第6节 光合作用
第1课时 光合作用的原理、条件和产物
知识点
1 光合作用的原理
1.有人说“包括人类在内的其他生物是‘攀附’着植物的茎蔓才站在这个星球上的。”这句话道出了绿色植物光合作用的重要意义。下列关于光合作用的意义说法错误的是
( )
A.为动物和人类提供食物
B.为自身生活提供有机物
C.为自身生活提供无机盐
D.为动物和人类提供能量
2.如图B3-6-1是绿色植物光合作用过程示意图。根据图中箭头所示的方向,回答问题。
图B3-6-1
(1)图中 是进行光合作用的场所。?
(2)光合作用的产物是图中 和 。?
(3)光合作用将 能转化为有机物中储存的 能。?
(4)绿色植物进行光合作用的主要器官是 。?
3.一种名为“绿叶海天牛”的动物在摄取藻类后,能够将藻类的某一细胞结构置于自己的细胞内,从而使自身也能进行光合作用。该细胞结构是( )
A.细胞壁
B.细胞膜
C.液泡
D.叶绿体
知识点
2 光合作用的条件和产物
4.如图B3-6-2是研究光合作用实验操作的基本步骤,请回答问题。
图B3-6-2
(1)请对实验步骤进行排序 (填字母)。?
(2)步骤A将植物放在黑暗的地方一昼夜,称为暗处理,其目的是
。?
(3)上述步骤B加热一段时间后,小烧杯内的液体颜色和叶片颜色分别变为
。?
(4)C中叶片滴加碘液后变蓝的部位是
。?
(5)该实验可以得出结论:
。?
5.在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中,要对图甲的叶片进行脱色处理,处理方法如图乙所示,图乙中大烧杯内盛放液体A,小烧杯内盛放液体B,下列说法中正确的是
( )
图B3-6-3
A.液体A、B都是清水
B.液体A、B都是酒精
C.液体A是清水、液体B是酒精
D.液体A是酒精、液体B是清水
6.如图B3-6-4甲是在有光照条件下,验证氧气是否由绿色植物释放出来的装置。同样情况下可作为甲的对照实验的装置是
( )
图B3-6-4
A.乙
B.丙
C.乙和丙
D.乙和丙都不可以
7.早春时节,海棠叶片还没有完全长出,却可以开出娇艳的花朵。请推测这些花瓣中有机物的主要来源是
( )
A.花瓣进行光合作用合成的
B.树皮进行光合作用合成的
C.根从土壤中吸收并运输到花瓣的
D.叶在上一年通过光合作用制造的
8.如图B3-6-5所示是经过暗处理后的银边天竺葵的叶子,甲为银边部分,乙、丙为绿色部分,乙用黑纸片遮光,丙不遮光。在光下照射一段时间后,取下该叶片脱色、漂洗、滴加碘液、再漂洗。下列预测和分析正确的是
( )
图B3-6-5
A.甲处不变蓝,因为没有得到阳光
B.乙处不变蓝,因为没有叶绿体
C.丙处不变蓝,因为没有二氧化碳
D.此实验的两组对照分别是甲丙和乙丙
9.下列叙述中,与“绿叶在光下制造有机物”实验无关的是
( )
A.用黑纸片遮盖叶片一部分
B.叶绿素能溶解到酒精中
C.淀粉遇碘液变蓝
D.二氧化碳使澄清石灰水变浑浊
10.如图B3-6-6为水绵结构模式图,恩吉尔曼进行光合作用实验时,把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在黑暗环境里,然后用白光束对水绵细胞的不同部位(如a处)做点状投射,发现水中的好氧细菌明显聚集在被光投射处;若将装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。此实验不能说明
( )
图B3-6-6
A.光合作用产生氧气
B.光合作用产生淀粉
C.光合作用需要光照
D.叶绿体是光合作用的场所
11.
[2018·台州]
某同学将天竺葵放在暗处一段时间后,用铝箔把一片叶片的一部分遮光,经光照、褪色、漂洗,再滴上碘液,发现整片叶片呈棕黄色。出现这种现象的原因可能是
( )
A.褪色时间过短
B.光照时间过短
C.植株在暗处时间过短
D.铝箔遮光不严
12.[2019·杭州余杭区期末]
小乐对植物光合作用的产物和条件进行如下研究,回答问题。
(1)验证光合作用产生氧气的实验步骤:①先将水中的金鱼藻放在黑暗的地方一昼夜;②第2天,将金鱼藻放入装有蒸馏水的烧杯中,将漏斗盖在金鱼藻上;③在漏斗上面罩上盛满蒸馏水的试管,如图B3-6-7
所示;④将整个装置放在阳光下,观察金鱼藻有无气泡产生;⑤当试管中充满气体时,用拇指在水中堵住试管口,将试管取出并将带火星的木条伸入试管,观察
。请改正实验中的两处错误:
;?
。?
图B3-6-7
(2)改正上述错误后,小乐继续利用金鱼藻和该实验装置进行实验,验证光合作用需要光。他只需将两套相同的装置分别置于 的环境下,观察金鱼藻有无气泡产生,并用带火星的木条检验试管中的气体。?
13.日常生活中,有人喜欢把植物放在室外阳光下,有人喜欢把植物放在室内。太阳光与照明灯光哪个对植物光合作用更有利呢?小科进行了如下实验探究。
图B3-6-8
[作出假设]
太阳光比照明灯光更有利于植物的光合作用。
[材料准备]
玻璃钟罩、量筒、同一品种的天竺葵、水、白磷和其他必需的器材。
[实验步骤]
①按如图B3-6-8所示的装置连接好实验器材,并检验装置气密性。
②取6株生长状况相同的天竺葵,分别放入6套相同装置内,每套装置如图所示,平均分成两组。
③第一组装置放在阳光下,第二组装置放在密闭的黑色帐篷中(内有温控装置),用具有自动调光系统的照明灯照射。
④6
h后,用激光笔点燃足量白磷,待白磷燃烧熄灭并冷却后,打开弹簧夹,测得并记录量筒内水量的变化数据。
……
[交流与讨论]
(1)本实验中自动调光系统的作用是调节照明灯的
。?
(2)小科认为实验测得量筒内水量的变化数据,就是植物产生的氧气体积。你认为小科的观点是 (填“正确”或“不正确”)的。?
[评价与反思]
(3)从植物光合作用的原料分析,为使光合作用正常进行应向装置内提供
。?
(4)为增加证据的可靠性,小科认为还需改进实验设计。
教师详解详析
1.C [解析]
光合作用为动物和人类提供食物;光合作用为植物自身生活提供有机物;光合作用不能为自身生活提供无机盐;光合作用为动物和人类提供能量。
2.(1)叶绿体 (2)有机物 氧气
(3)光 化学 (4)叶
3.D
4.(1)ADBEC (2)耗尽植物体内原有的有机物
(3)绿色和黄白色 (4)见光部位
(5)植物光合作用需要光,产物是淀粉
5.C 6.B
7.D [解析]
光合作用是在植物体内的叶绿体中进行的,绿叶中含有较多的叶绿体,是光合作用的主要器官;花瓣、树皮中一般不含叶绿体,无法进行光合作用;根只能吸收土壤中的无机盐和水分。所以花瓣中的有机物是植物的叶进行光合作用制造并通过筛管运输而来的,再根据题意“海棠叶片还没有完全长出,却可以开出娇艳的花朵”可分析出这些花瓣中的有机物是叶在上一年通过光合作用制造的。
8.D
9.D [解析]
用黑纸片遮盖叶片一部分,被遮住部分不见光,未被遮住部分能见光,从而形成有光和无光的对照;利用酒精水浴加热,使叶绿素能溶解到酒精中,从而排除绿色对染色过程颜色变化的影响;滴加碘液后,未遮光部分因产生淀粉而变蓝,遮光部分不变色;整个实验过程中,没有涉及二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。
10.B [解析]
好氧细菌聚集在带状叶绿体周围说明光合作用的过程中有氧气释放出来。此实验不能说明光合作用产生淀粉。该实验说明了光合作用的条件之一是光。好氧细菌聚集在带状叶绿体周围也说明光合作用的场所是叶绿体。
11.B
12.(1)带火星的木条是否复燃 金鱼藻不需要放在黑暗的地方一昼夜 烧杯和试管中的蒸馏水应换成清水
(2)光照和黑暗
13.(1)光照强度与太阳光强度的变化相似(或光照强度、灯泡亮度)
(2)不正确 (3)二氧化碳
[解析]
(1)调光系统可以根据室内亮度变化进行自动调节光线强弱,使光照强度与太阳光强度的变化相似。(2)量筒内水量的变化值等于6
h内光合作用产生的氧气+钟罩内原有的氧气-呼吸作用消耗的氧气,因此小科的观点是不正确的。(3)从植物光合作用的原料分析,为使光合作用正常进行,应向装置内提供二氧化碳。第6节 光合作用
第2课时 光合作用的原料及其和呼吸作用的相互关系
知识点
1 光合作用的原料
1.小明利用生长良好的植物,在适于生长的气温下,按以下步骤进行了探究:①将植物A、B两张生长状态相近的叶片,分别用含NaOH溶液、清水的薄透明塑料袋扎住(如图A3-6-1所示),然后放到黑暗处48
h。②将植物放在 ,让A、B接受相同的光照。③将A、B两张叶片置于酒精溶液中水浴加热,至叶片褪成黄白色时,取出叶片并用清水洗净后,滴上碘液,观察颜色变化。请据以上探究回答问题。?
图A3-6-1
(1)将步骤②补充完整: 。?
(2)本实验的探究目的:探究光合作用是否需要 。?
(3)叶片A的塑料袋中装NaOH溶液的作用:
。?
(4)预期的实验结果是
。?
2.将盆栽扶桑枝条上一叶片的主脉切断(如图A3-6-2所示)。在阳光下照射4
h后,取下该叶片脱色,加碘液处理,叶片的上半部呈棕黄色,下半部呈蓝黑色。这个实验的结果表明光合作用需要
( )
图A3-6-2
A.水
B.阳光
C.空气
D.温度
知识点
2 光合作用和呼吸作用的相互关系
3.下列各项中,既是光合作用的原料,又是呼吸作用产物的是
( )
A.有机物和氧气
B.二氧化碳和水
C.有机物和水
D.二氧化碳和氧气
4.下列有关植物光合作用与呼吸作用的叙述不正确的是
( )
A.呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量
B.植物的所有细胞都能进行光合作用与呼吸作用
C.光合作用的实质是将无机物制造成有机物,储存能量
D.光合作用进行的场所是叶绿体,呼吸作用进行的场所是活细胞
5.图A3-6-3为植物体某些生理过程的概念图,请写出标号所代表的文字。
图A3-6-3
① ;② ;③ ;?
④ ;⑤ 。?
6.用新鲜的大豆绿叶进行如图A3-6-4装置所示的实验,将其放在充足的光照下,分析D处的气体成分,最可能发现
( )
图A3-6-4
A.二氧化碳量少于B处
B.二氧化碳量与B处相等
C.没有二氧化碳和氧气
D.二氧化碳量多于B处
7.某植物叶片边缘呈黄白色,不含叶绿体。将该植物在黑暗中放置48
h后,切断部分叶脉,将叶片部分区域的两面都用锡箔纸遮蔽,如图A3-6-5所示,光照一段时间后去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察叶片a、b、c、d
4个部分的颜色,发现只有d部分显蓝色。下列说法错误的是
( )
图A3-6-5
A.该实验证明淀粉是光合作用的产物
B.对比d和a,说明光合作用需要叶绿体
C.对比d和c,说明光合作用需要光照
D.对比d和b,说明光合作用需要水分
8.如图A3-6-6,假如甲代表水和二氧化碳,那么
( )
图A3-6-6
A.丙是光合作用,丁是呼吸作用,乙是有机物和氧气
B.丙是呼吸作用,丁是光合作用,乙是有机物和氧气
C.丙是光合作用,丁是呼吸作用,乙是水和二氧化碳
D.丙是呼吸作用,丁是光合作用,乙是水和二氧化碳
9.某晴朗的白天,天竺葵的光合作用强度随时间的变化情况如图A3-6-7,下列分析错误的是
( )
图A3-6-7
A.0时天竺葵一定进行呼吸作用
B.10时天竺葵制造氧气的速率最大
C.12时天竺葵叶片部分气孔会缩小或闭合
D.一昼夜内天竺葵在18时有机物总量一定最多
10.小李同学设计了一个实验方案,以验证“二氧化碳是光合作用必需的原料”,基本步骤如图A3-6-8所示,请回答:(说明:氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳)
图A3-6-8
(1)小李的实验设计不够严谨,实验还应增设对照组:将氢氧化钠溶液换成 ,其他条件保持不变。?
(2)步骤①“暗处理一昼夜”,目的是消耗尽叶片内存留的 。?
(3)步骤③中,叶片放入盛有 的小烧杯中进行水浴加热,目的是溶解叶绿素。?
(4)若步骤④中叶片不变蓝色,则说明:二氧化碳 (填“是”或“不是”)光合作用必需的原料。?
(5)光合作用需要的原料还有 。?
11.植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示。图A3-6-9中甲曲线表示在恒温30
℃时,某水藻在不同光照强度下,吸收二氧化碳与释放二氧化碳量的关系。某同学为“研究光照强度对植物光合作用速率的影响”,设计如图乙所示实验装置。此装置的优点在于,可通过控制灯泡功率的大小或调节试管与灯泡的距离,来改变光照的强弱。试回答下列问题。
图A3-6-9
(1)光照强度为B点时,水藻吸收二氧化碳量为0,水藻是否进行了光合作用? 。?
(2)单位时间内,水藻释放氧气量应 (填“大于”“小于”或“等于”)其光合作用产生的氧气量。?
(3)图乙实验中,每隔5
min改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,密闭的试管中产生的气泡减少。造成这一结果的主要原因是① 变弱;② 减少。?
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25
℃和30
℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25
℃时,B点将向 (填“左”或“右”)移动。?
自|我|提|升
12.在载人航天活动中,比较难解决的是宇航员的供氧问题。科学家发现,在太空舱内“饲养”小球藻可以很好地解决这一问题,因为在一般光照条件下,每千克小球藻(鲜重)经光合作用每小时约可释放氧气0.64
g,并产生相应质量的葡萄糖。(光合作用最简表达式为:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2)
(1)小球藻细胞与宇航员细胞在结构上的主要区别是 。?
(2)每千克小球藻在光照条件下,1小时可产生 克葡萄糖,同时消耗
克二氧化碳。?
(3)过去人们一直对于光合作用产物O2的来源感到疑惑。若宇航员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A3-6-10所示实验。请你判断光合作用产生的O2来自 。?
图A3-6-10
A.CO2
B.H2O
C.部分来自CO2,部分来自H2O
D.无法判断
(4)18O和16O称为 。?
?
教师详解详析
1.(1)阳光下4
h (2)二氧化碳
(3)吸收二氧化碳
(4)叶片A不变蓝,叶片B变蓝
2.A 3.B
4.B [解析]
呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量、供生物生命活动的需要的过程;光合作用的条件是光照,场所是叶绿体,光合作用必须是含有叶绿体的活细胞在光下才能进行,而不是所有细胞都能进行光合作用,如根细胞;光合作用的实质是物质转化和能量转化:物质转化是指将无机物转化为有机物的过程,能量转化是指将光能转化为储存在有机物里的化学能的过程;叶绿体是光合作用的场所,活细胞是呼吸作用的场所。
5.①呼吸 ②二氧化碳 ③叶绿体 ④氧气
⑤产物
6.D [解析]
通入C内的气体经过氢氧化钠溶液时二氧化碳被吸收,因此C内新鲜的大豆绿叶缺乏二氧化碳不能进行光合作用,还能进行呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳,因此分析D处的气体成分,最可能发现二氧化碳量多于B处。
7.B [解析]
光合作用需要光照和水分,被遮光的c部分没有光照,a部分没有叶绿素且缺少水分,b部分缺少水分,都不能进行光合作用制造淀粉,因此只有d部分显蓝色。对比d和a,有两个变量,即水分和叶绿体,故不能说明光合作用需要叶绿体。
8.A [解析]
由题意可知:甲代表水和二氧化碳,那么丙是植物以二氧化碳为原料进行的光合作用,制造出乙有机物和氧气,然后生物又以有机物和氧气为原料进行丁呼吸作用,分解产生二氧化碳和水,重复循环。
9.D [解析]
若18时以前植物受环境温度过高、湿度过大等环境因素影响,呼吸作用可能大于光合作用,则会分解掉部分积累的有机物,所以在18时有机物总量不一定是最多的。
10.(1)等量的清水 (2)淀粉
(3)酒精 (4)是 (5)水
[解析]
(1)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以外,其他条件都相同的实验,叫对照实验;其中不同的条件就是实验变量。对照实验的设计原则是:一组对照实验中只能有一个变量,且只能以所研究的条件为变量,其他条件应相同且适宜。这样便于排除其他条件干扰实验。该实验方案中有一处明显的错误是没有设置对照实验,应增设对照组:不放氢氧化钠溶液,放等量的清水。
(2)实验前要将植物放到黑暗处一昼夜,目的是除去叶片内原有的淀粉,如果叶片内残留有以前光合作用制造的淀粉,实验结果就会不准确。
(3)把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,水浴加热,目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素,使叶片变成黄白色,便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应。
(4)若叶片不变蓝,表明没有淀粉生成,原因是缺少光合作用的原料二氧化碳,植物不能进行光合作用。
(5)绿色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。光合作用所需原料除了二氧化碳外,还有水分。
11.(1)是 (2)小于
(3)光照强度 二氧化碳
(4)左
[解析]
(1)植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示;光合作用强度比呼吸作用的强度强时吸收二氧化碳,二氧化碳含量减少,光合作用强度比呼吸作用的强度弱时释放二氧化碳,二氧化碳含量增多;光照强度为B点时,水藻吸收二氧化碳量为0,表示光合作用强度和呼吸作用的强度相等。水藻进行了光合作用。
(2)图中二氧化碳的吸收量逐渐增多,光合作用的强度逐渐增强,氧气含量增多,不断得到积累,故单位时间内,水藻释放氧气量应大于其呼吸作用消耗的氧气量,小于光合作用释放出的氧气的量。
(3)图乙实验中,每隔5
min改变一次试管与光源之间的距离,随着距离的增加,光照强度减弱,随着实验的进行,试管中二氧化碳含量减少,导致密闭的试管中产生的氧气减少。
(4)若该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25
℃和30
℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25
℃时,光合作用的强度增强,B点将向左移动。
12.(1)有无细胞壁和叶绿体 (2)0.6 0.88
(3)B (4)同位素原子
[解析]
(1)小球藻细胞是植物细胞,宇航员细胞是动物细胞,小球藻细胞与宇航员细胞在结构上的主要区别是有无叶绿体(或有无细胞壁、有无大的液泡)。
(2)设每千克小球藻在光照条件下,1小时可产生葡萄糖的质量为x,同时消耗二氧化碳的质量为y。
6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
264
180
192
y
x
0.64
g
= x=0.6
g
= y=0.88
g
(3)这属于同位素示踪法。CO2中的氧原子与氧气中不一样,而氧气中的氧原子与水中一样,证明氧气中的氧原子来自水中的氧原子。
(4)18O和16O它们的质子数都是8,18O中中子数为10,16O中中子数为8,它们是同位素原子。
