自己的照片印在天竺葵叶片上,怎样才能做到呢?
(1)光照前,应将天竺葵放到暗处1-2天,目的是______。
(2)将图1中的照片底片放在叶片正面,叶片背面应该使用不透光的纸片进行遮盖,用曲别针夹住,放在阳光下一段时间后,去除底片和纸片,取下叶片,把叶片放入盛有酒精的小烧杯中水浴加热,目的是去除___________的干扰,漂洗后滴加碘液。
(3)由于底片中的________(填“黑色”或“透光”)部分进行了光合作用,产生了淀粉,所以滴加碘液后__________。而黑色部分无法进行光合作用,滴加碘液后不变蓝。这样,就将照片印在了天竺葵叶片上。
▲题型 2:光合作用原料与产物验证实验
❶将一株植物枝条按如图所示进行处理后,放在暗处。一段时间后,澄清的石灰水变浑浊,说明植物进行呼吸作用产生了( )
A.氧气 B.水蒸气 C.二氧化碳 D.有机物
❷某同学用盆栽银边天竺葵(叶片边缘部分细胞中无叶绿体)做实验,操作如下:
①把盆栽银边天竺葵放在黑暗处一昼夜 ;
②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;
③几小时后,摘下叶片,去掉遮光的纸片;
④把叶片放入盛有X的小烧杯中,隔水加热;
⑤用清水漂洗叶片,再把叶片放在培养皿里,向叶片滴加碘液;
⑥稍停片刻,用清水冲掉碘液,观察叶片颜色的变化.请分析回答:
(1)步骤④中的X是______,X的作用是______。
(2)B、C构成一组对照实验,变量是______,得出的结论是______。
(3)A、B构成一组对照实验,得出的结论是______。
(4)预测实验结果______。
❸某实验小组进行了“绿色植物光合作用”的相关探究实验(如图),请分析回答:
(1)实验前,将盆栽植物置于黑暗处一昼夜,这样做的目的是______。
(2)将叶片A的一部分上下两面遮盖起来,是准备与没被遮盖的部分进行______。将叶片B沿着图中直线所示的位置切断主叶脉。
(3)将处理后的盆栽植物放到阳光下照射几个小时,摘取叶片A和叶片B,去掉黑纸片后,将叶片A和叶片B分别放入酒精中隔水加热,使叶片含有的______溶解到酒精中,叶片变为黄白色。
(4)漂洗后分别对叶片A和叶片B滴加碘液.稍停片刻后,叶片A的见光部分遇到碘液变成了蓝色,遮光部分不变蓝,说明______是绿色植物进行光合作用不可缺少的条件.B叶片切口上下两部分颜色变化说明______是光合作用的原料。
(5)请利用光合作用原理,提出一条提高农作物产量的方法:______。
❹把两盆形态、活力相近的绿色植物放入甲、乙两个玻璃瓶内,甲瓶内烧杯中放少许25%氢氧化钠溶液(氢氧化钠可以吸收二氧化碳),乙瓶内烧杯中放等量清水,密封瓶口(如图所示)。把上述两个装置放在黑暗中24小时,然后移到光下照射几小时,分别剪下一片绿叶,用适当的方法脱去叶绿素,再滴上几滴碘液,请回答:
(1)探究的问题是光合作用是否需要________。
(2)实验中把两个装置放在黑暗中24小时的目的是将叶片原有的_______消耗掉。
(3)脱去叶绿素的方法:剪下的绿叶放入盛有________的小烧杯中,隔_______加热,直到叶片变成黄白色。
(4)利用碘液检测叶片中有无_______产生;两个装置中______(填“甲”或“乙”)瓶内剪下的叶片会变蓝。
(5)两个装置在光下照射几个小时后,装置_______(填“甲”或“乙”)内的氧气含量比较高。
(6)绿色植物的光合作用制造大量的有机物,这些有机物通过_______输送到植物体全身各处的_________,为其生命活动提供________,并参与构建细胞,进而构成各种组织、器官,直至整个植物体。
▲题型 3:光合作用影响因素曲线分析
❶某初中生物社团结合“校园温室草莓高产”项目,探究光照与温度对草莓光合作用的影响,实验设计与结果如下:
实验材料:长势一致、无病虫害的草莓幼苗若干;智能温室;光合速率测定仪等。
组别
光照处理
温度调控
上午(9:00)光合速率(μmol/m2·s)
下午(15:00)光合速率(μmol/m2·s)
A
不遮光(自然光照)
25℃(常温)
3.2
2.1
B
遮光60%(弱光)
25℃(常温)
2.0
3.5
C
遮光60%(弱光)
20℃(降温)
3.8
4.2
实验现象:常温下,B组下午气孔导度(气孔开放程度)显著高于A组;降温后,C组气孔导度进一步增大。
请回答下列问题:
(1)本实验中A组与B组对照,探究的变量是___________。
(2)实验中“选取长势一致的幼苗、随机分组”,遵循了实验设计的___________原则。
(3)常温下,下午遮光组光合速率反超不遮光组,结合实验现象推测,此时限制不遮光组光合速率的主要因素是___________(填“光照强度”或“气孔导度”)。
(4)结合C组数据,实现温室草莓高产的最佳光照与温度管理方案是___________。
(5)高温时草莓光合速率骤降,原因是高温导致气孔关闭,___________作用减弱,水和无机盐运输受阻,同时二氧化碳供应不足。
❷生物小组的同学开展项目式学习,利用菠菜探究校园蔬菜大棚种植提高产量的方法,设计了以下实验装置。请结合所学知识回答问题。
(1)实验研究表明温度对菠菜的光合作用有影响,结果如图甲所示。
①据图甲可知,该实验通过测定__________量,来反映温度对菠菜光合作用的影响。在实验范围内,随温度的升高,菠菜的光合速率__________。根据实验结果可知,提高菠菜产量的最适温度是__________℃。
②校园大棚使用的是普通塑料薄膜,保温性不强。为保证11月大棚内菠菜的产量,请提出校园大棚改进建议:__________。
(2)在不同二氧化碳浓度条件下,菠菜的有机物量的变化情况如图乙所示。
①空气中二氧化碳浓度通常为0.03%,增加二氧化碳浓度能促进菠菜生长,是因为二氧化碳是菠菜进行光合作用的__________。
②该实验中最适合菠菜生长的二氧化碳浓度为__________。
(3)小明想进一步研究菠菜的光合作用和呼吸作用,利用BTB(溴麝香草酚蓝)水溶液,观察颜色的变化,实验设置和原理如下图所示。
实验前,小明向蓝色的BTB水溶液中吹入气体,使颜色变为______色,随后将菠菜放入两个装有等量该溶液的透明塑料瓶中(甲瓶和乙瓶),挤出瓶内多余空气,拧紧瓶盖,并置于如图所示的环境中,一段时间后观察实验结果。
①乙瓶BTB水溶液颜色无明显变化,而甲瓶BTB水溶液的颜色发生了变化,说明其中的二氧化碳含量___________。
②将带火星的卫生香伸到甲瓶中,可观察到火星复燃,说明产生了__________。
(4)小明认为种植越密集,菠菜数量越多,产量才越高;小红则认为种植越稀疏,每棵菠菜才能长得更大更好,从而产量更高。你认为他们的观点正确吗?________,理由是__________________。
❸紫叶芥菜是一种富含花青素的新型保健蔬菜,花青素呈紫色。紫叶芥菜的花青素含量显著高于绿叶芥菜,但二者叶绿素含量无明显差异。研究人员探究光照强度和二氧化碳浓度对紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的影响,实验结果如图2、图3所示。请分析回答:
(1)图1是紫叶芥菜和绿叶芥菜叶片横切面示意图,在显微镜下结构A1呈紫色、A2无色透明,结构B1、B2均呈绿色。对光时,外界光线较弱,应选择______光圈,______面镜。花青素主要存在于叶片[ ]______([ ]填图中代码,横线填结构名称)细胞中,叶绿素主要存在于叶肉细胞的______中。
(2)分析图2中光照强度低于800μmol·m-2s-1时紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的变化特点,推测紫叶芥菜在弱光环境中的适应能力______(选填“强于”“同于”“弱于”)绿叶芥菜。在农业生产中栽培紫叶芥菜和绿叶芥菜时,应为紫叶芥菜提供相对______的光照条件。
(3)分析图3可知,当环境中二氧化碳浓度相同时,______芥菜的光合速率较高,说明它利用二氧化碳的效率较高。根据两种芥菜光合速率随二氧化碳浓度变化的特点,在温室种植时为提高产量可采取的措施是______。
(4)分析上述实验及花青素在两种芥菜叶片中的分布情况,推测紫叶芥菜叶片中存在的大量花青素,会影响______,从而降低光合作用。
▲题型 4:呼吸作用实质与验证实验
❶某同学利用萌发的种子探究植物的呼吸作用,如图所示,下列叙述错误的是( )
A.温度计显示的温度会升高
B.应该再用一组煮熟的种子作对照
C.燃烧的蜡烛放入瓶中会熄灭
D.该实验能够证明呼吸作用产生二氧化碳
❷某生物兴趣小组对呼吸作用的实质进行探究,请根据实验回答相关问题:
(1)图1所示的实验中,首先将阀门关闭,密封保存一段时间后,往瓶中注入清水,打开阀门,使瓶内的气体进入试管,试管内澄清的石灰水会变浑浊。这说明种子呼吸时产生的气体是__________。
(2)图2中甲瓶装有萌发的种子,乙瓶装有等量的煮熟的种子,把甲、乙两瓶放在温暖的地方,一段时间后,观察蜡烛在两瓶中的燃烧情况。甲瓶中的蜡烛立即熄灭,因为种子呼吸时消耗了瓶内的__________;
(3)图3中甲、乙两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,并都插入了温度计。一段时间后,甲瓶温度明显升高,这说明种子呼吸时释放出__________;乙瓶温度计示数__________。
(4)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,供生命活动利用,这个过程叫作__________。
▲题型 5:光合与呼吸作用综合对比
❶关于光合作用与呼吸作用,下列说法正确的是( )
A.光合作用只在白天进行,呼吸作用只在夜晚进行
B.光合作用原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气
C.呼吸作用实质是合成有机物,储存能量
D.大棚蔬菜增产,应尽量降低光照强度
❷探究植物光合作用与呼吸作用对比实验,表格分析正确的是( )
生理活动
场所
条件
原料
光合作用
叶绿体
光
二氧化碳、水
呼吸作用
线粒体
有光无光均可
有机物、氧气
A.二者场所相同 B.呼吸作用必须在光下进行
C.光合作用需要光 D.二者原料完全一致
❸某生物兴趣小组对植物的生理作用进行探究,请根据以下装置,回答相关问题:
(1)甲装置可以用来验证光合作用需要______。
(2)乙装置可以用来验证光合作用是否有______产生,此装置必须放在有光的环境中。
(3)丙装置中可以用来验证呼吸作用能产生______,观察到的现象是使澄清的石灰水变______。
(4)丁装置在光下照射一段时间后,观察到塑料袋内壁上有水珠,可以用来验证______作用;但此装置有一个错误,塑料袋应扎植物茎的基部。
(5)戊装置①号、②号两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,并都插入了温度计。一段时间后,温度明显升高的是______号瓶,这说明种子呼吸时释放出______。与实验前相比,实验完成时,①瓶种子中有机物的含量会______(填“增加”“减少”或“不变”)。
(6)己装置中①号瓶装有萌发的种子,②号瓶装有等量的煮熟的种子,把①、②两瓶放在温暖的地方,一段时间后,观察蜡烛在两瓶中的燃烧情况。①号瓶中的蜡烛立即熄灭,因为种子呼吸时消耗了瓶内的______。
▲题型 6:密闭环境中气体变化综合分析
❶晴朗的夏季,某兴趣小组将绿色盆栽植物置于密闭容器内,处理容器内二氧化碳(CO2)和氧气(O2)浓度,两者浓度相等时记为气体含量相对值为1。6时将密闭容器移至阳光下,所得数据如图所示。下列对此过程的分析错误的是( )
A.7时光合作用强度小于呼吸作用强度
B.10-16时,光合作用强度大于呼吸作用
C.有机物制造量17时大于19时
D.20时只进行呼吸作用
❷图1是利用光合作用实验制作反色片,图2箭头表示该叶片某细胞中氧气或二氧化碳的扩散方向,下列相关叙述正确的是( )
A.图1中“光水”两字和银边部分均变成蓝色
B.图2中可以代表氧气扩散方向的是①④⑤
C.光照条件下,银边部分的气体扩散方向为图2中③④⑤⑥
D.积累有机物时,绿色部分的气体扩散方向为图2中③④
❸红颜草莓高产、口感好,“丹东99草莓”属于这一品种,不但果实个大且硬度好,因此驰名全国。据图回答下列问题。
(1)图一草莓能利用匍匐茎进行繁殖,从而形成新个体。这种繁殖方式属_____(填“有性”或“无性”)生殖。
(2)草莓通过光合作用制造有机物。图一C代表的生理活动中,在阳光下,氧气由叶片输出,该过程是通过图二_____(填序号)这个结构完成的。此生理过程原料除水外,还需要_____,要提高草莓产量也要关注此生理过程。
(3)图一_____(填序号)的生理作用可以降低叶面的温度,防止叶肉细胞被阳光灼伤。该生理作用产生的拉力,能使水和无机盐沿着图二③中的_____输送到叶片中。
(4)根据图三曲线分析判断,BD段环境中二氧化碳浓度下降的原因是草莓光合作用的强度_____(填“大于”或“小于”或“等于”)呼吸作用。
❹番茄又名西红柿,鲜嫩多汁、酸甜可口,深受同学们喜欢。某学校生物学社团的同学在劳动实践基地采用大棚种植番茄,在种植过程中,进行了大量研究,请据图分析回答下列问题:
(1)在图一中,番茄叶片在上午9时进行的生理活动有________(填字母)。番茄果实成熟后销往各地,减弱图一中的[_______]的方法,可减少运输过程中有机物的消耗。
(2)为探究影响番茄植株光合作用的因素,该社团同学设计了如图二所示的实验装置,选择甲、乙进行对照,可探究________这一因素对番茄植株光合作用的影响:经过暗处理、光照几小时后摘叶、酒精脱色、漂洗后滴加碘液等操作,发现只有[____]中的叶片会变蓝。
(3)图二中,当番茄花发育成熟时,经过传粉和受精过程后,_______发育为番茄果实。
(4)如图三为24小时内番茄叶片释放或吸收二氧化碳的量随时间变化的曲线图,经分析DE段光合作用释放氧气的量____(选填“>”“<”或“=”)呼吸作用吸收氧气的量,在一昼夜内积累有机物最多的点是[_____]。
❺经过持续植树造林、绿化国土,我国森林面积持续增长,质量不断提高,成为全球森林资源增长最快最多的国家。森林可以改善气候的原因有( )
①蒸腾作用旺盛,使大气温度增加
②呼吸作用旺盛,产生的水量增多
③光合作用旺盛,维持二氧化碳与氧气的相对平衡
④可以保持水土,防风固沙
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
▲题型 7:叶片结构与功能
❶如图为蚕豆叶下表皮部分结构示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.①是保卫细胞,它们成对存在
B.①形状和大小不能调节
C.②关闭可能会影响水和无机盐的运输
D.②是植物气体交换的“门户”
❷小琳同学制作了叶片横切面和叶表皮临时装片。以下是观察到的叶片结构和叶表皮结构示意图,相关叙述错误的是( )
A.图一①和④是表皮细胞,其排列紧密
B.图一②属于输导组织,能制造有机物
C.图一⑤是蒸腾作用的门户
D.图二⑦是保卫细胞,控制着⑧的开闭
▲题型 8:蒸腾作用实验与影响因素
❶如图是探究植物蒸腾作用的实验装置,有关该实验的说法不正确的是( )
A.植物蒸腾作用的强弱与叶片数量的多少密切相关
B.三个塑料袋内壁的水珠由多到少依次是C>B>A
C.蒸腾作用越强,根对水分和无机盐的吸收速度越快
D.将装置置于湿度小的环境中,可使实验现象更明显
❷牵牛花是一种攀缘植物,茎可缠绕到其他植物上进行蔓延。最佳生长温度在18~25℃,萌发时,子叶能够为幼苗的早期生长提供养分。通常在清晨的4~5点钟开花,中午时分花朵就会凋谢,因为牵牛花的花瓣对阳光敏感,受到强烈阳光的照射后,花瓣会失去水分,导致花朵闭合并凋谢。牵牛花的茎缠绕在其他植物上,叶片通过蒸腾作用拉动水分在体内运输。下列关于蒸腾作用的叙述,错误的是( )
A.蒸腾作用的主要器官是叶片
B.蒸腾作用能促进无机盐的运输
C.蒸腾作用能降低叶片温度,避免灼伤
D.中午光照最强时,蒸腾作用强度始终最高
❸植物的水分代谢是其适应陆地生存的核心生理功能,既支撑自身生长发育,也参与生物圈的水循环。请结合下列图示回答相关问题:
(1)植物根尖的_____________区依靠大量的根毛增加了与土壤的接触面积,从而提高了吸水效率;而水分在植物体内的向上运输则主要依赖_____________(填“导管”或“筛管”)。
(2)植物吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用散失到环境中,气孔是植物蒸腾失水的“门户”,其开闭由一对半月形的_____________细胞调控,图2中表示气孔张开状态的是图_____________(填字母)。
(3)小明为验证叶片是植物进行蒸腾作用的主要部位,取同一植株上长势一致的两个枝条,甲保留全部叶片、乙去除所有叶片,分别插入盛有等量清水的试管,用透明塑料袋套住枝条并在试管口处扎紧袋口,置于适宜光照下观察,如图3所示。
一段时间后,可观察到_____________(填“甲”或“乙”)装置的塑料袋内壁出现的水珠更多。除水珠外,还可通过观测___________(写出一种即可)作为判断蒸腾作用强度的辅助指标。
(4)农业生产中,移栽作物时常剪去部分枝叶,并选择阴天或傍晚进行操作,有利于提高成活率。请结合植物蒸腾作用的相关知识,分别解释上述两个措施蕴含的生物学原理______________。
❹学习了植物的蒸腾作用后,小明选取同一植株相同大小的三个枝条,分别标记为A、B、C并作相应处理:枝条A保留全部叶片,枝条B摘除部分叶片,枝条C摘除全部叶片,然后将它们分别插入三个大小相同盛有等量清水的锥形瓶中(如图一),并在每个锥形瓶中滴加油滴,让油滴铺满水面。将上述装置放置在有阳光、温暖的地方,数小时后,观察实验现象。图二是观察该植物叶表皮临时装片在显微镜下的一个视野。图三是显微镜下观察到的该植物叶横切面。请据图回答以下问题。
(1)图三中的[①]和[⑤]合称为___________,从结构层次的角度看叶肉属于___________组织。
(2)水从活的植物体表面以___________状态散失到大气中的过程叫蒸腾作用,它主要是通过图三中的[ ]__________来完成的,该结构由图二中的[ ]__________控制的。
(3)本实验的变量是:__________,在锥形瓶中滴加油滴的目的是__________。本实验的现象:数小时后,图一中的A、B、C三个装置液面下降幅度由小到大的顺序是__________(用“<”连接)。实验结论:__________。
▲题型 9:三大作用在农业生产中的应用
❶“种好河北菜园子,保障京津菜篮子”是京津冀农业协同发展的重要目标。下列河北省蔬菜大棚的管理中,措施与生物学原理匹配的是( )
A.早春播种后覆盖地膜——抑制呼吸作用
B.阴天补充红色或蓝色光源—增强光合作用
C.幼苗移栽后遮阴——增强蒸腾作用
D.安装提高二氧化碳浓度的仪器——抑制光合作用
❷我国有几千年的农业开垦历史,积累了丰富的农业耕种经验下列生产措施与所依据的生物学原理相匹配的是( )
①正其行,通其风,合理密植——提高光合作用的效率
②遇阴雨连绵天气,给农田排水——利于根的呼吸作用
③春季早播覆盖地膜——提高地表温度,利于种子萌发
④移栽植物时去掉部分叶片——降低植物的蒸腾作用
A.②③④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
❸某生物兴趣小组到西瓜大棚基地参观并进行了初步探究,图1表示西瓜植株的某些生理活动(A、B、C代表不同的生理作用);图2是大棚内的监测到的24个小时二氧化碳含量和二氧化碳吸收速率变化曲线;图3是西瓜和豆角两种农作物二氧化碳吸收量和释放量与光照强度关系的曲线图。请分析回答下列问题。
(1)栽种西瓜时要合理密植,其目的是为了提高图1中_________(填字母)过程的效率。
(2)大棚中安装土壤湿度传感器可检测土壤中的含水量,实现农作物的自动灌溉。拉动水和无机盐在西瓜植株内运输的动力来自图1中的[ ]_________。
(3)据图2推测24小时内西瓜的有机物是否有积累__________(填是或否),请写出你的判断理由______________。
(4)若人为延长大棚内的光照时间,其他条件保持不变,则图2中N点的位置将___________(填“下降”“升”或“不变”)。
(5)根据图2中二氧化碳吸收速率变化曲线分析,cg段光合作用强度___________(填“大于”或“小于”)呼吸作用强度,根据de段光合作用效率下降的原因,应采取的大棚调控的措施是________写出两条)。
(6)有经验的瓜农通常在夜晚会将大棚薄膜打开一条缝通风,说这样能增产。请你结合植物的生理过程分析其原因______________。
(7)如图3如果在大棚内将西瓜与豆角间作,要使两种植物都能正常生长,光照强度至少应大于________点。豆角根部的根瘤菌可提高土壤中含___________的无机盐的含量。
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压轴题02 光合·呼吸·蒸腾作用核心题型突破
目录
题型 1:绿叶在光下制造有机物实验综合分析
【暗处理、遮光对照、酒精脱色、碘液染色的实验原理与操作、光合作用的条件与产物】
题型 2:光合作用原料与产物验证实验
【光合作用产生氧气、需要二氧化碳和水的验证实验、氢氧化钠的作用、对照实验设计】
题型 3:光合作用影响因素曲线分析
【光照强度、二氧化碳浓度、温度对光合作用强度的影响、光饱和点与补偿点的理解】
题型 4:呼吸作用实质与验证实验
【呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳、释放能量的三个验证实验、呼吸作用的实质与意义】
题型 5:光合与呼吸作用综合对比
【光合作用与呼吸作用的区别与联系、场所、条件、原料、产物、能量转变的对比、两者的相互依存关系】
题型 6:密闭环境中气体变化综合分析
【密闭装置中氧气 / 二氧化碳浓度变化与光照的关系、碳 - 氧平衡的理解】
题型 7:叶片结构与功能
【叶片表皮、叶肉、叶脉的结构与功能、保卫细胞与气孔的调节机制、结构与功能相适应的特点】
题型 8:蒸腾作用实验与影响因素
【•蒸腾作用的主要器官、蒸腾作用的意义、影响蒸腾作用的环境因素】
题型 9:三大作用在农业生产中的应用
【合理密植、间作套种、增加二氧化碳浓度、低温储存、松土排涝、移栽剪叶等生产措施的原理】
▲题型 1:绿叶在光下制造有机物实验综合分析
❶绘制流程图是生物学习中常用的归纳整理方法,能够加深对知识的理解。下列流程图中不正确的是( )
A.探究“绿叶在光下制造淀粉”实验步骤:暗处理→作对照→照光→脱色→漂洗→显色→漂洗→观察
B.血液流经肾脏经过的结构:肾动脉→入球小动脉→肾小球→出球小动脉→肾小管周围的毛细血管→小静脉→肾静脉
C.体循环:右心室→主动脉→各级动脉→全身各处的毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→左心房
D.人体生殖发育时期:受精卵→胎儿→婴儿期→幼年期→童年期→青春期→成年期
【答案】C
【详解】A.探究“绿叶在光下制造淀粉”的实验步骤为暗处理→作对照(选叶遮光)→照光→脱色→漂洗→显色→漂洗→观察,流程符合实验操作规范,故A正确。
B.血液流经肾脏的路径为肾动脉→入球小动脉→肾小球→出球小动脉→肾小管周围的毛细血管→小静脉→肾静脉,符合肾脏的血液流动规律,故B正确。
C.体循环的起点是左心室,终点是右心房,正确路径应为左心室→主动脉→各级动脉→全身各处的毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→右心房,该选项的起点和终点均错误,故C错误。
D.人体生殖发育时期的流程为受精卵→胎儿→婴儿期→幼年期→童年期→青春期→成年期,符合人体发育的阶段顺序,故D正确。
❷“绿叶在光下制造有机物”的实验中,实验操作与目的一致的是( )
A.①暗处理,目的是转运和消耗叶片中原有的淀粉
B.②部分遮光,目的是设置温度为变量的对照实验
C.③水浴加热,目的是溶解叶片中的叶黄素
D.④染色,目的是检验见光部分是否产生葡萄糖
【答案】A
【详解】A.①暗处理,目的是让天竺葵在黑暗中把叶片中原有的淀粉全部转运和消耗,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,而不是实验前贮存的,A正确。
B.②部分遮光,是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,目的是设置光为变量的对照实验,而不是温度,B错误。
C.③水浴加热,是把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,目的是使叶片中的叶绿素溶解到酒精中,而不是叶黄素,C错误。
D.④染色,是向叶片滴加碘液,淀粉遇碘变蓝色,目的是检验见光部分是否产生淀粉,而不是葡萄糖,D错误。
❸下图是验证“绿色植物在光下制造有机物”的实验的各步骤图解。
(1)请据图分析,实验步骤的正确顺序________。
①用酒精去掉叶绿素②把天竺葵放在光下照射③把天竺葵叶片用黑纸遮盖一部分④把天竺葵放在黑暗处一昼夜⑤把部分遮光的叶片摘下,去掉黑纸⑥用清水漂洗叶片后滴加碘酒
A.④③②⑤①⑥ B.④②③①⑤⑥ C.②③④⑤①⑥ D.②④③⑤⑥①
(2)用酒精脱色,是使叶片中的________溶解到酒精中,这样做的目的是易于观察。
(3)其中,将天竺葵暗处理一昼夜的目的是________。
(4)若下图是其中一片实验叶片,请根据实验现象分析:
①实验中,甲处(叶片边缘为银色)和丙处(正常)对照,说明光合作用是在________内进行的。(填结构名称)
②乙处和丙处对照说明________是植物光合作用不可缺少的条件。
【答案】(1)A
(2)叶绿素
(3)将叶片中原有的淀粉转运或耗尽
(4) 叶绿体 光
【详解】(1)该实验的操作逻辑为:先对植物进行暗处理消耗原有淀粉,之后对叶片部分遮光,再放到光下照射,一段时间后摘下叶片去掉黑纸片,接下来用酒精脱色去除叶绿素,最后漂洗叶片滴加碘液检验淀粉,对应题干步骤,正确顺序为④③②⑤①⑥,因此选A选项。
(2)叶绿素可以溶解在酒精中,用酒精脱色的目的就是让叶片中的叶绿素溶解到酒精中,去除绿色对后续颜色观察的干扰,方便观察淀粉遇碘变蓝的现象,因此该空答案为叶绿素。
(3)将天竺葵暗处理一昼夜,是为了让叶片将原有的淀粉全部转运和消耗干净,避免原有淀粉干扰实验结果,保证实验检测到的淀粉是实验过程中合成的,因此该空答案为将叶片中原有的淀粉转运或耗尽。
(4)①甲处叶片边缘为银色,不含叶绿体,丙处叶片正常,含有叶绿体,二者变量只有叶绿体,实验对照说明光合作用是在叶绿体内进行,因此该空答案为叶绿体;②乙处为遮光处理,没有光照,丙处可以接受光照,二者变量只有光,实验对照说明光是植物光合作用不可缺少的条件,因此该空答案为光。
❹某兴趣小组的同学想利用“绿叶在光下产生淀粉”的实验原理,将自己的照片印在天竺葵叶片上,怎样才能做到呢?
(1)光照前,应将天竺葵放到暗处1-2天,目的是______。
(2)将图1中的照片底片放在叶片正面,叶片背面应该使用不透光的纸片进行遮盖,用曲别针夹住,放在阳光下一段时间后,去除底片和纸片,取下叶片,把叶片放入盛有酒精的小烧杯中水浴加热,目的是去除___________的干扰,漂洗后滴加碘液。
(3)由于底片中的________(填“黑色”或“透光”)部分进行了光合作用,产生了淀粉,所以滴加碘液后__________。而黑色部分无法进行光合作用,滴加碘液后不变蓝。这样,就将照片印在了天竺葵叶片上。
【答案】(1)使叶片中原有的淀粉运走耗尽 (2)叶绿素 (3)透光 变蓝
【详解】(1)光照前的暗处理步骤,叶片原本储存有淀粉,这些原有淀粉会干扰后续对光合作用新产生淀粉的检测,将天竺葵放在暗处1-2天,叶片会通过呼吸作用消耗完原有的淀粉,因此该步骤目的是耗尽叶片中原有的淀粉,排除原有淀粉对实验结果的干扰。
(2)本步骤是实验的脱色步骤,叶绿素本身为绿色,会掩盖淀粉遇碘变蓝的颜色反应,干扰实验结果观察,而酒精可以溶解叶绿素,因此水浴加热的目的是去除叶绿素的干扰。
(3)底片的透光部分可以透过光线,对应叶片位置可以接受光照,能够正常进行光合作用产生淀粉,淀粉遇碘液会变蓝,因此第一空填透光,第二空填变蓝;黑色底片不透光,对应叶片无法进行光合作用合成淀粉,滴碘后不变蓝,最终就能在叶片上得到对应底片图案的照片。
▲题型 2:光合作用原料与产物验证实验
❶将一株植物枝条按如图所示进行处理后,放在暗处。一段时间后,澄清的石灰水变浑浊,说明植物进行呼吸作用产生了( )
A.氧气 B.水蒸气 C.二氧化碳 D.有机物
【答案】C
【详解】呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。因此将一株植物枝条按图中所示进行处理后,放在暗处。一段时间后,澄清的石灰水变浑浊”,由此可证明植物的呼吸作用产生了二氧化碳,C正确,ABD错误。
❷某同学用盆栽银边天竺葵(叶片边缘部分细胞中无叶绿体)做实验,操作如下:
①把盆栽银边天竺葵放在黑暗处一昼夜 ;
②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;
③几小时后,摘下叶片,去掉遮光的纸片;
④把叶片放入盛有X的小烧杯中,隔水加热;
⑤用清水漂洗叶片,再把叶片放在培养皿里,向叶片滴加碘液;
⑥稍停片刻,用清水冲掉碘液,观察叶片颜色的变化.请分析回答:
(1)步骤④中的X是______,X的作用是______。
(2)B、C构成一组对照实验,变量是______,得出的结论是______。
(3)A、B构成一组对照实验,得出的结论是______。
(4)预测实验结果______。
【答案】(1) 酒精 溶解叶绿素
(2) 光照 光是光合作用的必要条件
(3)叶绿体是光合作用的场所
(4)A处不变蓝,B处变蓝,C处不变蓝
【详解】(1)叶绿素能溶解在酒精中,步骤④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,使叶片变成黄白色,便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应。所以,步骤④中的X是酒精,X的作用是溶解叶绿素。
(2)B、C构成一组对照实验,变量是光照。B处有光照,能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后变蓝;C处无光照,不能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后不变蓝。所以得出的结论是光是光合作用的必要条件。
(3)A、B构成一组对照实验,变量是叶绿体。A处没有叶绿体,不能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后不变蓝;B处有叶绿体,能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后变蓝。所以得出的结论是叶绿体是光合作用的场所。
(4)A处没有叶绿体,不能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后不变蓝;B处有叶绿体且有光照,能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后变蓝;C处有叶绿体但无光照,不能进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后不变蓝。所以预测实验结果是A处不变蓝,B处变蓝,C处不变蓝。
❸某实验小组进行了“绿色植物光合作用”的相关探究实验(如图),请分析回答:
(1)实验前,将盆栽植物置于黑暗处一昼夜,这样做的目的是______。
(2)将叶片A的一部分上下两面遮盖起来,是准备与没被遮盖的部分进行______。将叶片B沿着图中直线所示的位置切断主叶脉。
(3)将处理后的盆栽植物放到阳光下照射几个小时,摘取叶片A和叶片B,去掉黑纸片后,将叶片A和叶片B分别放入酒精中隔水加热,使叶片含有的______溶解到酒精中,叶片变为黄白色。
(4)漂洗后分别对叶片A和叶片B滴加碘液.稍停片刻后,叶片A的见光部分遇到碘液变成了蓝色,遮光部分不变蓝,说明______是绿色植物进行光合作用不可缺少的条件.B叶片切口上下两部分颜色变化说明______是光合作用的原料。
(5)请利用光合作用原理,提出一条提高农作物产量的方法:______。
【答案】(1)将叶片内原有的淀粉运走耗尽
(2)对照
(3)叶绿素
(4) 光 水
(5)合理密植(或延长光照时间、增加二氧化碳浓度等,合理即可)
【分析】绿叶在光下制造有机物实验的主要步骤: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,图示中叶片A遮盖部分与没遮盖的部分对照,探究光照的影响;叶片B切断主叶脉和未切断部分对照,探究水分对光合作用的影响,据此解答。
【详解】(1)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。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把叶片中的淀粉全部转运和消耗,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的。
(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,将叶片A的一部分上下两面遮盖起来,是为了设置对照,此实验中的变量是光照。
(3)酒精脱色:把叶片放入盛有酒精的烧杯中,隔水加热,使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色,叶绿素为绿色,脱色后便于观察,如不脱色,不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。
(4)叶片的见光(未遮盖)部分遇到碘液变成了蓝色,说明叶片的见光部分产生了淀粉,进而说明淀粉是光合作用的产物;叶片的遮光部分遇碘没有变蓝,说明遮光的部分没有产生淀粉。叶片见光部分产生了淀粉,遮光部分没有产生淀粉,说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。叶片B切断主叶脉后,切口上部因缺水无法进行光合作用,不变蓝,下部有水能进行光合作用变蓝,说明水是光合作用的原料。
(5)根据光合作用原理,提高农作物产量的方法有合理密植(充分利用光照)、延长光照时间、增加二氧化碳浓度等。
❹把两盆形态、活力相近的绿色植物放入甲、乙两个玻璃瓶内,甲瓶内烧杯中放少许25%氢氧化钠溶液(氢氧化钠可以吸收二氧化碳),乙瓶内烧杯中放等量清水,密封瓶口(如图所示)。把上述两个装置放在黑暗中24小时,然后移到光下照射几小时,分别剪下一片绿叶,用适当的方法脱去叶绿素,再滴上几滴碘液,请回答:
(1)探究的问题是光合作用是否需要________。
(2)实验中把两个装置放在黑暗中24小时的目的是将叶片原有的_______消耗掉。
(3)脱去叶绿素的方法:剪下的绿叶放入盛有________的小烧杯中,隔_______加热,直到叶片变成黄白色。
(4)利用碘液检测叶片中有无_______产生;两个装置中______(填“甲”或“乙”)瓶内剪下的叶片会变蓝。
(5)两个装置在光下照射几个小时后,装置_______(填“甲”或“乙”)内的氧气含量比较高。
(6)绿色植物的光合作用制造大量的有机物,这些有机物通过_______输送到植物体全身各处的_________,为其生命活动提供________,并参与构建细胞,进而构成各种组织、器官,直至整个植物体。
【答案】(1)二氧化碳
(2)淀粉(有机物)
(3) 酒精 水
(4) 淀粉 乙
(5)乙
(6) 筛管 细胞 有机物和能量
【分析】(1)绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存着能量的有机物(如淀粉),同时释放出氧气的过程,叫作光合作用。二氧化碳和水是进行光合作用的原料,有机物和氧气是光合作用的产物,光是进行光合作用的必要条件,叶绿体是进行光合作用的场所。
(2)一个科学探究包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流等。其中能够提出有研究价值的问题,并作出符合科学事实的假设,是探究成功的前提,能够制订出恰当的探究计划,则是探究成功的关键。
(3)对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般对实验变量进行处理的那组就是实验组,没有对实验变量进行处理的那组就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同并且适宜状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其他因素对实验结果的影响和干扰,从而得出正确结论。
【详解】(1)提出问题是进行探究实验的前提和基础,在该探究实验中,甲瓶内烧杯中放少许25%氢氧化钠溶液,氢氧化钠可以吸收二氧化碳,甲瓶没有二氧化碳;乙瓶内烧杯中放等量清水,清水不能吸收二氧化碳,它们的变量是有无二氧化碳。因此,探究的问题是光合作用是否需要二氧化碳。
(2)实验前将植物置于黑暗条件下处理一昼夜(24小时),目的是将叶片内原有的淀粉耗尽或运走,这样在后续实验中,检测到的淀粉就是植物在实验过程中通过光合作用新产生的,从而排除叶片内原有淀粉对实验结果的干扰。因此,实验中把两个装置放在黑暗中24小时的目的是将叶片原有的淀粉(有机物)消耗掉。
(3)叶绿素为绿色,脱色后便于观察淀粉遇碘变蓝,如不脱色,不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象;叶绿素容易溶解在酒精中,而不容易溶解在水中;酒精的燃点很低,如果直接加热就会使酒精燃烧,发生危险,要隔水加热。因此,脱去叶绿素的方法:剪下的绿叶放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,直到叶片变成黄白色,说明叶片中的叶绿素完全脱去。
(4)淀粉具有遇碘变蓝的特性,常用碘液来检验有无淀粉;叶是植物进行光合作用的主要器官,通过光合作用能够产生淀粉。因此,利用碘液检测叶片中有无淀粉产生。
二氧化碳是植物进行光合作用的一种原料。甲瓶内烧杯中放少许25%氢氧化钠溶液,氢氧化钠可以吸收二氧化碳,甲瓶没有二氧化碳,植物的叶无法进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后不变蓝;乙瓶内烧杯中放等量清水,清水不能吸收二氧化碳,植物的叶能够进行光合作用制造淀粉,滴加碘液后变蓝。因此,两个装置中,乙瓶内剪下的叶片会变蓝。
(5)甲瓶内没有二氧化碳,植物无法进行光合作用释放氧气,但是植物进行呼吸作用消耗氧气,氧气含量逐渐减少;乙瓶内有二氧化碳,植物能够进行光合作用释放氧气,并且在光下光合作用强度大于呼吸作用强度,氧气含量逐渐增多。因此,两个装置在光下照射几个小时后,装置乙内的氧气含量比较高。
(6)构成绿色植物的每一个细胞进行各项生命活动都需要能量,而能量主要储存在有机物中;绿色植物能够进行光合作用自己制造有机物和储存能量,营养方式为自养。植物体的输导组织主要包括导管和筛管,导管能够运输水分和无机盐,筛管能够运输有机物;植物体内的导管与导管之间,筛管与筛管之间,都是相互连通的。因此,绿色植物的光合作用制造大量的有机物,这些有机物通过筛管输送到植物体全身各处的细胞,为其生命活动提供物质和能量,并参与构建细胞,进而构成各种组织、器官,直至整个植物体。
▲题型 3:光合作用影响因素曲线分析
❶某初中生物社团结合“校园温室草莓高产”项目,探究光照与温度对草莓光合作用的影响,实验设计与结果如下:
实验材料:长势一致、无病虫害的草莓幼苗若干;智能温室;光合速率测定仪等。
组别
光照处理
温度调控
上午(9:00)光合速率(μmol/m2·s)
下午(15:00)光合速率(μmol/m2·s)
A
不遮光(自然光照)
25℃(常温)
3.2
2.1
B
遮光60%(弱光)
25℃(常温)
2.0
3.5
C
遮光60%(弱光)
20℃(降温)
3.8
4.2
实验现象:常温下,B组下午气孔导度(气孔开放程度)显著高于A组;降温后,C组气孔导度进一步增大。
请回答下列问题:
(1)本实验中A组与B组对照,探究的变量是___________。
(2)实验中“选取长势一致的幼苗、随机分组”,遵循了实验设计的___________原则。
(3)常温下,下午遮光组光合速率反超不遮光组,结合实验现象推测,此时限制不遮光组光合速率的主要因素是___________(填“光照强度”或“气孔导度”)。
(4)结合C组数据,实现温室草莓高产的最佳光照与温度管理方案是___________。
(5)高温时草莓光合速率骤降,原因是高温导致气孔关闭,___________作用减弱,水和无机盐运输受阻,同时二氧化碳供应不足。
【答案】(1)光照强度
(2)单一变量(或控制变量)
(3)气孔导度
(4)遮光60%、温度控制在20℃
(5)蒸腾
【详解】(1)A组与B组的温度均为25℃常温,仅光照处理不同(A组自然光照、B组遮光60%),根据对照实验单一变量原则,二者探究的变量是光照强度。
(2)选取长势一致的幼苗、随机分组,目的是保证除实验变量外,其他无关变量都相同且适宜,这遵循了实验设计的单一变量原则,确保实验结果的科学性。
(3)由实验现象可知,常温下下午B组气孔导度显著高于A组,且B组光合速率反超A组,说明此时不遮光组的光照强度不是限制因素,而是气孔导度小导致二氧化碳供应不足,进而限制了光合速率,因此限制因素是气孔导度。
(4)对比三组实验数据,C组(遮光60%、20℃)上午和下午的光合速率均为最高,光合速率高有利于有机物积累,因此该管理方案最利于温室草莓高产。
(5)植物通过气孔散失水分进行蒸腾作用,蒸腾作用是植物运输水和无机盐的动力。高温导致气孔关闭时,蒸腾作用减弱,水和无机盐运输受阻,同时二氧化碳无法通过气孔充分进入叶片,导致光合作用的原料不足,光合速率骤降。
❷生物小组的同学开展项目式学习,利用菠菜探究校园蔬菜大棚种植提高产量的方法,设计了以下实验装置。请结合所学知识回答问题。
(1)实验研究表明温度对菠菜的光合作用有影响,结果如图甲所示。
①据图甲可知,该实验通过测定__________量,来反映温度对菠菜光合作用的影响。在实验范围内,随温度的升高,菠菜的光合速率__________。根据实验结果可知,提高菠菜产量的最适温度是__________℃。
②校园大棚使用的是普通塑料薄膜,保温性不强。为保证11月大棚内菠菜的产量,请提出校园大棚改进建议:__________。
(2)在不同二氧化碳浓度条件下,菠菜的有机物量的变化情况如图乙所示。
①空气中二氧化碳浓度通常为0.03%,增加二氧化碳浓度能促进菠菜生长,是因为二氧化碳是菠菜进行光合作用的__________。
②该实验中最适合菠菜生长的二氧化碳浓度为__________。
(3)小明想进一步研究菠菜的光合作用和呼吸作用,利用BTB(溴麝香草酚蓝)水溶液,观察颜色的变化,实验设置和原理如下图所示。
实验前,小明向蓝色的BTB水溶液中吹入气体,使颜色变为______色,随后将菠菜放入两个装有等量该溶液的透明塑料瓶中(甲瓶和乙瓶),挤出瓶内多余空气,拧紧瓶盖,并置于如图所示的环境中,一段时间后观察实验结果。
①乙瓶BTB水溶液颜色无明显变化,而甲瓶BTB水溶液的颜色发生了变化,说明其中的二氧化碳含量___________。
②将带火星的卫生香伸到甲瓶中,可观察到火星复燃,说明产生了__________。
(4)小明认为种植越密集,菠菜数量越多,产量才越高;小红则认为种植越稀疏,每棵菠菜才能长得更大更好,从而产量更高。你认为他们的观点正确吗?________,理由是__________________。
【答案】(1) 二氧化碳吸收 升高后降低 19 可选用保温效果好的塑料薄膜、提高棚内温度等
(2) 原料 5%
(3) 黄色 减少 氧气
(4) 不正确 种植过密,叶片相互遮挡,不能充分利用光能,且通风不畅,二氧化碳供应不足,会影响光合作用;种植过稀,会浪费土地资源和光能。只有合理密植,协调好植株数量和个体生长质量的关系,充分利用环境资源,才能获得最高的菠菜总产量。
【分析】绿色植物通过叶绿素捕获太阳光,利用光提供的能量,在叶绿体中合成淀粉等有机物,并且把光能转化为化学能,储存在有机物中,这个过程叫作光合作用。
【详解】(1)①从图甲纵坐标可知,该实验通过测定二氧化碳吸收量来反映温度对菠菜光合作用的影响。观察曲线趋势,在实验范围内,随温度的升高,菠菜的光合速率先升高后降低。曲线最高点对应的温度就是最适温度,所以提高菠菜产量的最适温度是19℃。
②因为校园大棚普通塑料薄膜保温性不强,而温度会影响菠菜光合作用,11月气温较低,为保证产量,可选用保温效果好的塑料薄膜、提高棚内温度等。
(2)①二氧化碳是菠菜进行光合作用的原料,所以增加二氧化碳浓度能促进菠菜生长。②从图乙可知,曲线最高点对应的二氧化碳浓度就是最适合菠菜生长的浓度,为5%。
(3)二氧化碳增加 能使BTB水溶液变为黄色。呼出的气体中含有较多的二氧化碳,因此向BTB水溶液中吹入气体,BTB水溶液变为黄色。
①植物的光合作用能将二氧化碳和水合成有机物储存起来,并产生氧气。乙瓶BTB水溶液颜色无明显变化,而甲瓶BTB水溶液的颜色发生了变化,由图1说明甲中的二氧化碳含量减少。
②甲组中菠菜因进行光合作用吸收了二氧化碳,释放了氧气,所以同时还能观察到甲瓶有所膨胀,接下来将带火星的卫生香伸到该瓶中,可以看到火星复燃。综合以上观察,实验结果证明了菠菜在光下通过光合作用消耗二氧化碳,并释放氧气。
(4)他们的观点都不正确。种植过密,叶片相互遮挡,不能充分利用光能,且通风不畅,二氧化碳供应不足,会影响光合作用;种植过稀,会浪费土地资源和光能。只有合理密植,协调好植株数量和个体生长质量的关系,充分利用环境资源,才能获得最高的菠菜总产量。
❸紫叶芥菜是一种富含花青素的新型保健蔬菜,花青素呈紫色。紫叶芥菜的花青素含量显著高于绿叶芥菜,但二者叶绿素含量无明显差异。研究人员探究光照强度和二氧化碳浓度对紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的影响,实验结果如图2、图3所示。请分析回答:
(1)图1是紫叶芥菜和绿叶芥菜叶片横切面示意图,在显微镜下结构A1呈紫色、A2无色透明,结构B1、B2均呈绿色。对光时,外界光线较弱,应选择______光圈,______面镜。花青素主要存在于叶片[ ]______([ ]填图中代码,横线填结构名称)细胞中,叶绿素主要存在于叶肉细胞的______中。
(2)分析图2中光照强度低于800μmol·m-2s-1时紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的变化特点,推测紫叶芥菜在弱光环境中的适应能力______(选填“强于”“同于”“弱于”)绿叶芥菜。在农业生产中栽培紫叶芥菜和绿叶芥菜时,应为紫叶芥菜提供相对______的光照条件。
(3)分析图3可知,当环境中二氧化碳浓度相同时,______芥菜的光合速率较高,说明它利用二氧化碳的效率较高。根据两种芥菜光合速率随二氧化碳浓度变化的特点,在温室种植时为提高产量可采取的措施是______。
(4)分析上述实验及花青素在两种芥菜叶片中的分布情况,推测紫叶芥菜叶片中存在的大量花青素,会影响______,从而降低光合作用。
【答案】(1) 大 凹 A1表皮 叶绿体
(2) 强于 较弱
(3) 绿叶 适当增加二氧化碳
(4)叶绿素吸收和利用光能
【分析】(1)叶片由表皮、叶肉和叶脉组成。A1、A2表示表皮,B1、B2表示叶肉。
(2)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。
【详解】(1)在显微镜的结构中,遮光器可以调节光线的强弱,上有大小光圈。当外界光线较暗时使用大光圈,当外界光线较亮时使用小光圈;反光镜能反射光线,上有平面镜和凹面镜两个面。当外界光线较强时使用平面镜,当外界光线较弱时使用凹面镜。所以当外界光线较弱时,应选择大光圈和凹面镜。紫叶芥菜是一种富含花青素的新型保健蔬菜,花青素呈紫色。而在显微镜下结构A1呈紫色、A2无色透明,故花青素主要存在于叶片A1表皮。结构B1、B2均呈绿色,故叶绿素主要存在于叶肉细胞的叶绿体中。
(2)分析图2可知,光照强度低于800μmol•m-2•s-1时,紫叶芥菜光合速率高于绿叶芥菜,推测紫叶芥菜在弱光环境中的适应能力强于绿叶芥菜。故在农业生产中栽培紫叶芥菜和绿叶芥菜时,应为紫叶芥菜提供相对较弱的光照条件。
(3)分析图3可知,当环境中二氧化碳浓度相同时,绿叶芥菜的光合速率高于紫叶芥菜,说明它利用二氧化碳的效率较高。故在温室种植时为提高产量可适当增加二氧化碳。
(4)根据题干可知,紫叶芥菜的花青素含量显著高于绿叶芥菜,但二者叶绿素含量无明显差异。故推测紫叶芥菜叶片中存在的大量花青素,会影响叶绿素吸收和利用光能,从而降低光合作用。
▲题型 4:呼吸作用实质与验证实验
❶某同学利用萌发的种子探究植物的呼吸作用,如图所示,下列叙述错误的是( )
A.温度计显示的温度会升高
B.应该再用一组煮熟的种子作对照
C.燃烧的蜡烛放入瓶中会熄灭
D.该实验能够证明呼吸作用产生二氧化碳
【答案】D
【详解】A.萌发的种子呼吸作用分解有机物,释放的能量大部分以热能形式散失,因此瓶内温度会升高,温度计示数上升,A正确。
B.本实验需要设置对照实验,用煮熟的种子(细胞死亡,不能进行呼吸作用)作对照,才能证明实验变化是活种子的呼吸作用引起的,B正确。
C.呼吸作用消耗氧气,一段时间后瓶内氧气被耗尽,燃烧的蜡烛放入瓶中会因缺氧熄灭,C正确。
D.要证明呼吸作用产生二氧化碳,需要用澄清石灰水检验二氧化碳的存在,本实验没有相关设计,仅能证明呼吸作用释放能量、消耗氧气,无法证明产生了二氧化碳,D错误。
❷某生物兴趣小组对呼吸作用的实质进行探究,请根据实验回答相关问题:
(1)图1所示的实验中,首先将阀门关闭,密封保存一段时间后,往瓶中注入清水,打开阀门,使瓶内的气体进入试管,试管内澄清的石灰水会变浑浊。这说明种子呼吸时产生的气体是__________。
(2)图2中甲瓶装有萌发的种子,乙瓶装有等量的煮熟的种子,把甲、乙两瓶放在温暖的地方,一段时间后,观察蜡烛在两瓶中的燃烧情况。甲瓶中的蜡烛立即熄灭,因为种子呼吸时消耗了瓶内的__________;
(3)图3中甲、乙两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,并都插入了温度计。一段时间后,甲瓶温度明显升高,这说明种子呼吸时释放出__________;乙瓶温度计示数__________。
(4)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,供生命活动利用,这个过程叫作__________。
【答案】(1)二氧化碳
(2)氧气
(3) 热量 不变
(4)呼吸作用
【详解】(1)二氧化碳和澄清的石灰水(氢氧化钙)发生反应生成白色不溶于水的碳酸钙,导致澄清的石灰水变浑浊。因此,二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性,可用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体的存在。结合分析可知,在图1所示的实验,打开阀门,使瓶内的气体进入试管后,试管内澄清的石灰水会变浑浊,这说明种子呼吸时产生的气体是二氧化碳。
(2)图2中,只有活的细胞才能进行呼吸作用,煮熟的种子没有生命了不能进行呼吸作用。甲瓶中萌发的种子呼吸作用旺盛,能够吸收氧气产生二氧化碳,加盖并在温暖的地方放置一夜后,里面的氧气被萌发的种子吸收消耗了,因此甲瓶中的蜡烛立即熄灭。乙瓶中煮熟的种子不能呼吸,里面的氧气较多,因此蜡烛会继续燃烧。通过这个实验验证了:萌发的种子进行呼吸时消耗氧气。
(3)图3中,甲瓶装有萌发的种子,乙瓶装有等量的煮熟的种子,这样甲乙两瓶形成对照实验。呼吸作用进行的条件是具有生命力的种子。萌发的种子呼吸作用旺盛,有机物在氧气的参与下被分解,释放出的能量供给种子的各项生理活动的利用,同时一部分能量以热的形式散失出来,故甲瓶内的温度计示数会明显升高。乙瓶中煮熟的种子已经死亡,不能进行呼吸作用,不释放能量,因此温度计示数不变。
(4)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,供生命活动利用,这个过程叫作呼吸作用。
▲题型 5:光合与呼吸作用综合对比
❶关于光合作用与呼吸作用,下列说法正确的是( )
A.光合作用只在白天进行,呼吸作用只在夜晚进行
B.光合作用原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气
C.呼吸作用实质是合成有机物,储存能量
D.大棚蔬菜增产,应尽量降低光照强度
【答案】B
【详解】A.光合作用需要光的参与,仅在白天进行;但呼吸作用是活细胞的基本生命活动,时刻都在进行,并非只在夜晚进行,A错误。
B.光合作用的原料是二氧化碳和水,在叶绿体中利用光能将其转化为有机物和氧气,B正确。
C.呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量;合成有机物、储存能量是光合作用的实质,C错误。
D.大棚蔬菜增产需要增强光照强度,以提高光合作用效率,制造更多有机物,降低光照强度不利于增产,D错误。
❷探究植物光合作用与呼吸作用对比实验,表格分析正确的是( )
生理活动
场所
条件
原料
光合作用
叶绿体
光
二氧化碳、水
呼吸作用
线粒体
有光无光均可
有机物、氧气
A.二者场所相同 B.呼吸作用必须在光下进行
C.光合作用需要光 D.二者原料完全一致
【答案】C
【详解】A.光合作用的场所是叶绿体,呼吸作用的场所主要是线粒体,二者场所不同,故A错误。
B.根据表格可知,呼吸作用的条件是有光无光均可,并非必须在光下进行,故B错误。
C.表格显示光合作用的条件是光,说明光合作用需要光,故C正确。
D.光合作用的原料是二氧化碳和水,呼吸作用的原料是有机物和氧气,二者原料并不一致,故D错误。
❸某生物兴趣小组对植物的生理作用进行探究,请根据以下装置,回答相关问题:
(1)甲装置可以用来验证光合作用需要______。
(2)乙装置可以用来验证光合作用是否有______产生,此装置必须放在有光的环境中。
(3)丙装置中可以用来验证呼吸作用能产生______,观察到的现象是使澄清的石灰水变______。
(4)丁装置在光下照射一段时间后,观察到塑料袋内壁上有水珠,可以用来验证______作用;但此装置有一个错误,塑料袋应扎植物茎的基部。
(5)戊装置①号、②号两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,并都插入了温度计。一段时间后,温度明显升高的是______号瓶,这说明种子呼吸时释放出______。与实验前相比,实验完成时,①瓶种子中有机物的含量会______(填“增加”“减少”或“不变”)。
(6)己装置中①号瓶装有萌发的种子,②号瓶装有等量的煮熟的种子,把①、②两瓶放在温暖的地方,一段时间后,观察蜡烛在两瓶中的燃烧情况。①号瓶中的蜡烛立即熄灭,因为种子呼吸时消耗了瓶内的______。
【答案】(1)二氧化碳
(2)氧气
(3) 二氧化碳 浑浊
(4)蒸腾
(5) ① 热量(或能量) 减少
(6)氧气
【详解】(1)甲装置内放置了氢氧化钠溶液,氢氧化钠可以吸收装置中的二氧化碳,使装置内缺少光合作用的原料二氧化碳,因此是用来验证光合作用需要二氧化碳。
(2)乙装置将金鱼藻放在光下,试管可以收集金鱼藻光合作用产生的气体,该实验可以验证光合作用是否产生氧气,且光合作用必须在光下进行。
(3)萌发的种子进行呼吸作用会产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此丙装置是验证呼吸作用产生二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊的现象。
(4)植物体内的水分通过叶片气孔以气体形式散失,也就是蒸腾作用,散失的水分会在塑料袋内壁凝结成水珠,因此该装置可以验证植物的蒸腾作用。
(5)①号保温瓶中是萌发的活种子,可以进行呼吸作用,②号煮熟的种子已经死亡,不能进行呼吸作用。萌发种子呼吸作用分解有机物释放热量(或能量),大部分能量以热能形式散失,因此①号瓶温度明显升高。呼吸作用不断消耗分解种子内储存的有机物,因此与实验前相比,①号瓶种子中有机物含量会减少。
(6)氧气有助燃性,①号瓶中萌发的种子进行呼吸作用,消耗了瓶内的氧气,瓶内缺少氧气支持燃烧,因此蜡烛放入后会立即熄灭。
▲题型 6:密闭环境中气体变化综合分析
❶晴朗的夏季,某兴趣小组将绿色盆栽植物置于密闭容器内,处理容器内二氧化碳(CO2)和氧气(O2)浓度,两者浓度相等时记为气体含量相对值为1。6时将密闭容器移至阳光下,所得数据如图所示。下列对此过程的分析错误的是( )
A.7时光合作用强度小于呼吸作用强度
B.10-16时,光合作用强度大于呼吸作用
C.有机物制造量17时大于19时
D.20时只进行呼吸作用
【答案】D
【详解】A.从图中可知,7时密闭容器内二氧化碳浓度仍在上升,氧气浓度仍在下降,这表明此时呼吸作用产生的二氧化碳量大于光合作用消耗的二氧化碳量,即光合作用强度小于呼吸作用强度,A正确。
B.10-16时,密闭容器内二氧化碳浓度持续下降,氧气浓度持续上升,说明光合作用消耗的二氧化碳量大于呼吸作用产生的二氧化碳量,即光合作用强度大于呼吸作用强度,B正确。
C.17时到19时,氧气含量降低,说明光合作用强度有所减弱,所以17时的光合作用强度大于19时,而光合作用制造有机物,因此有机物制造量17时大于19时,C正确。
D.20时,氧气浓度下降,二氧化碳浓度上升,说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度,D错误。
❷图1是利用光合作用实验制作反色片,图2箭头表示该叶片某细胞中氧气或二氧化碳的扩散方向,下列相关叙述正确的是( )
A.图1中“光水”两字和银边部分均变成蓝色
B.图2中可以代表氧气扩散方向的是①④⑤
C.光照条件下,银边部分的气体扩散方向为图2中③④⑤⑥
D.积累有机物时,绿色部分的气体扩散方向为图2中③④
【答案】B
【详解】A.图1中“光水”是遮光部分,不能进行光合作用合成淀粉;银边部分没有叶绿体,也不能合成淀粉,二者遇碘都不会变蓝,A错误。
B.氧气由叶绿体产生,扩散方向包括:叶绿体产生的氧气释放到细胞外(①)、叶绿体产生的氧气供给线粒体(⑤)、外界氧气进入细胞供给线粒体(④),因此①④⑤都代表氧气扩散方向,B正确。
C.银边部分没有叶绿体,只进行呼吸作用,只需要从外界吸收氧气(④)、向外释放二氧化碳(③),不存在⑤⑥过程,C错误。
D.积累有机物时,光合作用强度大于呼吸作用强度,叶绿体产生的氧气除供给线粒体(⑤)外,多余的释放到外界(①);线粒体产生的二氧化碳除供给叶绿体(⑥)外,不够的从外界吸收(②),不需要吸收外界氧气(④)、也不需要释放二氧化碳(③),D错误。
❸红颜草莓高产、口感好,“丹东99草莓”属于这一品种,不但果实个大且硬度好,因此驰名全国。据图回答下列问题。
(1)图一草莓能利用匍匐茎进行繁殖,从而形成新个体。这种繁殖方式属_____(填“有性”或“无性”)生殖。
(2)草莓通过光合作用制造有机物。图一C代表的生理活动中,在阳光下,氧气由叶片输出,该过程是通过图二_____(填序号)这个结构完成的。此生理过程原料除水外,还需要_____,要提高草莓产量也要关注此生理过程。
(3)图一_____(填序号)的生理作用可以降低叶面的温度,防止叶肉细胞被阳光灼伤。该生理作用产生的拉力,能使水和无机盐沿着图二③中的_____输送到叶片中。
(4)根据图三曲线分析判断,BD段环境中二氧化碳浓度下降的原因是草莓光合作用的强度_____(填“大于”或“小于”或“等于”)呼吸作用。
【答案】(1)无性
(2) ④ 二氧化碳
(3) B 导管
(4)大于
【详解】(1)无性生殖是不经过两性生殖细胞结合,由母体直接产生新个体的生殖方式。草莓匍匐茎繁殖属于营养繁殖,没有两性生殖细胞的结合过程,因此属于无性生殖。
(2)图一中C是光合作用,气孔是叶片气体交换的窗口,光合作用产生的氧气通过气孔排出,图二中④是气孔。光合作用的原料是水和二氧化碳,因此除水外还需要二氧化碳。
(3)蒸腾作用可以散失水蒸气,带走热量降低叶面温度,避免叶肉细胞被灼伤,图一中B是释放水蒸气的蒸腾作用。图二③是叶脉,叶脉中的导管负责运输水和无机盐,筛管负责运输有机物,因此水和无机盐沿着导管输送到叶片。
(4)光合作用吸收二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳。当光合作用强度大于呼吸作用强度时,植物吸收的二氧化碳总量多于呼吸作用释放的二氧化碳,环境中二氧化碳浓度就会下降,因此BD段二氧化碳下降,说明光合作用强度大于呼吸作用强度
❹番茄又名西红柿,鲜嫩多汁、酸甜可口,深受同学们喜欢。某学校生物学社团的同学在劳动实践基地采用大棚种植番茄,在种植过程中,进行了大量研究,请据图分析回答下列问题:
(1)在图一中,番茄叶片在上午9时进行的生理活动有________(填字母)。番茄果实成熟后销往各地,减弱图一中的[_______]的方法,可减少运输过程中有机物的消耗。
(2)为探究影响番茄植株光合作用的因素,该社团同学设计了如图二所示的实验装置,选择甲、乙进行对照,可探究________这一因素对番茄植株光合作用的影响:经过暗处理、光照几小时后摘叶、酒精脱色、漂洗后滴加碘液等操作,发现只有[____]中的叶片会变蓝。
(3)图二中,当番茄花发育成熟时,经过传粉和受精过程后,_______发育为番茄果实。
(4)如图三为24小时内番茄叶片释放或吸收二氧化碳的量随时间变化的曲线图,经分析DE段光合作用释放氧气的量____(选填“>”“<”或“=”)呼吸作用吸收氧气的量,在一昼夜内积累有机物最多的点是[_____]。
【答案】(1) ABC A
(2) 二氧化碳 甲
(3)子房
(4) > G
【详解】(1)在图一中,A是呼吸作用(时刻进行)、B是蒸腾作用、C是光合作用(有光时进行)。上午9时有光照,所以番茄叶片进行的生理活动有A呼吸作用、B蒸腾作用、C光合作用。因为呼吸作用会消耗有机物,所以减弱图一中的A呼吸作用,可减少运输过程中有机物的消耗。
(2)甲装置内是清水,不吸收二氧化碳,乙装置内氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,两组只有二氧化碳这一条件不同,因此对照可探究二氧化碳对光合作用的影响;甲装置有二氧化碳可正常进行光合作用合成淀粉,乙缺二氧化碳、丙缺光照,都无法合成淀粉,因此只有甲的叶片滴加碘液后会变蓝。
(3)番茄花完成传粉和受精后,子房会继续发育,最终子房发育为果实,因此发育成番茄果实的是子房。
(4)DE段二氧化碳吸收量大于0,说明净光合速率大于0,即光合作用强度大于呼吸作用强度,因此光合作用释放氧气的量大于呼吸作用吸收氧气的量;从C点到G点,光合作用强度始终大于呼吸作用强度,有机物持续积累,G点之后光合作用强度小于呼吸作用,有机物开始消耗,因此一昼夜积累有机物最多的点是G。
❺经过持续植树造林、绿化国土,我国森林面积持续增长,质量不断提高,成为全球森林资源增长最快最多的国家。森林可以改善气候的原因有( )
①蒸腾作用旺盛,使大气温度增加
②呼吸作用旺盛,产生的水量增多
③光合作用旺盛,维持二氧化碳与氧气的相对平衡
④可以保持水土,防风固沙
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】C
【详解】A.①蒸腾作用旺盛时,水分以水蒸气形式散失到大气中,会增加大气湿度、降低大气温度,而非使大气温度增加,故①错误;②呼吸作用主要是分解有机物释放能量,产生的水量极少,对气候改善无显著作用,故②错误,A不符合题意。
B.②呼吸作用产水量少,无法起到改善气候的作用,故②错误;③光合作用能吸收二氧化碳、释放氧气,维持二氧化碳与氧气的相对平衡,利于改善大气环境,故③正确,但因②错误,B不符合题意。
C.③光合作用旺盛可维持碳-氧平衡,优化大气成分,有助于改善气候,故③正确;④森林能保持水土、防风固沙,减少水土流失,稳定局部生态环境,从而改善气候,故④正确,C符合题意。
D.①蒸腾作用的效果是降低大气温度,不是增加温度,故①错误;④虽正确,但①错误,D不符合题意。
▲题型 7:叶片结构与功能
❶如图为蚕豆叶下表皮部分结构示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.①是保卫细胞,它们成对存在
B.①形状和大小不能调节
C.②关闭可能会影响水和无机盐的运输
D.②是植物气体交换的“门户”
【答案】B
【分析】分析图可知,①是保卫细胞,②是气孔。
【详解】AD.叶片的②是气孔,由一对半月形的①保卫细胞构成,气孔是植物蒸腾失水的“门户”,也是气体交换的“窗口”,AD正确。
B.当①保卫细胞吸水时,细胞体积膨胀,气孔张开;当①保卫细胞失水时,细胞体积缩小,气孔关闭,B错误。
C.叶片的气孔闭合确实会影响植物的蒸腾作用,而蒸腾作用是植物体内水分和无机盐运输的重要动力之一。当气孔闭合时,蒸腾作用减弱,可能会导致水和无机盐在植物体内的运输速度减慢或受阻,C正确。
❷小琳同学制作了叶片横切面和叶表皮临时装片。以下是观察到的叶片结构和叶表皮结构示意图,相关叙述错误的是( )
A.图一①和④是表皮细胞,其排列紧密
B.图一②属于输导组织,能制造有机物
C.图一⑤是蒸腾作用的门户
D.图二⑦是保卫细胞,控制着⑧的开闭
【答案】B
【分析】图一中,①是上表皮,④是下表皮,②是叶肉,③是叶脉,⑤是气孔。
图二中,⑥是表皮细胞,⑦是保卫细胞,⑧是气孔。
【详解】A.图一中,①是上表皮,④是下表皮,它们合称表皮,细胞排列紧密,无色透明,外壁常有角质层,主要起保护作用,A正确。
B.图一,②是叶肉(栅栏组织),细胞内含有大量的叶绿体,是进行光合作用制造有机物的主要场所,属于营养组织;③是叶脉,内含导管和筛管,属于输导组织,B错误。
C.图一⑤是气孔,是植物蒸腾失水的“门户”,也是气体交换的“窗口”,C正确。
D.图二⑦是保卫细胞,控制着⑧气孔的开闭,D正确。
▲题型 8:蒸腾作用实验与影响因素
❶如图是探究植物蒸腾作用的实验装置,有关该实验的说法不正确的是( )
A.植物蒸腾作用的强弱与叶片数量的多少密切相关
B.三个塑料袋内壁的水珠由多到少依次是C>B>A
C.蒸腾作用越强,根对水分和无机盐的吸收速度越快
D.将装置置于湿度小的环境中,可使实验现象更明显
【答案】B
【详解】A.叶片是蒸腾作用主要器官,叶片越多,蒸腾作用越强,故A正确。
B.叶片数量:A最多、B次之、C最少;蒸腾失水A>B>C,水珠由多到少依次是A>B>C,故B错误。
C.蒸腾作用能产生蒸腾拉力,促进根吸收水分和无机盐向上运输,故C正确。
D.环境湿度越小,植物蒸腾作用越强,塑料袋内壁水珠越多,现象更明显,故D正确。
❷牵牛花是一种攀缘植物,茎可缠绕到其他植物上进行蔓延。最佳生长温度在18~25℃,萌发时,子叶能够为幼苗的早期生长提供养分。通常在清晨的4~5点钟开花,中午时分花朵就会凋谢,因为牵牛花的花瓣对阳光敏感,受到强烈阳光的照射后,花瓣会失去水分,导致花朵闭合并凋谢。牵牛花的茎缠绕在其他植物上,叶片通过蒸腾作用拉动水分在体内运输。下列关于蒸腾作用的叙述,错误的是( )
A.蒸腾作用的主要器官是叶片
B.蒸腾作用能促进无机盐的运输
C.蒸腾作用能降低叶片温度,避免灼伤
D.中午光照最强时,蒸腾作用强度始终最高
【答案】D
【详解】A.叶片是蒸腾作用的主要器官,因为叶片表面积大且含有大量气孔,A正确。
B.蒸腾作用产生的拉力是植物体内水分和溶解在水中的无机盐向上运输的主要动力,因此蒸腾作用能促进无机盐的运输,B正确。
C.水分蒸发时能够带走热量,从而降低叶片温度,避免高温对叶片的灼伤,C正确。
D.中午光照最强时,植物的部分气孔会关闭,蒸腾作用强度下降,从而减少水分的散失,D错误。
❸植物的水分代谢是其适应陆地生存的核心生理功能,既支撑自身生长发育,也参与生物圈的水循环。请结合下列图示回答相关问题:
(1)植物根尖的_____________区依靠大量的根毛增加了与土壤的接触面积,从而提高了吸水效率;而水分在植物体内的向上运输则主要依赖_____________(填“导管”或“筛管”)。
(2)植物吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用散失到环境中,气孔是植物蒸腾失水的“门户”,其开闭由一对半月形的_____________细胞调控,图2中表示气孔张开状态的是图_____________(填字母)。
(3)小明为验证叶片是植物进行蒸腾作用的主要部位,取同一植株上长势一致的两个枝条,甲保留全部叶片、乙去除所有叶片,分别插入盛有等量清水的试管,用透明塑料袋套住枝条并在试管口处扎紧袋口,置于适宜光照下观察,如图3所示。
一段时间后,可观察到_____________(填“甲”或“乙”)装置的塑料袋内壁出现的水珠更多。除水珠外,还可通过观测___________(写出一种即可)作为判断蒸腾作用强度的辅助指标。
(4)农业生产中,移栽作物时常剪去部分枝叶,并选择阴天或傍晚进行操作,有利于提高成活率。请结合植物蒸腾作用的相关知识,分别解释上述两个措施蕴含的生物学原理______________。
【答案】(1) 成熟 导管
(2) 保卫 B
(3) 甲 试管内液面的下降幅度
(4)剪去部分枝叶可减少叶片总面积,从而降低蒸腾作用的水分散失量;阴天或傍晚的光照弱、温度低,气孔开放程度小,蒸腾作用强度弱,水分散失少
【详解】(1)植物根尖的成熟区也叫根毛区,分布大量根毛,极大增加了与土壤的接触面积,是植物吸水的主要部位;植物体内的导管负责运输水分和无机盐,筛管负责运输有机物,因此在植物体内的向上运输则主要依赖导管。
(2)气孔是植物蒸腾失水的门户,由一对半月形的保卫细胞围成,其开闭由保卫细胞调控;分析图2,B图中两个保卫细胞间距更大,中间空腔更大,属于气孔张开状态,A为闭合状态。
(3)叶片是植物进行蒸腾作用的主要器官,甲保留全部叶片,乙去除叶片,因此甲的蒸腾作用更强,塑料袋内壁水珠更多;蒸腾作用散失的水分来自试管中的清水,试管表层塑料袋已经阻止了水分的自然蒸发,因此除水珠外,还可以通过观测试管内液面的下降幅度来判断蒸腾作用强度。
(4)移栽植物时根系受损,吸水能力下降,需要降低蒸腾作用减少水分散失来提高成活率:剪去部分枝叶可减少叶片总面积,从而降低蒸腾作用的水分散失量;阴天或傍晚的光照弱、温度低,气孔开放程度小,蒸腾作用强度弱,水分散失少,因此两种措施都能提高成活率。
❹学习了植物的蒸腾作用后,小明选取同一植株相同大小的三个枝条,分别标记为A、B、C并作相应处理:枝条A保留全部叶片,枝条B摘除部分叶片,枝条C摘除全部叶片,然后将它们分别插入三个大小相同盛有等量清水的锥形瓶中(如图一),并在每个锥形瓶中滴加油滴,让油滴铺满水面。将上述装置放置在有阳光、温暖的地方,数小时后,观察实验现象。图二是观察该植物叶表皮临时装片在显微镜下的一个视野。图三是显微镜下观察到的该植物叶横切面。请据图回答以下问题。
(1)图三中的[①]和[⑤]合称为___________,从结构层次的角度看叶肉属于___________组织。
(2)水从活的植物体表面以___________状态散失到大气中的过程叫蒸腾作用,它主要是通过图三中的[ ]__________来完成的,该结构由图二中的[ ]__________控制的。
(3)本实验的变量是:__________,在锥形瓶中滴加油滴的目的是__________。本实验的现象:数小时后,图一中的A、B、C三个装置液面下降幅度由小到大的顺序是__________(用“<”连接)。实验结论:__________。
【答案】(1) 表皮 薄壁
(2) 气体 ⑥气孔 1保卫细胞
(3) 叶片面积 防止瓶内水分蒸发,确保水分全部通过蒸腾作用从叶片散失 C<B<A 叶是蒸腾作用的主要器官,叶片面积越大蒸腾作用越强
【详解】(1)①上表皮和⑤下表皮,共同构成叶片的表皮,主要起保护作用,属于保护组织。
叶肉细胞内含有大量叶绿体,能进行光合作用制造有机物,这类能制造、储存营养物质的组织,在结构层次上属于薄壁组织。
(2)水从活的植物体表面以气体(水蒸气)状态散失到大气中的过程叫蒸腾作用。
图三中的⑥气孔是植物蒸腾失水的“门户”,因此蒸腾作用主要是通过图三中的⑥气孔来完成的。
气孔由图二中的1保卫细胞控制开闭。当保卫细胞吸水膨胀时,内壁伸展拉长,气孔张开;当保卫细胞失水收缩时,内壁回缩,气孔闭合。
(3)由图一可知,实验的变量是枝条上的叶片数量(或叶片面积);A叶片最多,B部分摘除,C无叶片。
滴加油滴的目的是防止锥形瓶内的水分直接蒸发,排除水分蒸发对实验结果的干扰,确保水分全部通过蒸腾作用从叶片散失。
蒸腾作用散失的水分越多,锥形瓶液面下降幅度越大。C无叶片,几乎不蒸腾,液面下降最小;B叶片少,蒸腾作用弱,液面下降幅度次之;A叶片多,蒸腾作用强,液面下降幅度最大。所以顺序:C<B<A。
实验结论:叶是蒸腾作用的主要器官,叶片数量越多(叶片面积越大),植物的蒸腾作用越强,散失的水分越多。
▲题型 9:三大作用在农业生产中的应用
❶“种好河北菜园子,保障京津菜篮子”是京津冀农业协同发展的重要目标。下列河北省蔬菜大棚的管理中,措施与生物学原理匹配的是( )
A.早春播种后覆盖地膜——抑制呼吸作用
B.阴天补充红色或蓝色光源—增强光合作用
C.幼苗移栽后遮阴——增强蒸腾作用
D.安装提高二氧化碳浓度的仪器——抑制光合作用
【答案】B
【详解】A.早春播种后覆盖地膜,是为了提高土壤温度,促进种子萌发,并非抑制呼吸作用,A错误。
B.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,阴天光照不足时,补充红色或蓝色光源可提供更多有效光能,增强光合作用,B正确。
C.幼苗移栽后遮阴,是为了降低蒸腾作用,减少水分散失,提高幼苗成活率,并非增强蒸腾作用,C错误。
D.二氧化碳是光合作用的原料,提高二氧化碳浓度能为光合作用提供更多原料,促进光合作用,并非抑制光合作用,D错误。
❷我国有几千年的农业开垦历史,积累了丰富的农业耕种经验下列生产措施与所依据的生物学原理相匹配的是( )
①正其行,通其风,合理密植——提高光合作用的效率
②遇阴雨连绵天气,给农田排水——利于根的呼吸作用
③春季早播覆盖地膜——提高地表温度,利于种子萌发
④移栽植物时去掉部分叶片——降低植物的蒸腾作用
A.②③④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】D
【详解】①正其行、通其风、合理密植,能充分利用光照,同时增加农田中二氧化碳浓度,从而提高光合作用的效率,原理相匹配,①正确;
②阴雨连绵天气时农田积水会抑制根的呼吸作用,排水可保证根获得充足氧气,利于根的呼吸作用,原理相匹配,②正确;
③春季早播覆盖地膜,可减少热量散失,提高地表温度,满足种子萌发所需的适宜温度条件,有利于种子萌发,原理相匹配,③正确;
④移栽植物时去掉部分叶片,可减少蒸腾作用的面积,降低植物的蒸腾作用,减少水分散失,提高移栽成活率,原理相匹配,④正确。
可见,①②③④正确,D符合题意,ABC不符合题意。
❸某生物兴趣小组到西瓜大棚基地参观并进行了初步探究,图1表示西瓜植株的某些生理活动(A、B、C代表不同的生理作用);图2是大棚内的监测到的24个小时二氧化碳含量和二氧化碳吸收速率变化曲线;图3是西瓜和豆角两种农作物二氧化碳吸收量和释放量与光照强度关系的曲线图。请分析回答下列问题。
(1)栽种西瓜时要合理密植,其目的是为了提高图1中_________(填字母)过程的效率。
(2)大棚中安装土壤湿度传感器可检测土壤中的含水量,实现农作物的自动灌溉。拉动水和无机盐在西瓜植株内运输的动力来自图1中的[ ]_________。
(3)据图2推测24小时内西瓜的有机物是否有积累__________(填是或否),请写出你的判断理由______________。
(4)若人为延长大棚内的光照时间,其他条件保持不变,则图2中N点的位置将___________(填“下降”“升”或“不变”)。
(5)根据图2中二氧化碳吸收速率变化曲线分析,cg段光合作用强度___________(填“大于”或“小于”)呼吸作用强度,根据de段光合作用效率下降的原因,应采取的大棚调控的措施是________写出两条)。
(6)有经验的瓜农通常在夜晚会将大棚薄膜打开一条缝通风,说这样能增产。请你结合植物的生理过程分析其原因______________。
(7)如图3如果在大棚内将西瓜与豆角间作,要使两种植物都能正常生长,光照强度至少应大于________点。豆角根部的根瘤菌可提高土壤中含___________的无机盐的含量。
【答案】(1)B
(2)C蒸腾作用
(3) 是 24时CO₂含量低于0时,说明光合作用制造的有机物多于呼吸作用消耗的有机物
(4)下降
(5) 大于 适当遮阴、合理灌溉、通风
(6)降低温度抑制呼吸作用,减少有机物消耗
(7) a₂ 氮
【详解】(1)合理密植可以使植物叶片充分接受阳光进行光合作用,提高光合作用的效率。栽种西瓜时要合理密植,目的是为了提高图1中B光合作用的效率。
(2)绿色植物的蒸腾作用在把体内的水以水蒸气的形式通过叶片的气孔蒸发到大气当中去的时候,是一种“泵”的原理,它为根吸水提供了向上的拉力,同时溶解在水中的无机盐也一同被向上运输。故种植西瓜需要浇水和施肥,水和无机盐在植物体内运输的动力来自图1中的C蒸腾作用。
(3)光合作用的实质是制造有机物,释放氧气,把光能转变为化学能储存在有机物中。据图2推测24小时内西瓜的有机物是有积累,因为24时CO₂含量低于0时,说明光合作用制造的有机物多于呼吸作用消耗的有机物。
(4)人为延长大棚内的光照时间,其他条件保持不变,由于植物的光合作用时间延长,消耗的二氧化碳增多,则图2中N点的位置将下降。
(5)植物的光合作用消耗二氧化碳,呼吸作用产生二氧化碳。由图二曲线MN可知,cg段温室内的二氧化碳含量持续降低,则说明此时间段光合作用强度大于呼吸作用强度。d点时光照强度和温度过高,植物为减少体内水分的蒸发会将部分气孔关闭,植物吸收的二氧化碳减少,光合作用强度降低。故为了提高光合作用效率,可适当遮阴、合理灌溉、通风等。
(6)有经验的瓜农通常在夜晚会将大棚薄膜打开一条缝通风,这样能提高产量。因为在一定范围内,光照强度越强,光合作用越强,光合作用的原料之一是二氧化碳,将遮盖大棚的塑料薄膜打开一条缝可以降低温度抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
(7)西瓜和豆角间作时,光照强度至少应大于a₂,保证两种植物光合作用强度大于呼吸作用强度。豆角根部的根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮的无机盐,提高土壤中氮的无机盐含量。
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