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第4节 大气圈中氧、碳的循环
考点一、植物的光合作用
（一）验证植物进行光合作用的方法
植物的叶是进行光合作用的主要器官，光合作用所产生的淀粉储存在叶中。想知道植物是否进行了光合作用，我们可以取叶片进行淀粉测试。如果检测到淀粉的存在，那么就说明植物进行了光合作用。
（二）验证植物进行光合作用制造淀粉
(1)实验过程
①暗处理、遮光:把盆栽的银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜。第2天，用2张大小相等的铝箔在叶片绿色部分的相同位置从上下两面盖严，并用大头针固定，然后放到阳光下照射。
②照光:4小时后，去掉铝箔，将叶片摘下。
③脱色:把叶片放到盛有酒精的小烧杯中,水浴加热，使叶片中的叶绿素溶解在酒精中，加热过程中观察到叶片由绿色慢慢变为黄白色，同时酒精变为绿色。
④漂洗、滴加碘液:到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，在叶片上滴加碘液。几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液，可观察到被铝箔盖严的部分不变蓝色，叶片的银边部分也不变蓝色，而未覆盖的绿色部分变为蓝色。
(2)分析
①叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是光照。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生淀粉。这也说明光合作用需要光。
②活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是叶绿体。叶片的绿色部分(有光照的部分)变蓝，而白色(银边)部分没有变蓝，这说明光合作用需要叶绿体。
(3)结论
①叶片绿色部分的见光部分产生了淀粉，说明光合作用需要光。
②光合作用的产物是淀粉。
③叶片的绿色部分产生了淀粉，银边部分未产生淀粉，说明光合作用需要叶绿体。
（三）验证光合作用产生氧气
(1)实验过程
①在一只烧杯中放人清水，将金鱼藻(或其他水生绿色植物)放于水中，将漏斗盖在金鱼藻上。
②在漏斗上面罩上盛满清水的试管。
③将整个装置放在阳光下。过一会儿，可以看到有气泡产生。这些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时，用大拇指在水中盖住试管口,将试管取出。
④将点燃的卫生香放人试管，可以看到带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来。这是由于氧气具有助燃性。
(2)结论:金鱼藻在光下产生了氧气。
（四）光合作用的产物和条件
(1)绿叶在光下制造有机物的实验中，叶片未遮光部分产生了淀粉，说明淀粉等有机物是光合作用的产物;叶片遮光部分和天竺葵的银边部分没有淀粉产生，说明光合作用需要光和叶绿体。
(2)金鱼藻在光下产生的气体能使带火星的卫生香猛烈地燃烧起来，这说明光合作用另-产物是氧气。
【能力拓展】
1.先将银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜，目的是把叶片中原有的淀粉运走或消耗掉，避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响。
2.叶绿素可以溶解在酒精中，因此，可利用酒精脱去叶片中的叶绿素，以免影响观察的效果。
3.酒精是易燃物，直接加热容易发生危险，而且也易造成酒精的过量蒸发。因此，要水浴加热。
（五）光合作用的概念，反应式
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着能量的有机物，并释放氧气的过程。
典例1：为了探究温度对植物光合作用的影响，小嘉进行了如下实验：
【步骤】①选择生长状况一致的某种植物，随机平均分成甲、乙、丙、丁、戊五组；
②将五组植物分别放置在温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的环境中，其他环境条件相
同且适宜；
③用仪器分别测定每组的光合作用速率（用CO2吸收量的相对值表示）。
【结果】
组别 甲组 乙组 丙组 丁组 戊组
温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃
CO2吸收量相对值 18.2 20.3 23.6 18.9 -1.3
（1）二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越 。
（2）根据实验结果，可得出的结论是 。
（3）戊组实验CO2吸收量的相对值为负值，原因是 。
变式1：如图甲，智能温室大棚能自动控制大棚内的温度、CO2浓度、光照强度等条件，以满足大棚内作物生长发育的需求。乙图表示大棚内A、B两种植物的光合速率(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答：
（1）大棚内壁上经常出现小水珠，这些小水珠主要来自于植物的 作用。
（2）植物A的光合作用开始于 (选填“d点前”、“d点"或“d点后”)。
（3）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 (选填“多于”、“等于”或“少于”)植物B．
变式2：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，如图甲 缓冲液的作用是保持小室内的( 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，得到如图乙所示曲线。请回答下列问题：
（1）一昼夜中小室内氧气浓度最高的是 (填字母)点。
（2）请解释14时氧气释放速率降低的原因： 。
（3）若从6时开始实验，初始液滴位置为0，一段时间后观察到A装置中液滴移动到如图甲所示位置，那么产生此结果的原因是 ，使消耗的氧气大于产生的氧气，小室内压强减小。
变式3：（2025八下·椒江期末）如图表示某密闭大棚内一天中二氧化碳浓度变化。请回答下列问题：
（1）光合作用的文字表达式 。
（2）大棚植物一天内光合作用制造有机物总量大于呼吸作用消耗有机物总量，则图中符合上述情况的曲线是 。
（3）为增加大棚植物产量，可采用的方法有 (答出一点即可)。
考点二、动植物的呼吸作用
（一）证明动物需要呼吸
(1)提出问题:动物体内也在进行呼吸作用吗 动物吸入和呼出的气体成分有没有变化呢
(2)方法步骤
①按照教材第105页图3-71安装好装置，装置中的碱石灰用来吸收二氧化碳气体，两装置中的碱石灰的量应该相等。
②试管B的设置有对照的作用。
③观察并记录:实验开始时，观察A、B两个装置中的红色水滴与橡皮塞的距离;10分钟后，观察两装置中红色水滴与橡皮塞的距离。将观察结果填入记录表中。
(3)实验现象
开始时，A、B两试管中红色水滴与橡皮塞的距离基本相同，实验大约10分钟后，可以观察到A试管中红色水滴向左移动了一段距离，而B试管中红色水滴没有移动。
(4)分析实验现象，得出结论
A试管中红色水滴向左移动的原因是动物也要进行呼吸作用，消耗氧气，而产生的二氧化碳被碱石灰吸收，试管内气压减小。
实验证明:动物也要进行呼吸作用，吸入氧气，呼出二氧化碳。
（二）动物的呼吸作用
和人一样，动物也要不断地从外界环境中摄取营养物质，营养物质在体内氧化，释放其中含有的能量，供给动物进行各项生命活动。因此，动物也在不停地进行呼吸作用，利用氧气分解有机物，获取生命活动所需要的能量，同时产生二氧化碳和水等物质。
（三）探究植物是否能进行呼吸作用
(1)实验步骤
①根据教材第106页图3-72安装好实验装置。装置中的石灰水的量应该相等。
②将装置放在温暖的地方，几天后观察实验现象。
(2)实验现象：几天后,A试管中的石灰水浑浊 ,B试管中的石灰水没有发生变化。
(3)分析现象，得出结论
A、B试管形成了一组对照实验， 变量是种子是否有生命力。A试管中的石灰水变浑浊,说明萌发的种子能进行呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳使石灰水变浑浊。
（四）探究植物的其他器官能否进行呼吸作用
(1)实验步骤
①把数棵新鲜菠菜装入黑色塑料袋中，用绳子扎紧袋口，不使外界空气进入，在暗处放置一个晚上。
（使用黑色塑料袋并放在暗处，是为了防止植物进行光合作用。）
②松开塑料袋口，插人一根导管，让塑料袋中的空气通人澄清石灰水中，观察石灰水的变化。
③另取一大口塑料瓶，装人适量菠菜，盖紧瓶盖，在暗处放置一个晚上，然后打开瓶盖，将点燃的蜡烛放人瓶内，观察火焰的变化。
④再取一些新鲜的菠菜用开水烫2~ 3分钟，重复上述①~③步骤，观察实验现象。
(2)实验现象
将黑色塑料袋内的气体导人澄清石灰水后，澄清石灰水变浑浊;将点燃的蜡烛放人大口塑料瓶内，燃烧的蜡烛熄灭;换成用开水烫过的菠菜，重复①~③步骤，澄清石灰水没有发生变化，点燃的蜡烛继续燃烧。
(3)分析现象，得出结论
新鲜的菠菜和用开水烫过的菠菜形成对照，澄清的石灰水变浑浊，说明菠菜进行呼吸作用产生了二氧化碳，点燃的蜡烛熄灭说明菠菜的呼吸作用消耗了氧气。由此得出结论:活的植物体在生活过程中能进行呼吸作用，吸收氧气，并产生二氧化碳。
（五）植物的呼吸作用
以上实验表明，植物的种子、叶等器官都能进行呼吸作用，呼吸作用过程中，也要利用氧气，分解细胞中的有机物，同时将产生的氧化碳排出体外。
典例1：（2025八下·衢州期末）如图把数棵新鲜菠菜放入黑色塑料袋，扎紧袋口，在暗处放置一夜后，将袋内气体挤压入澄清石灰水中， 黑色塑料袋其中能证明菠菜进行呼吸作用的现象是（ ）
A．塑料袋内壁有水珠 B．菠菜出现萎蔫
C．称量发现菠菜质量变轻 D．澄清石灰水变浑浊
变式1：（2024八下·上虞期末）如图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
变式2：（2025八下·温州月考）兴趣小组的同学为探究种子的呼吸作用。设计并进行了如图实验。小科认为：可根据装置①②中红色水滴的移动情况，判断种子是否行进了呼吸作用(实验中NaOH 可吸收二氧化碳)。
（1）将种子消毒后再进行实验，其目的是 。
（2）如果种子进行呼吸作用：装置①中红色液滴将 (选填“向右”“向左”或“不”)移动。
（3）②装置在实验中起 作用。
变式3：（2025·杭州期中）如图所示实验，可以用来证明植物的呼吸过程中会产生CO2。其中A装置中的NaOH溶液能除去空气中的CO2，B、D中均为澄清石灰水。请回答下列问题。
（1）B瓶中石灰水的作用是 ；
（2）C瓶要用不透光的袋子罩住是为了 ；
（3）观察到 的现象，证明植物的呼吸作用会产生CO2。
考点三、自然界中的氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
典例1：如图所示是自然界中的氧循环，请认真观察并根据图示回答有关问题。
（1）图示中氧循环涉及的物质中属于氧化物的是 ，空气的主要成分中没有参与图中循环的气体有 。
（2）在维持自然界的氧平衡的途径中，植物利用 作用吸收二氧化碳，产生氧气。
（3）下列说法中正确的有 。
A．空气中的氧气含量永远不变 B．空气中的氧气处于动态平衡
C．空气中氧气的浓度越高越好 D．氧在自然界中既有单质，又有化合物
变式1：氧气广泛存在于自然界中，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）PM2.5是用来监测空气中 的含量(填序号)。
①二氧化碳 ②一氧化碳 ③二氧化硫 ④可吸入颗粒物
（2）铁生锈、动植物的呼吸 (填“是”或“不是")缓慢氧化。
（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如控制温度在-183℃时，可将空气中的氮气(N2)与氧气(O2)分离。工业上分离液态空气制氧气的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
变式2：（2024八下·长兴期末）在小组合作学习过程中，某同学对氧气的相关问题以结构图的形式进行了如下梳理。
（1）自然界产生氧气的途径主要是 。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有 的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有 ．
变式3：（2023八下·富阳期末）如图所示是氧循环示意图，图中箭头表示氧的流动方向，请根据图回答：
（1）写出使大气中氧含量增加的生物生理活动作用的文字表达式 。该过程所产生的氧气高于植物自身 所消耗的氧气。
（2）A过程主要有 。
①生物的呼吸作用 ②各种燃烧现象 ③微生物的氧化分解
（3）在我国北方的冬天，许多树的叶子都掉光了，光合作用的能力大大下降，但是北方人并不会感到缺氧，这是因为 。
考点四、自然界中的碳循环
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
典例1：如图是生物圈中碳循环的示意图，下列分析不符合图中表示的信息的是( )
A．图中③表示的生理过程是呼吸作用
B．图中甲代表的生物是腐生细菌和真菌等微生物
C．图中①代表的生理过程是光合作用
D．在自然界中，生物遗体和排出物中的碳是不能循环利用的
变式1：（2024八下·浦江期末）“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡．我国争取在2060年前实现“碳中和”目标．倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是（ ）
A．水土流失 B．温室效应 C．臭氧空洞 D．白色污染
变式2：（2024八下·长兴期末）随着全球气候和环境污染的日益严重，以氢能、核聚变等新能源，以及智能电网、碳捕获等绿色技术将成为应对这些问题的重要手段：
（1）绿电制绿氢是一种利用可再生能源生产氧气的技术。比如：太阳能光解水，该方法是利用光伏等可再生能源发电，将光能转化为电能，再利用电解水制取氢气，最终转化为 能。
（2）低浓度瓦斯催化氧化及发电技术。实现当瓦斯浓度低于8%时，低浓度瓦斯发电机不能有效利用，进而催化氧化瓦斯(主要成分为甲烷气体)，使其在400℃以下时变成二氧化碳和水，其发生的主要化学方程式为 。
（3）生物质能发电之藻类发电技术。墨西哥初创公司设计出纳米技术增强型微藻生物建筑板，在排放源捕获二氧化碳流，藻类进行光合作用，实现简单的无机物制成 的物质转化。
（4）在日常生活中，我们可以如何践行“低碳生活”理念 。
变式3：（2024八下·上城期末）我国提出2030年“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。碳中和：CCUS（碳捕集、利用与封存）是国际公认的三大减碳途径之一。
（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是 。
（2）碳捕集：浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳。请写出微藻光合作用的文字表达式 。
（3）碳利用：19届亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇（CH3OH）作为主火炬塔燃料。回收CO2和H2催化反应合成绿色甲醇，反应过程如下：
CO2+3H2CH3OH+H2O 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
请解释本次亚运会所用的“绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因 。
（4）碳封存：重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存。请画出压入后的微观示意图。（用“●”表示CO2分子，用横线表示挡板。）
（5）为了助力“碳中和”，你的做法是 （写出一条）。
1．（2025八下·杭州月考）氧循环和碳循环是自然界中的重要循环 (如图)，分析两种循环，其中正确的是
A．碳、氧循环利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．两种循环各自独立，彼此之间无联系
D．碳循环和氧循环过程中只发生了物理反应
2．（2025八下·杭州月考）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
3．（2025八下·新昌期末）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。下列分析错误的是（ ）
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
4．（2025八下·玉环月考）如图所示，a、b表示植物的两种生理活动，A、B表示两种物质，请分析回答：
（1）a表示的植物生理活动是 。
（2）a生理活动不但为生物圈中所有生物提供了食物，同时减少了大气中二氧化碳的含量，维持了生物圈中的 平衡。
（3）b作用的实质是分解 ，释放能量，供给植物的生命活动。
5．（2025八下·上城期末） 杭州新农村现代化建设，助力乡村振兴与共同富裕。建造塑料大棚生产有机农产品，可以有效促进农民增收。图甲是叶片进行的三项生理过程A、B、C，图乙是晴朗的夏季光合作用和呼吸作用的强度随时间变化曲线，图丙是大棚内二氧化碳含量的变化曲线。请你联系教材内容学以致用。
（1）图乙中，能表示图甲C过程的曲线为 (填标号)。
（2）在海边的盐碱地上，一般作物因为缺少水分难以生存，而某些植物能在盐碱地生长请解释说明 。
（3）图丙中，植物有机物积累最多的点是 (填字母)。
6．（2024八下·长兴期末）小周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）在探究“植物光合作用的条件和产物”实验中，主要实验步骤如下图所示，正确顺序是 (用字母表示)，其中步骤 D的目的是 。
（2）在探究“温度对光合作用与呼吸作用影响”的实验中，小金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。 (已知：在特定条件下，光照下容器中CO2减少速率越大，则单位时间内天竺葵积累的有机物越多)。
组别 A B C D E
温度 ( ℃) 15 20 25 30 35
光照下容器中CO2减少速率( mg/h) 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下容器中CO2增加速率 ( mg/h) 1.00 1.50 2.25 3 3.50
根据表中数据可知，在光照条件下，温度为 ℃时，单位时间内天竺葵积累的有机物最多。根据实验结果，请提出一条能增加温室大棚内农作物产量的措施：
7．为了证明动物也像人一样会呼吸，小明设计了如图甲所示的实验：
根据以上实验回答下列问题。
（1）碱石灰能吸收二氧化碳，而空气中二氧化碳含量极少，因此通过实验现象：A试管中红色液滴向左移了一段距离；而B试管中红色液滴几乎没有移动，从而证明该动物消耗了一定量的空气中某种成分同时放出 气体。
（2）小明同学认为该实验还需证明A装置被消耗了的成分是氧气，那么小明还应该进行的操作是 。
（3）小王同学受到小明的启示后认为该实验若把装置改变成如图乙所示，还能用来测定空气中的氧气体积分数。你认为合理吗 请说明理由： 。
8．（2024八下·临海期末）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 。
9．（2025八下·玉环月考）如图所示是研究光合作用和呼吸作用实验装置，根据相关知识回答问题.
（1）甲装置试管中收集的气体可以使带火星的木条复燃，说明绿色植物的光合作用放出了 。
（2）孙悟同学利用甲装置进行了进一步探究，实验结果如下表：由此得出的结论是 。
试管与台灯的距离/厘米 10 20 30 40
每分钟产生的气泡数/个 60 25 10 5
（3）利用乙装置研究绿色植物的呼吸作用时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行黑暗处理，一段时间后，玻璃管中红墨水向 (左、右)移动。
10．（2025八下·温岭月考）为探究植物O2 释放速率的变化规律，兴趣小组设计了由透明玻璃罩构成的实验装置(图1) ，其中CO2 缓冲液可以吸收或提供CO2 保证玻璃罩内CO2 浓度稳定。小组同学将该装置放在夏季的自然环境下，测定了一个昼夜装置内的植物O2 释放速率变化，得到图2所示曲线。请回答：
（1）玻璃罩内O2 浓度最高的时间对应的是图2曲线中的 (填字母)点。
（2）在图2曲线中， 与d、f点相比， e点O2 释放速率偏低的原因是 。
（3）为了排除无关变量的干扰，使该实验的数据更加准确，应增加一组实验进行对照。则对照的实验装置与图1的区别是 。
11．（2025八下·温州月考）小科通过以下实验验证外界因素对植物光合作用的影响。
【实验器材】吸管、菠菜、注射器、烧杯、LED灯(冷光源)、刻度尺。
【实验步骤】
①用吸管在长势良好且一致的菠菜叶片上打孔(如图甲)，取30个叶圆片；
②将叶圆片置于注射器中，吸取30毫升水，用手堵住注射器小孔，拉动活塞，反复8次，使叶圆片内气体逸出；
③将叶圆片取出放入含有CO2 释放剂的烧杯中，叶圆片沉于底部：
④把LED灯放置在离烧杯10厘米处照射(如图乙)，10分钟后统计烧杯中叶圆片浮起的数量，重复三次实验取平均值。
⑤改变LED灯与烧杯的距离为15厘米、20厘米，重复上述实验。
烧杯 叶圆片/片 烧杯离光源距离/厘米 温度/摄氏度 浮起的叶圆片平均数/片
a 10 10.0 25 6.55
b 10 20.0 25 2.95
【原理解释】原来沉在水底的叶圆片，因为进行光合作用产生氧气，氧气附着在叶圆片上，使叶圆片受到的浮力变大，当浮力大于叶圆片的重力，叶圆片上浮。
（1）本实验是探究 对光合作用的影响；
（2）LED灯距烧杯越近，10分钟后叶圆片上浮的数量越 ；
（3）实验前不需要对菠菜进行暗处理，理由是什么 。
（4）小科利用这套装置又对不同颜色的光进行了实验，相同时间浮起的叶圆片数量，实验数据如图丙所示，根据数据分析农业生产中大棚塑料薄膜的颜色应选用 色。
12．（2025八下·义乌月考）为探究绿色植物的生理活动，某兴趣小组的同学设计并完成了以下实验步骤。
步骤1：按图示连接好实验装置，关闭阀门①②后放到黑暗处一昼夜；
步骤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)；
步骤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；
步骤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；
步骤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。
请分析并回答下列问题。
（1）步骤①中暗处理的目的是 。
（2）步骤③能用此装置收集A 中产生的气体，是因为该气体具有 的性质。
（3）步骤④能使澄清石灰水变浑浊的气体主要来自绿色植物的 (填生理活动)。
（4）若只有A叶片变蓝色，则可以得出的结论是 。
13．（2025八下·杭州八县期末）为探究“光合作用的条件和产物”，小明同学用天竺葵进行如图所示的实验。
（1）步骤①的目的是 。
（2）步骤④中，大烧杯中的M液体和小烧杯中的N液体依次是____(填字母)。
A．酒精、酒精 B．酒精、清水 C．清水、酒精 D．清水、清水
（3）若实验操作规范正确，在步骤⑦中观察到的现象是 。
（4）为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图①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，该实验设计基于的假设是 。
14．（2024八下·武义期末）小科和小康为了研究呼吸过程中二氧化碳含量的变化，小科用一根吸管不断向澄清石灰水中吹气，结果石灰水变浑浊了，说明呼吸过程产生二氧化碳．
（1）请写出石灰水变浑的原理 （用化学方程式表示）．
（2）小康认为不严谨，他用大号注射器吸取空气注入澄清石灰水中，不断重复，结果也变浑了，但所用时间和气体体积是小科的好多倍，小康的对照实验就可以排除 的干扰，所以能说明呼吸过程产生二氧化碳．
（3）他们讨论后对实验方案进行改进，用了如图所示的装置，瓶中都装有澄清石灰水，管ab可以用止水夹关闭，吸气时 （填管a管b的开闭情况），呼气时相反．
（4）呼吸若干次后观察到 现象，说明呼吸过程产生二氧化碳．
15．（2024八下·临平期末）为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响，小明设计了如下两种实验方案。
方案一：把一只健壮的蟑螂放入的密闭容器内（如图甲），利用传感器测定10分钟内容器中温度值和氧气含量；10分钟后，将冰袋放置在容器两侧，使容器内的温度逐渐降低，并测定随后20分钟内的数据。多次重复实验。
方案二：在两个温度不同的相同密闭容器中各放入一只健壮的蟑螂（如图乙），利用传感器测定30分钟内的相关数据。多次重复实验。
（1）该实验通过 反映蟑螂呼吸作用的快慢。
（2）与方案二相比，方案一的变量控制有什么优点 （例举一点）
（3）根据方案一所得数据（如图丙），三位同学分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含量的大致变化趋势，其中合理的是 。
（4）据图丙可知，温度对蟑螂的呼吸有影响，随着温度降低，其呼吸变 （填“快”或“慢”）
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第4节 大气圈中氧、碳的循环
考点一、植物的光合作用
（一）验证植物进行光合作用的方法
植物的叶是进行光合作用的主要器官，光合作用所产生的淀粉储存在叶中。想知道植物是否进行了光合作用，我们可以取叶片进行淀粉测试。如果检测到淀粉的存在，那么就说明植物进行了光合作用。
（二）验证植物进行光合作用制造淀粉
(1)实验过程
①暗处理、遮光:把盆栽的银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜。第2天，用2张大小相等的铝箔在叶片绿色部分的相同位置从上下两面盖严，并用大头针固定，然后放到阳光下照射。
②照光:4小时后，去掉铝箔，将叶片摘下。
③脱色:把叶片放到盛有酒精的小烧杯中,水浴加热，使叶片中的叶绿素溶解在酒精中，加热过程中观察到叶片由绿色慢慢变为黄白色，同时酒精变为绿色。
④漂洗、滴加碘液:到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，在叶片上滴加碘液。几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液，可观察到被铝箔盖严的部分不变蓝色，叶片的银边部分也不变蓝色，而未覆盖的绿色部分变为蓝色。
(2)分析
①叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是光照。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生淀粉。这也说明光合作用需要光。
②活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是叶绿体。叶片的绿色部分(有光照的部分)变蓝，而白色(银边)部分没有变蓝，这说明光合作用需要叶绿体。
(3)结论
①叶片绿色部分的见光部分产生了淀粉，说明光合作用需要光。
②光合作用的产物是淀粉。
③叶片的绿色部分产生了淀粉，银边部分未产生淀粉，说明光合作用需要叶绿体。
（三）验证光合作用产生氧气
(1)实验过程
①在一只烧杯中放人清水，将金鱼藻(或其他水生绿色植物)放于水中，将漏斗盖在金鱼藻上。
②在漏斗上面罩上盛满清水的试管。
③将整个装置放在阳光下。过一会儿，可以看到有气泡产生。这些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时，用大拇指在水中盖住试管口,将试管取出。
④将点燃的卫生香放人试管，可以看到带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来。这是由于氧气具有助燃性。
(2)结论:金鱼藻在光下产生了氧气。
（四）光合作用的产物和条件
(1)绿叶在光下制造有机物的实验中，叶片未遮光部分产生了淀粉，说明淀粉等有机物是光合作用的产物;叶片遮光部分和天竺葵的银边部分没有淀粉产生，说明光合作用需要光和叶绿体。
(2)金鱼藻在光下产生的气体能使带火星的卫生香猛烈地燃烧起来，这说明光合作用另-产物是氧气。
【能力拓展】
1.先将银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜，目的是把叶片中原有的淀粉运走或消耗掉，避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响。
2.叶绿素可以溶解在酒精中，因此，可利用酒精脱去叶片中的叶绿素，以免影响观察的效果。
3.酒精是易燃物，直接加热容易发生危险，而且也易造成酒精的过量蒸发。因此，要水浴加热。
（五）光合作用的概念，反应式
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着能量的有机物，并释放氧气的过程。
典例1：为了探究温度对植物光合作用的影响，小嘉进行了如下实验：
【步骤】①选择生长状况一致的某种植物，随机平均分成甲、乙、丙、丁、戊五组；
②将五组植物分别放置在温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的环境中，其他环境条件相
同且适宜；
③用仪器分别测定每组的光合作用速率（用CO2吸收量的相对值表示）。
【结果】
组别 甲组 乙组 丙组 丁组 戊组
温度 20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃
CO2吸收量相对值 18.2 20.3 23.6 18.9 -1.3
（1）二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越 。
（2）根据实验结果，可得出的结论是 。
（3）戊组实验CO2吸收量的相对值为负值，原因是 。
【答案】（1）越快
（2）其他条件相同时，在20℃~40℃范围内，随着温度的升高，植物光合作同强度先变大再变小
（3）植物的呼吸作用强于光合作用
【解析】光合作用是指植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，植物通过光合作用制造的有机物来构建自身的各个组成部分。呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。影响光合作用效率的环境因素有：光照、温度、二氧化碳的浓度等。
【解答】（1）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，因此，二氧化碳和水是光合作用的原料，二氧化碳吸收量的多少，可以说明光合作用的快慢， 二氧化碳吸收量的相对值越大说明植物光合作用的速率越快。
（2）从图表可以看出， 其他条件相同时，在20℃~40℃范围内，随着温度的升高，植物光合作同强度先变大再变小 。光合作用温度高反而变小的原因是：温度过高，气孔关闭，影响了光合作用。
（3）实验CO2吸收量的相对值为正数时，光合作用大于呼吸作用；实验CO2吸收量的相对值为零时，光合作用等于呼吸作用；实验CO2吸收量的相对值为负数时，呼吸作用大于光合作用。
变式1：如图甲，智能温室大棚能自动控制大棚内的温度、CO2浓度、光照强度等条件，以满足大棚内作物生长发育的需求。乙图表示大棚内A、B两种植物的光合速率(用CO2吸收量表示)与光照强度的关系曲线。请分析回答：
（1）大棚内壁上经常出现小水珠，这些小水珠主要来自于植物的 作用。
（2）植物A的光合作用开始于 (选填“d点前”、“d点"或“d点后”)。
（3）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 (选填“多于”、“等于”或“少于”)植物B．
【答案】（1）蒸腾（2）d点前（3）多于
【解析】（1）植物大部分水分用于蒸腾作用。
（2）植物有光照时就开始有有光合作用。
（3）CO2吸收量为光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳的差值。
【解答】（1）植物大部分水分用于蒸腾作用。蒸腾作用散失的水分，液化后变成小水滴。 这些小水珠主要来自于植物的蒸腾作用。
（2）有光照时就开始有有光合作用，d点前就已经有光照，所以植物A的光合作用开始于d点前 。
（3）CO2吸收量为光合作用吸收的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳的差值。A呼吸作用产生二氧化碳更多，最后CO2吸收量相同，所以A光合作用合成的有机物更多。
变式2：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，如图甲 缓冲液的作用是保持小室内的( 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，得到如图乙所示曲线。请回答下列问题：
（1）一昼夜中小室内氧气浓度最高的是 (填字母)点。
（2）请解释14时氧气释放速率降低的原因： 。
（3）若从6时开始实验，初始液滴位置为0，一段时间后观察到A装置中液滴移动到如图甲所示位置，那么产生此结果的原因是 ，使消耗的氧气大于产生的氧气，小室内压强减小。
【答案】（1）g
（2）气温过高，叶片气孔关闭，二氧化碳吸收量减少
（3）光合作用强度小于呼吸作用强度
【解析】光合作用与呼吸作用的区别与联系：
区 别 光 合 作 用 呼 吸 作 用
气 体 吸收二氧化碳，放出氧 吸收氧，放出二氧化碳
部 位 在含有叶绿体的细胞中进行 在所有活细胞的线粒体中进行
条 件 在有光时才能进行(白天) 有光无光都能进行（白天、晚上）
原 料 二氧化碳和水 有机物和氧气
产 物 有机物和氧 二氧化碳、水和能量
物质和能量的转化（实质） 制造有机物，储存能量 分解有机物，释放能量
联 系 光合作用为呼吸作用提供了分解的有机物和氧气；呼吸作用为光合作用提供了所需的二氧化碳和生命活动所需的能量。
【解答】（1）由图乙可知，植物在c～g段光合作用强度大于呼吸作用，表现为向外界释放氧气，g点后开始从外界吸收氧气，因此一昼夜中小室内氧气浓度最高的是g点。
（2）影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。据图可知，二氧化碳缓冲液能维持密闭容器二氧化碳的稳定，因此影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是光照强度、温度。e点中午气温过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少，导致光合作用速率略有下降，释放的氧气降低。
(3)若从6时开始实验，初始液滴位置为0，此时没有光照，植物不能进行光合作用，进行呼吸作用消耗氧气，导致装置内气压下降，在大气压的作用下液滴向左移动。
变式3：（2025八下·椒江期末）如图表示某密闭大棚内一天中二氧化碳浓度变化。请回答下列问题：
（1）光合作用的文字表达式 。
（2）大棚植物一天内光合作用制造有机物总量大于呼吸作用消耗有机物总量，则图中符合上述情况的曲线是 。
（3）为增加大棚植物产量，可采用的方法有 (答出一点即可)。
【答案】（1）二氧化碳+水有机物+氧气
（2）丙
（3）增加二氧化碳浓度或增加光照强度
【解析】（1）根据反应物、反应条件和生成物，确定反应的文字表达式；
（2）根据光合与呼吸作用强度关系与对应的曲线变化规律来分析。
（3）适量施加化肥、增加光照和增加二氧化碳的浓度，都可以增加植物的产量。
【解答】（1）绿色植物利用叶绿体，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，则反应的方程式为：二氧化碳+水有机物+氧气。
（2）光合作用制造有机物总量大于呼吸作用消耗有机物总量时，大棚内二氧化碳浓度会持续降低后趋于稳定且最终浓度低于初始浓度。
曲线甲：二氧化碳浓度先升高后降低，但最终浓度高于初始浓度，说明呼吸作用强度大于光合作用；
曲线乙：二氧化碳浓度变化后最终与初始浓度相同，说明光合作用制造有机物总量等于呼吸作用消耗有机物总量；
曲线丙：二氧化碳浓度持续降低，最终浓度低于初始浓度，说明光合作用制造有机物总量大于呼吸作用消耗有机物总量，符合条件。
所以该植物一天内，光合作用制造有机物总量大于呼吸作用消耗有机物总量，图2中符合的是曲线丙。
（3）为增加大棚植物产量，可采用的方法有：增加二氧化碳浓度或增加光照强度。
考点二、动植物的呼吸作用
（一）证明动物需要呼吸
(1)提出问题:动物体内也在进行呼吸作用吗 动物吸入和呼出的气体成分有没有变化呢
(2)方法步骤
①按照教材第105页图3-71安装好装置，装置中的碱石灰用来吸收二氧化碳气体，两装置中的碱石灰的量应该相等。
②试管B的设置有对照的作用。
③观察并记录:实验开始时，观察A、B两个装置中的红色水滴与橡皮塞的距离;10分钟后，观察两装置中红色水滴与橡皮塞的距离。将观察结果填入记录表中。
(3)实验现象
开始时，A、B两试管中红色水滴与橡皮塞的距离基本相同，实验大约10分钟后，可以观察到A试管中红色水滴向左移动了一段距离，而B试管中红色水滴没有移动。
(4)分析实验现象，得出结论
A试管中红色水滴向左移动的原因是动物也要进行呼吸作用，消耗氧气，而产生的二氧化碳被碱石灰吸收，试管内气压减小。
实验证明:动物也要进行呼吸作用，吸入氧气，呼出二氧化碳。
（二）动物的呼吸作用
和人一样，动物也要不断地从外界环境中摄取营养物质，营养物质在体内氧化，释放其中含有的能量，供给动物进行各项生命活动。因此，动物也在不停地进行呼吸作用，利用氧气分解有机物，获取生命活动所需要的能量，同时产生二氧化碳和水等物质。
（三）探究植物是否能进行呼吸作用
(1)实验步骤
①根据教材第106页图3-72安装好实验装置。装置中的石灰水的量应该相等。
②将装置放在温暖的地方，几天后观察实验现象。
(2)实验现象：几天后,A试管中的石灰水浑浊 ,B试管中的石灰水没有发生变化。
(3)分析现象，得出结论
A、B试管形成了一组对照实验， 变量是种子是否有生命力。A试管中的石灰水变浑浊,说明萌发的种子能进行呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳使石灰水变浑浊。
（四）探究植物的其他器官能否进行呼吸作用
(1)实验步骤
①把数棵新鲜菠菜装入黑色塑料袋中，用绳子扎紧袋口，不使外界空气进入，在暗处放置一个晚上。
（使用黑色塑料袋并放在暗处，是为了防止植物进行光合作用。）
②松开塑料袋口，插人一根导管，让塑料袋中的空气通人澄清石灰水中，观察石灰水的变化。
③另取一大口塑料瓶，装人适量菠菜，盖紧瓶盖，在暗处放置一个晚上，然后打开瓶盖，将点燃的蜡烛放人瓶内，观察火焰的变化。
④再取一些新鲜的菠菜用开水烫2~ 3分钟，重复上述①~③步骤，观察实验现象。
(2)实验现象
将黑色塑料袋内的气体导人澄清石灰水后，澄清石灰水变浑浊;将点燃的蜡烛放人大口塑料瓶内，燃烧的蜡烛熄灭;换成用开水烫过的菠菜，重复①~③步骤，澄清石灰水没有发生变化，点燃的蜡烛继续燃烧。
(3)分析现象，得出结论
新鲜的菠菜和用开水烫过的菠菜形成对照，澄清的石灰水变浑浊，说明菠菜进行呼吸作用产生了二氧化碳，点燃的蜡烛熄灭说明菠菜的呼吸作用消耗了氧气。由此得出结论:活的植物体在生活过程中能进行呼吸作用，吸收氧气，并产生二氧化碳。
（五）植物的呼吸作用
以上实验表明，植物的种子、叶等器官都能进行呼吸作用，呼吸作用过程中，也要利用氧气，分解细胞中的有机物，同时将产生的氧化碳排出体外。
典例1：（2025八下·衢州期末）如图把数棵新鲜菠菜放入黑色塑料袋，扎紧袋口，在暗处放置一夜后，将袋内气体挤压入澄清石灰水中， 黑色塑料袋其中能证明菠菜进行呼吸作用的现象是（ ）
A．塑料袋内壁有水珠 B．菠菜出现萎蔫
C．称量发现菠菜质量变轻 D．澄清石灰水变浑浊
【答案】D
【解析】根据二氧化碳的性质及其检验方法来分析。
【解答】呼吸作用吸收氧气，排出二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，能使澄清的石灰水变浑浊，所以能证明菠菜进行呼吸作用的是澄清石灰水变浑浊。
故选D。
变式1：（2024八下·上虞期末）如图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
【解析】A.只要有气体生成或参与的实验，都要检查装置的气密性；
B.根据V=SL可知，当体积相同时，横截面积越小，则长度越大；
C.注意温度对试管内气压的影响；
D.根据控制变量法的要求判断。
【解答】A．在实验前应该检验装置的气密性，因为要防止呼吸作用产生的二氧化碳逸出，故A正确不合题意；
B．当气体的体积变化量相同时，玻璃管越细，则红色水滴移动的距离更加明显，故B正确不合题意；
C．实验时用手握住试管会导致试管内的气体体积升高，从而导致试管内压强改变，影响实验结果，故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，故D正确不合题意。
故选C。
变式2：（2025八下·温州月考）兴趣小组的同学为探究种子的呼吸作用。设计并进行了如图实验。小科认为：可根据装置①②中红色水滴的移动情况，判断种子是否行进了呼吸作用(实验中NaOH 可吸收二氧化碳)。
（1）将种子消毒后再进行实验，其目的是 。
（2）如果种子进行呼吸作用：装置①中红色液滴将 (选填“向右”“向左”或“不”)移动。
（3）②装置在实验中起 作用。
【答案】（1）排除微生物的呼吸作用对实验结果的影响
（2）右
（3）对照
【解析】（1）种子上的微生物的呼吸作用也会产生二氧化碳气体，会对实验产生氧气；
（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。只要是活细胞就能进行呼吸作用。
（3）对照实验是指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。对照实验一般要遵循对照性原则、单一变量原则、设置重复实验等
【解答】（1）实验通过氢氧化钠溶液吸收二氧化碳产生实验现象，故应排除种子中的微生物的呼吸作用对实验结果的干扰。因此，将种子消毒后再进行实验，其目的是排除微生物的呼吸作用对实验结果的影响。
（2）根据图甲所示的实验装置，①试管内的种子能进行呼吸作用，吸收氧气并产生二氧化碳，产生的二氧化碳又被氢氧化钠溶液吸收，则试管内的氧气减少后，试管内气压下降，装置①中红色液滴将向右移动。
（3）对照实验要遵循单一变量原则。所以设置②装置实验的目的是作对照。
变式3：（2025·杭州期中）如图所示实验，可以用来证明植物的呼吸过程中会产生CO2。其中A装置中的NaOH溶液能除去空气中的CO2，B、D中均为澄清石灰水。请回答下列问题。
（1）B瓶中石灰水的作用是 ；
（2）C瓶要用不透光的袋子罩住是为了 ；
（3）观察到 的现象，证明植物的呼吸作用会产生CO2。
【答案】（1）检验空气中的二氧化碳是否已被除尽
（2）排除光合作用的影响（或使植物在无光照的条件下发生呼吸作用）
（3）B处石灰水不变浑浊，而D处的石灰水变浑浊
【解析】呼吸作用是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。
【解答】（1）NaOH溶液能够吸收CO2，所以后面的澄清石灰水是为了检验空气中的CO2是否被除尽；
（2）该实验是为了检验呼吸作用的产物CO2，而光合作用会消耗CO2，所以要对植物进行遮光处理；
（3）B中澄清石灰水不变浑浊，说明空气中没有CO2，而D中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2产生，说明CO2是通过呼吸作用产生的；
故答案为：（1）检验空气中的二氧化碳是否已被除尽；（2）排除光合作用的影响（或使植物在无光照的条件下发生呼吸作用）；（3）B处石灰水不变浑浊，而D处的石灰水变浑浊
考点三、自然界中的氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
典例1：如图所示是自然界中的氧循环，请认真观察并根据图示回答有关问题。
（1）图示中氧循环涉及的物质中属于氧化物的是 ，空气的主要成分中没有参与图中循环的气体有 。
（2）在维持自然界的氧平衡的途径中，植物利用 作用吸收二氧化碳，产生氧气。
（3）下列说法中正确的有 。
A．空气中的氧气含量永远不变 B．空气中的氧气处于动态平衡
C．空气中氧气的浓度越高越好 D．氧在自然界中既有单质，又有化合物
【答案】（1）二氧化碳；氮气 （2）光合 （3）B；D
【解析】 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，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；绿色植物利用氧气和有机物，在活细胞，分解产生二氧化碳和水并释放出能量的过程叫做呼吸作用；
【解答】（1）氧化物是指只有两种元素，其中一种是氧元素的化合物；所以氧循环涉及的物质中属于氧化物的是二氧化碳，空气的主要成分是氮气和氧气，氮气占了78%，氧气占了21%，所以空气的主要成分中没有参与图中循环的气体是氮气；
（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，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；所以植物利用光合作用吸收二氧化碳，产生氧气；
（3）空气中氧气是处于动态平衡中，而不是一成不变的，空气中氧气的含量并不是越多越好的，氧在自然界中既有单质，如氧气，又有化合物，如水，所以正确的是BD.
故答案为：（1）二氧化碳、氮气（2）光合 （3）B D
变式1：氧气广泛存在于自然界中，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）PM2.5是用来监测空气中 的含量(填序号)。
①二氧化碳 ②一氧化碳 ③二氧化硫 ④可吸入颗粒物
（2）铁生锈、动植物的呼吸 (填“是”或“不是")缓慢氧化。
（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如控制温度在-183℃时，可将空气中的氮气(N2)与氧气(O2)分离。工业上分离液态空气制氧气的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
【答案】（1）④ （2）是 （3）物理
【解析】 (1) 根据PM2.5是用来监测空气中可吸入颗粒物的含量进行解答；
(2) 根据铁生锈、动植物的呼吸是缓慢氧化进行解答；
(3) 氨气和氢气的沸点以及工业上分离液态空气制氧气中没有新物质生成进行解答。
【解答】(1)PM2.5是用来监测空气中可吸入颗粒物的含量，故选④；
(2)铁生锈、动植物的呼吸是缓慢氧化。
(3) 氨气和氢气的沸点分别为-33.35℃和-252℃，所以要将产物氨气（NH3）与N2、氢气（H2）分离开来，最适宜的温度应该控制在-33.35℃；工业上分离液态空气制氧气中没有新物质生成，属于物理变化。
变式2：（2024八下·长兴期末）在小组合作学习过程中，某同学对氧气的相关问题以结构图的形式进行了如下梳理。
（1）自然界产生氧气的途径主要是 。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有 的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有 ．
【答案】（1）光合作用
（2）不易溶于水
（3）氧元素
【解析】（1）根据光合作用释放氧气分析；
（2）根据氧气不易溶于水的性质分析；
（3）根据化学反应前后元素种类不变分析。
【解答】（1）自然界产生氧气的途径主要是光合作用。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有不易溶于水的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有氧元素。
故答案为：（1）光合作用；（2）不易溶于水；（3）氧元素。
变式3：（2023八下·富阳期末）如图所示是氧循环示意图，图中箭头表示氧的流动方向，请根据图回答：
（1）写出使大气中氧含量增加的生物生理活动作用的文字表达式 。该过程所产生的氧气高于植物自身 所消耗的氧气。
（2）A过程主要有 。
①生物的呼吸作用 ②各种燃烧现象 ③微生物的氧化分解
（3）在我国北方的冬天，许多树的叶子都掉光了，光合作用的能力大大下降，但是北方人并不会感到缺氧，这是因为 。
【答案】（1）二氧化碳＋水 有机物＋氧气；呼吸作用
（2）①②③
（3）因为氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
【解析】呼吸作用的表达式：有机物+氧气 酶 二氧化碳+水+能量
【解答】（1）使大气中氧含量增加的生物生理活动是光合作用，文字表达式为：二氧化碳＋水 有机物＋氧气；呼吸作用；
呼吸作用会消耗氧气，因此想要释放出氧气，则光合作用产生的氧气要高于植物自身呼吸作用消耗的氧气
（2）A过程是将氧气转化成二氧化碳，①呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳，①正确
②燃烧需要消耗氧气，如果是含碳的可燃物燃烧就会产生二氧化碳，②正确
③微生物的氧化分解实质为微生物的呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，③正确
故选 ①②③
（3）对流层会发生对流运动，所以氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
故答案为：（1）二氧化碳＋水 有机物＋氧气呼吸作用 （2）①②③
（3）因为氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
考点四、自然界中的碳循环
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
典例1：如图是生物圈中碳循环的示意图，下列分析不符合图中表示的信息的是( )
A．图中③表示的生理过程是呼吸作用
B．图中甲代表的生物是腐生细菌和真菌等微生物
C．图中①代表的生理过程是光合作用
D．在自然界中，生物遗体和排出物中的碳是不能循环利用的
【答案】D
【解析】图中：甲代表分解者--细菌和真菌， 乙代表生产者--植物，丙代表初级消费者--植食动物，丁代表次级消费者--肉食动物，①表示光合作用，②③表示呼吸作用。
【解答】A、③表示细胞利用氧，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，这个过程叫做植物的呼吸作用。该选项的分析符合图中表示的信息，不符合题意；
B、图中甲为细菌和真菌，能把动植物遗体分解成二氧化碳、水和无机盐，这些物质又能被植物吸收和利用，进而制造有机物，是生态系统中的分解者，对物质循环起着重要作用；该图中的食物链是：乙→丙→丁，所以丙是第二营养级，该选项的分析符合图中表示的信息，不符合题意；
C、①表示利用大气中的二氧化碳，所以表示光合作用，不符合题意；
D、在自然界中，碳是以二氧化碳的形式，不断地在无机环境和生物群落中循环着，符合题意。
故答案为：D。
变式1：（2024八下·浦江期末）“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡．我国争取在2060年前实现“碳中和”目标．倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是（ ）
A．水土流失 B．温室效应 C．臭氧空洞 D．白色污染
【答案】B
【解析】碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放“。
【解答】“碳中和”通过植树造林、节能减排等形式，实现二氧化碳“零排放“，有利于解决温室效应，故B符合题意，而A、C、D不合题意。
故选B。
变式2：（2024八下·长兴期末）随着全球气候和环境污染的日益严重，以氢能、核聚变等新能源，以及智能电网、碳捕获等绿色技术将成为应对这些问题的重要手段：
（1）绿电制绿氢是一种利用可再生能源生产氧气的技术。比如：太阳能光解水，该方法是利用光伏等可再生能源发电，将光能转化为电能，再利用电解水制取氢气，最终转化为 能。
（2）低浓度瓦斯催化氧化及发电技术。实现当瓦斯浓度低于8%时，低浓度瓦斯发电机不能有效利用，进而催化氧化瓦斯(主要成分为甲烷气体)，使其在400℃以下时变成二氧化碳和水，其发生的主要化学方程式为 。
（3）生物质能发电之藻类发电技术。墨西哥初创公司设计出纳米技术增强型微藻生物建筑板，在排放源捕获二氧化碳流，藻类进行光合作用，实现简单的无机物制成 的物质转化。
（4）在日常生活中，我们可以如何践行“低碳生活”理念 。
【答案】（1）化学能
（2）CH4+2O2CO2+2H2O
（3）有机物
（4）略
【解析】（1）根据电解水时能量的转化分析；
（2）根据甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水分析；
（3）根据光合作用无机物转化为有机物分析；
（4）根据低碳生活符合节能、环保、减排等特点分析。
【解答】（1）利用电解水制取氢气，最终转化为化学能。
（2）甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，方程式为 CH4+2O2CO2+2H2O 。
（3）光合作用是将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，实现简单的无机物制成有机物的转化。
（4）共享单车出行，减少一次性餐具使用、纸张双面使用等都符合低碳生活。
故答案为：（1）化学能；（2）CH4+2O2CO2+2H2O；（3）有机物；（4）共享单车出行，减少一次性餐具使用、纸张双面使用等。
变式3：（2024八下·上城期末）我国提出2030年“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。碳中和：CCUS（碳捕集、利用与封存）是国际公认的三大减碳途径之一。
（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是 。
（2）碳捕集：浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳。请写出微藻光合作用的文字表达式 。
（3）碳利用：19届亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇（CH3OH）作为主火炬塔燃料。回收CO2和H2催化反应合成绿色甲醇，反应过程如下：
CO2+3H2CH3OH+H2O 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
请解释本次亚运会所用的“绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因 。
（4）碳封存：重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存。请画出压入后的微观示意图。（用“●”表示CO2分子，用横线表示挡板。）
（5）为了助力“碳中和”，你的做法是 （写出一条）。
【答案】（1）温室效应
（2）
（3）甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放
（4）
（5）乘坐公共交通工具出行（合理即可）
【解析】（1）根据造成温室效应的主要气体进行分析；
（2）根据光合作用的原理分析；
（3）根据题文中两个反应方程式进行分析；
（4）根据气体被压缩后分子间距离减小进行分析；
（5）根据践行“碳中和”的方法进行分析。
【解答】（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是温室效应；
（2）利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳，微藻光合作用的文字表达式为：；
（3）根据两个反应的方程式可知，本次亚运会所用的绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放；
（4）重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存，此过程仅仅是二氧化碳分子间距离变小，分子本身不变；压入后的微观示意图为：；
（5）为了助力“碳中和”，我们可以乘坐公共交通工具出行，少开私家家，减少使用一次性筷子等。
故答案为：（1）温室效应；（2）；（3）甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放；（4）；（5）乘坐公共交通工具出行（合理即可）。
1．（2025八下·杭州月考）氧循环和碳循环是自然界中的重要循环 (如图)，分析两种循环，其中正确的是
A．碳、氧循环利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．两种循环各自独立，彼此之间无联系
D．碳循环和氧循环过程中只发生了物理反应
【答案】A
【解析】碳循环和氧循环指的不是氧气和二氧化碳的循环，指的是碳元素和氧元素的循环。
【解答】A、由图可知，碳氧循环包括了氧气和二氧化碳的循环，有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故A正确；
B、氧气还可以通过呼吸作用等方式参与碳循环，故B错误；
C、两种循环相互关联，故C错误；
D、碳循环和氧循环过程中有新物质产生，属于化学变化，故D错误。
故答案为：A。
2．（2025八下·杭州月考）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
【解析】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。 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。
【解答】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错误。
故答案为：A。
3．（2025八下·新昌期末）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。下列分析错误的是（ ）
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
【答案】C
【解析】（1）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；呼吸作用的公式：有机物+氧→二氧化碳+水+能量，释放出大量的能量。
（2）光合作用必须在光下才能进行，图中曲线光合作用只有在6～18点的白天进行；曲线呼吸作用在一天中变化不大。
【解答】A.温度、氧气和植物细胞含水量都会影响植物的呼吸作用，故A正确不合题意；
B.据图可见：a、c点表示的光合作用强度和呼吸作用强度相等，a-c段，植物体内有机物的含量增多，故B正确不合题意；
C.b-c段，光合作用强度也有所下降，但制造的有机物始终大于呼吸作用分解的，因此有机物一直在积累，故C错误符合题意；
D.C点以后，植物不能进行光合作用，所以植物体内有机物的含量减少，故D正确不合题意。
故选C。
4．（2025八下·玉环月考）如图所示，a、b表示植物的两种生理活动，A、B表示两种物质，请分析回答：
（1）a表示的植物生理活动是 。
（2）a生理活动不但为生物圈中所有生物提供了食物，同时减少了大气中二氧化碳的含量，维持了生物圈中的 平衡。
（3）b作用的实质是分解 ，释放能量，供给植物的生命活动。
【答案】（1）光合作用
（2）碳一氧
（3）有机质
【解析】图中：A二氧化碳、B有机物；a光合作用、b呼吸作用。
【解答】（1）光合作用实质上是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。故a表示的植物生理活动是光合作用，A表示的物质是二氧化碳。
（2）光合作用能消耗二氧化碳产生氧气，维持了生物圈中的碳—氧平衡。
（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，这个过程叫做呼吸作用。则b是呼吸作用，实质是分解有机物，释放能量，供给植物的生命活动。
5．（2025八下·上城期末） 杭州新农村现代化建设，助力乡村振兴与共同富裕。建造塑料大棚生产有机农产品，可以有效促进农民增收。图甲是叶片进行的三项生理过程A、B、C，图乙是晴朗的夏季光合作用和呼吸作用的强度随时间变化曲线，图丙是大棚内二氧化碳含量的变化曲线。请你联系教材内容学以致用。
（1）图乙中，能表示图甲C过程的曲线为 (填标号)。
（2）在海边的盐碱地上，一般作物因为缺少水分难以生存，而某些植物能在盐碱地生长请解释说明 。
（3）图丙中，植物有机物积累最多的点是 (填字母)。
【答案】（1）I
（2）植物细胞的细胞液浓度大于盐碱地的浓度，细胞仍能吸收水分和无机盐
（3）d
【解析】（1）A将氧气转化为二氧化碳，可知为呼吸作用，B表示的是蒸腾作用。
（2）植物吸水和无机盐的条件：植物细胞的细胞液浓度大于环境溶液浓度。
（3）b点和d点两侧二氧化碳含量变量情况相反，该两点呼吸作用和光合作用强度相同。
【解答】（1）由图可知，C过程二氧化碳转化为氧气，可知表示的是光合作用，光合作用需要光照，可知图乙中表示光合作用的是曲线I。
（2）在海边的盐碱地上，一般作物因为缺少水分难以生存，是因为细胞液浓度小于环境浓度，细胞失水，而某些植物能在盐碱地生长可知其细胞的细胞液浓度大于盐碱地的浓度，细胞仍能吸收水分和无机盐。
（3）由图可知，d点前二氧化碳浓度在降低，说明植物光合作用的强度大于呼吸作用的强度，有机物在不断累积，d点后二氧化碳含量在增多，说明呼吸作用强度大于光合作用强度，有机物在消耗，可知有机物积累最多的点为d点。
6．（2024八下·长兴期末）小周利用天竺葵做植物光合作用和呼吸作用相关实验，请回答下列问题.
（1）在探究“植物光合作用的条件和产物”实验中，主要实验步骤如下图所示，正确顺序是 (用字母表示)，其中步骤 D的目的是 。
（2）在探究“温度对光合作用与呼吸作用影响”的实验中，小金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。 (已知：在特定条件下，光照下容器中CO2减少速率越大，则单位时间内天竺葵积累的有机物越多)。
组别 A B C D E
温度 ( ℃) 15 20 25 30 35
光照下容器中CO2减少速率( mg/h) 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00
黑暗下容器中CO2增加速率 ( mg/h) 1.00 1.50 2.25 3 3.50
根据表中数据可知，在光照条件下，温度为 ℃时，单位时间内天竺葵积累的有机物最多。根据实验结果，请提出一条能增加温室大棚内农作物产量的措施：
【答案】（1）DABEC；消耗叶片中原有的有机物
（2）25；适当降低夜间温度
【解析】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，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；绿色植物利用氧气和有机物，在活细胞，分解产生二氧化碳和水并释放出能量的过程叫做呼吸作用；
【解答】（1）在探究植物光合作用的条件和产物实验中，主要实验步骤如下图所示，正确顺序是 DABEC (用字母表示)，其中步骤 D的目的是 消耗叶片中原有的有机物 ；
(2) 根据表中数据可知，在光照条件下，温度为 35℃时，单位时间内天竺葵积累的有机物最多，因为光照下容器中二氧化碳的减少速率最多，说明光合作用最强。根据实验结果，请提出一条能增加温室大棚内农作物产量的措施： 适当降低夜间温度 ，可以减弱呼吸作用，减少有机物的消耗；
故答案为：（1）DABEC、消耗叶片中原有的有机物（2）25、适当降低夜间温度
7．为了证明动物也像人一样会呼吸，小明设计了如图甲所示的实验：
根据以上实验回答下列问题。
（1）碱石灰能吸收二氧化碳，而空气中二氧化碳含量极少，因此通过实验现象：A试管中红色液滴向左移了一段距离；而B试管中红色液滴几乎没有移动，从而证明该动物消耗了一定量的空气中某种成分同时放出 气体。
（2）小明同学认为该实验还需证明A装置被消耗了的成分是氧气，那么小明还应该进行的操作是 。
（3）小王同学受到小明的启示后认为该实验若把装置改变成如图乙所示，还能用来测定空气中的氧气体积分数。你认为合理吗 请说明理由： 。
【答案】（1）二氧化碳
（2）取下橡皮塞，将燃着的木条伸入试管中
（3）不合理，因为小动物不会把密闭容器中的氧气消耗完
【解析】（1）对照实验是指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。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。没有处理的是对照组。
（2）植物呼吸作用：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。
【解答】（1）A试管内由于昆虫消耗了氧气，产生的二氧化碳又被碱石灰吸收，使瓶内气体含量减少，气压变小，因此红色液滴向左移动。
（2）根据氧气具有助燃作用，把燃着的木条伸入试管内，如果继续燃烧，说明有氧气，如果熄灭，说明被消耗的成分是氧气。
（3）小动物呼吸消耗氧气，但密闭容器中氧气含量低于一定程度时动物不能生存，因此小动物不能将容器中的氧气完全消耗，不能准确测定空气中氧气的体积分数。
8．（2024八下·临海期末）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】（1）空气中氧气的含量影响小鼠生命活动释放热量的快慢
（2）红色液柱移动的距离
（3）增加小鼠的数量
【解析】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（主要是叶子）以水蒸气状态散失到大气中的过程，是与物理学的蒸发过程不同，蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，因此它是一种复杂的生理过程。其主要过程为：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气.植物幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
【解答】（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。
（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，液柱右移。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。
（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。
故答案为：（1）空气中氧气的含量影响小鼠生命活动释放热量的快慢（2）红色液柱移动的距离（3）增加小鼠的数量
9．（2025八下·玉环月考）如图所示是研究光合作用和呼吸作用实验装置，根据相关知识回答问题.
（1）甲装置试管中收集的气体可以使带火星的木条复燃，说明绿色植物的光合作用放出了 。
（2）孙悟同学利用甲装置进行了进一步探究，实验结果如下表：由此得出的结论是 。
试管与台灯的距离/厘米 10 20 30 40
每分钟产生的气泡数/个 60 25 10 5
（3）利用乙装置研究绿色植物的呼吸作用时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行黑暗处理，一段时间后，玻璃管中红墨水向 (左、右)移动。
【答案】（1）氧气
（2）光照越强，光合作用越强
（3）左
【解析】由图示的实验装置可知：甲装置是验证植物的光合作用产生氧气的实验装置；乙装置可以用来验证呼吸作用吸收氧气。
【解答】（1）甲装置用来验证植物的光合作用产生氧气，光合作用的条件是光，该装置放在温暖的光下，照射一段时间，试管中收集的气体可以使带火星的木条复燃，表明收集起来的气体有助燃作用，而氧气能够助燃。说明绿色植物的光合作用放出了氧气。
（2）分析表中的结果，得出的结论是：光照越强，光合作用越强（或光照越弱，光合作用越弱）。
（3）光合作用只能在光下才能进行，呼吸作用有光无光都能进行；呼吸作用吸入氧气呼出二氧化碳，而二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收了。因此，利用乙装置研究绿色植物的呼吸作用时，为防止光合作用的干扰，应对该装置进行遮光处理，一段时间后，玻璃管中红墨水向左（或左方）移动。
10．（2025八下·温岭月考）为探究植物O2 释放速率的变化规律，兴趣小组设计了由透明玻璃罩构成的实验装置(图1) ，其中CO2 缓冲液可以吸收或提供CO2 保证玻璃罩内CO2 浓度稳定。小组同学将该装置放在夏季的自然环境下，测定了一个昼夜装置内的植物O2 释放速率变化，得到图2所示曲线。请回答：
（1）玻璃罩内O2 浓度最高的时间对应的是图2曲线中的 (填字母)点。
（2）在图2曲线中， 与d、f点相比， e点O2 释放速率偏低的原因是 。
（3）为了排除无关变量的干扰，使该实验的数据更加准确，应增加一组实验进行对照。则对照的实验装置与图1的区别是 。
【答案】（1）g
（2）温度过高，植物蒸腾作用太强导致保卫细胞失水，气孔关闭，影响了植物对二氧化碳的吸收，光合作用变弱。
（3）将新鲜的植物换成死亡的植物，其余条件均相同(或一样)。
【解析】光合作用实质上是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。影响光合作用的外界因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度、水等。对照实验是指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。
【解答】（1）由图2曲线可知，曲线cg段氧气释放速率大于0，则说明此时间段光合作用强度大于呼吸作用强度，氧气浓度持续升高，故玻璃罩内O2浓度最高的时间对应的是图2曲线中的g点。
（2）夏季中午12时光照强、气温高，植物为减少体内水分的蒸发会将部分气孔闭合。故在图2曲线中，与d、f点相比，e点O2释放速率偏低的原因是部分气孔闭合，进入植物体内的二氧化碳减少，光合作用减弱。
（3）为了排除无关变量（如环境温度变化、玻璃罩内微生物等对气体变化的影响）的干扰，使实验数据更加准确，应设置对照实验。对照实验 装置与图1的区别是将装置中的植物换成死亡的植物，其他条件均相同。这样在相同的环境条件下，对照装置内气体的变化就可以反映出无关变 量的影响，从而对实验组的数据进行校正。故本问答案为：将装置中的植物换成死亡的植物，其他条件均相同。
11．（2025八下·温州月考）小科通过以下实验验证外界因素对植物光合作用的影响。
【实验器材】吸管、菠菜、注射器、烧杯、LED灯(冷光源)、刻度尺。
【实验步骤】
①用吸管在长势良好且一致的菠菜叶片上打孔(如图甲)，取30个叶圆片；
②将叶圆片置于注射器中，吸取30毫升水，用手堵住注射器小孔，拉动活塞，反复8次，使叶圆片内气体逸出；
③将叶圆片取出放入含有CO2 释放剂的烧杯中，叶圆片沉于底部：
④把LED灯放置在离烧杯10厘米处照射(如图乙)，10分钟后统计烧杯中叶圆片浮起的数量，重复三次实验取平均值。
⑤改变LED灯与烧杯的距离为15厘米、20厘米，重复上述实验。
烧杯 叶圆片/片 烧杯离光源距离/厘米 温度/摄氏度 浮起的叶圆片平均数/片
a 10 10.0 25 6.55
b 10 20.0 25 2.95
【原理解释】原来沉在水底的叶圆片，因为进行光合作用产生氧气，氧气附着在叶圆片上，使叶圆片受到的浮力变大，当浮力大于叶圆片的重力，叶圆片上浮。
（1）本实验是探究 对光合作用的影响；
（2）LED灯距烧杯越近，10分钟后叶圆片上浮的数量越 ；
（3）实验前不需要对菠菜进行暗处理，理由是什么 。
（4）小科利用这套装置又对不同颜色的光进行了实验，相同时间浮起的叶圆片数量，实验数据如图丙所示，根据数据分析农业生产中大棚塑料薄膜的颜色应选用 色。
【答案】（1）光照强度
（2）短
（3）该实验通过测量产生氧气的量来判断光合作用的强度与原有有机物无关
（4）无
【解析】（1）根据实验操作确定哪个变量发生改变即可；
（2）根据表格数据分析叶圆片上浮数量与距离的关系即可；
（3）暗处理的目的是排除菠菜叶片内原有的淀粉对实验结果的影响，分析该实验是否利用有机物的数量分析即可；
（4）无色大棚透过白光，根据图像分析哪种光照射下叶片上浮数量最多即可。
【解答】（1）由题干可知，各组实验除LED灯与烧杯的距离不同外，其他实验条件都相同，故小艺验证的是光照强度对光合作用的影响。
（2）氧气附着在叶圆片上，使叶圆片受到的浮力变大，当浮力大于叶圆片的重力，叶圆片上浮。故LED灯距烧杯越近，光合作用越强，叶圆片上浮所需时间越短。
（3）暗处理的目的是排除菠菜叶片内原有的淀粉对实验结果的影响，故实验前菠菜不需要进行暗处理的理由是：该实验通过测量产生氧气的量来判断光合作用的强度与原有有机物无关。
（4）由图片可知，白光下叶片上浮数量最多，则说明白光条件下叶片产生的氧气最多，光合作用最强，故农业生产中大棚塑料薄膜的颜色应选用无色。
12．（2025八下·义乌月考）为探究绿色植物的生理活动，某兴趣小组的同学设计并完成了以下实验步骤。
步骤1：按图示连接好实验装置，关闭阀门①②后放到黑暗处一昼夜；
步骤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)；
步骤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；
步骤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；
步骤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。
请分析并回答下列问题。
（1）步骤①中暗处理的目的是 。
（2）步骤③能用此装置收集A 中产生的气体，是因为该气体具有 的性质。
（3）步骤④能使澄清石灰水变浑浊的气体主要来自绿色植物的 (填生理活动)。
（4）若只有A叶片变蓝色，则可以得出的结论是 。
【答案】（1）将叶片中原有的淀粉运走耗尽
（2）不易溶于水
（3）呼吸作用
（4）植物的光合作用需要光照
【解析】光合作用的条件是光，产物是淀粉，呼吸作用释放二氧化碳，据此解答．
【解答】（1）黑暗处植物只进行呼吸作用消耗淀粉，步骤①暗处理的目的是：把叶片中原有的淀粉运走耗尽。
（2）步骤③能用此装置收集A 中产生的气体，是因为该气体具有不易溶于水的性质。
（3）二氧化碳的特点是：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，步骤④中澄清的石灰水变浑浊，该气体是二氧化碳，来自植物的呼吸作用。
（4）步骤⑤中，叶片A见光，叶片处理后滴加碘液变蓝，说明产生了淀粉，B叶片不见光，处理后不变蓝，没有产生淀粉，若只有A叶片变蓝色，则结论是光是光合作用的条件，光合作用的产物是淀粉。
13．（2025八下·杭州八县期末）为探究“光合作用的条件和产物”，小明同学用天竺葵进行如图所示的实验。
（1）步骤①的目的是 。
（2）步骤④中，大烧杯中的M液体和小烧杯中的N液体依次是____(填字母)。
A．酒精、酒精 B．酒精、清水 C．清水、酒精 D．清水、清水
（3）若实验操作规范正确，在步骤⑦中观察到的现象是 。
（4）为了进一步探究光合作用的原料，该小组的同学选取图①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，该实验设计基于的假设是 。
【答案】（1）将叶片中原有淀粉转运或耗尽
（2）C
（3）滴加碘液后，遮光的位置不变蓝，不遮光的位置变蓝。
（4）水是光合作用的原料
【解析】（1）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。
（2）用酒精去除叶绿素，将装有酒精的小烧杯放入装有水的大烧杯中，酒精温度上升缓慢，且比较均匀。
（3）叶片遮光部分、叶片见光部分唯一的变量是光，遮光部分无光，不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝色；见光部分有光，能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液变蓝色。
（4）根据叶脉能输送水分分析解答。
【解答】（1）“步骤①中”，把天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是将叶片中原有淀粉转运或耗尽。
（2）把叶片放入盛有酒精的小烧杯中水浴加热，所以步骤④中，大烧杯中的M液体和小烧杯中的N液体依次是清水、酒精。其目的是使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色，酒精变为绿色。故选C。
（3）若实验操作规范正确，在步骤⑦中观察到的现象是：滴加碘液后，遮光的位置不变蓝，不遮光的位置变蓝。
（4）由于叶脉能输送水分，切断主叶脉，叶片上半部分和下半部分形成以水分为变量的对照实验，所以该实验的假设是水是光合作用的原料。
14．（2024八下·武义期末）小科和小康为了研究呼吸过程中二氧化碳含量的变化，小科用一根吸管不断向澄清石灰水中吹气，结果石灰水变浑浊了，说明呼吸过程产生二氧化碳．
（1）请写出石灰水变浑的原理 （用化学方程式表示）．
（2）小康认为不严谨，他用大号注射器吸取空气注入澄清石灰水中，不断重复，结果也变浑了，但所用时间和气体体积是小科的好多倍，小康的对照实验就可以排除 的干扰，所以能说明呼吸过程产生二氧化碳．
（3）他们讨论后对实验方案进行改进，用了如图所示的装置，瓶中都装有澄清石灰水，管ab可以用止水夹关闭，吸气时 （填管a管b的开闭情况），呼气时相反．
（4）呼吸若干次后观察到 现象，说明呼吸过程产生二氧化碳．
【答案】（1）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（2）空气中二氧化碳
（3）关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a
（4）A瓶内液体没有变化，B瓶内液体变浑浊
【解析】由于人吸入的空气中含有少量的二氧化碳，当呼气时，会随呼出的气体排出来，因此无论人体代谢的最终产物是否有二氧化碳，多次向澄清石灰水中呼气时，都会使澄清石灰水变浑浊，因此为了排除吸入空气中二氧化碳的干扰，需将空气中的二氧化碳气体除去，这时若人呼出的气体能使澄清石灰水变浑浊，则说明呼出气体中的二氧化碳是人体代谢的最终产物。
【解答】（1）二氧化碳与氢氧化钙反应得到碳酸钙沉淀，因此小科用一根吸管不断向澄清石灰水中吹气，结果石灰水变浑浊，反应的方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（2）小康认为不严谨，他用大号注射器吸取空气注入澄清石灰水中，不断重复，结果也变浑了，但所用时间和气体体积是小科的好多倍，小康的对照实验就可以排除空气中二氧化碳的干扰，所以能说明呼吸过程产生二氧化碳；
（3）在实验中，关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a吸气，A瓶内试剂是除去或吸收吸入气体中的二氧化碳；打开弹簧夹b，关闭弹簧夹a呼气，B瓶内的试剂是检验呼出气体中的二氧化碳；
（4）呼吸若干次后观察到 A瓶内液体没有变化，B瓶内液体变浑浊现象，说明呼吸过程产生CO2。
15．（2024八下·临平期末）为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响，小明设计了如下两种实验方案。
方案一：把一只健壮的蟑螂放入的密闭容器内（如图甲），利用传感器测定10分钟内容器中温度值和氧气含量；10分钟后，将冰袋放置在容器两侧，使容器内的温度逐渐降低，并测定随后20分钟内的数据。多次重复实验。
方案二：在两个温度不同的相同密闭容器中各放入一只健壮的蟑螂（如图乙），利用传感器测定30分钟内的相关数据。多次重复实验。
（1）该实验通过 反映蟑螂呼吸作用的快慢。
（2）与方案二相比，方案一的变量控制有什么优点 （例举一点）
（3）根据方案一所得数据（如图丙），三位同学分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含量的大致变化趋势，其中合理的是 。
（4）据图丙可知，温度对蟑螂的呼吸有影响，随着温度降低，其呼吸变 （填“快”或“慢”）
【答案】（1）氧气含量
（2）单一变量(用的是同一只蟑螂，排除了蟑螂身体状况不同的可能)
（3）a
（4）慢
【解析】生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。
【解答】(1)因蟑螂的呼吸不容易看到无法统计，该实验通过利用传感器测定$10$分钟内容器中温度值和氧气含量反映蟑螂呼吸作用的快慢．
(2)与方案二相比，方案一的变量控制真正实现了单一变量——用的是同一只蟑螂，排除了两只同样大小的蟑螂可能身体状况并不同．
(3)根据方案一所得数据(如图丙)，图丙第二图．从0到10分钟，氧含量下降明显，从10分钟到30分钟，氧含量下降趋缓；与之对应，二氧化碳含量在前10分钟上升明显，后二十分钟二氧化碳含量上升趋缓．故三位同学分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含量的大致变化趋势，其中合理的是a
(4)从10分钟到30分钟，氧含量下降趋缓，说明消耗氧气的呼吸作用在变慢。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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