3.6 光合作用（提高） 同步学案（无答案）

3.6 光合作用
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———让学习更有效！
知识点一 光合作用原理
什么是光合作用
绿色植物在阳光的作用下，利用二氧化碳和水等物质制造有机物，并释放氧气的过程叫作光合作用。
光合作用的过程
光合作用的反应过程可表示为：二氧化碳+水有机物(主要是淀粉)+氧气，它包含了物质和能量的转化。
(1)物质转化：简单的无机物(水、二氧化碳)转化为有机物(如淀粉等)，并释放氧气。
(2)能量转化：太阳能转化为化学能(储存在有机物里)。
3. 光合作用的意义
光合作用是生物界食物的来源、氧气的来源、能量的来源。绿色植物的光合作用是地球上一切生物生存、繁荣和发展的根本保障。
知识点二 光合作用的条件、原料和产物
实验研究表明，光合作用的条件是光和叶绿体，原料是水和二氧化碳，产物是有机物和氧气。
光合作用的条件是光照和叶绿体
植物光合作用产生氧气
把此装置放在阳光下30min后， 会看到金鱼藻上冒出许多气泡，当气体充满试管一半时，从水中取出，将带火星的木条迅速插入试管中，发现木条复燃。因氧气有助燃的特性，此实验说明光合作用产生了氧气。
光合作用的原料是二氧化碳
(1)处理：将装置放在黑暗处一昼夜后，一起移到光下照射几小时；各取甲、乙装置中植物的一片叶，编号A、B，然后经酒精脱色、清水冲洗、碘液染色。
(2)现象：A叶片不变蓝，B叶片变蓝，说明甲装置中的叶片没有产生淀粉，而乙装置中的叶片产生了淀粉。甲、乙装置的主要区别是甲装置放的是氢氧化钠溶液，乙装置放的是清水，氢氧化钠溶液将甲装置中的二氧化碳吸收了。
(3)结论：植物的光合作用需要二氧化碳。
4. 光合作用的原料是水
(靠近叶柄一侧为甲，叶片顶端为乙)
(1)处理：将植物放在黑暗处一昼夜，然后选取一个叶片将叶脉切断，移到光下照射几个小时；摘下叶片，经过酒精脱色、清水冲洗、碘液染色。
(2)现象：甲叶片变蓝，乙叶片不变蓝。甲、乙两处主要区别是甲端有水，乙端没有水。
(3)结论：植物的光合作用需要水。
5. 植物光合作用产生淀粉的实验探究
下列关于光合作用的叙述中，正确的是（　　）
A. 光是绿色植物光合作用不可缺少的条件
B. 植物细胞都能进行光合作用
C. 光合作用的实质是释放有机物中的能量
D. 光合作用的原料是水和氧气
下列光合作用反应式中应该填写的内容对应正确的是（　　）
A. ①为氧气，②为二氧化碳
B. ①为无机盐，②为氧气
C. ③为光，④为叶绿素
D. ①为二氧化碳，④为叶绿体
图示阳光下树上的一片绿叶，甲、乙代表物质，仔细分析，判断下列哪一说法是正确的（　　）
A. 甲为二氧化碳、水，乙为氧气、淀粉
B. 甲为氧气，乙为二氧化碳、水
C. 甲为二氧化碳、水，乙为氧气、水
D. 甲为氧气、淀粉，乙为二氧化碳、水
下列有关光合作用的叙述中，说法错误的是（　　）
A. 光合作用的场所是叶绿体，必须在光下才能进行
B. 光合作用的实质是合成有机物，储存能量
C. 绿色植物所有活细胞都能进行光合作用
D. 大气中的氧气主要来自植物的光合作用
为验证植物进行光合作用和呼吸作用，学生选用如下装置进行了实验：
（1）剪取天竺葵带有5-7片叶的枝条数枝，插入盛有清水的烧杯中，放在暗处一昼夜。目的是_____，将处理过的天竺葵枝条分别放入如图所示A、B和C三个实验装置中。
（2）将所有实验装置移到光下照射数小时后：
①用挤压的方式将A、B和C装置中的气体通过排水法分别收集到三个试管中，将燃烧的细木条分别插入三个试管，能让细木条继续燃烧的是来自______装置中的气体。
②通过挤压的方式将A装置中的气体通入澄清的石灰水，发现澄清的石灰水变浑浊，验证了______是呼吸作用的产物。
③从B和C装置中各取一片叶，经酒精脱色，清水漂洗后，分别滴加碘液，可见从C装置取出的叶片变蓝，该对照实验可以得出的结论是______。
下图所示为探究“光合作用的产物”的若干实验操作，正确的操作顺序是（　　）
A. ①②③④⑤ B. ③②①⑤④ C. ②①③⑤④ D. ③①②④⑤
某生物探究性学习小组利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。请根据图示，回答下列问题：
（1）选一叶片如图一处理，然后开始探究水分是不是光合作用的原料之一，你认为该探究性学习小组的正确实验操作步骤是：②→切断主叶脉→________→⑥。
（2）若实验成功，图一叶片变蓝的部位是________（填字母）。
（3）有同学提出质疑，认为实验不严谨，因为主叶脉切断后，分支叶脉也可以提供水分。于是该同学利用水生植物金鱼藻（图二）设计如下实验：
取两只量筒编号甲、乙分别放入等量金鱼藻，然后加入碳酸水（用于补充二氧化碳）至满刻度，并在筒口覆盖透气不透水的保鲜膜，将甲放在光照下，乙放在黑暗中，12 小时后观察量筒水位变化（实验环境温度相同）。如出现________现象，可确定水是植物光合作用的原料。
（4）为了进一步确定实验现象只和金鱼藻有关，可以增加丙量筒，量筒内放置________，其它条件一样，并放在光照条件下进行对照。
如图是探究光合作用产物的实验装置图，实验步骤如下。
①往烧杯中倒入水，放入金鱼藻，再将漏斗倒扣在金鱼藻上；
②在漏斗上倒扣一支装满水的试管；
③将整个装置放在台灯边光照。一段时间后有气泡产生，试管内液面下降；
④当试管内充满气体时，用大拇指在水中将试管口盖住后取出；
⑤检验试管中的气体，得出结论。
（1）步骤⑤中检验气体的方法和观察到的实验现象是_____。
（2）该实验不需要对金鱼藻进行暗处理，理由是_____。
（3）如果要在原实验的基础上，探究光合作用的速率的大小与光照强弱的关系，请写出一种改变光照强弱的方法_____。
为探究红、绿、蓝等3种单色光对光合作用快慢的影响，选择如下图所示的实验装置，采用光照强度相同的红光灯、绿光灯和蓝光灯作为实验光源。实验步骤如下：
①将金鱼藻分成3份(质量相等且生长状况相似)。
②在3个大烧杯中分别倒入质量和浓度相同的碳酸氢钠溶液(提供二氧化碳)，将金鱼藻放入并用漏斗倒扣住，量筒内充满溶液。
③将上述实验装置放在温度适宜的黑暗环境中进行实验。
④在与装置距离相同的地方分别用三种色光灯照射相同的时间，记录
⑤重复做三次，求平均值，实验结果如下表所示。
（1）请补充完整实验步骤④：________。
（2）根据表中数据，光合作用中光能利用率最低的是________光。
（3）请从光合作用原料的角度分析，不能用蒸馏水代替碳酸氢钠溶液的原因是________。
光的颜色 量筒中气体的体积 红 绿 蓝
V排1/mL 48．9 9．2 42．3
V排2/mL 50．2 10．3 43．2
V排3/mL 49．5 9．6 42．8
平均值/mL 49．5 9．7 42．8
同学们为了探究提高栽培植物的产量的方法，做了一个实验：同学们选择大白菜作为研究对象进行实验。他们在三个温室中分别种植相同数量、生长状况相似的大白菜幼苗，温度和二氧化碳浓度的控制情况如下表所示：
温室 ① ② ③
二氧化碳浓度 5．0% 5．0% 0．2%
温度 20℃ 15℃ 15℃
（1）如果要研究温度对栽培大白菜产量的影响，应选择_______（填序号）两组进行对照实验。
（2）种植一段时间后，观察到第②组大白菜比第③组长得茂盛，可以说明：在__________相同的情况下，二氧化碳浓度越高，栽培大白菜的产量就越_________。(填“高”或“低”)
某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图A（CO2缓冲液的作用是保持小室内的CO2浓度恒定）。将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线。请回答下列问题：
（1）一昼夜中小室内氧气浓度最高的是________点。
（2）若从6时开始实验，初始液滴位置为0，之后观察到A装置中液滴移动到如图位置，那么产生此结果的原因是________。
如图表示一段时间内某植物叶片吸收二氧化碳与光照强度的关系示意图，以下分析正确的是（　　）
A. ac 段表示该植物的光合作用在不断地增强
B. b 点表示该植物既不进行光合作用，也不进行呼吸作用
C. 当光照强度＞n1时，该植物开始进行光合作用
D. 若温度降低，则 b 点右移
光合作用强度与光照强度、二氧化碳浓度、水分供给情况、气孔开闭情况等有关。光是光合作用的能量来源，所以在光照增强时，光合作用也随着加强。但是，当光照增强到一定限度，即达到光饱和后，光合作用就不再加强了。下面是某晴朗的夏日，棉花叶片光合作用强度在白天的变化曲线图，纵坐标表示光合作用强度，横坐标表示时刻。请解释出现图变化的原因。_____________________
光合作用和呼吸作用是相互依存的，的原料刚好是呼吸作用的产物，光合作用(生命活动)所需的能量来自于呼吸作用分解有机物而得到的能量，呼吸作用时分解释放的能量是光合作用时贮藏的能量。没有光合作用就不可能有呼吸作用，没有呼吸作用也不可能有光合作用，它们之间是一种相互依存又相互对立的关系，这样才能推动植物全部的生命活动。
冬天，许多菜农利用温室栽培蔬菜。某温室从16点开始持续密封48小时，测得温室内CO2体积分数的变化情况如右图所示。
（1）植物体进行光合作用消耗二氧化碳发生在细胞结构的_____中(选填字母)。
A．细胞壁
B．细胞膜
C．叶绿体
D．液泡
（2）曲线b~c大幅度下降的原因是光合作用消耗的二氧化碳________(选填多于、少于或等于)呼吸作用产生的二氧化碳。
（3）经过48小时，大棚内植物有机物的含量会________ (选填增加、减少或不变)。a、b、c三点中蔬菜积累有机物较多的是________点。
（4）菜农常常对温室内的土栽蔬菜施用有机肥，提高蔬菜的产量。下列说法正确的是_____(选填字母)。
A．土壤微生物呼吸作用分解有机物，产生二氧化碳，能促进光合作用
B．腐殖质分解产生无机盐，为植物生长提供营养
C．有机物为土壤动物提供食物，促进土壤动物繁殖，改善土壤结构
小明利用甲图装置探究植物的光合作用，一株绿色植物放入锥形瓶，瓶中安放一个测定瓶中二氧化碳浓度的无线传感器并密封。
（1）光合作用和呼吸作用强度相等的时刻是___时，积累有机物最多的是___时。
（2）小明认为6时到18时测得二氧化碳减少量等于植物光合作用所消耗的二氧化碳量。小王不同意他的观点，小王的理由是______________
（3）写出植物光合作用的文字表达式___________________________________
（1）合理密术
合理密植既充分利用了单位面积上的光照而避免造成浪费，又不至于让叶片相互遮挡，影响光合作用。
（2）进行套种(立体种植)
立体种植就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长供应的目的。
（3）增加二氧化碳的浓度
二氧化碳是植物光合作用的主要原料，空气中二氧化碳浓度一般是0.04%，当空气中二氧化碳的浓度为0.5%~0.6%时，农作物的光合作用就会显著增强，产量有较大的提高。
在温室中，增加二氧化碳浓度的方法有很多。例如增施有机肥料(农家肥)，利用微生物分解有机物放出二氧化碳；喷施储存在钢瓶中的二氧化碳；用化学方法产生二氧化碳等。
（4）其他方面
植物光合作用受诸多因素的影响，最大限度地满足农作物进行光合作用对水、无机盐、温度、光照等方面的要求，农业生产就能获得丰收。
甜瓜是葫芦科黄瓜属中的栽培种，品种繁多，全国各地均有栽培。在甜瓜生长期，甲、乙两地的气温如表，两地的光照条件和栽培措施基本相同，但甲地甜瓜比乙地的含糖量高。原因是（　　）
平均气温（℃） 甲地 乙地
白天 33 33
夜间 12 22
A. 甲地白天呼吸作用比乙地弱 B. 甲地夜间呼吸作用比乙地弱
C. 甲、乙两地呼吸作用时间不同 D. 甲、乙两地光合作用时间不同
下列有关光合作用和呼吸作用原理在生产生活中应用的叙述，正确的是（　　）
A. 早春时节播撒棉花种子时需要覆盖地膜，主要是为了提高光合作用
B. 养鱼缸里经常要放一些新鲜的水草，目的不单是确保鱼的饵料供应
C. 农业生产中适时松土，遇到涝害时及时排水都是为了提高光合作用
D. 晴朗的中午适当掀开大棚主要是为了降低呼吸作用，提高产量
光合作用原理在农业生产中有着广泛应用，如图是北方地区A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线。请分析回答：
（1）在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是______。
（2）图中的“a”点表示A植物的______速率。
（3）镁是合成叶绿素的重要原料，如果以缺镁的全营养液培养B植物幼苗，则c点的移动方向是向______（选填“左”或“右”）。
（4）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是植物A______（选填“多于”“等于”或“少于”）植物B。
1.植物光合作用在叶中合成有机物时，下列示意图能正确表示物质进出叶片的是（　　）
B.
C. D.
2. 温室大棚栽培蔬菜时，需要适时对大棚通风，其最主要的目的是（　　）
A. 防止人进入大棚缺氧 B. 降低温度，减少病虫害的发生
C. 为大棚补充氧气，促进呼吸作用 D. 为大棚补充二氧化碳，促进光合作用
3.1864年，德国科学家萨克斯将天竺葵的绿色叶片放在暗处12小时后，再将此部分叶片用锡箔遮住，经过一段时间光照后，用碘蒸汽处理叶片，发现叶片的曝光部分显蓝色，遮光部分显棕色（如图）。该实验可以证明（　　）
①光合作用需要水
②光合作用需要光
③光合作用需要叶绿素
④光合作用能产生淀粉
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
4.关于“验证绿叶在光下合成淀粉”实验的做法，不正确的是（　　）
A. 将盆栽天竺葵置于暗处2～3天
B. 用不透光纸将一健壮叶片的一部分上下遮盖
C. 去除不透光纸片并将叶片放在盛有酒精的小烧杯中直接加热
D. 叶片脱色漂洗后滴加碘液，观察叶片颜色的变化
5.二十世纪，科学家希尔曾做过如图这个实验，请你观察判断，下列相关结论正确的是（　　）
A．实验表明光合作用的场所是叶绿体 B．装置c中无气泡产生是因为缺乏二氧化碳
C．装置b中气泡内的气体是二氧化碳 D．实验表明光照是光合作用的必要条件
6.如图所示的“人工树叶”是一种模拟植物光合作用的装置，利用光能将水和二氧化碳转化为氧气和燃料丙醇(C3H8O)。下列不属于“人工树叶”作用的是(　　)
A. 为人类提供食物 B. 将光能转化为化学能
C. 为人类提供能源 D. 有利于减缓温室效应
7.为探究二氧化碳是否是光合作用必需的原料，某小组设计如下实验。分析错误的是（　　）
A. 实验变量是二氧化碳 B. 可用酒精溶解叶绿素
C. 实验前都不需要暗处理 D. 可用碘液检测有无淀粉产生
8.五一节小金与家人一起采摘草莓。小金发现种植草莓的大棚内，每隔一定距离贴地位置有一个释放CO2的装置，且大棚内温度明显高于棚外，他联想到有关知识进行了分析，其中不合理的是（　　）
A. 释放CO2的装置贴地放置，利于草莓进行更多的光合作用
B. 大棚内CO2浓度较高，可增强大棚的保温作用
C. 适当增加棚内CO2的浓度，可促进草莓的生长
D. 大棚中造成“温室效应”的气体，只有CO2一种
9.光合作用和呼吸作用紧密相关，若图中甲代表水和二氧化碳，则（　　）
A. Ⅰ是光合作用，Ⅱ是呼吸作用，乙是水和二氧化碳
B. Ⅰ是光合作用，Ⅱ是呼吸作用，乙是有机物和氧气
C. Ⅰ是呼吸作用，Ⅱ是光合作用，乙是水和二氧化碳
D. Ⅰ是呼吸作用，Ⅱ是光合作用，乙是有机物和氧气
10.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. 影响该植物呼吸作用变化的因素之一是温度
B. a-c段，植物体内有机物的含量增多
C. b-c段，植物的光合作用一直在减弱，合成的有机物一直在减少
D. C点以后，植物体内有机物的含量减少
11.将盆栽绿色植物放在特定的密闭实验装置中，研究温度对光合作用和呼吸作用的影响。实验以测得的二氧化碳减少量和增加量为指标，实验结果如下表所示。下列说法正确的是（　　）

温度（oC） 5 10 15 20 25 30 35 40
光照下减少量（） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 2.90 2.40
黑暗下增加量（） 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 2.90
A. 该绿色植物细胞内参与呼吸作用和光合作用的酶最适温度相同
B. 昼夜不停地光照，最有利于该绿色植物生长的温度是30oC
C. 35oC时，有光情况下，光合作用速率比呼吸作用速率慢
D. 每天光照12小时，温度为10oC比30oC时植物生长快
12.所有生物在进行各种生命活动时都需要___________作为动力，这些能量是生物的___________，在有___________时通过___________作用分解有机物释放出来的，有机物中的能量又是绿色植物通过_____________作用，绿色细胞的叶绿体中的___________把__________能转变成__________能贮藏在其中的。根据光合作用的原理，在农业生产上，为了达到粮食的高产和稳产，农作物应该____________。
13.根据光合作用的有关知识回答下列问题：
（1）上面式子中a表示 ，b表示 。
（2）光合作用需要的水是 （填器官名称）吸收的，需要的二氧化碳从 进入细胞。
14.图是A、B两种植物CO2吸收量随光照强度改变的变化曲线。
(1)图中的“”点时，植物进行的生理活动是______；（选填“光合作用”或“呼吸作用”）
(2)不考虑温度对呼吸作用的影响，当光照强度为时，单位时间内植物光合作用合成的有机物______（选填“多于”“等于”或“少于”）植物。
15.20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2，将C18O2和CO2分别通入含小球藻的H2O和H218O中（如图所示），迅速收集产生的氧气。
（1）18O和16O互为___________原子，H218O和H2O以及CO2和C18O2具有相同的化学性质，因此可以用来示踪物质变化情况。
（2）该实验是为了研究___________。
（3）该实验必须在___________条件下进行。
（4）制备含有较多小球藻的液体时，需在盛有小球藻的液体中加入___________（选填“无机盐”或“无机盐和有机物”），并置于适宜环境下培养。
16.为探究绿色植物的生理活动，某兴趣小组设计并完成了以下实验步骤：
①按如图连接好实验装置，关闭阀门①②后放到黑暗处一昼夜；
②将整个装置移到适宜的阳光下照射数小时(光照前阻断叶片间有机物的运输)；
③打开阀门①，将透明塑料袋中的气体通入甲试管，待气体收集满后，打开橡皮塞，用带火星的木条检测；
④打开阀门②，将黑色塑料袋中的气体通入乙试管进行检测
⑤取下A、B处叶用酒精脱色处理，漂洗叶片后滴加碘液，观察颜色变化
请分析回答：
（1）步骤①暗处理的目的是：________
（2）步骤②木条能复燃，则该气体是________，请写出绿色植物释放该气体的生理活动的表达式________。
（3）步骤④中澄清的石灰水变浑浊主要来自绿色植物的________(填生理活动)。该气体使澄清石灰水变浑浊的反应的化学方程式为________
（4）若只有A叶片变蓝色，则可以得出的结论是________
17.某小组在“探究环境条件对叶绿素形成的影响”的活动中，作出的假设是：光照能影响叶绿素的形成。据此假设，该小组设计了如下实验方案：
甲组 乙组
环境条件 阴暗、低温 光照充足，适宜温度
实验材料 同样多株韭苗 同样多株蒜苗
处理方法 将甲、乙两组植物栽种在各自环境中一段时间
（1）全班同学们讨论后认为：按上述实验方案进行实验，并不能对“光照能影响叶绿素形成”的假设进行探究，因为该实验方案中变量有______个。
（2）请根据“光照能影响叶绿素形成”的假设写出你的实验方案：
①环境条件的设计：甲组环境条件是______，乙组环境条件是______。
②实验材料：________________________。
（3）若“光照能影响叶绿素形成的成立，那无光照组植物的叶子会显______色。
18.兴趣小组进行光合作用实验，选取生长状况相同的植物叶，分成4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，制成图甲。请回答下列问题。
（1）乙图是29℃时，该植物二氧化碳吸收（释放）随光照强度变化的曲线，则a、b、c三点光合作用最弱的是______，b点的含义是_____________________________________。
（2）实验中，叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是________毫克。
（3）若温度由28℃升高到29℃，图乙中相应的a点在原位置_______方。
19.为了探究提高生态园内蔬菜产量的科学方法，同学们选择萝卜作为研究对象行实验。他们在三个温室中分别种植了相同的萝卜幼苗，温室内的温度和二氧化碳浓度控制情况如下表所示（每个温室的光照、土壤、水分等其他条件均相同）：
温室 A B C
二氧化碳浓度 0.03% 0.1% 0.1%
温度 20℃ 20℃ 30℃
（1）探究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，他们应选择________两组进行对照实验。
（2）温室B中的萝卜幼苗比温室A中的萝卜幼苗长得快，其原因是温室B内________，光合作用强。
（3）为探究二氧化碳浓度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，能否选用A、C两组进行对照实验？为什么？
20.如图甲所示为光照强度的变化与某植物光合速率的关系，乙图表示温度变化与某种植物光合速率的关系，丙图表示森林叶面积指数与光合作用和呼吸作用的关系（叶面积指数是指单位土地面积上植物叶面积的数量，此值越大，表示植物叶片交错程度越大）。（注：光合作用的速率是植物在单位时间内制造有机物的量，因为有机物的量测定不方便，通常用氧气的释放量或二氧化碳的吸收量来表示）请回答：
（1）甲图中曲线上B点代表的含义为___________ ；
（2）由上图分析可知，该植物体在其他环境因素适宜时，体内有机物积累的速率要达到最大时对温度的要求应该是___________。温度超过40℃时此种植物表现为___________。
（3）丙图中的阴影部分表示___________。
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