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例1-1.如图,甲、乙、丙表示呼吸系统的组成及肺的结构,下列叙述错误的是( )
A.甲图中的7包括呼吸道和肺,6是气体交换的场所
B.乙图中的8表示肺泡,肺由大量的肺泡组成
C.丙图中的B表示氧气,A表示二氧化碳
D.丙图中气体交换的原理是气体的扩散作用
例1-2.下列关于呼吸的说法中,不正确的是( )
A.呼吸道会使进入肺部的气体变得湿润、温暖和清洁,因此在雾霾天气出门无需防护
B.平静吸气时,肋间肌和膈肌均收缩
C.氧气从外界进入人体血液中的路线是:鼻→咽→喉→气管→支气管→肺泡→肺泡周围的毛细血管网
D.“食不言,寝不语”中“食不言”的原因是避免吞咽时说话导致食物进入气管
1.如图所示是模拟膈肌运动的示意图,下列分析正确的是()
A.甲表示吸气过程,膈肌舒张 B.甲表示呼气过程,膈肌收缩
C.乙表示呼气过程,膈肌舒张 D.乙表示吸气过程,膈肌收缩
2.咳嗽是正常的生理反应,人体可通过咳嗽将进入气管的异物排出体外,下列表示咳出异物时呼吸道内气流方向和肺内气压P内、外界气压P外大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
例2-1.我国争取2060年前实现“碳中和”,即二氧化碳的排放与吸收互相平衡。下列途径中不属于排放二氧化碳的是( )
A.生物的呼吸作用 B.绿色植物的光合作用
C.化石燃料的燃烧 D.微生物的氧化分解
例2-2.某同学设计并完成了如图所示的四个实验。下列叙述正确的是( )
A.甲实验前暗处理的目的是将叶片内的淀粉运走耗尽
B.乙实验收集的气体是二氧化碳
C.丙实验的现象是澄清的石灰水不变浑浊
D.丁实验说明萌发种子的呼吸作用产生氧气
例2-3.小科同学参加了校兴趣小组在玻璃温室里进行的植物栽培实验。他们对温室内空气中的CO2浓度进行了24小时不间断的测定,并根据测得的数据绘制了如图所示的曲线。请问图中表示温室内植物光合作用与呼吸作用速度相等的点是( )
A.a、b B.b、c C.a、c D.b、d
例2-4.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。往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,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)若将该不透光的装置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2-5.为了探究“小鼠生命活动释放热量快慢的影响因素”,小科设计了如下实验:
①取图甲所示的三个相同的装置;
②取大小相近、年龄相同的同种小鼠2只,按图乙A、B、C设置进行实验;
③将三个装置放在相同且适宜的环境中,每隔1小时观测一次,连续观测5小时。
1.根据上述实验过程可知,小科的猜想是_____________。
2.实验过程中“每隔1小时观测一次”,应观测的现象是_____________。
3.为了使实验现象更明显,请写出一种改进的方法_____________。
1.为研究植物的呼吸作用,同学们将萌发的和煮熟的大豆种子放在两个广口瓶中密封,一段时间后打开瓶塞( )
A.甲、乙瓶中分别是煮熟的和萌发的种子
B.实验开始前两瓶中种子的大小、数量相同
C.实验只能在晚上无光时进行
D.该实验说明呼吸作用产生二氧化碳
2.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.为了使实验现象更明显,可换用更细的玻璃管
C.实验时为便于操作和观察,应该用手握紧试管
D.为更好地控制变量,可在B试管内放入等数量的同种死昆虫
3.小平同学利用如图所示装置探究动物呼吸作用,实验步骤如下:
①连接好装置,检查装置的气密性。
②按图中所示分别放入小鼠、澄清石灰水和清水。
③一段时间后观察澄清石灰水的变化、U形管A、B两侧液面升降。
(1)实验中,小平观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊,说明____________。
(2)若要得出“动物呼吸作用需要消耗氧气”的结论,小平接下来的操作和观察到的现象分别是____________。
(3)小平设计的实验方案的不足之是____________。
4.如图是测定光合作用速率的装置,在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液(作用是使装置内的(浓度保持相对稳定),试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离经计算获得。在不同强度的光照条件下,测得气体体积变化如图所示。
(1)当光照强度为15千勒克司,1小时光合作用产生该气体的量为___________毫升。
(2)为了使实验结果更具说服力,本实验还应设置对照实验。在光照相同的情况下,如果对照组刻度管中的红色液滴较初始位置向右移了5毫升,其可能的原因是___________。
(3)理想条件下将某绿色植物放在特定实验装置中,研究温度对光合作用与细胞呼吸的影响,获得的实验数据如下表所示,回答相关问题:
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收的二氧化碳量 1.0 1.75 2.5 3.25 3.75 3.5 3.5
黑暗中释放的二氧化碳量 0.5 0.75 1.0 1.5 2.25 3.0 3.5
①若实验过程中昼夜一直不停光照,则温度约为___________时植物生长速度最快。
②若每天提供12小时光照,其余时间黑暗处理,则24小时内植物有机物积累量最大时的温度约为___________。
5.科学兴趣小组用如图所示的自制装置来验证种子呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳、放出热量。
自制装置:由瓶盖挖孔的厚壁玻璃瓶和塑料瓶套在一起,两瓶口接缝处打玻璃胶组成简易保温瓶.塑料瓶内插有探针温度计和氧气传感器.装置各处密封性能良好。
实验器材:萌发的绿豆种子、煮熟的萌发的绿豆种子、两套自制装置、澄清石灰水。
实验步骤:
①向两套装置的塑料瓶中分别放入等质量的萌发的绿豆种子和煮熟的萌发的绿豆种子;
②两个小试管分别用细线挂于两个简易保温瓶内部,用来收集简易保温瓶内气体;
③将两个装置置于黑暗温暖处一段时间;
④观察两组装置中氧气传感器的示数;
……
1.实验步骤①起到______作用。
2.将实验步骤补充完整________。
6.小李同学为了探究植物体的呼吸作用,依照课本中的三个演示实验,也操作了一遍,并认真观察了实验现象(如图所示)。据图回答问题。
(1)图(一)所示的实验装置,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_____,这说明种子萌发时,分解有机物放出了_____。
(2)图(二)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。甲瓶中蜡烛熄灭,因为种子萌发时消耗了瓶内的_____。图乙在此实验中起的作用是_____。
(3)图(三)中,甲、乙两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,一段时间后,甲瓶比乙瓶中温度高,这说明萌发的种子_____。
例3-1.将放置于黑暗处24小时的银边天竺葵(叶片边缘部分的细胞中无叶绿体),作如图处理后,在阳光下照射一段时间,取下实验叶片脱色.漂洗.滴加碘液.再漂洗。会变蓝的部分是( )
A.甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处
例3-2.枫香是浙江省内常见的本土彩叶树种,深秋温度降低后,叶绿素分解,叶片由绿色转为红色。研究发现,进入秋季后枫香的光合速率逐步下降。下列有关光合作用速率下降原因分析错误的是( )
A.叶绿素被分解,光合作用功能减弱 B.深秋季节温度较低,酶的活性减弱
C.深秋季节降水少,光合作用原料缺乏 D.深秋季节树木呼吸减弱,空气中减少
例3-3.小杭同学利用天竺葵做植物光合作用和呼吸作用的相关实验,请回答下列问题:
(1)小杭在探究“植物光合作用的条件和产物”实验中,主要实验步骤如图所示,正确顺序是___________(用字母表示),该实验能够证明_____________是光合作用的必要条件。
A.光照4h B.褪色C.显色
D.暗处理 E.滴碘液
(2)在探究“温度对光合作用与呼吸作用影响”的实验中,小杭同学将五组长势相同的天竺葵分别放置于温度不同的密闭装置中,控制水分、光照等其它条件相同且适宜。一段时间后,通过传感器测装置中的CO2浓度,并计算容器中CO2减少与增加的速率。记录数据如下表所示。小杭同学通过__________反映天竺葵的呼吸作用速率。根据表中数据可知,相同光照条件下,温度对天竺葵光合作用速率的影响是____________。
组别 A B C D E
温度(℃) 15 20 25 30 35
光照下容器中CO 减少速率(mg/h) 2.50 3.25 3.75 3.50 2.50
黑暗下容器中CO 增加速率(mg/h) 1.00 1.50 2.25 3.00 3.25
(3)如图乙表示大棚内A、B两种植物的光合作用速率(用二氧化碳吸收量来表示)与光照强度的关系曲线。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。
例3-4.科学家探索光合作用过程和本质经历了漫长的历程。我们知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物,并释放氧气。H2O和CO2均含有O,那么O2中的O是来源于什么物质呢?
资料一:19世纪末,科学家普遍认为:CO2在光的作用下被分解为CO和(O2。资料二:范 尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式,与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后,建立了猜想。
紫硫细菌:CO2+2H2S (CH2O)(糖类)+2S+H2O
高等植物:CO2+2H2O (CH2O)(糖类)+O2+H2O
资料三:英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和高铁盐(作氧化剂,不产生氧气),并除去装置内的CO2 , 在光照下发现密闭装置中产生了O2。
资料四:美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氢盐(释放二氧化碳,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是表示中子数为10的氧原子,可作为示踪原子)
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
(1)通过资料二中的比较分析,可以作出的猜想是________。
(2)希尔实验能否证明光合作用产生的O2全部来源于H2O?请作出判断并说明理由
(3)分析鲁宾、卡门的实验结果,可得出的结论及相应的依据分别是________。
1.专家把绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品,海洋提供的食品叫蓝色食品,通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下列属于绿色食品的是( )
A.海带 B.大米 C.食醋 D.食盐
2.某科学兴趣小组进行了“绿叶在阳光下制造淀粉”的实验,实验过程如下图所示:
(1)为了避免叶片中原有有机物的干扰,步骤①中“一定环境”是指温度适宜的__________环境。
(2)步骤⑤中仪器甲的名称是__________。
(3)步骤②中,兴趣小组采取“对同一张叶片进行部分遮光,而不是一张叶片不遮光另一张叶片完全遮光”的对照方法,其优点是__________。(列举一点)
(4)小明按如图步骤进行实验,滴加碘液后观察到叶片未遮光部分呈现棕黑色,与预期的蓝色不符,老师指出其实验操作③中存在问题,请提出改进措施:__________。
3.某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的影响因素,设计了如图所示的甲,乙两个实验装置,请根据如图回答问题。(提示:氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用)
(1)为了使实验结果更科学,兴趣小组的同学先对装置中的所有叶片进行了暗处理,然后放在阳光下照射几个小时,此时若将叶片摘下,酒精隔水加热,碘液染色,你认为______(填字母)瓶中的叶片会全部变蓝。
(2)装置若要探究光照对光合作用的影响,则需选择______(填字母)进行对照。
(3)D瓶上方玻璃管中的红墨水会向左移动,是因为D瓶中的叶片进行______(填生理作用)导致的结果。
4.小明观察到晚上公园里通常使用绿色光源照射树木,很少用其他颜色的光源。他猜测可能不同颜色的光照射下,植物光合作用强弱不同。小明利用图甲装置进行如下探究:
①将等量的水草放在四个相同的锥形瓶中,分别往锥形瓶中加入等量同种CO2缓冲液,以维持装置内CO2含量的稳定,连接毛玻璃管和锥形瓶。
②A:在毛细玻璃管左侧塞上橡皮塞;
B:在毛细玻璃管中添加红墨水;
C:将锥形瓶浸入温度适宜的水浴中一段时间。
③将四个装置放到四个黑暗的小室,一组不照光,其他三组分别照射相同强度的蓝光、红光、绿光,保持光源到水草的距离相等。每隔3min记录U型管左右液面的高度差,绘制成曲线如图乙。
(1)实验过程中,无光组U型管左右两侧液面的高低情况是_______。
(2)将步骤②中A、B、C三个操作进行排序,合理的是_______。
(3)分析曲线,得出实验结论:_______。
课外拓展:晚上照绿光既能满足照明所需,又对植物正常生长干扰较小。
5.光合作用是植物体重要的生命活动,其研究经历了漫长的历程,部分资料如下:
资料一:1754年邦内特实验:用光照射漫在水中的植物,其叶片上会产生大量气泡,后来证实这种气体就是氧气,并通过气泡产生的速率来判断光合作用速率。
资料二:1881年恩格尔曼的水绵实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗且无空气的环境里,用极细的光束照射水绵,用显微镜观察发现好氧细菌集中在被光束照射的叶绿体部位。若临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在所有受光照的叶绿体周围。
(1)证实邦内特实验中收集到的气体为氧气的操作为______________。
(2)某同学在重复邦内特实验时,发现气泡产生速率过快而影响计数的精准度,请你提出一个减慢气泡产生速率的措施:_______________。
(3)通过恩格尔曼的实验,可以得出植物光合作用需要___________。
6.小温为了探究不同颜色的光对植物光合作用的影响,实验步骤如下:
①取三个相同的无色透明玻璃瓶,设置A、B、C三组实验,分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和缓冲液(用于维持瓶中含量稳定);
②分别在导管中注入一滴红墨水,塞上橡皮塞,关闭活塞,控制红墨水初始位置相同;
③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射(如图所示):
④光照相同时间后,红墨水均向______移动,测得红墨水移动的距离分别为、、,且,多次重复实验后,结果相同。
(1)选取等量的菠菜叶的目的是:______。
(2)步骤④中,红墨水均向______移动(填“左”或“右”)。
(3)根据实验结果,可以得出的结论是:______。
(4)小外查阅资料发现,气孔开放程度会影响植物的光合作用,气孔开放程度越大,光合作用越强。小外做了用不同单色光及次序组合的单色光照射叶片,检测气孔的开放程度,结果如图所示。结合图像可以得出怎样处理能使植物光合作用最强:______。
7.光合作用释放的氧气来自原料CO2还是H2O呢?科学家鲁宾和卡门曾对这个问题进行了研究,在实验中他们利用18O作为标记物,制备了三份相同浓度的碳酸氢盐溶液,三份溶液的碳酸氢盐和水都含有不同的18O百分比,将小球藻放入这三种溶液并光照,然后分析产生的氧,得出结论:光合作用产生的氧来自水。
资料:
I、中子数为8的氧原子可用16O来表示,18O是表示中子数为10的氧原子;自然界的氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3,其中16O占99.76%(可视为100%)。
II、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。
Ⅲ、在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数。
(1)16O、标记物18O都属于氧元素,其位置大致在元素周期表的 方。
(2)如图是三个实验中,在水、碳酸氢盐、氧气各物质中18O所占氧元素的比例,请根据实验过程和结论,完成第三个实验的碳酸氢盐和氧气中18O百分比的条形图。
(3)鲁宾和门通过测生成氧气的密度来确定氧气中18O含量。若有一瓶氧气,只含18O和16O,且个数比为1:1。结合资料,计算在标准状况下该瓶氧气的密度为 千克/米3。
8.学校菜园采用滴灌方式浇水,学习小组研究了不同增氧滴灌方式对小白菜产量的影响,A组对水源进行物理增氧,利用仪器震动,B组对水源进行化学增氧后加入化学药品,C组水源为普通自来水,栽培装置如图甲:
(1)图乙是部分实验结果,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,请你推测原因是 __________。
(2)由图乙可知,__________是最佳的增氧滴灌方式。
(3)根据实验结果,若要向菜农广泛推广最佳增氧滴灌方式,你认为还需要做哪些方面的调查研究__________?
光合作用 呼吸作用
反应式
场所 叶绿体 活细胞
条件 光 有光无光均可
物质变化 无机物→有机物 有机物→无机物
能量变化 光能→有机物中的化学能(贮存能量) 化学能→其他形式的能量(释放能量)
相互联系 既互相矛盾又互相依赖。光合作用制造的有机物是地球上异养生物所需的有机物的来源,为呼吸作用提供了物质(有机物和氧气),呼吸作用为生物的生命活动(光合作用)提供了能量和部分原料CO2。
例4-1.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影响。实验以测得二氧化碳减少量和增加量为指标,实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 40
光照下CO2减少量(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 2.90 2.40
黑暗下CO2增加量(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 2.90
A.每天光照12小时,温度为比时植物生长快
B.昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是
C.时,有光情况下,光合作用速率比呼吸作用速率快
D.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
例4-2.如图甲所示,校科学社团的同学利用玻璃罩模拟温室大棚种植番茄。如图乙所示展示了该番茄在夏季某天呼吸作用和光合作用的活动强度的变化情况。
(1)当番茄植株在光照条件下放置一段时间后,玻璃罩内壁会出现水珠。出现这些水珠的主要原因是番茄进行蒸腾作用产生的水蒸气在玻璃罩内壁发生了______________________(填物态变化)。
(2)图乙中,曲线I表示植物的______________________(选填“光合作用”或“呼吸作用”)活动强度变化情况,番茄有机物积累最多的点是______________________(填字母)。
(3)为提升番茄的光合作用活动强度,小科往玻璃罩内加入适量的碳酸氢钠,其缓慢分解,可产生________________(填气体),作为光合作用的原料。
1.绿色植物在生物圈中具有重要的作用,请据图判断错误的一项是( )
A.若甲图叶片正在进行光合作用,则①③分别代表二氧化碳和水分
B.若甲图叶片正在进行呼吸作用,则①②分别代表氧气和二氧化碳
C.图乙的M点时,植物只进行呼吸作用
D.图乙中植物要积累有机物,大棚内光照强度至少应大于P点。
2.我很高兴地在家里养了一盆绿色植物,得意地对爸爸说:“我要养在我的小房间里,这样我就可以天天呼吸新鲜空气了!”爸爸却说,晚上植物会和我争夺氧气。爸爸说得对吗?请你设计一个实验帮帮我,看看爸爸说得对还是我说得对,好吗?
3.如图所示是大豆种子在萌发成幼苗的过程中,根据其鲜重和干重的变化而绘制的两条曲线(X和Y),请分析回答:
(1)曲线a→c的变化主要是由于______________________________________________。
(2)曲线c→d的变化主要是由于_____________________________________________________________________。
(3)大豆萌发一个月后,植物通过细胞呼吸作用,为物质吸收、细胞分裂、生长发育提供了__________和各种原料。
读懂下列两幅图形
例5-1.如图表示在有风和无风两种条件下,蒸腾速率与气孔大小之间的关系。在图中哪一点蒸腾作用与是否有风无关( )
A.A点 B.B点 C.C 点 D.D点
例5-2.如图曲线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。下列分析正确的是( )
A.N点表示该植物既不进行光合作用也不进行呼吸作用
B.MP段表示该植物的光合作用随光照强度的增强而增强
C.MN段表示该植物只进行呼吸作用
D.NP段表示该植物只进行光合作用
例5-3.近年来我们周边新建了许多水果、蔬菜采摘园,到采摘园现场采摘,既能亲近大自然,又能体验到采摘的乐趣。某小组来到采摘园,在密闭温室内种植草莓幼苗并绘制了如图甲、乙所示光合作用和呼吸作用相关曲线。
(1)图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况。18~24时内,通过曲线可知光合作用强度___________(选填“大于”:“小于”或“等于”)呼吸作用强度;0~24时内,草莓幼苗的有机物质量积累最多的时刻是在___________时。
(2)图乙表示在白天条件不变的情况下,不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。实验表明在同一时间范围内,___________。由此可见,增加草莓产量可以采取的措施是___________。
例5-4.为研究外界因素对某种绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,某科学兴趣小组测定了在一定光照条件下,温度对该植物CO2的吸收量与释放量的影响,如图甲;温度为15℃时,光照强度对CO2的吸收量与释放量的影响,如图乙。(温馨提醒:本题CO2释放量是指植物呼吸作用1小时释放的CO2质量;CO2吸收量是指植物进行光合作用1小时所需原料的CO2的质量与CO2释放量的差值。)
请据图分析回答下列问题:
(1)综合分析上述两图,图甲中 CO2的吸收量曲线是在光照强度为_________点时绘制。
(2)提高作物产量可采取增大昼夜温差的措施,据图甲分析得知:白天最理想的温度应控制在_________左右。
(3)如果植物光合作用需要消耗的CO2总质量用 m1表示,植物呼吸作用释放的 CO2质量用m2表示,那么关于图甲中两条曲线交点 P 的意义,可用m1、m2表示的关系式是_________。
1.为探究“大棚中二氧化碳含量变化”,某兴趣小组制作了如图甲所示装置:用干燥、透明的密闭容器模拟大棚,其内放有一株吊兰,用传感器测定容器中二氧化碳含量。在室温25℃时,将装置放在有阳光照射的窗台上,容器中二氧化碳含量随时间变化的曲线如图乙所示(ppm表示百万分之一)。下列说法正确的是( )
A.吊兰进行光合作用时,主要将光能转化为热能
B.实验中发现容器内壁附有较多水珠,主要来自吊兰的呼吸作用
C.容器中二氧化碳含量下降的原因是此时吊兰只进行光合作用
D.CO2含量下降,说明实验过程中吊兰在不断制造有机物
2.如图表示时玉米光合作用强度与光照强度的关系,、、表示所在部位的面积,下列说法中不正确的是( )
A.表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 B.表示玉米光合作用产生的有机物总量
C.若土壤中缺N,则B点右移,D点左移 D.表示玉米光合作用有机物的净积累量
3.推理是科学家进行科学研究的工作方式和思维方法之一。某生物探究实验小组的同学在完成教材中“环境温度对呼吸作用的影响”的推理后,在当地现代智能温室内通过实验尝试对“同一种水果的含糖量与光照和温度有关”进行推理。下图中,甲图表示现代智能温室,乙图表示测定的温室内二氧化碳的浓度一天中的变化,丙图表示在白天条件不变的情况下,夜间温度控制在20 ℃和30 ℃时,分别测得温室内二氧化碳浓度的变化。请你根据所学知识完成以下推理过程:
(1)同一种水果的含糖量是由其积累的有机物多少决定的。图乙中,造成AB段和DE段二氧化碳的浓度上升的主要生理过程是____________,通过该过程,水果内的有机物的含量会_______;造成BD段二氧化碳浓度逐渐降低的主要生理过程是__________,水果内的有机物含量会______________。根据图乙,增加甲图中水果的含糖量可以采取的措施是___________________________________。
(2)图丙中,对比两条曲线,相同时间内,温度为________℃时,温室内二氧化碳浓度高,实验表明,在一定范围内,温度越高,水果的______________越强。可见,在白天条件不变的情况下,增加甲图中水果的含糖量可以采取的措施是______________。
4.兴趣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。回答下列问题
(1)实验中,叶在29℃时通过光合作用产生的有机物量是__________毫克。
(2)图乙是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。
5.清晨,不少市民喜欢到绿树成萌的公园散步,晨跑。有报道称清晨到林间锻炼身体对健康不利。小明对此产生兴趣,并进行了一系列探究。
探究一:小明取同一植物大小相同的两个枝条,分别标记为A、B.枝条A保留叶片,枝条B摘除叶片,然后,将它们分别插入两个大小相同盛有等量清水的量筒中。在量筒中滴加油滴,让油滴铺满水面。将图1两个装置放在相同环境条件下24小时,观察量筒中液面变化。
(1)实验探究的变量是: 。
(2)实验现象:A枝条量筒液面比B枝条量筒液面 。
(3)实验得出的结论: 。
探究二:小明将图2密闭装置连通二氧化碳浓度测定仪,在夏季晴朗的室外测定一昼夜二氧化碳浓度的变化,并绘制了如图3所示的曲线图,图4表示叶肉细胞中叶绿体、线粒体吸收和释放气体的过程示意图。
(4)图3表示光合作用速率等于呼吸作用速率的点是 (填字母)。
(5)叶肉细胞在图3中c点进行的生理过程与图4中 (填序号)过程相对应。
(6)绿色植物通过 在维持生物圈的碳﹣氧平衡中起重要作用。
(7)据图3可知,一天中 时左右氧气浓度最高,这是适宜到林间锻炼的最佳时间。
例6-1.植物也有激素,例如生长素、脱落酸等。植物叶片脱落酸的积累会导致气孔关闭。第1~4天持续干旱,第5天测定后浇水,大豆叶片相对含水量、气孔开放程度、脱落酸含量随时间变化情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸使叶片掉落,减少植物蒸腾作用,有利于植物适应干旱环境
B.浇水恢复正常状态后,叶片中脱落酸含量降低至接近0,使叶片恢复正常
C.干旱会引起叶片中脱落酸合成,导致气孔关闭,造成光合速率降低
D.植物在干旱环境下合成脱落酸,浇水后脱落酸含量降低,是植物做出的条件反射
例6-2.图甲中a、b、c分别表示金银花叶片所进行的某些生理活动,图乙为其在夏季某天呼吸作用和光合作用强度的变化曲线,请据图回答下列问题。
1.植物移栽时,往往在阴天和傍晚进行,其主要目的是减弱图甲中的______(选填“a”“b”或“c”及对应的名称)。
2.由图乙可知,金银花植株在这天内积累有机物最多的时刻是______时左右。
3.通过图乙的曲线Ⅰ发现金银花在中午12时左右,会出现“光合午休”现象,猜测是因为植物为避免过度失水损伤细胞,使叶片气孔孔径开度减小,从而引起CO2供应不足,净光合速率降低。为探究金银花产生“光合午休”的具体原因,科研人员测定了同一株金银花大小相同但向光角度不同的两种叶片(接收直射光照面积不同)在12时左右的部分指标,结果如表所示(叶片温度与气孔孔径开度有关)。
指标 净光合速率相对值 叶片温度(℃) 叶细胞内CO2浓度(mg/L)
直立叶 12.9 37.5 11.0
展平叶 8.8 37.7 11.6
经分析认为,气孔开度减小引起的叶细胞内CO2浓度不足,不是金银花“光合午休”的唯一原因,判断依据是______。
原来金银花“光合午休”现象还与叶片中的关键物质——D1蛋白(可促进光合作用)含量密切相关。研究表明:强光照会导致D1蛋白含量下降。为缓解金银花在中午12时左右出现“光合午休”现象,宜采取的措施是______(选填“适当遮荫”或“补充CO2”)。
1.小周探究植物蒸腾作用速率的影响因素,用普通塑料瓶做底座,增加装置稳定性,用精度较高的移液管(带刻度的玻璃管)代替普通导管,可测出细微液面变化,并可在短时间内得到较精确的实验结果。实验装置如下图所示:
实验步骤:①采摘同一部位长势一致留有10片叶的海桐枝若干,随机分成3组,每组3枝。②每隔对移液管液面高度进行一次读数,记录水位差数据。③每组实验重复3次,记录每组实验叶片失水平均值。以下为用蒸腾计装置探究环境因素对植物蒸腾速率的影响。
组别 温度/℃ 风速 光照情况 蒸腾计高度变化平均值
甲 30 三挡电扇 光照
乙 30 一档电扇 光照
丙 30 一档电扇 光照
丁 15 一档电扇 黑暗
请根据上述实验,回答下列问题:
1.小周基于________的猜想,进而设置了甲、乙实验。
2.如果h3>h4,小周认为能得出植物蒸腾作用与温度的关系,请判断是否正确并说明理由________。
3.若要证明植物的叶是水分散失的唯一器官,小周想利用图中器材设计方案,请用图示或文字的形式写在答题卡的相应区域________
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例1-1.如图,甲、乙、丙表示呼吸系统的组成及肺的结构,下列叙述错误的是( )
A.甲图中的7包括呼吸道和肺,6是气体交换的场所
B.乙图中的8表示肺泡,肺由大量的肺泡组成
C.丙图中的B表示氧气,A表示二氧化碳
D.丙图中气体交换的原理是气体的扩散作用
【答案】C
【分析】呼吸系统由呼吸道和肺两部分组成,其中,鼻腔、咽、喉、气管、支气管是气体进出肺的通道,称为呼吸道。呼吸道是气体进出的通道,有清洁、湿润、温暖吸入的空气的作用;肺是气体交换的场所,是呼吸系统的主要器官。图中1鼻腔,2咽,3喉,4气管,5支气管,6肺,7呼吸道,8肺泡,9肺泡壁和毛细血管壁,A表示氧气,B表示二氧化碳。
【详解】A.呼吸系统由7呼吸道和6肺两部分组成,肺位于胸腔内,左右各一,是气体交换的场所,A正确。B.乙图中的8表示肺泡,肺由大量的肺泡组成,有利于进行气体交换,B正确。C.丙图中的A表示氧气,B表示二氧化碳,C错误。D,血液流经肺泡外的毛细血管网时,由于气体的扩散作用,血液中的二氧化碳进入肺泡,肺泡中的氧气进入血液,所以图丙中气体交换的原理是气体的扩散作用,D正确。故选C。
例1-2.下列关于呼吸的说法中,不正确的是( )
A.呼吸道会使进入肺部的气体变得湿润、温暖和清洁,因此在雾霾天气出门无需防护
B.平静吸气时,肋间肌和膈肌均收缩
C.氧气从外界进入人体血液中的路线是:鼻→咽→喉→气管→支气管→肺泡→肺泡周围的毛细血管网
D.“食不言,寝不语”中“食不言”的原因是避免吞咽时说话导致食物进入气管
【答案】A
【分析】呼吸系统包括呼吸道和肺,呼吸道包括:鼻腔、咽、喉、气管、支气管。
【详解】A,呼吸道保证了气体的畅通;肺是气体交换的场所。鼻腔内鼻黏膜分泌的黏液可以湿润空气;鼻腔中有丰富的毛细血管,可以温暖空气;鼻腔中有鼻毛可以阻挡灰尘,黏液可以粘住灰尘,对空气有清洁作用。这些都是为了减少吸入的气体对呼吸道和肺的不良刺激。但呼吸道对空气的处理能力是有限的。因此在雾疑天气出门需要防护,A错误。B.吸气时,肋间肌和膈肌均收缩,胸腔容积扩大,气体进入肺,B正确。C.人体内氧气从外界进入人体内血液的路线是:鼻一咽一喉一气管一支气管一肺泡一肺泡周围的毛细血管网,C正确。D.人的咽喉是食物和空气的共同通道,气管在前,食管在后,气体和食物各行其道,有条不素,这就要归功于会厌软骨。人们吞咽食物时,喉上升,会厌软骨向后倾斜,将喉门盖住,食物顺利进入食管。下咽动作完成以后,会厌软骨又恢复直立状态,以便进行呼吸。倘若吃饭时谈笑风生就会使会厌软骨可能来不及盖下,食物进入气管引起咳嗽,D正确。故选A。
1.如图所示是模拟膈肌运动的示意图,下列分析正确的是( )
A.甲表示吸气过程,膈肌舒张 B.甲表示呼气过程,膈肌收缩
C.乙表示呼气过程,膈肌舒张 D.乙表示吸气过程,膈肌收缩
【解析】人处于吸气状态时,膈肌收缩,胸腔体积增大,外界气压比胸腔气压大;当人处于呼气状态时,膈肌舒张,胸腔体积缩小,外界气压比胸腔气压小。甲图膈肌向上运动表示膈肌舒张,胸廓上下径变小,肺回缩变小,表示的应是呼气状态。乙图肺扩张,膈肌应处于收缩状态,膈肌应该向下运动,乙图表示的是吸气状态。D选项符合题意。
2.咳嗽是正常的生理反应,人体可通过咳嗽将进入气管的异物排出体外,下列表示咳出异物时呼吸道内气流方向和肺内气压P内、外界气压P外大小关系正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,隔肌顶部升高,结果胸廓容积缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,完成呼气
【详解】在咳出异物时,呼吸道内的气流方向:在咳嗽达到顶峰即咳出异物时,气流是从肺部向外排出的;这意味着气流方向是向外的(排除BD)肺内气压与外界气压的关系:为了将异物从肺部咳出,肺内需要产生一个足够大的压力差,使得气流能够克服外界气压,顺利排出。因此,在咳出异物时,肺内气压(P内)是大于外界气压(P外)的,这样才能形成向外的气流(排除C)综上,在咳出异物时,呼吸道内的气流方向是向外的,且肺内气压(P内)大于外界气压(P外)。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
例2-1.我国争取2060年前实现“碳中和”,即二氧化碳的排放与吸收互相平衡。下列途径中不属于排放二氧化碳的是( )
A.生物的呼吸作用 B.绿色植物的光合作用
C.化石燃料的燃烧 D.微生物的氧化分解
【答案】B
【分析】大气中的二氧化碳增多就会出现“温室效应”。产生二氧化碳的活动有生产生活中化石燃料的燃烧,生物的呼吸作用、微生物的氧化分解等。
【详解】ACD,产生二氧化碳的活动有生产生活中化石燃料的燃烧,生物的呼吸作用、微生物的氧化分解等。所以都释放二氧化碳的途径,ACD不符合题意。B.绿色植物的光合作用能够吸收二氧化碳释放氧气,不属于释放二氧化碳的途径,B符合题意故选B。
例2-2.某同学设计并完成了如图所示的四个实验。下列叙述正确的是( )
A.甲实验前暗处理的目的是将叶片内的淀粉运走耗尽
B.乙实验收集的气体是二氧化碳
C.丙实验的现象是澄清的石灰水不变浑浊
D.丁实验说明萌发种子的呼吸作用产生氧气
【答案】A
【分析】(1)绿叶在光下制造有机物的实验步骤:暗处理一选叶遮光一光照一摘下叶片一酒精脱色一漂洗加碘一观察颜色。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)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。(3)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】A、选作实验的植物实验前已经进行了光合作用,里面储存了丰富的有机物(淀粉)。如不除去会对实验结果造成影响。所以,”实验前,甲装置都要放在黑暗处一昼夜,目的是阻止植物进行光合作用,同时利用呼吸作用将叶片内原有的淀粉运走耗尽,A正确。B、取一些金鱼藻,放在盛有清水的大烧杯中。在金鱼藻上面倒罩一短颈玻璃漏斗,漏斗颈上套上灌满清水的玻璃管。将上述装置移至阳光下照射,并观察现象。待气体充满试管的1/2时,取出玻璃管,迅速将快要熄灭的细木条插进管内,观察现象。管内的气体能使快要熄灭的细木条猛烈的燃烧起来。原因是氧气能助燃,能使快要熄灭的细木条重新燃烧,表明产生的气体是氧气,B错误。C、萌发的种子呼吸作用十分旺盛,通过呼吸作用产生大量二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以丙装置观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊,C错误。D,萌发的种子进行呼吸作用,消耗瓶中的氧气,所以燃烧的蜡烛熄灭,D正确。故选A。
例2-3.小科同学参加了校兴趣小组在玻璃温室里进行的植物栽培实验。他们对温室内空气中的CO2浓度进行了24小时不间断的测定,并根据测得的数据绘制了如图所示的曲线。请问图中表示温室内植物光合作用与呼吸作用速度相等的点是( )
A.a、b B.b、c C.a、c D.b、d
【答案】B
【分析】阅读题干和题图可知,本题是光合作用与呼吸作用对密闭温室内的CO2浓度的影响,先分析曲线明确曲线的走势和成因,然后对选项进行判断.
【详解】分析曲线可知,ab段光合作用小于呼吸作用,温室内二氧化碳浓度逐渐增加,此段随时间的推移光照强度越来越强,光合作用强度也越来越强呼吸作用与光合作用的差值越来越小,b点光合作用与呼吸作用强度相等;bc段光合作用大于呼吸作用,此段时间内,由于光照强度先增强,然后逐渐减弱,光合作用的强度也是先增强然后减弱,c光合作用与呼吸转移强度又相等。因此在曲线中,光合速率与呼吸速率相等的点是b、c两点。B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
例2-4.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。往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,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)若将该不透光的装置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】证明二氧化碳是活的菠菜细胞进行呼吸作用释放出来的 A试管溶液变黄色,B试管溶波不变黄 温度影响植物进行呼吸作用
【分析】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)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)根据题干提示:往BTB溶液中通入二氧化碳,溶液颜色从蓝色变为黄色可知,如果实验中A试管溶液由蓝色变为黄色,B试管溶液没有变为黄色,可证明,活的菠菜植物细胞进行呼吸作用产生了二氧化碳。(3)若将该不透光装置放在阳光下重复实验,由于阳光存在,会使塑料袋周围的温度上升,从实验现象可推知,较高的温度可以促进植物进行呼吸作用。
例2-5.为了探究“小鼠生命活动释放热量快慢的影响因素”,小科设计了如下实验:
①取图甲所示的三个相同的装置;
②取大小相近、年龄相同的同种小鼠2只,按图乙A、B、C设置进行实验;
③将三个装置放在相同且适宜的环境中,每隔1小时观测一次,连续观测5小时。
1.根据上述实验过程可知,小科的猜想是_____________。
2.实验过程中“每隔1小时观测一次”,应观测的现象是_____________。
3.为了使实验现象更明显,请写出一种改进的方法_____________。
【答案】【小题1】空气中氧气的含量影响小鼠生命活动释放热量的快慢
【小题2】红色液柱移动的距离
【小题3】增加小鼠的数量
【分析】(1)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,就是唯一变足。(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。 呼吸作用的主要部位是所有活的细胞,场所是细胞中的线粒体。呯吸作用的反应式是;有机物+氧气一二氧化碳+水+能量。 呯吸作用的实质是。分机有机物,释放能量,为生物的生命活动提供能量。
【小题1】本实验探究的是小鼠,生命活动释放热量快慢的影响因素;分析图乙中的B、C装置,二者不同的是氧气的含量,据此可推测小科的猜想是空气中氧气的含量影响小鼠生命活动释放热量的快慢。
【小题2】小鼠进行生命活动需要的能量通过呼吸作用获得,呼吸作用释放的能量有一部分以热能的形式散失;散失的热量使容器内的温度升高,导致玻璃泡内的气压升高,波柱右移。因此,本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。因此,实验过程中“每隔1小时观测一次”,应观测的现象是红色液柱移动的距离。
【小题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,所以对实验的改进是:增加小鼠数量或换用更细的导管。
1.为研究植物的呼吸作用,同学们将萌发的和煮熟的大豆种子放在两个广口瓶中密封,一段时间后打开瓶塞( )
A.甲、乙瓶中分别是煮熟的和萌发的种子
B.实验开始前两瓶中种子的大小、数量相同
C.实验只能在晚上无光时进行
D.该实验说明呼吸作用产生二氧化碳
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、甲瓶装的是萌发的种子,甲瓶中缺少氧气,所以甲瓶里蜡烛熄灭;乙瓶装的是煮熟的种子,煮熟的种子不能进行呼吸作用,所以能继续燃烧,A错误。B.甲乙作为一组对照实验,除变量不同外,其他条件应该适宜且相同,B正确。C,用萌发的种子做实验,有光和无光的情况都能进行,C错误。D、萌发的种子呼吸作用旺盛,释放大量的二氧化碳;煮熟的种子已没有生命力,瓶内氧气不会减少,因此该实验证明萌发的种子呼吸作用消耗氧气,D错误。故选B。
2.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.为了使实验现象更明显,可换用更细的玻璃管
C.实验时为便于操作和观察,应该用手握紧试管
D.为更好地控制变量,可在B试管内放入等数量的同种死昆虫
【答案】C
【分析】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,叫做呼吸作用。这一过程可用反应式表示如下:有机物(储存能量)+氧气→二氧化碳+水+能量。
【详解】A.为了防止呼吸作用产生的二氧化碳逸出,因此在实验前应该检验装置的气密性,A正确;B.换用更细的玻璃管使红色水滴移动的距离更加明显,B正确。C.实验时用手握住试管会导致试管内压强改变,影响实验结果,C错误。D.对照实验是唯一变量实验,因此为更好地控制变量,可在乙试管内放入等数量的同种死昆虫,D正确。故选C。
3.小平同学利用如图所示装置探究动物呼吸作用,实验步骤如下:
①连接好装置,检查装置的气密性。
②按图中所示分别放入小鼠、澄清石灰水和清水。
③一段时间后观察澄清石灰水的变化、U形管A、B两侧液面升降。
(1)实验中,小平观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊,说明____________。
(2)若要得出“动物呼吸作用需要消耗氧气”的结论,小平接下来的操作和观察到的现象分别是____________。
(3)小平设计的实验方案的不足之是____________。
【答案】(1)动物呼吸作用会产生二氧化碳
(2)将燃着的木条伸入实验后小鼠所在瓶中,观察到木条熄灭,说明动物呼吸作用需要消耗氧气
(3)没有设置对照组
【分析】(1)澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊,实验中观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳产生,而在该装置中只有小鼠可能产生二氧化碳,所以说明小鼠呼吸作用产生了二氧化碳。
(2)科学实验中为了使结果更准确可靠,通常需要设置对照实验。
【详解】(1)澄清石灰水变浑浊是因为遇到了二氧化碳,在该实验装置中,只有小鼠可能产生二氧化碳,所以说明小鼠呼吸作用产生了二氧化碳。(2)要得出“动物呼吸作用需要消耗氧气”的结论,需要证明小鼠呼吸作用消耗了装置内的氧气,将燃着的木条伸入实验后小鼠,所在瓶中,观察到木条熄灭,说明动物呼吸作用需要消耗氧气。(3)小平设计的实验方案没有设置对照实验,不能确定实验结果完全是由小鼠呼吸作用引起的,可能存在其他因素对实验结果的影响。例如装置的密封性、温度变化等因素都可能影响实验结果。所以,该实验方案的不足之处是没有设置对照实验。
4.如图是测定光合作用速率的装置,在密封的试管内放一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液(作用是使装置内的(浓度保持相对稳定),试管内气体体积的变化可根据毛细玻璃刻度管内红色液滴移动距离经计算获得。在不同强度的光照条件下,测得气体体积变化如图所示。
(1)当光照强度为15千勒克司,1小时光合作用产生该气体的量为___________毫升。
(2)为了使实验结果更具说服力,本实验还应设置对照实验。在光照相同的情况下,如果对照组刻度管中的红色液滴较初始位置向右移了5毫升,其可能的原因是___________。
(3)理想条件下将某绿色植物放在特定实验装置中,研究温度对光合作用与细胞呼吸的影响,获得的实验数据如下表所示,回答相关问题:
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收的二氧化碳量 1.0 1.75 2.5 3.25 3.75 3.5 3.5
黑暗中释放的二氧化碳量 0.5 0.75 1.0 1.5 2.25 3.0 3.5
①若实验过程中昼夜一直不停光照,则温度约为___________时植物生长速度最快。
②若每天提供12小时光照,其余时间黑暗处理,则24小时内植物有机物积累量最大时的温度约为___________。
【答案】(1)200 (2)环境因素(或缓冲液水分蒸发、温度升高、气体受热膨胀等) (3)①25℃②20℃
【分析】光合作用是指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。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。光合作用的原料是二氧化碳和水;光合作用的条件是光;光合作用的产物是氧气和有机物
【详解】(1)二氧化碳缓冲中波可以维持试管中二氧化碳量的恒定,因此试管中气体含量的变化就是氧气的变化,由于总光合量=净光合量+呼吸量,图乙植物光照强度为15千勒克司时,1小时气体体积为150毫升,所以当光照强度为15千勒克司,1小时光合作用产生该气体的量为150+50=200毫升。(2)为了使实验结果更具说服力,本实验还应设置对照实验,以排除温度、大气压等环境中的物理因素对实验的影响,因此“在光照相同的情况下,如果对照组刻度管中的红色液滴较初始位置向右移了2毫升”,其可能的原因是环境因素,如温度的变化对实验的影响。(3)①表格中,光照下吸收的二氧化碳量为净光合速率,黑暗中释放的二氧化碳量为呼吸速率,并且净光合速率=真光合速率-呼吸速率。在温度为25℃时,植物的净光合速率达到最大,为3.75mq/,此时植物生长速度最快,因此“若实验过程中昼夜一直不停光照”,则温度约为25℃时植物生长速度最快。②白天的积累量-夜间的消耗量=一天中有机物的积累量,表格中可以看出温度为20℃C时,一天中有机物的积累量为3.25-1.5=1.75mg/h,该积累量最大,因此“若每天提供12小时光照,其余时间黑暗处理”,则24小时内植物有机物积累量最大时的温度约为20℃。
5.科学兴趣小组用如图所示的自制装置来验证种子呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳、放出热量。
自制装置:由瓶盖挖孔的厚壁玻璃瓶和塑料瓶套在一起,两瓶口接缝处打玻璃胶组成简易保温瓶.塑料瓶内插有探针温度计和氧气传感器.装置各处密封性能良好。
实验器材:萌发的绿豆种子、煮熟的萌发的绿豆种子、两套自制装置、澄清石灰水。
实验步骤:
①向两套装置的塑料瓶中分别放入等质量的萌发的绿豆种子和煮熟的萌发的绿豆种子;
②两个小试管分别用细线挂于两个简易保温瓶内部,用来收集简易保温瓶内气体;
③将两个装置置于黑暗温暖处一段时间;
④观察两组装置中氧气传感器的示数;
……
1.实验步骤①起到______作用。
2.将实验步骤补充完整________。
【答案】【小题1】控制单一变量
【小题2】⑤观察两组温度计的示数
【分析】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;即有机物(储存能量)+氧→二氧化碳+水+能量。【小题1】对照实验要遵循单一变量原则,所以步骤①中向两套装置的塑料瓶中分别放入等质量的萌发的绿豆种子和煮熟的萌发的绿豆种子,目的是控制单一变量。【小题2】除了要观察氧气传感器的示数,还要观察有无热量的释放,所以还需要的步骤是:⑤观察两组温度计的示数。
6.小李同学为了探究植物体的呼吸作用,依照课本中的三个演示实验,也操作了一遍,并认真观察了实验现象(如图所示)。据图回答问题。
(1)图(一)所示的实验装置,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_____,这说明种子萌发时,分解有机物放出了_____。
(2)图(二)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。甲瓶中蜡烛熄灭,因为种子萌发时消耗了瓶内的_____。图乙在此实验中起的作用是_____。
(3)图(三)中,甲、乙两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,一段时间后,甲瓶比乙瓶中温度高,这说明萌发的种子_____。
【答案】浑浊 二氧化碳 氧气 对照 放出热量
【分析】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,叫做呼吸作用。这一过程可用反应式表示如下:有机物(存储着能量)+氧气→二氧化碳+水+能量。
【详解】(1)图A所示的实验装置,萌发的种子呼吸作用旺盛,而呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳,因此往瓶子中注入清水,打开阀门,使瓶内的气体进入试管。试管内澄清的石灰水变浑浊,说明种子萌发时,分解有机物放出了二氧化碳。(2)图B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。甲瓶中的蜡烛立即熄灭,而乙瓶中的煮熟的种子不能进行呼吸作用,因此里面的氧气比甲的多,因此甲瓶中蜡烛会燃烧通过这个实验验证了萌发的种子进行呼吸时吸收(消耗)氧气。(3)图C中,甲、乙两个保温瓶中分别装有萌发的种子和煮熟的种子,一段时间后,由于甲瓶中的种子在呼吸时,还释放大量的热量,因此甲瓶中温度明显高于乙瓶。
例3-1.将放置于黑暗处24小时的银边天竺葵(叶片边缘部分的细胞中无叶绿体),作如图处理后,在阳光下照射一段时间,取下实验叶片脱色.漂洗.滴加碘液.再漂洗。会变蓝的部分是( )
A.甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处
【答案】B
【解析】能否制造有机物,是通过加碘液看叶片是否变蓝,检验淀粉的有无来验证的。光合作用的必要条件是光和叶绿素,甲处无叶绿素,丙处无光照,丁处缺少二氧化碳,因此这三处都不会变蓝,只有乙处的叶片满足光合作用的条件,能合成淀粉。
例3-2.枫香是浙江省内常见的本土彩叶树种,深秋温度降低后,叶绿素分解,叶片由绿色转为红色。研究发现,进入秋季后枫香的光合速率逐步下降。下列有关光合作用速率下降原因分析错误的是( )
A.叶绿素被分解,光合作用功能减弱 B.深秋季节温度较低,酶的活性减弱
C.深秋季节降水少,光合作用原料缺乏 D.深秋季节树木呼吸减弱,空气中减少
【答案】D
【分析】光合作用是指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。影响光合作用的外在因素有光照强度、二氧化碳浓度、温度等。
【详解】A,叶绿素是植物进行光合作用的关键色素,它负责吸收光能并将其转化为化学能。当深秋温度降低后,叶绿素开始分解,导致光合作用功能成弱。这是深秋季节枫香光合速率下降的一个重要原因,A正确。B、在光合作用过程中,多种酶参与催化反应。深秋季节温度较低,会导致这些酶的活性减弱,从而降低光合作用的速率,B正确。C,水是光合作用的原料之一,降水减少可能导致光合作用原料不足,C正确。D.树木呼吸减弱并不会导致空气中CO,减少。实际上,树木呼吸减弱可能会减少CO,的释放,但空气中CO, 的浓度主要受大气环境的影响,而不是由树木呼吸直接决定,D错误。故选D。
例3-3.小杭同学利用天竺葵做植物光合作用和呼吸作用的相关实验,请回答下列问题:
(1)小杭在探究“植物光合作用的条件和产物”实验中,主要实验步骤如图所示,正确顺序是___________(用字母表示),该实验能够证明_____________是光合作用的必要条件。
A.光照4h B.褪色C.显色
D.暗处理 E.滴碘液
(2)在探究“温度对光合作用与呼吸作用影响”的实验中,小杭同学将五组长势相同的天竺葵分别放置于温度不同的密闭装置中,控制水分、光照等其它条件相同且适宜。一段时间后,通过传感器测装置中的CO2浓度,并计算容器中CO2减少与增加的速率。记录数据如下表所示。小杭同学通过__________反映天竺葵的呼吸作用速率。根据表中数据可知,相同光照条件下,温度对天竺葵光合作用速率的影响是____________。
组别 A B C D E
温度(℃) 15 20 25 30 35
光照下容器中CO 减少速率(mg/h) 2.50 3.25 3.75 3.50 2.50
黑暗下容器中CO 增加速率(mg/h) 1.00 1.50 2.25 3.00 3.25
(3)如图乙表示大棚内A、B两种植物的光合作用速率(用二氧化碳吸收量来表示)与光照强度的关系曲线。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。
【答案】(1)DABEC 光照 (2)黑暗环境下CO2增加速率 低于30℃时,温度越高,光合作用速率越大; 高于30℃时,温度越高,光合作用速率越低 (3)多于
【分析】(1)《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤:暗处理一部分遮光一光照一摘下叶片一酒精脱色一漂洗加碘一观察颜色。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。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组,没有处理的就是对照组
【详解】(1)结合分析和题图可知,在探究“植物光合作用的条件和产物”实验中,实验步骤正确顺序是:D暗处理、A光照4h、B褪色、E滴碘液、C显色。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;叶片见光部分能进行光合作用制造了淀粉,因此滴加碘液后变蓝色。说明叶片的见光部分产生了淀粉,同时也证明了光照是光合作用的必要条件。(2)光合作用需要光,呼吸作用有光无光都可进行;光合作用吸收二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳。可见,小杭同学通过黑暗环境下CO2增加速率比较天竺葵的呼吸作用速率,通过光照下容器中CO2的减少速率来比较天竺葵的净光合作用速率。总光合速率=光照下容器中二氧化碳的减少速率+呼吸释放二氧化碳的速率。根据表中数据可知,在30℃时,总光合作用最强(3.5+3=6.5)。因此相同光照条件下,温度对天竺葵光合作用速率的影响是:低于30℃时,温度越高,光合作用速率越大;高于30℃时,温度越高,光合作用速率越低。(3)从图乙中看出,当光照强度为f时,植物A和植物B的二氧化碳吸收量相等;光照强度为0时,植物A的二氧化碳吸收量比植物B的二氧化碳吸收量小(即植物A的二氧化碳释放量大),此时植物不进行光合作用,则说明植物A的呼吸作用强度大于植物B的呼吸作用强度。因此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多于植物B.
例3-4.科学家探索光合作用过程和本质经历了漫长的历程。我们知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物,并释放氧气。H2O和CO2均含有O,那么O2中的O是来源于什么物质呢?
资料一:19世纪末,科学家普遍认为:CO2在光的作用下被分解为CO和(O2。资料二:范 尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式,与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后,建立了猜想。
紫硫细菌:CO2+2H2S (CH2O)(糖类)+2S+H2O
高等植物:CO2+2H2O (CH2O)(糖类)+O2+H2O
资料三:英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和高铁盐(作氧化剂,不产生氧气),并除去装置内的CO2 , 在光照下发现密闭装置中产生了O2。
资料四:美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氢盐(释放二氧化碳,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是表示中子数为10的氧原子,可作为示踪原子)
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
(1)通过资料二中的比较分析,可以作出的猜想是________。
(2)希尔实验能否证明光合作用产生的O2全部来源于H2O?请作出判断并说明理由
(3)分析鲁宾、卡门的实验结果,可得出的结论及相应的依据分别是________。
【答案】(1)光合作用产生的O2来自于H2O
(2)不能,该实验只能证明O2有来自于H2O,但没有证明O2是否有来源于CO2。
(3)结论:光合作用释放的O2全部来自水;依据:光合作用释放的氧气中18O的比例与水中18O的比例接近(相同),而未受碳酸氢盐中18O比例的影响
【考点】光合作用的原料、条件和产物,光合作用的原理
【解析】(1)比较紫硫细菌合成有机物的反应中,S单质是由与CO2反应的H2S提供的,可猜想高等植物光合作用时生成的氧O2也是由与CO2反应的H2O提供的。所以可以作出的猜想是: 光合作用产生的O2来自于H2O ;
(2)希尔实验中提供的物质中没有CO2 , 主要是H2O和不产生氧气的高铁盐和催化剂叶绿体。所以能说明O2可以来自水。但光合作用的另一种原料CO2希尔没有研究,所以无法说明O2来源于CO2。所以可做如下回答:不能,该实验只能证明O2有来自于H2O,但没有证明O2是否有来源于CO2 ;
(3)根据鲁宾、卡门的实验得到的数据,比较 水中18O的比例(%) 和 释放的氧气中18O的比例(%) 可知,两者比例接近(相同),没有受到 碳酸氢盐中18O的比例的影响。所以可得出的结论及相应的依据分别是: 结论:光合作用释放的O2全部来自水;依据:光合作用释放的氧气中18O的比例与水中18O的比例接近(相同),而未受碳酸氢盐中18O比例的影响 。
1.专家把绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品,海洋提供的食品叫蓝色食品,通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下列属于绿色食品的是( )
A.海带 B.大米 C.食醋 D.食盐
【答案】B
【分析】人们把食品分为绿色食品、蓝色食品、白色食品。绿色食品是绿色植物通过光合作用转化的食品;蓝色食品是海洋提供的食品;白色食品是通过微生物发酵的食品。
【详解】A,海带是一种海洋植物,虽然它含有丰富的营养,但它并不是通过绿色植物的光合作用直接转化的食品,而是海洋提供的食品,因此应归类为蓝色食品,A不符合题意,B8、大米是由水稻这种绿色植物通过光合作用生长而成的。在光合作用过程中,水稻利用太阳光能将二氧化碳和水转化成淀粉等有机物,这些有机物在大米中储存。因此,大米是绿色食品,B符合题意。C.食醋是通过微生物发酵制得的食品,这个过程中微生物利用有机物进行无氧呼吸,产生酷酸等产物。因此,食醋应归类为白色食品,C不符合题意。D、食盐主要是通过海水蒸发或地下矿藏开采得到的天机盐类,它并不是通过光合作用或微生物发酵制得的食品。因此,食盐不属干绿色食品蓝色食品或白色食品的范畴,D不符合题意。故选B。
2.某科学兴趣小组进行了“绿叶在阳光下制造淀粉”的实验,实验过程如下图所示:
(1)为了避免叶片中原有有机物的干扰,步骤①中“一定环境”是指温度适宜的__________环境。
(2)步骤⑤中仪器甲的名称是__________。
(3)步骤②中,兴趣小组采取“对同一张叶片进行部分遮光,而不是一张叶片不遮光另一张叶片完全遮光”的对照方法,其优点是__________。(列举一点)
(4)小明按如图步骤进行实验,滴加碘液后观察到叶片未遮光部分呈现棕黑色,与预期的蓝色不符,老师指出其实验操作③中存在问题,请提出改进措施:__________。
【答案】(1)黑暗 (2)滴管
(3)可避免因不同叶片个体差异(如叶龄长短、水分含量等)对实验的干扰
(4)步骤③中将叶片放入酒精中水浴加热进行脱色处理
【分析】《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤:暗处理一部分遮光一光照一取叶一酒精脱色一漂洗一滴碘一观察颜色。
【详解】(1)作实验的植物实验前已经进行了光合作用,里面储存了丰富的有机物(淀粉),如不除去会对实验结果造成影响。所以把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜,目的是让天竺葵在黑暗中进行呼吸作用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。因此步骤①中“一定环境”是指温度适宜的黑暗环境.(2)步骤⑤是滴加碘液,用到的仪器甲是胶头滴管。(3)对照试验是单一变量实验,除实验变量外,其它条件都要相同且适宜,因此为了控制单一变量,可避免因不同叶片个体差异(如叶龄长短、水分含量等)对实验的干扰,步骤②中,兴趣小组采取了“对同一张叶片进行部分遮光,而不是一张叶片不遮光另一张叶片完全遮光”的对照方法。(4)步骤③酒精脱色,是把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中,叶片变成黄白色
3.某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的影响因素,设计了如图所示的甲,乙两个实验装置,请根据如图回答问题。(提示:氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用)
(1)为了使实验结果更科学,兴趣小组的同学先对装置中的所有叶片进行了暗处理,然后放在阳光下照射几个小时,此时若将叶片摘下,酒精隔水加热,碘液染色,你认为______(填字母)瓶中的叶片会全部变蓝。
(2)装置若要探究光照对光合作用的影响,则需选择______(填字母)进行对照。
(3)D瓶上方玻璃管中的红墨水会向左移动,是因为D瓶中的叶片进行______(填生理作用)导致的结果。
【答案】(1)C (2)BC (3)呼吸作用
【分析】1、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。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。2.光合作用是指植物体利用光能,在叶绿体中,把二氧化碳和水,合成有机物并储存能量,释放氧气的过程;呼吸作用是指生物体利用氧气,氧化分解有机物,释放能量,并产生二氧化碳和水的过程。
【详解】(1)为了使实验结果更科学,兴趣小组的同学先对装置中的所有叶片进行了暗处理,以消耗掉叶片中原有的淀粉。然后放在阳光下照射几个小时,此时若将叶片摘下,酒精隔水加热以去除叶绿素,再用碘液染色,可以观察到C瓶中的叶片会全部变蓝。这是因为C叶片见光,且瓶内装的是清水,有二氧化碳存在,因此能进行光合作用合成淀粉,滴加碘液后会变蓝。而A叶片隔断主叶脉后,叶片的未端因为没有水分,不能进行光合作用合成淀粉,滴加碘液不变蓝;B瓶叶片不能见光,因此不能进行光合作用合成淀粉,滴加碘液也不会变蓝;D瓶内装氢氧化钠,它吸收瓶内的二氧化碳,导致D瓶内没有二氧化碳,不能进行光合作用合成淀粉,滴加碘液同样不变蓝。(2)装置若要探究光照对光合作用的影响,则需选择BC进行对照。BC两组实验的唯一不同的变量是光,B叶片在不透光瓶中,无法进行光合作用;C叶片在透光瓶中,可以进行光合作用。因此,通过比较BC两组实验的结果,可以探究光照对光合作用的影响。(3)D瓶上方玻璃管中的红墨水会向左移动,是因为D瓶中的叶片进行呼吸作用导致的结果。D瓶内无二氧化碳,无法进行光合作用,但叶片仍然可以进行呼吸作用,消耗氧气并释放二氧化碳。由于二氧化碳被氢氧化钠吸收,导致瓶内气压减少,在外界气压的作用下,红墨水会向左移动。
4.小明观察到晚上公园里通常使用绿色光源照射树木,很少用其他颜色的光源。他猜测可能不同颜色的光照射下,植物光合作用强弱不同。小明利用图甲装置进行如下探究:
①将等量的水草放在四个相同的锥形瓶中,分别往锥形瓶中加入等量同种CO2缓冲液,以维持装置内CO2含量的稳定,连接毛玻璃管和锥形瓶。
②A:在毛细玻璃管左侧塞上橡皮塞;
B:在毛细玻璃管中添加红墨水;
C:将锥形瓶浸入温度适宜的水浴中一段时间。
③将四个装置放到四个黑暗的小室,一组不照光,其他三组分别照射相同强度的蓝光、红光、绿光,保持光源到水草的距离相等。每隔3min记录U型管左右液面的高度差,绘制成曲线如图乙。
(1)实验过程中,无光组U型管左右两侧液面的高低情况是_______。
(2)将步骤②中A、B、C三个操作进行排序,合理的是_______。
(3)分析曲线,得出实验结论:_______。
课外拓展:晚上照绿光既能满足照明所需,又对植物正常生长干扰较小。
【答案】(1)左高右低 (2)BCA
(3)在不同颜色光的作用下,植物进行光合作用的效率不同,其中蓝光下的光合作用效率最高,红光次之,绿光效率最低
【分析】光合作用是指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。光合作用的原料是二氧化碳和水;光合作用的条件是光;光合作用的产物是氧气和有机物。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。
【详解】(1)在无光条件下,植物不能进行光合作用但仍进行呼吸作用,产生的二氧化碳被CO2缓冲液缓冲,但呼吸作用消耗氧气,导致瓶内气压降低,U型管左们液面上升,右们波面下降;根据题目提供的图己曲线也可以看出,无光组的波面高度差为负值,说明锥形瓶内有气体消耗,(2)合理的操作顺序应为:先B在毛细玻璃管中加入红墨水,然后C将锥形瓶浸入温度适宜的水中水浴一段时间,让装置内外达到平衡状态,最后A在毛细玻璃管左侧塞上橡皮塞,以确保在实验的初始状态下液面静止(3)光照下,植物进行光合作用产生氧气,而消耗的二氧化碳被缓冲液缓冲,导致锥形瓶内气压增大,U型管右侧液面上升,左侧液面下降。从实验结果的曲线图中可以看出,U型管液面的高度差随时间变化的趋势反映了不同颜色光照对光合作用效率的影响。蓝光下液面高度差增加最快,说明光合作用产生的氧气最多,光合作用效率最高;红光次之;而绿光下波面变化最小,光合作用效率最低。这说明不同颜色的光,光合作用的效率不同。
5.光合作用是植物体重要的生命活动,其研究经历了漫长的历程,部分资料如下:
资料一:1754年邦内特实验:用光照射漫在水中的植物,其叶片上会产生大量气泡,后来证实这种气体就是氧气,并通过气泡产生的速率来判断光合作用速率。
资料二:1881年恩格尔曼的水绵实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗且无空气的环境里,用极细的光束照射水绵,用显微镜观察发现好氧细菌集中在被光束照射的叶绿体部位。若临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在所有受光照的叶绿体周围。
(1)证实邦内特实验中收集到的气体为氧气的操作为______________。
(2)某同学在重复邦内特实验时,发现气泡产生速率过快而影响计数的精准度,请你提出一个减慢气泡产生速率的措施:_______________。
(3)通过恩格尔曼的实验,可以得出植物光合作用需要___________。
【答案】将带火星的木条伸入试管内 降低光照强度 光照、叶绿体
【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,据以上分析解答。
【详解】(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃;证实邦内特实验中收集到的气体为氧气的操作为将带火星的木条伸入试管内。(2)某同学在重复邦内特实验时,发现气泡产生速率过快而影响计数的精准度,可以通过降低光照强度或降低温度或减少二氧化碳浓度或减少植株等方法减慢气泡产生速率。
(3)通过顾目中的信息:恩吉尔曼把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里,用极细的光束照射水绵,显微观察发现,好氧性细菌只集中在叶绿体被光東照射到的部位附近:如将上述装片完全曝光,则好氧性细菌集中在叶绿体所有受光部位周围可知:好氧细菌只集中在叶绿体照光部位,说明这些部位释放了氧气,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。
6.小温为了探究不同颜色的光对植物光合作用的影响,实验步骤如下:
①取三个相同的无色透明玻璃瓶,设置A、B、C三组实验,分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和缓冲液(用于维持瓶中含量稳定);
②分别在导管中注入一滴红墨水,塞上橡皮塞,关闭活塞,控制红墨水初始位置相同;
③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射(如图所示):
④光照相同时间后,红墨水均向______移动,测得红墨水移动的距离分别为、、,且,多次重复实验后,结果相同。
(1)选取等量的菠菜叶的目的是:______。
(2)步骤④中,红墨水均向______移动(填“左”或“右”)。
(3)根据实验结果,可以得出的结论是:______。
(4)小外查阅资料发现,气孔开放程度会影响植物的光合作用,气孔开放程度越大,光合作用越强。小外做了用不同单色光及次序组合的单色光照射叶片,检测气孔的开放程度,结果如图所示。结合图像可以得出怎样处理能使植物光合作用最强:______。
【答案】(1)控制单一变量 (2)左
(3)不同颜色的光对植物光合作用强度有影响,红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小
(4)用蓝光+绿光+蓝光的次序照射叶片
【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。光合作用的条件是光,不同颜色的光对植物的光合作用的强度是有影响的。
【详解】(1)在研究一种条件对研究对象的影响时,进行的除了这种条件不同以外,其它条件都相同的实验。选取等量的菠菜叶的目的是目的是控制单变量。(2)瓶中菠菜叶子片进行光合作用生成氧气,氧气能够使得装置中的压强变大,所以红墨水均向左移动。(3)本实验探究的是不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响,实验的变量是光线颜色的不同。由于瓶内都有二氧化碳缓冲中液,能维持瓶中二氧化碳含量的稳定,那么光合作用产生的氧气会导致瓶内的压强增大,从而使ABC装置导管内的红墨水均向左移动,我们可以根据红墨水移动的距离来判断氧气产生的多少,距离越远说明产生的氧气越多,光合作用的强度越大。测得红墨水移动的距离分别为!红、(绿、(黄。且红>/黄>/绿,说明红光的光合作用强度最大,绿光的光合作用强度最小,故可以得出结论:不同颜色的光对植物光合作用强度有影响,红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小。(4)小外查阅资料发现,气孔开放程度会影响植物的光合作用,气孔开放程度越大,光合作用越强。根据图像可知,用蓝光+绿光+蓝光的次序照射叶片,气孔开放程度最大,植物光合作用最强。
7.光合作用释放的氧气来自原料CO2还是H2O呢?科学家鲁宾和卡门曾对这个问题进行了研究,在实验中他们利用18O作为标记物,制备了三份相同浓度的碳酸氢盐溶液,三份溶液的碳酸氢盐和水都含有不同的18O百分比,将小球藻放入这三种溶液并光照,然后分析产生的氧,得出结论:光合作用产生的氧来自水。
资料:
I、中子数为8的氧原子可用16O来表示,18O是表示中子数为10的氧原子;自然界的氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3,其中16O占99.76%(可视为100%)。
II、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。
Ⅲ、在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数。
(1)16O、标记物18O都属于氧元素,其位置大致在元素周期表的 方。
(2)如图是三个实验中,在水、碳酸氢盐、氧气各物质中18O所占氧元素的比例,请根据实验过程和结论,完成第三个实验的碳酸氢盐和氧气中18O百分比的条形图。
(3)鲁宾和门通过测生成氧气的密度来确定氧气中18O含量。若有一瓶氧气,只含18O和16O,且个数比为1:1。结合资料,计算在标准状况下该瓶氧气的密度为 千克/米3。
【答案】(1)右上
(2)如图[画图要求;第1、2两柱形图不等高,第1、3柱形图等高,第2柱形图与实验1、2中的第2柱形图不等高];
(3)1.52
【考点】光合作用的原料,光合作用的条件和产物,密度公式的应用,元素周期表
解:【分析】控制变量在进行科学实验的概念,是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量,这些变量不是本实验所要研究的变量,所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。
【解答】(1)氧原子中含有8个质子,是8号元素,是第二周期,第六主族元素,位于元素周期右上方;
(2)由实验结论可知,产生的氧气均来自水,所以实验三中氧气中含有的 18O 百分比与水中的 18O 百分比相同; 三份溶液的碳酸氢盐和水都含有不同的28O百分比,所以碳酸氢盐的18O与实验1、2都不相同;
(3) 氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3 , 所以知含有18O 的氧气密度为:设一瓶氧气的的体积为V,由于这瓶氧气只 含18O和16O,且个数比为1:1,所以其密度为:;
故答案为:(1)右上;(2) 如图[画图要求;第1、2两柱形图不等高,第1、3柱形图等高,第2柱形图与实验1、2中的第2柱形图不等高];;(3)1.52.
8.学校菜园采用滴灌方式浇水,学习小组研究了不同增氧滴灌方式对小白菜产量的影响,A组对水源进行物理增氧,利用仪器震动,B组对水源进行化学增氧后加入化学药品,C组水源为普通自来水,栽培装置如图甲:
(1)图乙是部分实验结果,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,请你推测原因是 __________。
(2)由图乙可知,__________是最佳的增氧滴灌方式。
(3)根据实验结果,若要向菜农广泛推广最佳增氧滴灌方式,你认为还需要做哪些方面的调查研究__________?
【答案】叶片中叶绿素的相对含量越高,植物的光合作用越强,产量越高 物理增氧 成本效益分析;环境影响评估;操作便利性;适用性研究;政策和法规支持;示范项目;合作与交流等
【分析】1、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。2.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。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。
【详解】(1)光合作用的实质是制造有机物,把光能转变为化学能储存在有机物中。叶片是植物进行光合作用主要器官,叶肉细胞中含有大量的叶绿体,叶绿体是进行光合作用的主要部位,叶绿体中含有叶绿素,可吸收光能,为光合作用提供能量。可见,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,原因是:叶片中叶绿素的相对含量越高,植物的光合作用越强,产量越高。(2)图乙中,A组对水源进行物理增氧,利用仪器震动,B组对水源进行化学增氧后加入化学药品,C组水源为普通自来水。结合题图可知,A组的叶绿素相对含量最高,说明:物理增氧是最佳的增氧滴灌方式。(3)要向菜农广泛推广最佳增氧滴灌方式,除了实验结果的验证外,还需要进行以下方面的调查研究:①成本效益分析:研究物理增氧设备的成本、维护费用以及与传统增氧方式相比的经济效益。②环境影响评估:评估物理增氧方式对环境的长期影响,包括能源消耗、设备废弃后的环保处理等,③操作便利性:研究物理增氧设备的安装、操作和维护的便利性,确保菜农能够容易地使用该技术。④适用性研究:考察物理增氧方式在不同作物、不同土壤类型和不同气候条件下的适用性和效果。⑤政策和法规支持:研究相关的农业政策和法规,确保推广的增氧滴灌方式符合当地的法律法规。⑥示范项目:在一些地区或农场开展示范项目,通过实际应用展示物理增氧方式的效果。合作与交流:与科研机构、农业推广部门以及相关企业合作,共同推动物理增氧技术的普及和应用。通过这些调查研究,可以更全面地评估物理增氧滴灌方式的可行性、效益和推广策略,为菜农提供科学、合理的建议。
光合作用 呼吸作用
反应式
场所 叶绿体 活细胞
条件 光 有光无光均可
物质变化 无机物→有机物 有机物→无机物
能量变化 光能→有机物中的化学能(贮存能量) 化学能→其他形式的能量(释放能量)
相互联系 既互相矛盾又互相依赖。光合作用制造的有机物是地球上异养生物所需的有机物的来源,为呼吸作用提供了物质(有机物和氧气),呼吸作用为生物的生命活动(光合作用)提供了能量和部分原料CO2。
例4-1.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影响。实验以测得二氧化碳减少量和增加量为指标,实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 40
光照下CO2减少量(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 2.90 2.40
黑暗下CO2增加量(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 2.90
A.每天光照12小时,温度为比时植物生长快
B.昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是
C.时,有光情况下,光合作用速率比呼吸作用速率快
D.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
【答案】D
【分析】(1)植物的光合作用是植物在叶绿体里把二氧化碳和水合成有机物,释放氧气的过程。呼吸作用是在线粒体里把有机物分解成二氧化碳和水,释放能量的过程。
(2)在读表时,要明确光照下吸收CO2的量为净吸收量,即净光合作用强度;黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量,也代表呼吸作用强度。
【详解】A.每天光照12小时,温度为15~℃条件下,积累的有机物为2.5x12-1.0x12=18(mg);温度为30℃条件下,积累的有机物为3.5x123.0x12=6(mg),所以温度为15℃比30℃时植物生长快,A正确。B.由于25℃时,光照下CO2减少量最多,积累的有机物最多。所以在昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是25℃C,B正确。C.40℃时,有光情况下,光照下CO2减少量为2.4(mg/h),净光合作用强度大于0,所以光合作用速率比呼吸速率快,C正确D、植物光合作用指的是实际光合作用,最适温度在30℃左右,达到了6.5(mg/h);呼吸作用速率最高为3.50(mg/h),最适温度在为35*左右,所以该植物光合作用的最适温度与呼吸作用的最适温度不同,D错误。故选D。
例4-2.如图甲所示,校科学社团的同学利用玻璃罩模拟温室大棚种植番茄。如图乙所示展示了该番茄在夏季某天呼吸作用和光合作用的活动强度的变化情况。
(1)当番茄植株在光照条件下放置一段时间后,玻璃罩内壁会出现水珠。出现这些水珠的主要原因是番茄进行蒸腾作用产生的水蒸气在玻璃罩内壁发生了______________________(填物态变化)。
(2)图乙中,曲线I表示植物的______________________(选填“光合作用”或“呼吸作用”)活动强度变化情况,番茄有机物积累最多的点是______________________(填字母)。
(3)为提升番茄的光合作用活动强度,小科往玻璃罩内加入适量的碳酸氢钠,其缓慢分解,可产生________________(填气体),作为光合作用的原料。
【答案】(1)液化 (2)光合作用 d (3)二氧化碳
【分析】1、光合作用是指植物体利用光能,在叶绿体中,把二氧化碳和水,合成有机物并储存能量,释放氧气的过程;呼吸作用是指生物体利用氧气氧化分解有机物,释放能量,并产生二氧化碳和水的过程。2.图乙中:I曲线代表光合作用,Ⅱ曲线代表呼吸作用。曲线的a点和d点,呼吸作用等于光合作用;a点前,呼吸作用强度大于光合作用强度;abcd段光合作用强度大于呼吸作用;d点以后,呼吸作用强度大于光合作用强度。
【详解】(1)当番茄植株在光照条件下放置一段时间后,由于蒸腾作用,植物体内的水分会以水蒸气的形式散失到环境中。在玻璃罩这个相对封闭的空间内,这些水蒸气会在玻璃罩内壁遇冷并发生液化现象,形成水珠。因此,出现这些水珠的主要原因是番茄进行蒸腾作用产生的水蒸气在玻璃罩内壁发生了液化。(2)光合作用必须在光下才能进行,呼吸作用在有光和无光的条件下均能进行。可见,图乙中:曲线工只在有光的时间段进行,因此该曲线表示光合作用;曲线工在一天中变化不大,因此该曲线表示呼吸作用。根据曲线分析,一天中番茄有机物积累最多的点是d点。在d对应的时刻,植物的光合作用强度等于呼吸作用强度,但在此之前的一段时间内(a~d段),光合作用强度大于呼吸作用强度,植物积累了大量的有机物。而在此之后(18时以后),呼吸作用强度开始大于光合作用强度,植物开始消耗有机物,因此d点是番茄有机物积累最多的点。(3)为了提升番茄的光合作用活动强度,可以往玻璃罩内加入适量的碳酸氢钠。碳酸氢钠在分解过程中会产生二氧化碳气体,而二氧化碳是光合作用的原料之一。增加二氧化碳的浓度可以提高光合作用的速率,从而增加有机物的合成量。因此,往玻璃罩内加入适量的碳酸氢钠可以提升番茄的光合作用活动强度。
1.绿色植物在生物圈中具有重要的作用,请据图判断错误的一项是( )
A.若甲图叶片正在进行光合作用,则①③分别代表二氧化碳和水分
B.若甲图叶片正在进行呼吸作用,则①②分别代表氧气和二氧化碳
C.图乙的M点时,植物只进行呼吸作用
D.图乙中植物要积累有机物,大棚内光照强度至少应大于P点。
【答案】D
【分析】图甲中:若叶片正在进行光合作用,则表示二氧化碳,②表示氧气,③表示水分,④表示有机物;若叶片正在进行呼吸作用,则①表示氧气,②表示二氧化碳。图乙中:MN段二氧化碳吸收量逐渐增加,说明光合作用逐渐增强,到N点光合作用与呼吸作用强度相等;NP段表示光合作用开始逐渐大于呼吸作用,有机物得到积累。
【详解】A.光合作用的原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧。若甲图叶片正在进行光合作用,①表示叶从空气中吸入的光合作用原料,即二氧化碳;③表示根从土壤中吸入的光合作用原料,即水分,A正确。B.植物进行呼吸作用会吸入氧气,释放二氧化碳。若甲图叶片正在进行呼吸作用,则代表氧气,②代表二氧化碳,B正确C.图乙的M点,没有光照,说明光合作用还没有进行,植物只进行呼吸作用,C正确。D、图乙中的N点表示光合作用与呼吸作用强度相等,因此,植物要积累有机物,大棚内光照强度至少应该大于N点才行,D错误。故选D。
2.我很高兴地在家里养了一盆绿色植物,得意地对爸爸说:“我要养在我的小房间里,这样我就可以天天呼吸新鲜空气了!”爸爸却说,晚上植物会和我争夺氧气。爸爸说得对吗?请你设计一个实验帮帮我,看看爸爸说得对还是我说得对,好吗?
【答案】爸爸说得对;设计实验:将萌发和煮熟的大豆种子分别放入甲、乙两个广口瓶中密封,一段时间后打开瓶塞,分别放入燃烧的蜡烛,观察蜡烛在瓶中燃烧的情况,如果甲瓶中的蜡烛熄灭,乙瓶蜡烛正常燃烧,则证明植物呼吸消耗氧气。
【分析】(1)绿色植物利用光提供的能量,在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。(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叫做呼吸作用。
【详解】植物的光合作用需要在光照下进行,晚上不宜把绿色植物放在房间内,因为黑暗中植物的光合作用无法进行,不会产生氧气;而呼吸作用不需要光,因此晚上植物能呼吸作用,消耗氧气,降低卧室内空气中氧气的含量,植物和人竞争氧气,对人的身体是不利的。可见爸爸说的对。设计实验:将萌发和煮熟的大豆种子分别放入甲、乙两个广口瓶中密封,一段时间后打开瓶塞,分别放入燃烧的蜡烛,观察蜡烛在瓶中燃烧的情况。萌发的种子呼吸作用旺盛,吸收瓶内的氧气,释放出大量的二氧化碳,放在装有煮熟的种子的瓶子里,蜡烛不会熄灭,因为该瓶子内的氧气没有减少,因此该实验证明萌发的种子的呼吸作用消耗氧气。
3.如图所示是大豆种子在萌发成幼苗的过程中,根据其鲜重和干重的变化而绘制的两条曲线(X和Y),请分析回答:
(1)曲线a→c的变化主要是由于______________________________________________。
(2)曲线c→d的变化主要是由于_____________________________________________________________________。
(3)大豆萌发一个月后,植物通过细胞呼吸作用,为物质吸收、细胞分裂、生长发育提供了__________和各种原料。解析:(1)由于种子进行呼吸作用消耗有机物,导致有机物减少,所以曲线a→c段干重减小。(2)幼苗形成后,光合作用强度大于呼吸作用,有机物不断积累,所以曲线c→d段干重增加。(3)细胞呼吸的主要目的是释放能量,为物质吸收、细胞分裂、生长发育提供能量,同时能够提供原料。21*c
答案:(1)种子进行呼吸作用消耗有机物 (2)幼苗形成后,光合作用强度大于呼吸作用强度,有机物不断积累,干重增加 (3)能量
读懂下列两幅图形
例5-1.如图表示在有风和无风两种条件下,蒸腾速率与气孔大小之间的关系。在图中哪一点蒸腾作用与是否有风无关( )
A.A点 B.B点 C.C 点 D.D点
【答案】D
【分析】气孔是叶、茎及其他植物器官上皮上许多小的开孔之一,高等陆地植物表皮所特有的结构。狭义上常把保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔称为气孔。有时也伴有与保卫细胞相邻的2-4个副卫细胞。把这些细胞包括在内是广义的气孔(或气孔器)。紧接气孔下面有宽的细胞间隙(气室)。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中,成为空气和水蒸气的通路,其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节,在生理上具有重要的意义:气孔是植物蒸腾失水的“门户”,也是气体交换的“窗口”详解】由有风和无风的两种条件下的曲线坐标图可知,在D点时,有风和无风的两种条件下基腾速率相同,因此在D点时基腾作用与是否有风无关。所以ABC错误,D正确。故选D。
例5-2.如图曲线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。下列分析正确的是( )
A.N点表示该植物既不进行光合作用也不进行呼吸作用
B.MP段表示该植物的光合作用随光照强度的增强而增强
C.MN段表示该植物只进行呼吸作用
D.NP段表示该植物只进行光合作用
【答案】B
【解析】根据光合作用的原理分析题图,可知MP段表示该植物的光合作用随光照强度的增强而增强;N点表示该植物光合作用与呼吸作用速率相等;MN段表示该植物光合作用速率小于呼吸作用速率;NP段表示该植物光合作用速率大于呼吸作用速率。故只有B选项符合题意。
例5-3.近年来我们周边新建了许多水果、蔬菜采摘园,到采摘园现场采摘,既能亲近大自然,又能体验到采摘的乐趣。某小组来到采摘园,在密闭温室内种植草莓幼苗并绘制了如图甲、乙所示光合作用和呼吸作用相关曲线。
(1)图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况。18~24时内,通过曲线可知光合作用强度___________(选填“大于”:“小于”或“等于”)呼吸作用强度;0~24时内,草莓幼苗的有机物质量积累最多的时刻是在___________时。
(2)图乙表示在白天条件不变的情况下,不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。实验表明在同一时间范围内,___________。由此可见,增加草莓产量可以采取的措施是___________。
【答案】(1)小于 18 (2)温度越高,草莓的呼吸作用越强夜晚适当降温
【分析】光合作用和呼吸作用的强度,在一定的范围内,随温度的升高而增强。
【详解】(1)根据图示可知:在0-6时,夜间无光,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,不断释放二氧化碳,所以二氧化碳的浓度逐渐升高;而618时为白天,植物进行光合作用,不断消耗二氧化碳,也能进行呼吸作用,释放二氧化碳,但光合作用的强度大于呼吸作用的强度,所以二氧化碳的浓度逐渐降低;从18-24时为黑夜时间,与0-6时的情况一样,二氧化碳浓度逐渐升高。因此由图看出,从0时到6时,从18时到24时,温室内二氧化碳含量都在升高,对这一变化解释正确的是这两个时间段的植物基本上在进行呼吸作用。早上6点到傍晚18点,植物进行了一天的光合作用,消耗了大量的二氧化碳,放出氧气,所以18点有机物积累最多。(2)据图可见:当温度为30℃,二氧化碳含量多;当温度为20%,二氧化碳含量少。由此可见:在一定范围内,温度越高,草莓的呼吸作用越强。所以要增加草莓产量可以采取的措施是夜晚适当降温,降低呼吸作用,减少有机物的消耗。
例5-4.为研究外界因素对某种绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,某科学兴趣小组测定了在一定光照条件下,温度对该植物CO2的吸收量与释放量的影响,如图甲;温度为15℃时,光照强度对CO2的吸收量与释放量的影响,如图乙。(温馨提醒:本题CO2释放量是指植物呼吸作用1小时释放的CO2质量;CO2吸收量是指植物进行光合作用1小时所需原料的CO2的质量与CO2释放量的差值。)
请据图分析回答下列问题:
(1)综合分析上述两图,图甲中 CO2的吸收量曲线是在光照强度为_________点时绘制。
(2)提高作物产量可采取增大昼夜温差的措施,据图甲分析得知:白天最理想的温度应控制在_________左右。
(3)如果植物光合作用需要消耗的CO2总质量用 m1表示,植物呼吸作用释放的 CO2质量用m2表示,那么关于图甲中两条曲线交点 P 的意义,可用m1、m2表示的关系式是_________。
【答案】f 26℃(或25~27 ℃之间) m1=2m2
【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,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的过程叫做呼吸作用。
【详解】(1)光照强度为f点时二氧化碳吸收量很高,到达9点时二氧化碳吸收量不再增加,综合分析上述两图,图甲中二氧化碳的吸收量曲线是在光照强度为f点时绘制。(2)由甲图可知温度为26°C(或25--27℃之间)左右时光照下二氧化碳吸收量和黑暗下二氧化碳的释放量最高。(3)如果植物光合作用需要消耗的二氧化碳总质量用m1表示,植物呼吸作用释放的二氧化碳质量用m2表示,那么关于图甲中两条曲线交点P的意义,分析曲线可知,图中虚线表示净光合速率,实线表示呼吸速率,因此两曲线交点表示光照条件下二氧化碳的吸收量等于呼吸作用释放量净光合速率=光合作用速率-呼吸作用速率,所以m2=m1-m2,所以m1=2m2.
1.为探究“大棚中二氧化碳含量变化”,某兴趣小组制作了如图甲所示装置:用干燥、透明的密闭容器模拟大棚,其内放有一株吊兰,用传感器测定容器中二氧化碳含量。在室温25℃时,将装置放在有阳光照射的窗台上,容器中二氧化碳含量随时间变化的曲线如图乙所示(ppm表示百万分之一)。下列说法正确的是( )
A.吊兰进行光合作用时,主要将光能转化为热能
B.实验中发现容器内壁附有较多水珠,主要来自吊兰的呼吸作用
C.容器中二氧化碳含量下降的原因是此时吊兰只进行光合作用
D.CO2含量下降,说明实验过程中吊兰在不断制造有机物
【答案】D
【分析】(1)水分以气体状态通过叶片表皮上的气孔从植物体内散失到植物体外的过程叫做蒸腾作用。(2)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。(3)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呼吸作用。
【详解】A.吊兰进行光合作用时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中,A错误。B.实验过程中,装置内的吊兰要进行蒸腾作用,其散失的水分在玻璃罩的内壁上凝结成小水珠,B错误;C.容器中二氧化碳含量下降,此时容器中的吊兰既能进行光合作用,同时也进行呼吸作用,C错误。D、光合作用消耗二氧化碳,呼吸作用释放二氧化碳,容器中二氧化碳含量下降的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度,二氧化碳的消耗量大于产生的量,实验过程中吊兰在不断制造有机物,D正确故选D。
2.如图表示时玉米光合作用强度与光照强度的关系,、、表示所在部位的面积,下列说法中不正确的是( )
A.表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 B.表示玉米光合作用产生的有机物总量
C.若土壤中缺N,则B点右移,D点左移 D.表示玉米光合作用有机物的净积累量
【答案】D
【分析】光合作用是指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。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。光合作用的原料是二氧化碳和水;光合作用的条件是光;光合作用的产物是氧气和有机物(淀粉)
【详解】A.S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,A正确B.S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,B正确。C、氮是植物进行光合作用的重要营养元素,土壤中缺氨会导致植物光合作用效率降低,因此需要更高的光照强度才能达到相同的净光合作用速率,即B点会右移。同时,由于光合作用效率降低,最大净光合作用速率也会降低,即D点会左移,C正确。D.S2-S1表示光合作用制造的有机物的净积累量,因为S2+S3表示玉米进行光合作用制造的有机物的总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物总量,净积累量=(S2+S3)-(S1+S3)=S2-S1,D错误。故选D。
3.推理是科学家进行科学研究的工作方式和思维方法之一。某生物探究实验小组的同学在完成教材中“环境温度对呼吸作用的影响”的推理后,在当地现代智能温室内通过实验尝试对“同一种水果的含糖量与光照和温度有关”进行推理。下图中,甲图表示现代智能温室,乙图表示测定的温室内二氧化碳的浓度一天中的变化,丙图表示在白天条件不变的情况下,夜间温度控制在20 ℃和30 ℃时,分别测得温室内二氧化碳浓度的变化。请你根据所学知识完成以下推理过程:
(1)同一种水果的含糖量是由其积累的有机物多少决定的。图乙中,造成AB段和DE段二氧化碳的浓度上升的主要生理过程是____________,通过该过程,水果内的有机物的含量会_______;造成BD段二氧化碳浓度逐渐降低的主要生理过程是__________,水果内的有机物含量会______________。根据图乙,增加甲图中水果的含糖量可以采取的措施是___________________________________。
(2)图丙中,对比两条曲线,相同时间内,温度为________℃时,温室内二氧化碳浓度高,实验表明,在一定范围内,温度越高,水果的______________越强。可见,在白天条件不变的情况下,增加甲图中水果的含糖量可以采取的措施是______________。
解析:(1)图乙中AB段和DE段二氧化碳的浓度上升的原因是植物进行呼吸作用释放二氧化碳的结果.由于呼吸作用分解有机物,导致有机物含量下降.BD段二氧化碳的浓度逐渐降低的主要原因是植物进行光合作用吸收二氧化碳的结果.由于光合作用合成有机物,使得有机物含量逐升高。(2)据图可见:当温度为30℃,二氧化碳含量多;当温度为20℃,二氧化碳含量少.由此可见:在一范围内,温度越高,水果的呼吸作用越强.所以夜晚适当降温,会抑制呼吸作用,减少有机物的消耗。
答案:(1)呼吸作用 下降 光合作用 增加 适当增加二氧化碳的浓度
(2)30 呼吸作用 夜晚适当降温
4.兴趣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。回答下列问题
(1)实验中,叶在29℃时通过光合作用产生的有机物量是__________毫克。
(2)图乙是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。
【答案】(1)9 (2)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)上
【解答】(1)实验中,叶在29℃时通过光合作用产生的有机物量是9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28℃时暗处理1小时后有机物的减少量是2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29℃时比28℃时呼吸作用强,因此若温度由29℃升高到27℃,图乙中相应的a点在原位置上方.
5.清晨,不少市民喜欢到绿树成萌的公园散步,晨跑。有报道称清晨到林间锻炼身体对健康不利。小明对此产生兴趣,并进行了一系列探究。
探究一:小明取同一植物大小相同的两个枝条,分别标记为A、B.枝条A保留叶片,枝条B摘除叶片,然后,将它们分别插入两个大小相同盛有等量清水的量筒中。在量筒中滴加油滴,让油滴铺满水面。将图1两个装置放在相同环境条件下24小时,观察量筒中液面变化。
(1)实验探究的变量是: 。
(2)实验现象:A枝条量筒液面比B枝条量筒液面 。
(3)实验得出的结论: 。
探究二:小明将图2密闭装置连通二氧化碳浓度测定仪,在夏季晴朗的室外测定一昼夜二氧化碳浓度的变化,并绘制了如图3所示的曲线图,图4表示叶肉细胞中叶绿体、线粒体吸收和释放气体的过程示意图。
(4)图3表示光合作用速率等于呼吸作用速率的点是 (填字母)。
(5)叶肉细胞在图3中c点进行的生理过程与图4中 (填序号)过程相对应。
(6)绿色植物通过 在维持生物圈的碳﹣氧平衡中起重要作用。
(7)据图3可知,一天中 时左右氧气浓度最高,这是适宜到林间锻炼的最佳时间。
(1)叶片(2)低(3)叶是蒸腾作用是主要器官(4)b、d(5)①②⑤⑥(6)光合作用(7)18
例6-1.植物也有激素,例如生长素、脱落酸等。植物叶片脱落酸的积累会导致气孔关闭。第1~4天持续干旱,第5天测定后浇水,大豆叶片相对含水量、气孔开放程度、脱落酸含量随时间变化情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A.脱落酸使叶片掉落,减少植物蒸腾作用,有利于植物适应干旱环境
B.浇水恢复正常状态后,叶片中脱落酸含量降低至接近0,使叶片恢复正常
C.干旱会引起叶片中脱落酸合成,导致气孔关闭,造成光合速率降低
D.植物在干旱环境下合成脱落酸,浇水后脱落酸含量降低,是植物做出的条件反射
【答案】D
【分析】由题图分析可知,脱落酸的积累会导致气孔关闭,1-4天持续干早时,脱落酸含量增加,气孔开度和叶片相对含水量会降低,而当第5天浇水后脱落酸含量降低,气孔开度和叶片相对含水量会增加,这说明干早会引起叶片脱落酸的合成。
【详解】A、叶是蒸腾作用的主要器官,脱落酸使叶片掉落,减少植物蒸腾作用,有利于植物适应干旱环境,叙述正确,不合题意;B、由图观察可知,浇水恢复正常状态后,叶片中脱落酸降低至0,使叶片恢复正常,叙述正确,不合题意;C、干早会引起叶片中脱落酸合成,导致气孔关闭,从而进一步导致二氧化碳供应不足,造成光合速率降低,叙述正确,不合题意;D、植物没有神经系统,不能发生反射。在于旱环境下合成脱落酸,浇水后脱落酸含量降低,是植物做出的应激性,叙述错误,符合题意,故选D。
例6-2.图甲中a、b、c分别表示金银花叶片所进行的某些生理活动,图乙为其在夏季某天呼吸作用和光合作用强度的变化曲线,请据图回答下列问题。
1.植物移栽时,往往在阴天和傍晚进行,其主要目的是减弱图甲中的______(选填“a”“b”或“c”及对应的名称)。
2.由图乙可知,金银花植株在这天内积累有机物最多的时刻是______时左右。
3.通过图乙的曲线Ⅰ发现金银花在中午12时左右,会出现“光合午休”现象,猜测是因为植物为避免过度失水损伤细胞,使叶片气孔孔径开度减小,从而引起CO2供应不足,净光合速率降低。为探究金银花产生“光合午休”的具体原因,科研人员测定了同一株金银花大小相同但向光角度不同的两种叶片(接收直射光照面积不同)在12时左右的部分指标,结果如表所示(叶片温度与气孔孔径开度有关)。
指标 净光合速率相对值 叶片温度(℃) 叶细胞内CO2浓度(mg/L)
直立叶 12.9 37.5 11.0
展平叶 8.8 37.7 11.6
经分析认为,气孔开度减小引起的叶细胞内CO2浓度不足,不是金银花“光合午休”的唯一原因,判断依据是______。
原来金银花“光合午休”现象还与叶片中的关键物质——D1蛋白(可促进光合作用)含量密切相关。研究表明:强光照会导致D1蛋白含量下降。为缓解金银花在中午12时左右出现“光合午休”现象,宜采取的措施是______(选填“适当遮荫”或“补充CO2”)。
【答案】【小题1】b蒸腾作用
【小题2】18
【小题3】直立叶与展平叶叶片温度无明显差异,可说明气孔孔径开度基本相同,展平叶细胞内CO2浓度稍高,但净光合作用速率却明显低于直立叶适当遮荫
【分析】 光合作用是指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。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。蒸腾作用是水分从活的植物体表面以水蒸气的状态散失到大气中的过程,植物的蒸腾作用散失的水分约占植物吸收水的99%。【小题1】在移栽植物时,为了提高植物的成活率,应尽量保护植物的根部、降低植物的蒸腾作用。在傍晚或阴天移栽就是因为傍晚或阴天的光照不强,植物b蒸腾作用弱,水分散失的少,利于移栽植物的成活。【小题2】由图乙可知,18时,植物的光合作用的强度等于呼吸作用的强度,植物光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物;18时之后,植物的光合作用的强度小于呼吸作用的强度,植物光合作用制造的有机物小于呼吸作用消耗的有机物。因此,金银花一天内积累有机物最多的时刻是18时左右。【小题3】分析表格数据可知,直立叶与展平叶叶片温度无明显差异,可说明气孔孔径开度基本相同,展平叶细胞内CO2浓度稍高,但净光合作用速率却明显低于直立叶。由此说明,气孔开度减小引起的叶细胞内CO2浓度不足,不是金银花“光合午休”的唯一原因,.已知:D1蛋白可促进光合作用、强光照会导致D1蛋白含量下降;因此,为缓解金银花在中午12时左右出现“光合午休”现象,可采取适当遮明的措施来减弱光照。
1.小周探究植物蒸腾作用速率的影响因素,用普通塑料瓶做底座,增加装置稳定性,用精度较高的移液管(带刻度的玻璃管)代替普通导管,可测出细微液面变化,并可在短时间内得到较精确的实验结果。实验装置如下图所示:
实验步骤:①采摘同一部位长势一致留有10片叶的海桐枝若干,随机分成3组,每组3枝。②每隔对移液管液面高度进行一次读数,记录水位差数据。③每组实验重复3次,记录每组实验叶片失水平均值。以下为用蒸腾计装置探究环境因素对植物蒸腾速率的影响。
组别 温度/℃ 风速 光照情况 蒸腾计高度变化平均值
甲 30 三挡电扇 光照
乙 30 一档电扇 光照
丙 30 一档电扇 光照
丁 15 一档电扇 黑暗
请根据上述实验,回答下列问题:
1.小周基于________的猜想,进而设置了甲、乙实验。
2.如果h3>h4,小周认为能得出植物蒸腾作用与温度的关系,请判断是否正确并说明理由________。
3.若要证明植物的叶是水分散失的唯一器官,小周想利用图中器材设计方案,请用图示或文字的形式写在答题卡的相应区域________。
【答案】【小题1】气流速度会影响植物蒸腾作用的速率
【小题2】不能,丙和乙除温度不同外,光照情况也不能,未控制单一变量
【小题3】①采摘同一部位长势一致留有10片叶的海桐枝若干,随机分成3组,每组3枝,每组保留不同数量的叶片。②每隔10min对移液管液面高度进行一次读数,记录水位差数据。③每组实验重复3次,记录每组实验叶片失水平均值。
组别 温度/℃ 保留叶片数 光照情况 蒸腾计高度变化平均值
甲 30 10 光照
乙 30 5 光照
丙 30 0 光照
【分析】(1)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。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。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且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。(2)蒸腾作用是水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。影响蒸腾作用的因素:光照、温度、湿度、空气流动状况等。【小题1】分析表格中的实验设置可知,甲、乙实验是以风速为变量形成的对照实验,目的是探究气流速度对植物蒸腾作用的影响。【小题2】丙、丁两组实验,存在两个变量:温度和光照,不能形成对照实验;即使h3>h4,也不能得出植物蒸腾作用与温度的关系。
【小题3】要证明植物的叶是水分散失的唯一器官,可设计如下实验:①采摘同一部位长势一致留有10片叶的海桐枝若干,随机分成3组,每组3枝,每组保留不同数量的叶片。②每隔10min对移液管液面高度进行一次读数,记录水位差数据。③每组实验重复3次,记录每组实验叶片失水平均值。
组别 温度/℃ 保留叶片数 光照情况 蒸腾计高度变化平均值
甲 30 10 光照
乙 30 5 光照
丙 30 0 光照
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