第1课时 光合作用的原理、条件和产物
知识点 1 光合作用的原理
1.有人说“包括人类在内的其他生物是‘攀附’着植物的茎蔓才站在这个星球上的。”这句话道出了绿色植物光合作用的重要意义。下列关于光合作用的意义,说法错误的是 ( )
A.为动物和人类提供食物
B.为自身生活提供有机物
C.为自身生活提供无机盐
D.为动物和人类提供能量
2.如图B3-6-1是绿色植物光合作用过程示意图。根据图中箭头所示的方向,回答问题。
(1)图中 是进行光合作用的场所。
(2)光合作用的产物是 和 。
(3)光合作用将 能转化为有机物中储存的 能。
(4)绿色植物进行光合作用的主要器官是 。
知识点 2 光合作用的条件和产物
3.如图B3-6-2是研究光合作用实验操作的基本步骤,请回答问题。
(1)请对实验步骤进行排序 (填字母)。
(2)步骤A将植物放在黑暗的地方一昼夜,称为暗处理,其目的是 。
(3)上述步骤B加热一段时间后,小烧杯内的液体颜色和叶片颜色分别变为 。
(4)C中叶片滴加碘液后变蓝的部位是 。
(5)该实验可以得出结论: 。
4.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,下列说法中,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
5.如图B3-6-4甲是在有光照条件下,验证氧气是否由绿色植物释放出来的装置。同样情况下可作为甲的对照实验的装置是 ( )
A.乙
B.丙
C.乙和丙
D.乙和丙都不可以
6.早春时节,海棠叶片还没有完全长出,却可以开出娇艳的花朵。请推测这些花瓣中有机物的主要来源是 ( )
A.花瓣进行光合作用合成的
B.树皮进行光合作用合成的
C.根从土壤中吸收并运输到花瓣的
D.叶在上一年通过光合作用制造的
7.某同学将天竺葵放在暗处一段时间后,用铝箔把一片叶片的一部分遮光,经光照、褪色、漂洗,再滴上碘液,发现整片叶片呈棕黄色。出现这种现象的原因可能是 ( )
A.褪色时间过短 B.光照时间过短
C.植株在暗处时间过短 D.铝箔遮光不严
8.(2021杭州)小金同学为验证植物光合作用需要光和叶绿体,设计了如下实验。
材料用具:银边天竺葵(叶边缘呈白色,无叶绿体)、黑纸片、打孔器、白纸板、吸管、适宜浓度的酒精、碘液、回形针等。
实验步骤:
①将天竺葵放置在黑暗环境中24 h。
②把黑纸片用回形针夹在天竺葵植株的某一叶片上半部,然后把植株放在阳光下照射4 h。
③剪下此叶片,用打孔器分别在A(黑纸片遮光的绿色部位)、B(未遮光的绿色部位)和C(未遮光的白色部位)各取一个叶圆片(如图B3-6-5所示)。
④把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中水浴加热,脱色后在清水中漂洗。
⑤将3个叶圆片放在白纸板上,用吸管吸取碘液分别滴在3个叶圆片上,观察实验结果。
请回答下列问题。
(1)实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是 。
(2)小金同学是根据 作为观察指标来判断3个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A和B进行对照的目的是验证 。
(4)若实验结果叶圆片B变蓝,C不变蓝,则可得出的结论是 。
9.(2021绍兴)在老师的指导下,小敏对植物产生氧气的条件和场所进行了研究。
实验一:取两个相同的密闭玻璃罩,甲中放入点燃的蜡烛,乙中放入与甲相同的点燃蜡烛和植物,并置于充足的光照下(如图B3-6-6中的甲、乙所示)。观察并记录现象,得出结论:植物可以产生氧气。
实验二:在图甲、乙实验基础上,进一步实验得出:植物在光照条件下才能产生氧气。
实验三:用水绵进行了如下实验:
①把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵一侧,通过光学显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中(如图丙);
②将上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围(如图丁)。
根据实验回答:
(1)小敏根据 现象得出实验一的结论。
(2)要得出实验二的结论,请设计“进一步实验”的必要步骤: 。
(3)实验三中使用好氧细菌的目的是 ,可以得出的结论是 。
答案
1.C 光合作用为动物和人类提供食物;光合作用为植物自身生活提供有机物;光合作用不能为自身生活提供无机盐;光合作用为动物和人类提供能量。
2.(1)叶绿体 (2)有机物 氧气
(3)光 化学 (4)叶
3.(1)ADBEC (2)使叶片内原有的淀粉转运和消耗掉,以排除原有淀粉对实验的干扰
(3)绿色和黄白色 (4)见光部位
(5)植物光合作用需要光,产物是淀粉
4.C 5.B
6.D 光合作用是在植物体内的叶绿体中进行的,绿叶中含有较多的叶绿体,是光合作用的主要器官;花瓣、树皮中一般不含叶绿体,无法进行光合作用;根只能吸收土壤中的无机盐和水分。所以花瓣中的有机物是植物的叶通过光合作用制造并通过筛管运输而来的,再根据题意“海棠叶片还没有完全长出,却可以开出娇艳的花朵”可分析出这些花瓣中的有机物是叶在上一年通过光合作用制造的。
7.B
8.(1)溶解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰
(2)叶圆片是否变蓝色
(3)植物光合作用需要光
(4)植物光合作用需要叶绿体
(1)把取下的叶圆片放入装有酒精溶液的试管中水浴加热,脱色后在清水中漂洗,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。若不脱色,不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象。即实验步骤④中将叶圆片放入酒精溶液中进行脱色处理的目的是溶解叶绿素,除去叶圆片本身的颜色对实验结果的干扰。
(2)小金同学是根据叶圆片是否变蓝色作为观察指标来判断3个叶圆片在实验过程中是否发生了光合作用。
(3)A是用黑纸片遮光的绿色部位,B是未遮光的绿色部位,A和B进行对照的目的是验证植物光合作用需要光。
(4)观察实验现象,见光的B叶圆片能进行光合作用制造出淀粉,淀粉遇碘变蓝色;不含叶绿体的C叶圆片无法进行光合作用,没有变蓝色,说明植物进行光合作用的场所是叶绿体,植物光合作用需要叶绿体。
9.(1)乙图中的蜡烛燃烧时间比甲图中长
(2)增加一组实验,与图乙实验器材相同,将点燃的蜡烛和植物一起放入玻璃罩,遮光处理,观察蜡烛燃烧情况并记录
(3)指示氧气产生的位置 叶绿体是绿色植物产生氧气的场所
(1)蜡烛燃烧过程中需要消耗氧气,而实验一中得出植物光合作用会产生氧气,是因为放有植物的蜡烛燃烧的时间比没有放植物的时间长。
(2)实验二中缺乏了对照实验,实验二的结论是植物在光照条件下才能产生氧气,要额外设置一组除没有光照外其他条件均相同的实验进行对照。
(3)好氧细菌会聚集在产生氧气的部位,通过好氧细菌的分布可以知道产生氧气的位置;由实验三可知,好氧细菌分布在有光照的叶绿体周围,说明叶绿体是植物产生氧气的场所。第2课时 光合作用的原料及其和呼吸作用的相互关系
知识点 1 光合作用的原料
1.小明利用生长良好的植物,在适于生长的气温下,按以下步骤进行了探究:①将植物A、B两片生长状态相近的叶片,分别用含NaOH溶液、清水的薄透明塑料袋扎住(如图A3-6-1所示),然后放到黑暗处48 h。②将植物放在 ,让A、B接受相同的光照。③将A、B两片叶片置于酒精溶液中水浴加热,至叶片褪成黄白色时,取出叶片并用清水漂洗后,滴上碘液,观察颜色变化。请据以上探究回答问题。
(1)将步骤②补充完整: 。
(2)本实验的探究目的:探究光合作用是否需要 。
(3)叶片A的塑料袋中装NaOH溶液的作用是 。
(4)预期的实验结果是 。
2.将经过暗处理后的盆栽扶桑枝条上一叶片的主脉切断(如图A3-6-2所示)。在阳光下照射4 h后,取下该叶片脱色,加碘液处理,叶片的上半部呈棕黄色,下半部呈蓝黑色。这个实验的结果表明光合作用需要( )
A.水 B.阳光
C.空气 D.温度
知识点 2 光合作用和呼吸作用的相互关系
3.下列各项中,既是光合作用的原料,又是呼吸作用产物的是 ( )
A.有机物和氧气 B.二氧化碳和水
C.有机物和水 D.二氧化碳和氧气
4.下列有关植物光合作用与呼吸作用的叙述,不正确的是 ( )
A.呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量
B.植物的所有细胞都能进行光合作用与呼吸作用
C.光合作用的实质是将无机物转化为有机物,储存能量
D.光合作用进行的场所是叶绿体,呼吸作用进行的场所是活细胞
5.图A3-6-3为植物体某些生理过程的概念图,请写出标号所代表的文字。
① ;② ;③ ;
④ ;⑤ 。
6.某同学设计了如图A3-6-4所示的装置(瓶中植株未经暗处理)。下列描述中,正确的组合是 ( )
①该装置可验证植物的光合作用能产生氧气
②该装置可验证植物的呼吸作用能产生二氧化碳 ③丙内石灰水保持澄清 ④丙内石灰水变浑浊
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
7.某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,实验结果如图A3-6-5所示。下列有关分析不正确的是 ( )
A.叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2~4 d,光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2~4 d,光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
8.植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示。图A3-6-6中甲曲线表示在恒温30 ℃时,某水藻在不同光照强度下,吸收二氧化碳与释放二氧化碳量的关系。某同学为“研究光照强度对植物光合作用速率的影响”,设计如图乙所示实验装置。此装置的优点在于,可通过控制灯泡功率的大小或调节试管与灯泡的距离,来改变光照的强弱。试回答下列问题。
(1)光照强度为B时,水藻吸收二氧化碳量为0,水藻是否进行了光合作用 。
(2)单位时间内,水藻释放氧气量应 (填“大于”“小于”或“等于”)其光合作用产生的氧气量。
(3)图乙实验中,每隔5 min改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,密闭的试管中产生的气泡减少。造成这一结果的主要原因是① 变弱;② 减少。
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃时,B点将向 (填“左”或“右”)移动。
自|我|提|升
9.(2021湖州)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O中(如图A3-6-7所示),迅速收集产生的氧气。
(1)18O和16O互为 原子,O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 (填“无机盐”或“无机盐和有机物”),并置于适宜环境下培养。
答案
1.(1)阳光下4 h (2)二氧化碳
(3)吸收二氧化碳
(4)叶片A不变蓝,叶片B变蓝
2.A 3.B
4.B 呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量、供生物生命活动的需要的过程;光合作用的条件是光,场所是叶绿体,光合作用必须是含有叶绿体的活细胞在光下才能进行,而不是所有细胞都能进行光合作用,如根细胞;光合作用的实质是物质转化和能量转化:物质转化是指将无机物转化为有机物,能量转化是指将光能转化为储存在有机物里的化学能;叶绿体是光合作用的场所,活细胞是呼吸作用的场所。
5.①呼吸 ②二氧化碳 ③叶绿体 ④氧气
⑤产物
6.B 要想解答好这类题目,首先,要理解和熟记光合作用与呼吸作用,以及与之相关的知识;然后,根据所给的实验、问题情景,按照题目要求进行认真地选择或解答即可。可以根据植物的光合作用和呼吸作用的知识以及图示进行分析、判断。
①此装置不能验证植物的光合作用产生氧气,因为二氧化碳被甲瓶中的氢氧化钠溶液吸收了,所以缺乏光合作用的原料二氧化碳,光合作用无法完成;
②要验证植物呼吸作用放出二氧化碳,丙内有澄清石灰水,二氧化碳遇到石灰水变浑浊,可以达到目的;
③二氧化碳遇到石灰水变浑浊,丙中石灰水不可能保持澄清;
④丙内石灰水遇到植物呼吸作用释放的二氧化碳会变浑浊。
7.C 光合作用是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,同时释放出氧气的过程。水是植物进行光合作用的原料之一。此外,细胞中叶绿素的含量、光照、二氧化碳浓度等都会影响植物光合作用的强度。从图甲中可以看出,随干旱时间延长,叶片光合速率呈下降趋势;比较图甲和乙,图甲中光合速率在第2天就开始下降,而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降,因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降;图乙中,实验2~4天中叶片叶绿素含量并没有下降,所以光合速率下降并不是由叶绿素含量下降引起的;实验2~4天,光合作用速率下降很有可能是由于干旱,气孔关闭,导致叶片中CO2浓度下降而引起的。
8.(1)是 (2)小于(3)光照强度 二氧化碳 (4)左
(1)植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示;光合作用强度比呼吸作用的强度强时吸收二氧化碳,二氧化碳含量减少,光合作用强度比呼吸作用的强度弱时释放二氧化碳,二氧化碳含量增多;光照强度为B时,水藻吸收二氧化碳的量为0,表示光合作用强度和呼吸作用的强度相等。水藻进行了光合作用。
(2)图中二氧化碳的吸收量逐渐增多,光合作用的强度逐渐增强,氧气含量增多,不断得到积累,故单位时间内,水藻释放氧气量应大于其呼吸作用消耗的氧气量,小于光合作用释放出的氧气量。
(3)图乙实验中,每隔5 min改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,光照强度减弱,随着实验的进行,试管中二氧化碳含量减少,导致密闭的试管中产生的氧气减少,产生的气泡减少。
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃时,光合作用的强度增强,B点将向左移动。
9.(1)同位素
(2)光合作用产生的氧气中的氧元素来源于二氧化碳还是水
(3)有光 (4)无机盐
(1)18O和16O的质子数相同而中子数不同,互为同位素。
(2)光合作用我们可以用表达式来表示:CO2+H2O有机物(储存着能量)+O2。由于在第一组实验中向绿色植物提供H2O和C18O2,如果光合作用释放的氧全部来自H2O,那么表达式可以表示为:C18O2+H2O有机物(储存着能量)+O2,从表达式中可看出氧元素来自H2O,而不来自C18O2,因为C18O2的氧原子已经做了标记。由于在第二组实验中向同种植物提供O和CO2,如果光合作用释放的氧全部来自O,那么表达式为:CO2+O有机物(储存着能量)+,从表达式中就可很明显地看出18O原子来自O,而不是来自CO2,因为CO2的氧原子没有做标记。第一组实验产生的物质为O2,第二组实验产生的物质为18O2,因此该实验是为了研究光合作用产生的氧气中的氧元素来源于二氧化碳还是水。
(3)由于绿色植物进行光合作用释放氧气需要光,因此该实验必须在有光条件下进行。
(4)小球藻可以吸收无机盐,同时通过光合作用吸收大气中的二氧化碳。
