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3.6 光合作用（分层训练）
【基础达标】
1．我国最早的农书《齐民要术》记载有“正其行，通其风”，其蕴含的生物学原理是通风透光为光合作用提供（ ）
A．二氧化碳和光照 B．氧气和光照 C．氧气和能量 D．二氧化碳和能量
【答案】A
【分析】绿色植物利用光提供的能量，存叶绿体中把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物，并且把光能转化成化学能，储存在有机物中，这个过程就叫光合作用。
【详解】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着能量的有机物（主要是淀粉），并且释放氧气的过程，就是植物的光合作用。光合作用可以用一个简单的反应式表示如下：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气，“正其行，通其风”，其蕴含的生物学原理是通风透光，为光合作用提供二氧化碳和光照。
故选A。
2．为探究植物光合作用的原理，某校学生设计了如下图所示的实验装置，在同样光照的条件下，数天后植物生长最茂盛的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【分析】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，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。
【详解】A．氢氧化钠溶液不仅不能提供二氧化碳，而且会和空气中的二氧化碳反应，使得二氧化碳减少，从而使植物的光合作用减弱，A不符合题意。
B．由于碳酸饮料中含有碳酸，碳酸不稳定可以分解出二氧化碳，又因为二氧化碳为植物进行光合作用的原料，从而促进植物的光合作用，B符合题意。
C．水不能提供二氧化碳，不能促进植物的光合作用，C不符合题意。
D．浓硫酸不能提供二氧化碳，不能促进植物的光合作用，D不符合题意。
故选B。
3．如图所示为密闭培养室中，放置秋海棠和无秋海棠情况下，一天中氧气浓度变化曲线图。为证明秋海棠能够提高室内氧气浓度，需要比较的两个时间点是（ ）
A．①② B．①③ C．③④ D．①④
【答案】D
【分析】（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（如淀粉），并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。
（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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。
【详解】图中④与①比较，氧气浓度大，说明秋海棠通过光合作用产生的氧气大于呼吸作用消耗的氧气，可见秋海棠能够提高室内氧气浓度。
故选D。
4．下列关于植物光合作用、呼吸作用的叙述正确的是（ ）
A．光合作用释放能量，呼吸作用储存能量
B．蔬菜大棚夜间进行光照是为了促进植物的呼吸作用
C．储藏粮食的仓库留有通风窗，是为了促进植物细胞的光合作用
D．栽培绿植的花盆底部通常有小孔，是为了促进植物根细胞的呼吸作用
【答案】D
【分析】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；而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，同时释放能量的过程。
【详解】A．植物的光合作用储存能量，而呼吸作用释放能量，A错误。
B．由于光照时间越长，光合作用越强，植物制造的有机物就越多，所以在大棚中栽种蔬菜时，夜晚进行光照，可以增加蔬菜的光合作用，促进蔬菜体内有机物的合成，提高蔬菜的产量，B错误。
C．植物呼吸作用是吸收氧气，释放二氧化碳，并释放能量的过程。植物通过呼吸作用，向外释放热量和其它形式的能量。所以储存粮食时，一般留有通风窗的目的是向外散失热量，降低粮食的呼吸作用，C错误。
D．花盆底部有小孔，空气中的氧气可以较多的透过盆的底部进入盆内的土壤，有利于绿植根系细胞的呼吸作用，促进植物的生长，D正确。
故选D。
5．科学小组在探究光合作用所需条件时，暗处理后，分别对三组天竺葵的叶片做如下处理：①用铝箔包住；②浸没在冷开水中；③切断叶脉。光照一段时间后，经检测发现均无淀粉产生，则三组实验可证明光合作用所需的条件分别是（ ）
A．叶绿体、光照、水分 B．光照、空气、水分
C．光照、水分、空气 D．空气、叶绿体、水分
【答案】B
【分析】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着能量的有机物，并释放出氧气，叫光合作用。光合作用的条件是：水分、二氧化碳和光照，产物是氧气和有机物（淀粉），场所是叶绿体。
【详解】科学小组在探究光合作用所需条件时，暗处理后，分别对三组天竺葵的叶片做如下处理：①用铝箔包住；②浸没在冷开水中；③切断叶脉。
①用铝箔纸包住叶片，叶片不能接受光照；②浸没在冷开水中，叶片接触不到空气；③切断叶脉，叶脉中的导管不能运输水分；因此三组叶片光照一段时间后，经检测发现均无淀粉产生，则三组实验可证明光合作用所需的条件分别是：光照、空气、水分。B符合题意。
故选B。
6．如图所示某植物上的绿叶经光照24h后，脱色并用碘液处理，结果锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验可以证明光合作用（ ）
A．需要叶绿体 B．需要二氧化碳 C．需要光照 D．放出氧气
【答案】C
【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。
【详解】实验中的叶片，一部分叶片处于曝光状态，另一部分用锡箔遮光，能够形成对照，光是实验唯一的变量，见光的部分遇到碘液会变蓝，说明该叶片部分存在淀粉，遮光的部分没有变蓝说明该叶片部分未制造淀粉，造成此现象的原因是见光的绿叶在光下制造了淀粉，未见光的绿叶不能制造淀粉，因此该实验可以证明光合作用，C符合题意。
故选C。
7．某生物兴趣小组的同学用金鱼藻做实验材料，进行植物光合作用的探究（如图）。下列关于该实验的叙述，不正确的是（ ）
A．该实验探究的问题是植物光合作用是否产生氧气
B．在实验前要对金鱼藻进行暗处理，消耗原有的淀粉
C．多放些金鱼藻，可使实验现象更明显
D．收集到的气体可使快要熄灭的卫生香复燃
【答案】B
【分析】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（如淀粉），并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。
【详解】AD．氧气有助燃的现象，收集到的气体可使快要熄灭的卫生香复燃，说明光合作用产生了氧气，因此，该实验探究的问题是光合作用是否产生氧气，AD正确。
B．此实验探究光合作用产生氧气，不需要进行暗处理，B错误。
C．金鱼藻属于植物，能进行光合作用，因此，多放些金鱼藻，可使实验现象更明显，C正确。
故选B。
8．如图是绿色植物光合作用过程示意图。下列叙述不正确的是（ ）
A．图中[A]叶绿体是进行光合作用的场所 B．光合作用的原料是图中[③]二氧化碳和[④]水
C．光合作用的产物是图中[①]淀粉和[②]氧气 D．绿色植物进行光合作用的主要器官是叶
【答案】B
【分析】光合作用是指绿色植物在叶绿体里，利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转化成化学能储存在制造的有机物中的过程。叶是光合作用的主要器官。图示①是有机物（淀粉），②是氧气，③是水，④是二氧化碳。
【详解】A.图中[A]叶绿体是进行光合作用的场所，A不符合题意。
B.水从叶脉中的输导组织运输到叶片，二氧化碳从气孔中进入到叶片，所以光合作用的原料是图中③水和④二氧化碳，B符合题意。
C.光合作用的产物是图中[①]淀粉和[②]氧气，C不符合题意。
D.绿色植物进行光合作用的主要器官是叶，D不符合题意。
故选B。
9．已知光合作用所产生的淀粉会储存在叶片中，为探究光合作用的条件和产物，某科学兴趣小组用天竺葵设计的实验如图所示。
（1）正确的实验步骤是甲 （每幅图只能用一次）。
（2）图丁中把叶片放到盛有酒精的小烧杯中加热，目的是 。
（3）该实验的结论是 。
（4）为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图戊中某一正常生长的叶片黑暗处理一昼夜，先切断主叶脉，随后光照4小时，再进行淀粉检验，该实验基于的假设是 。
【答案】 戊→乙→丁→丙 用酒精溶解叶片中的叶绿素便于观察 光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件；绿叶在光下制造有机物是淀粉 水是光合作用的原料
【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。
【详解】（1）图中甲表示暗处理，乙表示遮光，丙表示滴加碘液，丁表示酒精脱色，戊表示光照。因此甲→戊→乙→丁→丙。
（2）实验步骤丁酒精脱色：光照几个小时后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；脱色时，酒精要隔水加热是因为酒精的燃点低，防止酒精燃烧发生危险。
（3）分析现象：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。由此得出结论：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件；绿叶在光下制造有机物是淀粉。
（4）光合作用的原料是二氧化碳和水。为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图戊中某一正常生长的叶片黑暗处理一昼夜，先切断主叶脉，随后光照4小时，再进行淀粉检验，该实验基于的假设是光合作用需要水。
10．如图1为某植物叶片所进行的A、B两项生理活动，图2为该植物在夏季晴朗的一天24小时内呼吸作用和光合作用的变化曲线。请根据图回答下列问题：
（1）图1中，白天和晚上都能进行的生理活动是 （填A或B）。
（2）图2中，代表光合作用的曲线是 （填甲或乙）。
【答案】 A 甲
【分析】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，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。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，供给生命活动的需要的过程叫做呼吸作用。
【详解】（1）图1中：A吸收氧气，释放二氧化碳，因此，A表示呼吸作用，B表示植物吸收二氧化碳，释放氧气，因此，B表示光合作用。植物的呼吸作用，不受光线的限制，白天和晚上都能进行的生理活动是呼吸作用。
（2）图2中，甲曲线只在白天进行，表示光合作用，乙曲线一直都在进行，表示呼吸作用。 光合作用必须在有光照的条件下进行，因此，一般在白天进行，图中6点-18点之间有光照，因此，甲曲线可以表示光合作用。而乙曲线则表示呼吸作用的过程。
【巩固提升】
11．利用中子数不同的两种氧原子18O和16O标记水和二氧化碳分子中的氧原子，进行了如图实验，则光合作用产生的O2（ ）
A．全部来自CO2 B．全部来自H2O
C．大部分来自CO2，小部分来自H2O D．小部分来自CO2，大部分来自H2O
【答案】B
【详解】由质量守恒定律可知，化学反应中原子的种类不变，由图可知，利用中子数不同的两种氧原子18O和16O标记水和二氧化碳分子中的氧原子，进行光合作用后，光合作用产生的O2中的氧原子全部来自H2O。
故选：B。
12．在做“绿叶在光下制造有机物”的实验过程中，有如图所示的实验环节，（提示：1标准大气压下，酒精的沸点是78℃）以下对该环节的描述不正确的是（ ）
A．大烧杯中装有水，小烧杯中装有酒精 B．该环节结束后叶片变成黄白色
C．酒精的作用是溶解叶绿素 D．持续加热小烧杯中的温度会达到100℃
【答案】D
【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。
【详解】A．酒精能溶解叶绿素，而且酒精是易燃、易挥发的物质，直接加热容易引起燃烧发生危险。使用水对酒精进行加热，起到控温作用，以免酒精燃烧发生危险。因此小烧杯中装的是酒精，大烧杯中装的是清水，正确。
B．放在盛有酒精的小烧杯中隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色，正确。
C．酒精能溶解叶绿素，而且酒精是易燃、易挥发的物质，正确。
D．大烧杯中的液体是水，该液体的沸点是100℃，这就保证了小烧杯中液体的温度不会超过100℃，因此隔水对酒精进行加热，能起到控温作用，以免酒精燃烧发生危险，错误。
故选D。
13．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．该实验中起对照作用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
【分析】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(如淀粉)，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。可见光合作用的原料是二氧化碳和水，场所是叶绿体，条件是光，产物是：有机物和氧。
【详解】A．该实验中并没有设置对照实验，所以没有变量，A错误。
B．陆生植物进行光合作用产生的氧气不好收集，所以选择金鱼藻是水生植物，利用此装置，便于观察和收集产生的气体，B正确。
C．根据氧气能助燃、能使快要熄灭的细木条重新燃烧的特性，取出试管，将带火星的木条伸入试管内，若木条复燃则证明是氧气。植物进行光合作用吸收二氧化碳，产生氧气，该实验不能证明金鱼藻吸收二氧化碳，C错误。
D．光合作用的条件是光，在无光条件下植物不能进行光合作用，因此实验结果不相同，D错误。
故选B。
14．如图是“检验光合作用需要二氧化碳”的实验装置。下列叙述不正确的是（ ）
A．实验前应将两支长势相同的枝条进行暗处理
B．甲乙两装置中加入的清水和氢氧化钠溶液应等量
C．甲乙装置均需要同样光照
D．叶片经过处理后滴加碘液，甲中叶片不变蓝
【答案】D
【分析】（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。
【详解】A．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，A正确。
BC．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”、“甲乙装置均需要同样光照”，BC正确。
D．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，D错误。
故选D。
15．“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，经图一所示的暗处理后，下列叙述中不正确的是（ ）
A．图二中遮光部分和未遮光部分形成对照 B．图三的作用是褪去叶片中的绿色
C．图四中遮光部分滴加碘酒后变蓝色 D．结论是光合作用需要光，能产生淀粉
【答案】C
【分析】（1）《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。
（2）对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。
【详解】A．图二中遮光部分和未遮光部分形成对照，实验变量是光照，A正确。
B．图三小烧杯中酒精的作用是溶解叶绿素。把叶片放入盛有酒精的小烧杯中目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素，便于观察，所以酒精的作用是褪去叶片中的绿色，B正确。
C．叶片的遮光部分没有光不能进行光合作用制造淀粉，因此图四中遮光部分滴加碘液后不变蓝色，C错误。
D．见光的绿叶在光下制造了淀粉，未见光的绿叶不能制造淀粉，因此此实验的结论是光合作用需要光，光合作用的产物是淀粉，D正确。
故选C。
16．下面的式子表示绿色植物体内进行的a、b两项生理活动，其中的A和B分别是两种不同的物质。对该式子的叙述中，正确的是（ ）
A．生理活动a、b只能在有光的条件下进行
B．活的植物体内的细胞都能进行生理活动b
C．生理活动a所需的A物质和水由生理活动b提供
D．生理活动b所释放的能量是B物质中储存的能量
【答案】D
【分析】 a表示的生理活动是光合作用，部位是有叶绿体细胞；在阳光下才能进行；气体的变化是吸收二氧化碳，放出氧气；光合作用的实质是合成有机物，贮存能量，A是二氧化碳，B是有机物。b表示的生理活动是呼吸作用，部位是活细胞；有光无光都能进行；吸入氧气呼出二氧化碳；分解有机物，释放能量。光合作用与呼吸作用联系：光合作用在叶绿体中进行，呼吸作用在线粒体中进行，呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物；呼吸作用所释放的能量，正是光合作用贮存在有机物中的化学能，植物进行光合作用所需要的能量正是呼吸所释放的能量。
【详解】A．a光合作用只能在有光的条件下进行，b呼吸作用有光无光都能进行，A错误；
B．活的植物体内也有死亡的细胞，如导管，不能进行b呼吸作用，B错误；
C．a光合作用所需的A二氧化碳是来自大气和b呼吸作用提供的，水是由根吸收的水分提供的，C错误；
D．b呼吸作用所释放的能量是把B有机物中的化学能释放出来，能量为生命活动提供动力，D正确。
故选D。
17．如图为恒温密闭玻璃温室大棚内一昼夜的二氧化碳浓度变化曲线。下列说法不正确的是（ ）
A．光合作用开始于6时，结束于18时
B．大棚植物在18时有机物积累最多
C．6时和18时的光合作用强度与呼吸作用强度相等
D．E点比A点低，大棚植物才能正常生长
【答案】A
【分析】甲图示春季晴天某密闭大棚内一昼夜二氧化碳浓度的变化，当曲线上升时，说明呼吸作用大于光合作用或者只进行呼吸作用；当曲线下降时，说明光合作用大于呼吸作用；并且图中6、18两点为平衡点，即二氧化碳吸收等于释放，表明此时光合速率等于呼吸速率。
【详解】A．图曲线表示春季晴天某密闭大棚内一昼夜二氧化碳浓度的变化，B点表示二氧化碳的平衡点，此时光合作用强度刚好等于呼吸作用强度，因此光合作用在6点之前已经开始，A错误。
B．早上6点到傍晚18点，光合作用大于呼吸作用，一直积累有机物，所以18 点时，有机物积累最多，B正确。
C．图中，在B点和D点时，二氧化碳浓度达到平衡点，即既不吸收二氧化碳，也不释放二氧化碳，此时表示光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳达到相等，因此时和18时的光合作用强度与呼吸作用强度相等，C正确。
D．E点二氧化碳含量低于A点时，E点有机物总量大于A点有机物总量，大棚植物才能正常生长，D正确。
故选A。
18．在“互联网+新农业应用”中，农民可通过实时监控为农作物提供最佳的生长环境。如图表示大棚内某蔬菜二氧化碳吸收量与光照强度的关系，如表表示不同温度下对该蔬菜分别进行光照和暗处理各12小时后的结果。下列分析正确的是（ ）
温度（℃） 10 15 20 25 30 35
光照下吸收二氧化碳（mg/h） 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下释放二氧化碳（mg/h） 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
A．AB段只进行呼吸作用，不进行光合作用
B．BC段只进行光合作用，不进行呼吸作用
C．如表所示说明温度控制在10℃时，该蔬菜在24小时内积累的有机物最少
D．大棚种植蔬菜的产量与温度、光照、二氧化碳等因素有关
【答案】D
【分析】由图可以知道：横轴代表光照强度，纵轴代表二氧化碳吸收量，其中A点吸收二氧化碳的量是负值表示植物不能吸收二氧化碳但能释放出二氧化碳，说明A点植物只进行呼吸作用而不进行光合作用，B点为零界点，从A到B光越来越强，到B点光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的正好相等，也就是呼吸作用分解的物质与光合作用合成的物质相等。
【详解】A．AB段植物吸收的二氧化碳低于零表示植物进行呼吸作用强度大于光合作用强度，植物光合作用吸收的二氧化碳小于呼吸作用释放二氧化碳，而不是没有进行光合作用，A错误。
B．曲线BC段绿色植物既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，B错误。
C．吸收和释放二氧化碳的多少可以表示光合作用和呼吸作用的强度大小，积累有机物的多少可以用释放和吸收的差来衡量积累有机物的多少，如图所示，温度在30°和35°时积累的有机物比10°时更少，C错误。
D．大棚种植蔬菜的产量高低就是指光合作用的强弱有关，影响光合作用的因素有温度、光照、二氧化碳等因素，D正确。
故选D。
19．小滨整理了以下科学史上科学家对光合作用研究的材料，回答相关问题。
材料一：2400多年前古希腊学者亚里士多德提出，植物生长发育所需的物质全来自土壤。
材料二：17世纪，比利时海尔蒙特把一棵2.3kg的柳树种在装有干重90.8kg土壤的木桶里，并只用雨水浇灌，五年后，再次称重，发现柳树增加了76.7kg，而泥土烘干后的质量仅减少了0.1kg，如图甲所示。
材料三：18世纪，英国普利斯特利通过如图乙实验发现，A钟罩内的小鼠很快死亡，B钟罩内的小鼠却可活较长时间。
材料四： 1864 年，德国萨克斯发现绿色植物在光下还能合成淀粉等物质。1897年人们首次把绿色植物的上述生理现象称为光合作用。
（1）海尔蒙特得出结论是：水分是植物生长的主要养料。这个看起来很有说服力的结论有一个重要的遗漏，那就是忽略了植物也可能从 得到物质。
（2）普里斯特利的实验发现B钟罩内的小鼠可存活较长时间，原因是 。
（3）萨克斯做过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。 将叶片脱色后，再用碘蒸汽处理，结果遮光部分的叶片无颜色变化，而光照部分的叶片显示深蓝色（如图丙）。“将绿色叶片先放在暗处数小时”这样做的目的是让叶片中原有的 转运耗尽，该实验的结论是 。
（4）为便于观察需要进行如图丁的实验，该装置在实验中的作用是 。
A．分解叶片中的有机物 B．把叶片煮熟
C．脱去叶片中的叶绿素 D．除去叶片中的淀粉
（5）正是由于科学家锲而不舍地探索，我们才对光合作用有了总体的认识。请写出光合作用的文字表达式： 。
【答案】 空气 绿色植物进行光合作用产生氧气 有机物 绿叶在有光的条件下制造有机物（淀粉） C 二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气
【分析】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，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，绿色植物通过光合作用不断消耗大气中的二氧化碳，维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。
【详解】（1）海尔蒙特认为柳树增加的重量只能来源于水，而不知空气中二氧化碳所起的作用；现在科学实验还证明空气中的二氧化碳也是光合作用的重要原料。
（2）英国普利斯特利实验是：A钟罩内没有绿色植物，小鼠很快死亡，B钟罩内有绿色植物，小鼠却可活较长时间；这说明绿色植物能够为小鼠的呼吸提供氧气。
（3）萨克斯将绿色叶片先放在暗处数小时的目的是：把叶片中的淀粉全部转运和消耗，这样实验中用碘检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，说明光合作用能够产生淀粉。
（4）淀粉遇碘变蓝色是淀粉的特性，人们常用淀粉的这个特性来鉴定淀粉的存在，在检测植物是否进行了光合作用时也用到碘液；图丁所示的实验是脱去叶片内的叶绿素，方法是用盛有酒精的小烧杯隔水加热；实验结束后，因叶绿素溶解到酒精里，所以酒精变成了绿色，叶片脱去叶绿素后变成了黄白色。
（5）光合作用的实质是把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时储存能量的过程。光合作用表达式为：二氧化碳+水有机物（贮存能量）+氧气，光合作用在光下才能进行，光是光合作用不可缺少的条件。光合作用的场所是叶绿体，含有叶绿素的细胞在光下才能进行光合作用。
20．下面是与光合作用相关的几个实验。
实验一：为了探究光合作用的场所是叶绿体，1881 年恩格尔将好氧细菌和水绵放在同一透明的容器中进行培养，一段时间后取里面的水绵制作成临时装片，并用光束照射水绵，通过显微镜观察，最后得出结论。
实验二：20世纪30年代美国科学家鲁宾、卡门为了探究产物O2中的O元素的来源，做了如下实验：给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氢盐（碳酸氢盐给小球藻的光合作用提供全部的CO2，而且不产生水，其他条件均相同），光照相同时间后，分别检测小球藻释放氧气中18O的比例，实验结果如表所示。（18O为示踪原子）
组别 水中18O的比例（%） 碳酸氢盐中18O的比例（%） 释放的氧气中18O的比例（%）
1 0.85 0.41 0.84
2 0.85 0.55 0.85
3 0.85 0.61 0.85
实验三：小柯拿着盛有水绵的试管走进一间暗室，然后将同一盏白炽灯放在离试管不同距离的地方进行照射并观察。观察数据如下表：
试管与灯的距离（cm） 5 10 15 20 25 30
每分钟产生的气泡个数 61 55 42 32 25 21
根据上述实验回答下列问题：
（1）实验一中当初恩格尔在用显微镜观察时能看到 现象。
（2）根据实验二鲁宾、卡门的实验结果，可得出的结论是 ，其依据是 。
（3）根据实验三，小柯想探究的问题是 。
【答案】 好氧菌向叶绿体被光束照射到的部位集中 氧气中的氧元素全部来自水 释放出来的氧气中18O的比例与水中18O的比例相同，和碳酸氢钠的18O的比例无关 光合作用强度与光照强度的关系
【分析】绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水合成有机物，并储存能量，同时释放出氧气的过程叫光合作用。
【详解】（1）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。如果上述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。恩吉尔曼的实验说明：好氧细菌只集中在叶绿体照光部位，说明这些部位含有氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体。
（2）由实验可知，光合作用释放的氧气中18O的比例与水中18O的比例接近，而未受碳酸氢盐中18O比例的影响，说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水（H2O）。
（3）根据表格数据可知，距离灯越近，金鱼藻产生的氧气（气泡）就越多，由于距离近光照会变强，距离远光照会变弱，所以这一现象说明光合作用与光照本身的强度有一定的关系。因此，小柯想探究的问题是光照强弱对光合作用的影响。
21．小金同学用如图所示的装置探究植物光合作用强度的影响因素。实验中，用生长状况相同的同种植物的若干新鲜叶片，测量液滴在毛细刻度管内移动的速度，实验结果如下表所示。（CO2缓冲液可使密闭小室内CO2的含量保持不变
组别 CO2含量/% 光照强度/lx 液滴移动速度/（mL/h）
1 0.03 0 2.24（向左移）
2 0.03 800 6.00（向右移）
3 0.03 1000 9.00（向右移）
4 0.03 1500 11.20（向右移）
（注：光照强度的单位为勒克司，符号为lx）
（1）根据小金同学的实验方案，可知他是通过 来反映植物光合作用的强度的。
（2）分析实验数据知，第2组实验中树叶光合作用产生氧气的速度约为 mL/h。
（3）在河道生态治理中，往往通过种植挺水植物（即植物的根生长在水底的泥中，茎、叶挺出水面）来减少浮游藻类的数量。结合上述实验现象，分析其原理： 。
【答案】 液滴移动的速度 8.24 挺水植物的茎叶遮挡了阳光，降低了水面光照的强度，影响了浮游藻类正常进行的光合作用
【详解】（1）树叶既进行呼吸作用消耗氧气，也能够进行光合作用消耗二氧化碳释放氧气，液滴右移，说明装置中的气体的体积增加，进而说明光合作用生成的氧气的条件大于消耗的氧气的体积，所以液滴移动的速度能够反映植物光合作用的强度，故填液滴移动的速度。
（2）组别1在无光的条件下，树叶只进行呼吸作用，消耗氧气释放二氧化碳，由于装置中二氧化碳保持恒定，减少的气体只有氧气，则此时液滴左移的速度代表消耗氧气的速度，组别2中树叶进行光合作用产生的氧气，一部分被呼吸作用消耗，另一部分释放到装置中，导致液滴右移，所以光合作用实验生成的氧气是呼吸作用消耗的氧气与释放到装置中的氧气的和，则组别2树叶进行光合作用生成氧气的速度=2.24 mL/h+6.00 mL/h=8.24 mL/h，故填8.24。
（3）挺水植物的茎叶遮挡了阳光，降低了水面光照的强度，影响了浮游藻类正常进行的光合作用，进而使浮游藻类植物不能正常生成，导致其数量大减，故填挺水植物的茎叶遮挡了阳光，降低了水面光照的强度，影响了浮游藻类正常进行的光合作用。
22．临海邵家渡有“浙东草莓之乡”之称。目前，“邵家渡草莓”商标正式使用，大大提升了市场竞争力。对于提高温室大棚中种植草莓的产量，果农们有以下的经验分享。（图为大棚草莓）
草莓喜光，果农们一般选用无色透光的材料作为大棚膜，大棚膜要经常去除灰尘，保证良好的透光率；若光照不足时，每天早上用补光灯补光3-4小时。在草莓生长初期和开花后，可以人工施用二氧化碳气肥。施肥方法：在棚内草莓上端50厘米处悬挂“二氧化碳发生器”，若将“二氧化碳发生器”放在草莓底部则效果不佳。每天9时-16时，施用二氧化碳气肥效果最佳。在果实膨大期，大棚温度白天宜控制20～25℃左右，夜间宜控制6～8℃左右。
结合上述信息，综合运用所学知识对以上经验能提高草莓产量的原因做出科学解释。
【答案】通过增加光照时间和光照强度、增加原料二氧化碳浓度和白天适当提高温度增加光合作用的强度，制造较多的有机物；夜晚适当较低温度减弱植物的呼吸作用，减少有机物的消耗
【分析】提高产量从促进光合作用和抑制呼吸作用两个方面考虑，即尽可能的正确光合作用，减弱呼吸作用，就能使植物体内的有机物得以积累，作物的产量就能增加。
【详解】提高产量从促进光合作用和抑制呼吸作用两个方面考虑。白天有光，植物能进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用，所以增加二氧化碳的浓度、延长光照时间，植物的光合作用越强，制造的有机物就越多。夜晚无光，植物只能进行呼吸作用和蒸腾作用。由于在一定范围内，温度越低，植物的呼吸作用就越弱，消耗的有机物就越少，所以夜晚适当降低温度，也能使农作物的产量提高。因此，综合运用所学知识对以上经验能提高草莓产量的原因做出科学解释胃：通过增加光照时间和光照强度、增加原料二氧化碳浓度和白天适当提高温度增加光合作用的强度，制造较多的有机物；夜晚适当较低温度减弱植物的呼吸作用，减少有机物的消耗。
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3.6光合作用（分层训练）
【基础达标】
1．我国最早的农书《齐民要术》记载有“正其行，通其风”，其蕴含的生物学原理是通风透光为光合作用提供（ ）
A．二氧化碳和光照 B．氧气和光照 C．氧气和能量 D．二氧化碳和能量
2．为探究植物光合作用的原理，某校学生设计了如下图所示的实验装置，在同样光照的条件下，数天后植物生长最茂盛的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示为密闭培养室中，放置秋海棠和无秋海棠情况下，一天中氧气浓度变化曲线图。为证明秋海棠能够提高室内氧气浓度，需要比较的两个时间点是（ ）
A．①② B．①③
C．③④ D．①④
4．下列关于植物光合作用、呼吸作用的叙述正确的是（ ）
A．光合作用释放能量，呼吸作用储存能量
B．蔬菜大棚夜间进行光照是为了促进植物的呼吸作用
C．储藏粮食的仓库留有通风窗，是为了促进植物细胞的光合作用
D．栽培绿植的花盆底部通常有小孔，是为了促进植物根细胞的呼吸作用
5．科学小组在探究光合作用所需条件时，暗处理后，分别对三组天竺葵的叶片做如下处理：①用铝箔包住；②浸没在冷开水中；③切断叶脉。光照一段时间后，经检测发现均无淀粉产生，则三组实验可证明光合作用所需的条件分别是（ ）
A．叶绿体、光照、水分 B．光照、空气、水分
C．光照、水分、空气 D．空气、叶绿体、水分
6．如图所示某植物上的绿叶经光照24h后，脱色并用碘液处理，结果锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验可以证明光合作用（ ）
A．需要叶绿体 B．需要二氧化碳 C．需要光照 D．放出氧气
第6题图 第7题图
7．某生物兴趣小组的同学用金鱼藻做实验材料，进行植物光合作用的探究（如图）。下列关于该实验的叙述，不正确的是（ ）
A．该实验探究的问题是植物光合作用是否产生氧气
B．在实验前要对金鱼藻进行暗处理，消耗原有的淀粉
C．多放些金鱼藻，可使实验现象更明显
D．收集到的气体可使快要熄灭的卫生香复燃
8．如图是绿色植物光合作用过程示意图。下列叙述不正确的是（ ）
A．图中[A]叶绿体是进行光合作用的场所
B．光合作用的原料是图中[③]二氧化碳和[④]水
C．光合作用的产物是图中[①]淀粉和[②]氧气
D．绿色植物进行光合作用的主要器官是叶
9．已知光合作用所产生的淀粉会储存在叶片中，为探究光合作用的条件和产物，某科学兴趣小组用天竺葵设计的实验如图所示。
（1）正确的实验步骤是甲 （每幅图只能用一次）。
（2）图丁中把叶片放到盛有酒精的小烧杯中加热，目的是 。
（3）该实验的结论是 。
（4）为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图戊中某一正常生长的叶片黑暗处理一昼夜，先切断主叶脉，随后光照4小时，再进行淀粉检验，该实验基于的假设是 。
10．如图1为某植物叶片所进行的A、B两项生理活动，图2为该植物在夏季晴朗的一天24小时内呼吸作用和光合作用的变化曲线。请根据图回答下列问题：
（1）图1中，白天和晚上都能进行的生理活动是 （填A或B）。
（2）图2中，代表光合作用的曲线是 （填甲或乙）。
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【巩固提升】
11．利用中子数不同的两种氧原子18O和16O标记水和二氧化碳分子中的氧原子，进行了如图实验，则光合作用产生的O2（ ）
A．全部来自CO2
B．全部来自H2O
C．大部分来自CO2，小部分来自H2O
D．小部分来自CO2，大部分来自H2O
12．在做“绿叶在光下制造有机物”的实验过程中，有如图所示的实验环节，
（提示：1标准大气压下，酒精的沸点是78℃）以下对该环节的描述不正确的是（ ）
A．大烧杯中装有水，小烧杯中装有酒精
B．该环节结束后叶片变成黄白色
C．酒精的作用是溶解叶绿素
D．持续加热小烧杯中的温度会达到100℃
13．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．该实验中起对照作用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
14．如图是“检验光合作用需要二氧化碳”的实验装置。下列叙述不正确的是（ ）
A．实验前应将两支长势相同的枝条进行暗处理
B．甲乙两装置中加入的清水和氢氧化钠溶液应等量
C．甲乙装置均需要同样光照
D．叶片经过处理后滴加碘液，甲中叶片不变蓝
15．“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，经图一所示的暗处理后，下列叙述中不正确的是（ ）
A．图二中遮光部分和未遮光部分形成对照
B．图三的作用是褪去叶片中的绿色
C．图四中遮光部分滴加碘酒后变蓝色
D．结论是光合作用需要光，能产生淀粉
16．下面的式子表示绿色植物体内进行的a、b两项生理活动，其中的A和B分别是两种不同的物质。对该式子的叙述中，正确的是（ ）
A．生理活动a、b只能在有光的条件下进行
B．活的植物体内的细胞都能进行生理活动b
C．生理活动a所需的A物质和水由生理活动b提供
D．生理活动b所释放的能量是B物质中储存的能量
17．如图为恒温密闭玻璃温室大棚内一昼夜的二氧化碳浓度变化曲线。下列说法不正确的是（ ）
A．光合作用开始于6时，结束于18时
B．大棚植物在18时有机物积累最多
C．6时和18时的光合作用强度与呼吸作用强度相等
D．E点比A点低，大棚植物才能正常生长
18．在“互联网+新农业应用”中，农民可通过实时监控为农作物提供最佳的生长环境。如图表示大棚内某蔬菜二氧化碳吸收量与光照强度的关系，如表表示不同温度下对该蔬菜分别进行光照和暗处理各12小时后的结果。下列分析正确的是（ ）
温度（℃） 10 15 20 25 30 35
光照下吸收二氧化碳（mg/h） 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下释放二氧化碳（mg/h） 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
A．AB段只进行呼吸作用，不进行光合作用
B．BC段只进行光合作用，不进行呼吸作用
C．如表所示说明温度控制在10℃时，该蔬菜在24小时内积累的有机物最少
D．大棚种植蔬菜的产量与温度、光照、二氧化碳等因素有关
19．小滨整理了以下科学史上科学家对光合作用研究的材料，回答相关问题。
材料一：2400多年前古希腊学者亚里士多德提出，植物生长发育所需的物质全来自土壤。
材料二：17世纪，比利时海尔蒙特把一棵2.3kg的柳树种在装有干重90.8kg土壤的木桶里，并只用雨水浇灌，五年后，再次称重，发现柳树增加了76.7kg，而泥土烘干后的质量仅减少了0.1kg，如图甲所示。
材料三：18世纪，英国普利斯特利通过如图乙实验发现，A钟罩内的小鼠很快死亡，B钟罩内的小鼠却可活较长时间。
材料四： 1864 年，德国萨克斯发现绿色植物在光下还能合成淀粉等物质。1897年人们首次把绿色植物的上述生理现象称为光合作用。
（1）海尔蒙特得出结论是：水分是植物生长的主要养料。这个看起来很有说服力的结论有一个重要的遗漏，那就是忽略了植物也可能从 得到物质。
（2）普里斯特利的实验发现B钟罩内的小鼠可存活较长时间，原因是 。
（3）萨克斯做过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。 将叶片脱色后，再用碘蒸汽处理，结果遮光部分的叶片无颜色变化，而光照部分的叶片显示深蓝色（如图丙）。“将绿色叶片先放在暗处数小时”这样做的目的是让叶片中原有的 转运耗尽，该实验的结论是 。
（4）为便于观察需要进行如图丁的实验，该装置在实验中的作用是 。
A．分解叶片中的有机物 B．把叶片煮熟
C．脱去叶片中的叶绿素 D．除去叶片中的淀粉
（5）正是由于科学家锲而不舍地探索，我们才对光合作用有了总体的认识。请写出光合作用的文字表达式： 。
20．下面是与光合作用相关的几个实验。
实验一：为了探究光合作用的场所是叶绿体，1881 年恩格尔将好氧细菌和水绵放在同一透明的容器中进行培养，一段时间后取里面的水绵制作成临时装片，并用光束照射水绵，通过显微镜观察，最后得出结论。
实验二：20世纪30年代美国科学家鲁宾、卡门为了探究产物O2中的O元素的来源，做了如下实验：给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氢盐（碳酸氢盐给小球藻的光合作用提供全部的CO2，而且不产生水，其他条件均相同），光照相同时间后，分别检测小球藻释放氧气中18O的比例，实验结果如表所示。（18O为示踪原子）
组别 水中18O的比例（%） 碳酸氢盐中18O的比例（%） 释放的氧气中18O的比例（%）
1 0.85 0.41 0.84
2 0.85 0.55 0.85
3 0.85 0.61 0.85
实验三：小柯拿着盛有水绵的试管走进一间暗室，然后将同一盏白炽灯放在离试管不同距离的地方进行照射并观察。观察数据如下表：
试管与灯的距离（cm） 5 10 15 20 25 30
每分钟产生的气泡个数 61 55 42 32 25 21
根据上述实验回答下列问题：
（1）实验一中当初恩格尔在用显微镜观察时能看到 现象。
（2）根据实验二鲁宾、卡门的实验结果，可得出的结论是 ，
其依据是 。
（3）根据实验三，小柯想探究的问题是 。
21．小金同学用如图所示的装置探究植物光合作用强度的影响因素。实验中，用生长状况相同的同种植物的若干新鲜叶片，测量液滴在毛细刻度管内移动的速度，实验结果如下表所示。（CO2缓冲液可使密闭小室内CO2的含量保持不变
组别 CO2含量/% 光照强度/lx 液滴移动速度/（mL/h）
1 0.03 0 2.24（向左移）
2 0.03 800 6.00（向右移）
3 0.03 1000 9.00（向右移）
4 0.03 1500 11.20（向右移）
（注：光照强度的单位为勒克司，符号为lx）
（1）根据小金同学的实验方案，可知他是通过 来反映植物光合作用的强度的。
（2）分析实验数据知，第2组实验中树叶光合作用产生氧气的速度约为 mL/h。
（3）在河道生态治理中，往往通过种植挺水植物（即植物的根生长在水底的泥中，茎、叶挺出水面）来减少浮游藻类的数量。结合上述实验现象，分析其原理： 。
22．临海邵家渡有“浙东草莓之乡”之称。目前，“邵家渡草莓”商标正式使用，大大提升了市场竞争力。对于提高温室大棚中种植草莓的产量，果农们有以下的经验分享。
草莓喜光，果农们一般选用无色透光的材料作为大棚膜，大棚膜要经常去除灰尘，保证良好的透光率；若光照不足时，每天早上用补光灯补光3-4小时。在草莓生长初期和开花后，可以人工施用二氧化碳气肥。施肥方法：在棚内草莓上端50厘米处悬挂“二氧化碳发生器”，若将“二氧化碳发生器”放在草莓底部则效果不佳。每天9时-16时，施用二氧化碳气肥效果最佳。在果实膨大期，大棚温度白天宜控制20～25℃左右，夜间宜控制6～8℃左右。
结合上述信息，综合运用所学知识对以上经验能提高草莓产量的原因做出科学解释。
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