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2.4 大气圈中氧、碳的循环-光合作用的原料、条件、产物及意义
【知识梳理】
一、植物的光合作用
1. 概念：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），并释放氧气的过程。
2. 反应式：
3. 实质
（1）物质转化：无机物（CO2 ，H2O） →有机物＋O2。
（2）能量转化：光能→化学能（储存在有机物中）。
4. 条件：光（外在条件）、叶绿体（场所）
5. 原料：CO2（主要来自空气）、H2O（主要来自土壤）
6. 产物：有机物（主要为淀粉）、O2。
7. 意义：为生物提供食物来源和氧气来源；维持大气中氧气和二氧化碳的相对稳定（碳-氧平衡）。
8. 探究光合作用的原料、条件、产物
(一)验证植物光合作用制造淀粉
(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。
②照光:4小时后，去掉铝箔，将叶片摘下。
③酒精脱色: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。(受热均匀,便于控制温度;避免点燃挥发出的酒精)
④清水漂洗、滴加碘液:到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净(叶绿素)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。叶片见光部分遇碘液变成蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生淀粉。说明光合作用需要光（需要暗处理）
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，说明光合作用需要叶绿体。（需要暗处理）
③选取植物的叶子切断叶片的主叶脉，做实验组，A部分变蓝，B部分不变蓝，说明光合作用需要水分。（需要暗处理）
【课外拓展】可以使用同位素标记法来验证光合的作用的原料需要水分
(二)验证植物光合作用产生氧气
(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.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（排水法收集氧气）。
3.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（不需要暗处理）
（三）验证植物光合作用的原料是二氧化碳
(1)实验过程
1选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜(呼吸作用耗尽吐片中原有的淀粉)。
2在植物上选两片相似叶子，按确定的方案控制变量，然后放到阳光下照射4小时。
3将两片叶子摘下，酒精脱色、清水漂洗、滴加碘液，观察是否变蓝(有淀粉生成)。
4记录观察到的实验现象。
(2)结果分析
1实验现象:装有清水的塑料袋内的叶片变蓝;装有氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片不变蓝。
2分析原因:氢氧化钠溶液吸收了塑料袋内的二氧化碳，植物不能进行光合作用生成淀粉。
3结论:光合作用需要二氧化碳。
【知识拓展】
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(干扰试验)
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，直接加热易发生危险，而且也易造成酒精的过量挥发。因此，要水浴加热
4.选用金鱼藻的原因便于观察和收集产生的气体
【巩固练习】
1．下列不属于光合作用意义的是（　　）
A．释放能量，为生命活动提供动力
B．把光能转变为化学能
C．消耗大气中的二氧化碳，释放氧气
D．利用无机物制造有机物
2．下列关于光合作用过程的反应式，正确的是（　　）
A．二氧化碳+水有机物+氧气
B．二氧化碳+氧气有机物+水
C．有机物+二氧化碳→氧气+水+能量
D．有机物+氧气→二氧化碳+水+能量
。
3．如果把绿色植物叶中的叶肉细胞比做“绿色工厂”，那么这座“工厂”进行光合作用的“动力”“原料”“产物”“厂房”分别是（　　）
A．光能、二氧化碳和水、氧气和淀粉、叶绿体
B．光能、二氧化碳、氧气、叶绿体
C．光能、氧气和淀粉、二氧化碳和水、叶绿体
D．光能、水、淀粉、叶绿体
4．“绿叶在光下制造有机物”的实验操作顺序依次是（　　）
①光照 ②暗处理 ③叶片脱色 ④选叶遮光 ⑤滴加碘液 ⑥清水冲洗。
A．①②③④⑤⑥B．④②①③⑤⑥C．②④①③⑤⑥ D．④①②③⑥⑤
5．摘一片银边天竺葵（叶子边缘是银色，中间是绿色）的叶，按严格的操作方法，脱去叶绿素，漂洗后滴上碘液，不变蓝的是（　　）
A．叶的绿色部分 B．叶的银色部分
C．叶向光的一面 D．叶背光的一面
6．1864年，德国科学家萨克斯成功证明光合作用能够产生淀粉。同学们课上进行了“绿叶在光下制造淀粉”的验证实验，图示两环节中小烧杯、大烧杯、滴管内的液体分别是（　　）
A．清水 酒精 碘液 B．清水 清水 酒精
C．酒精 清水 碘液 D．碘液 酒精 清水
7．“叶在光下制造淀粉”的实验中，叶片经酒精脱色并滴加碘液后，遮光和不遮光部分显示的颜色分别是（　　）
A．蓝色 蓝色 B．蓝色 黄白色
C．黄白色 黄白色 D．黄白色 蓝色
8．北京市大兴区素有“中国西瓜之乡”的美誉，西瓜种植过程中可通过合理密植来提高产量，原因是（　　）
A．可以充分利用光照，促进光合作用
B．可以保护西瓜叶片
C．可以保护西瓜植株的根
D．可以使西瓜吸收更多的氧气
9．早春，小区内的玉兰还未长出绿叶，玉兰花已开放（如图所示），玉兰开花过程中需要的有机物主要来源于（　　）
A．玉兰花花瓣的光合作用
B．前一年叶进行光合作用的积累
C．玉兰根吸收的有机物
D．玉兰树皮的光合作用
10.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
11．若某植株的一片叶的主要叶脉被切断（如甲叶），另一叶片在C处的两面对应贴上锡箔（如乙叶）；暗处理一昼夜后，在阳光下照射4小时，取下两叶片，经脱色并用碘液处理，A部位呈棕褐色，B部位呈蓝黑色，锡箔C部位不呈蓝色．以上实验能够证明光合作用需要（　　）
A．水和光 B．叶绿体和光
C．水和二氧化碳 D．水和叶绿体
12．如图是探究“绿叶在光下制造淀粉”的实验步骤，对该实验的描述不正确的是（　　）
A．步骤①的目的是将叶片中的有机物全部消耗掉
B．步骤②中将叶片进行局部遮光的目的是形成对照实验
C．步骤④需要将叶片放入酒精中进行隔水加热
D．步骤⑥中如果能看到只有a（见光的）部分变蓝，说明植物的光合作用需要光
13．如图为水绵结构模式图，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（　　）
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
14．科学家希尔为了探究光合作用的奥秘，采摘生长旺盛的树叶做了如图所示的实验，下列说法正确的是（　　）
A．A中产生的气体是二氧化碳
B．B中无气泡产生是因为缺乏氧气
C．B与C可以形成一组对照组
D．比较A、C可知光合作用的场所是叶绿体
15．将下列实验装置（玻璃瓶左边底部有一台抽气泵）放在阳光下，你认为此装置研究了那一项因素对植物光合作用的影响（　　）
A．CO2 B．H2O C．光照 D．叶绿体
16．如图为光合作用示意图，以下分析正确的是（　　）
A．X为有机物
B．Y为水
C．光合作用需要氧气作为原料
D．光是光合作用必不可少的条件
17．图中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；乙和丙是另2个装置，通常可作为甲的对照实验的装置是（　　）
A．只有乙 B．只有丙
C．乙和丙都是 D．乙和丙都不是
18．小丽同学将一盆天竺葵放到黑暗处24小时后，按如图所示进行处理，然后置于阳光下照射，数小时后，取下叶片a、b，进行脱色、碘液染色后，观察到叶片a变蓝，叶片b不变蓝。多次重复实验后结果皆如此，于是小丽得出结论：绿色植物进行光合作用的原料和产物分别是（　　）
A．水、淀粉 B．二氧化碳、淀粉
C．淀粉、二氧化碳 D．二氧化碳、水
19．如图是证明光合作用需要二氧化碳的实验示意图，下列有关叙述不正确的是（　　）
A．乙中M溶液是氢氧化钠溶液
B．M溶液的作用是吸收二氧化碳
C．该实验证明乙中叶片产生了淀粉
D．为防止漏气，在实验所用的两瓶口涂上凡士林
20．兴趣小组的同学对光合作用进行了如图所示的探究实验。有关叙述错误的是（　　）
A．实验前需要将实验材料放置在黑暗处一昼夜
B．实验中所选用的塑料袋应该是透明的
C．甲装置中的叶片脱色后，滴加碘液变为蓝色
D．实验结果说明二氧化碳是光合作用的原料
21．黑暗条件下，将金鱼藻放在4支盛有水的试管中，再分组放置在离白炽灯不同距离处。打开白炽灯，一段时间后统计到的气泡数目如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．试管与灯的距离代表光照的强度
B．每组实验需重复多次，求平均值
C．产生的气泡数与距离大小呈正比
D．若关闭灯源，所得数据将有变化
22．现有四个实验装置，若要验证植物的光合作用需要二氧化碳，则应选用的装置组合是（　　）
A．①和② B．③和④ C．②和③ D．①和③
23．小科在透明塑料袋中装入水和水绵（藻类），袋口的吸管能与外界连通，并挂上合适配重制成“水绵伞”（如图）。水槽中装有相同体积且富含二氧化碳的水，将水绵伞放入其中恰好悬浮，比较相同时间内水绵伞露出水面的体积判断光合作用强度。下列装置中能探究光照强度对水绵光合作用影响的是（　　）
A． B．
C． D．
24．曲线a表示某植物在环境温度为25℃（该植物光合作用的最适温度）时，其光合作用强度随光照强度的变化情况，在M点时出现曲线b的原因可能是（　　）
A．适当提高了温度
B．适当增加了二氧化碳浓度
C．适当增加了光照强度
D．适当增加了氧气浓度
25．某兴趣小组用甘薯（茎细长，分枝少，叶多）为实验材料，对绿色植物光合作用的相关实验进行了探究。如图为实验过程中使用的装置（该装置已经过黑暗处理）。下列叙述正确的是（　　）
A．图中用黑纸片遮光是为了抑制叶绿素形成
B．图中甲、乙两部分形成对照，变量是光照
C．本装置可用来探究光合作用能够制造氧气
D．本装置可用来探究光合作用需要二氧化碳
26．中国科学院在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的合成，同学们分析了其合成原理（如图），通过下列说法不合理的是（　　）
A．装置中的“生产设备”模拟植物叶肉细胞中的叶绿体
B．该装置运行时，除淀粉外，还有一种产品是氧气
C．人工合成淀粉技术能为减少大气中二氧化碳含量提供帮助
D．该装置模拟植物进行的生理过程的实质是制造有机物，释放能量
27．某同学为探究植物生理活动设计了如图所示的实验装置（其他条件相同）。下列分析错误的是（　　）
A．为保证实验效果明显。应首先将装置放在黑暗处一昼夜
B．甲瓶与丙瓶可构成实验对照组，实验变量是二氧化碳
C．甲、乙、丙瓶中的叶片经脱色、染色后，理论上只有乙瓶中的叶片变蓝色
D．若丁叶片经脱色、染色后B部分变蓝，A部分不变蓝，则证明水是光合作用的原料
28．为“证明绿色植物光合作用产生氧气”，小金设计了如图所示的实验，回答：
（1）本实验选择水生绿色植物金鱼藻作为实验材料而不选用盆栽的天竺葵，其理由是 。
（2）写出证明试管内收集的气体是氧气的方法： 。
（3）利用上述实验装置与材料，设计“证明光照是绿色植物光合作用的条件”的实验。（写出简要的实验思路）。再设置两组实验，与现有试验装置 ，一组放置在 ，一组放置在暗室中，一定时间后观察是否有 。
29．“绿叶在光下制造有机物”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗中一昼夜；选取其中一个叶片，用三角形黑纸片将叶片上下两面遮盖起来（如图一所示）；置于阳光下照射一段时间后，摘下该叶片，去掉黑纸片，经过酒精脱色（如图二所示）；漂洗后用碘液检验。请分析回答下列问题：
（1）将天竺葵在黑暗中放置一昼夜的目的是 。
（2）图一中叶片一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到 作用。
（3）图二中把叶片放入盛有酒精的小烧杯内，隔水加热而不是直接加热，原因是 。
（4）该实验可以得出两个结论，它们是：① 。② 。
30．某兴趣小组的同学利用如图所示装置探究光合作用是否需要二氧化碳，实验过程如下。
①挑选一株生长状况良好的植物，对植物进行2～3天的黑暗处理。
②在A、B塑料袋中分别装入等量的清水和氢氧化钠溶液，套在2片叶子上，扎紧袋口。
③将植物放在阳光下照射4小时后，摘下叶片进行脱色处理。
④用清水洗净叶片，滴加碘液观察叶片的颜色变化。
（1）实验前，对植物进行黑暗处理的目的是 。
（2）实验所用的塑料袋应是 （填“透明”或“不透明”）的。
（3）在检查气密性时，同学们将扎紧后的塑料袋在水中浸没，观察到 ，则说明气密性良好。
（4）同学们通过正确的实验操作，经检验，发现两组叶片均未变蓝，可能得原因是： 。
31．美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法对光合作用进行了探究。他们用氧18同位素分别标记水和二氧化碳中的氧元素，使它们分别成为含氧18的水和含氧18的二氧化碳。然后，他们分两组进行实验，两组实验所用的植物、光照及其他条件都相同，实验结果如下表所示：
水 二氧化碳 生成的氧气
第一组 H2O C18O2 O2
第二组 H218O CO2 18O2
注：H218O﹣﹣氧18水，C18O2﹣﹣氧18二氧化碳，18O2﹣﹣氧18氧气
（1）该实验所探究的问题是：光合作用释放的 中的氧元素究竟是来自水还是二氧化碳？
（2）该实验得出的结论是 。
（3）两组实验所用的植物、光照及其他条件都相同，是为了 （填“控制变量”或“增加变量”）。
32．小金为研究绿色植物的光合作用做了如下实验：
（1）该实验的目的是 。
（2）将锥形瓶中的水煮沸并立即加塞，其目的是 。
（3）①②试管中的金鱼藻在加入前要经过24小时暗处理，若暗处理后立即脱色并滴加碘液，能否观察到金鱼藻叶片变蓝色？ 。（选填“能”或“不能”）。
（4）②试管中金鱼藻在光照过程中产生大量的气泡，这些气泡中的气体主要是 。
（5）如图，将金鱼藻进行脱色处理，并进行漂洗。 （“小烧杯”或“大烧杯”）中的液体会变绿。
33．对自然的认识是一个不断修正和完善的过程。请阅读以下材料，回答问题：
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部来自土壤；
材料二：17世纪，比利时海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的木桶里，只浇水。经过五年，再次称重，柳树质量已达80多千克，而泥土减少却不到100克，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）如果亚里士多德的观点成立，则海尔蒙特的实验结果为 。
（2）普利斯特利实验说明了 。
（3）如今，依据碘能使淀粉变 色的特点，常通过检测淀粉来判断植物是否进行了光合作用。为便于观察，需进行如图丙的实验，当实验结束取出小烧杯后，可观察到酒精和叶片的颜色分别是 。
34．小周对“探究光照强度对光合作用的影响”进行实验改进，以绿萝作为实验材料，选择7W的LED白光灯管作为光源。实验中选择日常生活中易得的盘架作为主体装置，将此盘架和圆形透明亚克力板结合，将LED灯管固定于盘架上方，形成如图所示装置。选择长势良好且一致的绿萝叶片，利用打孔器制备直径为1cm的叶圆片若干，之后利用注射器对叶圆片进行抽真空处理。将等量叶圆片分别放入三个烧杯中，再将三个烧杯分别置于不同层面的亚克力板上。经30分钟后得到下表所示实验数据。
光强 第一片叶圆片上浮时间 所有叶圆片上浮时间
高 2min56s 11min25s
中 6min51s 14min51s
低 11min37s 24min09s
（1）该实验通过测定 ，来判断光合作用强度。
（2）上述实验结果可以得出的结论是 。
（3）若想要探究光的颜色对光合作用强度的影响，可以怎样改进？（写出需要调整的量和需要控制的量即可） 。
35．科学家通过研究植物的光合作用，开发了人工光合作用系统（如图），并且成功合成了淀粉。这一技术被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，请据图回答问题：
（1）该人工光合作用系统模拟的是绿色植物细胞中 （填结构名称）的功能，该系统和植物细胞进行光合作用的条件一致，均需要 。
（2）图中模块1和模块2装置模拟的是绿色植物进行光合作用吸收光能并将其转变成 能，最终储存在 中的过程。
（3）模块3中甲代表的气体是 ，该气体主要是通过植物叶片上的 进入植物体。
36．如图甲，从绿叶上打出的叶圆片经抽气处理后会沉入水底，若提供足够的二氧化碳，并光照一段时间，叶片进行光合作用产生气体，又能使叶片浮到水面。某学习小组利用这一原理研究光照强度对光合作用强度的影响。图乙是他们自制的光轨模型，光轨左端安装相同的LED灯光源，相邻光轨之间用不透光隔板隔开。实验过程如下：
①用打孔器在生长旺盛的菠菜绿叶上打出叶圆片40片，用注射器抽出叶片内的气体，放入盛有清水的烧杯中待用。
②取四只小烧杯，分别加入 20毫升 0.5%的NaHCO3溶液（NaHCO3溶液能提供稳定的二氧化碳浓度），编号为甲、乙、丙、丁，分别放入光轨1、2、3、4 中的特定位置。
③迅速向每个小烧杯中放入10片叶圆片，打开光源，10分钟后统计各小烧杯中叶圆片浮起的数量。重复实验步骤①②③，统计多次实验记录的相关数据如表。
（1）本实验中改变光照强度的方法是 。
（2）步骤一中装有叶圆片的烧杯在准备待用时，要放在黑色的塑料袋里，其目的是 。
（3）分析实验数据，可得出结论 。
烧杯 叶圆片/片 烧杯离光源距离/厘米 浮起的叶圆片平均数/片
甲 10 9.0 6.55
乙 10 13.0 5.20
丙 10 17.0 2.95
丁 10 21.0 0.49
37．为了探究环境因素对植物光合作用强度的影响，学习小组在科研人员的帮助下，对大棚内某种蔬菜进行了几组实验，测得的数据如下表：
光照强度/（勒克斯） 4×104
二氧化碳浓度/（mL/m3） 1000
温度/（℃） 0 10 20 30 40
1m2叶面1小时氧气释放量/（mL） 第一组 3.1 9.3 14.0 20.0 21.5
第二组 2.8 9.0 14.6 20.6 21.0
第三组 3.1 9.0 14.0 20.3 20.5
平均值 3.0 9.1 14.2 20.3 21.0
（1）为了使实验现象明显，选择 的蔬菜进行实验。
（2）实验时，每个温度下都进行三组实验取平均值的目的是 。
（3）从实验方案可看出，学习小组假定的影响植物光合作用强度的因素除了温度外，还有二氧化碳浓度和 。
（4）本实验是通过1m2叶面1小时氧气释放量来反应光合作用强弱的。有同学提出将以上各组实验中的叶进行脱色处理并滴加碘液，根据蓝色深浅来判断生成淀粉的多少，从而来判断光合作用强度。你认为此方案可行不，并说明理由 。
38．雾霾会造成阳光被遮挡。某兴趣小组为探究“雾霾对植物光合作用的影响”进行如下实验：
①在三个玻璃瓶中分别加入等量2%碳酸氢钠溶液（维持溶液中二氧化碳浓度不变）。
②用打孔器在菠菜叶上打出直径1厘米的叶圆片30片，进行抽气处理（抽出叶圆片细胞间隙的空气，使其能沉入水底）。将叶圆片平均分为三组，放入三个玻璃瓶中，密封处理。
③如图所示，将玻璃瓶分别放入甲、乙、丙3个密闭玻璃罩中。甲中不放卫生香，乙中点燃1根卫生香，丙中点燃2根卫生香。
④打开台灯照射30分钟后，观察并记录甲、乙、丙装置内叶圆片浮起的数量分别是10片、4片、2片，请回答下列问题：
（1）本实验通过 反映叶圆片的光合作用强度。
（2）步骤④中“菠菜叶圆片上浮”的原因是光合作用产生的 附着在叶圆片表面，增大了排开水的体积，导致其所受浮力大于重力。
（3）本实验可以得出的结论是 。
（4）若要研究光照强度对植物光合作用影响，除了在甲装置中，更换灯泡的功率外，请写出另一种操作方法： 。
39．某兴趣小组为了检验光合作用的产物，进行了如图所示的实验，实验步骤如下：
①取一个透明塑料瓶，在瓶盖上扎一小洞，并将注射器针孔插入小洞中，周围用胶密封。
②在塑料瓶中加入20ml雪碧（为植物光合作用提供CO2），加水至水位线，上方预留30mL空气，并加入若干豌豆苗，使叶片交错不重叠（如图1所示）。
③挤压瓶身，瓶身变扁，使液体与瓶口齐平，排出多余空气，并拧紧瓶盖（如图2所示）。
④在太阳下照射五到六小时，瓶身逐渐恢复原状（如图3所示）。
⑤检验气体时，先取出针筒的活塞，再挤压瓶身，将气体挤入针筒，将带火星木条伸入针筒。
（1）若观察到针筒内带火星的木条复燃，则该气体是 。
（2）步骤③中挤压瓶身，使液体与瓶口齐平，排出多余空气，该操作目的是 。
（3）瓶内加入若干豌豆苗后，使叶片交错不重叠的目的是为了 。
（4）若要检验光合作用是否制造淀粉，则豌豆苗在放入塑料瓶前，还需进行 处理。
40．中国农业大学赛博农人队在第四届“农研科技大赛”中夺得冠军。该团队在集装镇内垂直立体栽培生菜，利用人工智能系统自动引入外界冷源为集装箱内部降温，快速增产的同时降低耗电量。图1为垂直立体栽培生菜的部分结构示意图，请回答以下问题。
（1）请你推测，为保证生菜正常生长，营养液中应含有水和 ，气泵的主要作用是增加 的浓度.促进生菜的光合作用，进而达到增产的目的。
（2）科研团队研究温度对生菜叶片光合速率的影响，结果如图2。他们依据实验数据设定了系统自动引入外界冷源的温度区间。
①实验结果表明，生菜光合作用的最适温度是 ℃。在光照条件下，若系统自动引入外界冷源，我们推测可能是因为此时集装箱内温度 （选填“低于”或“高于”）该温度。
②在无光条件下，系统也会自动引入外界冷源实现增产，其原理是 。
（3）集装箱垂直立体栽培技术已应用于边防哨所、灾后应急、社区养老，教育科普和城市便利店等场景，请从以上场景中任选其一，说明该技术应用在此场景下的优势：
参考答案
1．下列不属于光合作用意义的是（　　）
A．释放能量，为生命活动提供动力
B．把光能转变为化学能
C．消耗大气中的二氧化碳，释放氧气
D．利用无机物制造有机物
【答案】A
【分析】由我们所学的知识可以知道：（1）光合作用的公式：二氧化碳+水有机物+氧+能量；
（2）呼吸作用的公式：有机物+氧→二氧化碳+水+能量，据此可以解答本题．
【解答】解：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，其场所是叶绿体，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，其场所为线粒体。它与光合作用的区别与联系为：
区别 联系
场所 原料 条件 产物 能量
光合作用 叶绿体 二氧化碳、水 光 有机物、氧气 储存能量 相互对立 相互依存
呼吸作用 所有的活细胞 有机物、氧气 有无光皆可 二氧化碳、水 释放能量
所以呼吸作用是新陈代谢过程一项最基本的生命活动，它是为生命活动的各项具体过程提供能量；光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能。呼吸作用和光合作用表面看起来是两个相反的过程，但这是两个不同的生理过程，在整个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这两过程是互相联系，互相制约的。
故选项中不符合绿色植物光合作用特点的是A．A中的叙述是呼吸作用的结果。
故选：A。
2．下列关于光合作用过程的反应式，正确的是（　　）
A．二氧化碳+水有机物+氧气
B．二氧化碳+氧气有机物+水
C．有机物+二氧化碳→氧气+水+能量
D．有机物+氧气→二氧化碳+水+能量
【答案】A
【分析】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，并且释放出氧气的过程，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。据此解答。
【解答】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能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，即光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，条件是光，场所是叶绿体，表达式为：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气。
故选：A。
3．如果把绿色植物叶中的叶肉细胞比做“绿色工厂”，那么这座“工厂”进行光合作用的“动力”“原料”“产物”“厂房”分别是（　　）
A．光能、二氧化碳和水、氧气和淀粉、叶绿体
B．光能、二氧化碳、氧气、叶绿体
C．光能、氧气和淀粉、二氧化碳和水、叶绿体
D．光能、水、淀粉、叶绿体
【答案】A
【分析】光合作用的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着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。
【解答】解：绿色植物利用光提供的能量，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。光合作用的动力是光能，原料是二氧化碳和水，产物是淀粉（有机物）和氧，厂房是叶绿体。
故选：A。
4．“绿叶在光下制造有机物”的实验操作顺序依次是（　　）
①光照 ②暗处理 ③叶片脱色 ④选叶遮光 ⑤滴加碘液 ⑥清水冲洗。
A．①②③④⑤⑥B．④②①③⑤⑥C．②④①③⑤⑥ D．④①②③⑥⑤
【答案】C
【分析】《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤：暗处理→部分遮光→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。关键是确定控制实验变量、设置对照实验。
【解答】解：“绿叶在光下制造有机物”的实验操作步骤是②暗处理、④选叶遮光、①光照、取下黑纸片、③叶片脱色、⑤滴加碘液、⑥清水冲洗。所以“绿叶在光下制造有机物”的实验操作顺序依次是：②④①③⑤⑥。
故选：C。
5．摘一片银边天竺葵（叶子边缘是银色，中间是绿色）的叶，按严格的操作方法，脱去叶绿素，漂洗后滴上碘液，不变蓝的是（　　）
A．叶的绿色部分 B．叶的银色部分
C．叶向光的一面 D．叶背光的一面
【答案】B
【分析】（1）《绿叶在光下制造有机物》的实验原理：光合作用需要光，其产物是淀粉，淀粉遇碘液变蓝色，酒精能溶解叶片中的叶绿素。
（2）对照实验是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。
（3）光合作用必须在含有叶绿体的细胞内进行。银边天竺葵叶子边缘是银色，不含叶绿体；中间是绿色，含有叶绿体。
【解答】解：A．叶的绿色部分含有叶绿体，在光下能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后会变蓝，A不符合题意。
B．叶的银色部分不含叶绿体，不能进行光合作用制造淀粉，所以滴上碘液后不变蓝，B符合题意。
C．叶向光的一面有叶绿体，在光下能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后会变蓝，C不符合题意。
D．叶背光的一面也有叶绿体，只要有光就能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后会变蓝，D不符合题意。
故选：B。
6．1864年，德国科学家萨克斯成功证明光合作用能够产生淀粉。同学们课上进行了“绿叶在光下制造淀粉”的验证实验，图示两环节中小烧杯、大烧杯、滴管内的液体分别是（　　）
A．清水 酒精 碘液 B．清水 清水 酒精
C．酒精 清水 碘液 D．碘液 酒精 清水
【答案】C
【分析】光合作用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，并且释放出氧气的过程。
【解答】解：酒精能溶解叶绿素，由于酒精沸点较低，直接加热不仅会导致蒸发过快造成浪费，也易引燃酒精引起火灾，所以我们需要隔水加热。因此隔水加热的大烧杯中的液体是清水，小烧杯中的液体是酒精，淀粉有遇到碘液变蓝色的特性，可用来检验是否产生了淀粉，因此胶头滴管内的液体是碘液，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选：C。
7．“叶在光下制造淀粉”的实验中，叶片经酒精脱色并滴加碘液后，遮光和不遮光部分显示的颜色分别是（　　）
A．蓝色 蓝色 B．蓝色 黄白色
C．黄白色 黄白色 D．黄白色 蓝色
【答案】D
【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．光合作用的场所是叶绿体，氢氧化钠吸收二氧化碳．
（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．没有处理且条件适宜的就是对照组．
【解答】解：叶片遮光部分无光，不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝色，还是黄白色；叶片不遮光部分有光，能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液变蓝色。所以，叶片经酒精脱色并滴加碘液后，遮光和不遮光部分显示的颜色分别是黄白色、蓝色。
故选：D。
8．北京市大兴区素有“中国西瓜之乡”的美誉，西瓜种植过程中可通过合理密植来提高产量，原因是（　　）
A．可以充分利用光照，促进光合作用
B．可以保护西瓜叶片
C．可以保护西瓜植株的根
D．可以使西瓜吸收更多的氧气
【答案】A
【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。
【解答】解：合理密植是使植株行间距和株距科学合理，使植物的叶片互不遮挡，可以充分利用光照，促进植物的光合作用来提高产量，A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
9．早春，小区内的玉兰还未长出绿叶，玉兰花已开放（如图所示），玉兰开花过程中需要的有机物主要来源于（　　）
A．玉兰花花瓣的光合作用
B．前一年叶进行光合作用的积累
C．玉兰根吸收的有机物
D．玉兰树皮的光合作用
【答案】B
【分析】1.植物体内的能量转换器有线粒体和叶绿体，叶绿体是进行光合作用的场所，能将光能转化为化学能储存在有机物中。
2.筛管的功能是把叶片进行光合作用制造的有机物自上而下运输到其他器官。
3.根的主要功能是从土壤中吸收水和无机盐。
4.光合作用的主要器官是叶，因为叶含有大量的叶绿体。
【解答】解：A.花瓣主要是用于吸引昆虫传粉等，不含有叶绿体，不能进行光合作用，所以玉兰花开花过程中的有机物并非来自花瓣的光合作用，A错误。
B.在早春，玉兰还未长出绿叶，此时开花所需的有机物就来自上一年叶片光合作用制造并储存于树干等部位的有机物，通过筛管输送到花等部位，B正确。
C.根从土壤中吸收的是水和无机盐，而不是有机物，根吸收的水和无机盐通过导管向上运输到植物体的各个器官，C错误。
D.树皮主要起保护作用，不含有叶绿体，不能进行光合作用，光合作用的主要场所是叶，D错误。
故选：B。
10.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】绿色植物利用光能，通过叶绿体，把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物（主要是淀粉），并且释放出氧气的过程，就是绿色植物的光合作用。
【解答】解：A、该实验不是对照实验。A错误。
B、植物的光合作用吸收二氧化碳释放氧气。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。B正确。
C、该实验证明植物在光照下产生氧气。C错误。
D、该实验若在无光条件下进行，实验结果完全不相同。D错误。
故选：B。
11．若某植株的一片叶的主要叶脉被切断（如甲叶），另一叶片在C处的两面对应贴上锡箔（如乙叶）；暗处理一昼夜后，在阳光下照射4小时，取下两叶片，经脱色并用碘液处理，A部位呈棕褐色，B部位呈蓝黑色，锡箔C部位不呈蓝色．以上实验能够证明光合作用需要（　　）
A．水和光 B．叶绿体和光
C．水和二氧化碳 D．水和叶绿体
【答案】A
【分析】（1）《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤：暗处理→部分遮光→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、光合作用的原料是二氧化碳和水、光合作用制造淀粉、碘遇到淀粉变蓝色，酒精溶解叶片中的叶绿素．关键是确定控制实验变量、设置对照实验．
（2）导管是植物体内把根部吸收的水和无机盐由上而下输送到植株身体各处的管状结构．叶脉内有导管，导管运输水和无机盐．
（3）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．
【解答】解：水是光合作用的必须原料，水由导管运输。甲叶片把主叶脉切断，由于叶脉中有输导组织导管和筛管，这样甲叶片离茎远的一端A就得不到从根运输来的水分了，因此在甲叶的切口两端的AB就形成以水分为唯一变量的对照实验组，实验的结果是切口的下端的B变蓝，而切口的上端A不变蓝，说明切口下端叶片B部分的进行了光合作用制造了淀粉，而切口的上端A部分因为没有水分，则不能进行光合作用，因此植物进行光合作用需要水分。
叶片乙的中间贴上锡箔即C部分叶片遮光，周围部分不遮光，这样就形成以光照为唯一变量的对照组，而实验的结果是周围见光部分变蓝，说明见光的部分进行光合作用制造了淀粉，而未见光的C部分不能正常进行光合作用造淀粉。因此证明植物进行光合作用需要光。
所以，以上实验能够证明 光合作用需要水和阳光。
故选：A。
12．如图是探究“绿叶在光下制造淀粉”的实验步骤，对该实验的描述不正确的是（　　）
A．步骤①的目的是将叶片中的有机物全部消耗掉
B．步骤②中将叶片进行局部遮光的目的是形成对照实验
C．步骤④需要将叶片放入酒精中进行隔水加热
D．步骤⑥中如果能看到只有a（见光的）部分变蓝，说明植物的光合作用需要光
【答案】A
【分析】《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤：①暗处理→部分遮光→②光照→③取叶→④酒精脱色→⑤漂洗加碘→⑥观察颜色。实验要点：光合作用需要光、光合作用制造淀粉、碘遇到淀粉变蓝色，酒精溶解叶片中的叶绿素。关键是确定并控制实验变量、设置对照实验。
【解答】解：A．在实验之前，①把天竺葵放到黑暗处一昼夜的目的是为了让叶片中的有机物（淀粉）全部转运消耗，而不是单纯消耗掉。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，A错误。
B．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，其他条件都相同且适宜的实验。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。没有处理且条件适宜是的就是对照组。所以，对叶片进行部分遮光的目的是形成对照实验，变量是光，B正确。
C．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。所以，我们一般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。因此对叶片进行④酒精脱色时，一般采用把酒精放在小烧杯内隔水加热的方法，C正确。
D．⑥分析实验现象并得出结论：叶片的a见光（未遮盖）部分遇到碘液变成了蓝色，说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物；叶片的b遮光部分遇碘没有变蓝，说明遮光的部分没有产生淀粉。叶片见光部分产生了淀粉，遮光部分没有产生淀粉，说明光是绿色植物光合作用不可缺少的条件，D正确。
故选：A。
13．如图为水绵结构模式图，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（　　）
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
【答案】B
【分析】恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：①把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，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被光照到的部位附近；②如果上述临时装片完全暴露在阳光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿体并且是由光照引起的。
得出结论植物光合作用的场所是叶绿体，条件是光。
实验设计的巧妙之处：一是选用水绵作为实验材料。水绵不仅具备细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。二是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常地进行。三是选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。四是进行黑暗（局部光照）和曝光的对比实验。
【解答】解：A、好氧性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，A正确；
B、此实验不能说明光合作用产生淀粉，B错误
C、该实验指明了光合作用的条件之一是需要光能，C正确；
D、好氧性细菌聚集在带状叶绿体周围也说明光合作用的过程是在叶绿体上进行的，D正确；
故选：B。
14．科学家希尔为了探究光合作用的奥秘，采摘生长旺盛的树叶做了如图所示的实验，下列说法正确的是（　　）
A．A中产生的气体是二氧化碳
B．B中无气泡产生是因为缺乏氧气
C．B与C可以形成一组对照组
D．比较A、C可知光合作用的场所是叶绿体
【答案】D
【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。
【解答】解：A、装置b中气泡内的气体是叶绿体进行光合作用产生的，光合作用释放的气体是氧气，A错误；
B、装置B中无气泡产生是因为缺少光合作用的条件﹣﹣光，而不是缺乏氧气，B错误；
C、B装置遮光、有叶绿体，C装置光照、除去叶绿体的悬浮液，B与C有两个变量光照和叶绿体，不能形成一组对照组，C错误；
D、比较A、C实验变量是叶绿体，A有气泡产生，B没有气泡产生，说明叶绿体是光合作用的场所，D正确。
故选：D。
15．将下列实验装置（玻璃瓶左边底部有一台抽气泵）放在阳光下，你认为此装置研究了那一项因素对植物光合作用的影响（　　）
A．CO2 B．H2O C．光照 D．叶绿体
【答案】A
【分析】这一道题是考察的光合作用的原料，其中的原料之一是二氧化碳。二氧化碳+水有机物+氧气。
【解答】解：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，进入叶片所在玻璃瓶的空气经过氢氧化钠溶液处理后，已经没有二氧化碳了，因此叶片由于缺少原料二氧化碳而不能进行光合作用，没有淀粉生成导致叶片不变蓝色。因此此装置研究了二氧化碳对植物光合作用的影响。
故选：A。
16．如图为光合作用示意图，以下分析正确的是（　　）
A．X为有机物
B．Y为水
C．光合作用需要氧气作为原料
D．光是光合作用必不可少的条件
【答案】D
【分析】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。光合作用的公式：二氧化碳+水有机物（储存着能量）+氧。根据光合作用的表达式可知：植物进行光合作用的场所是叶绿体；光合作用的原料是二氧化碳和水；光合作用的条件是光；光合作用的产物是有机物（储存着能量）和氧气。据此解答。
【解答】解：由分析可知：
A、此图为光合作用示意图，根据箭头方向不难确定：X为水分，Y为有机物，A错误；
B、光合作用的产物是有机物（储存着能量）和氧气，因此Y为有机物，B错误；
C、光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物（储存着能量）和氧气，C错误；
D、光合作用的条件是光和叶绿体，光是绿色植物进行光合作用必不可少的条件，D正确。
故选：D。
17．图中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；乙和丙是另2个装置，通常可作为甲的对照实验的装置是（　　）
A．只有乙 B．只有丙
C．乙和丙都是 D．乙和丙都不是
【答案】B
【分析】本题以光合作用产生氧气实验为载体，考查学生设计对照实验、控制单一变量、分析实验现象的能力。
【解答】解：依题意，由图可知：甲、乙构成一组对照实验，变量是光照，得出的结论是光照是绿色植物产生氧的条件；甲、丙构成一组对照实验，变量是绿色植物，得出的结论是：氧是绿色植物光合作用产生的。因此验证氧气是否由绿色植物释放出来的装置通常可作为甲的对照实验的装置是丙。
故选：B。
18．小丽同学将一盆天竺葵放到黑暗处24小时后，按如图所示进行处理，然后置于阳光下照射，数小时后，取下叶片a、b，进行脱色、碘液染色后，观察到叶片a变蓝，叶片b不变蓝。多次重复实验后结果皆如此，于是小丽得出结论：绿色植物进行光合作用的原料和产物分别是（　　）
A．水、淀粉 B．二氧化碳、淀粉
C．淀粉、二氧化碳 D．二氧化碳、水
【答案】B
【分析】氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，清水不吸收二氧化碳。本实验中，叶片a所在环境有二氧化碳，叶片b所在环境因氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而无二氧化碳，形成以二氧化碳为变量的对照实验。
【解答】解：该实验中，叶片a能吸收到二氧化碳，叶片b通过氢氧化钠溶液吸收了周围空气中的二氧化碳，处于无二氧化碳环境。经过光照、脱色、碘液染色后，叶片a变蓝，说明叶片a进行了光合作用制造出了淀粉；叶片b不变蓝，说明叶片b没有进行光合作用制造淀粉。此实验变量是二氧化碳，对比叶片a和b的实验结果可知，有二氧化碳时能进行光合作用制造淀粉，没有二氧化碳时不能进行光合作用制造淀粉。可见，绿色植物进行光合作用的原料和产物分别是二氧化碳、淀粉，B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
19．如图是证明光合作用需要二氧化碳的实验示意图，下列有关叙述不正确的是（　　）
A．乙中M溶液是氢氧化钠溶液
B．M溶液的作用是吸收二氧化碳
C．该实验证明乙中叶片产生了淀粉
D．为防止漏气，在实验所用的两瓶口涂上凡士林
【答案】C
【分析】（1）《绿叶在光下制造有机物》的实验步骤：暗处理→部分遮光→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、碘遇到淀粉变蓝色，酒精溶解叶片中的叶绿素。关键是确定控制实验变量、设置对照实验。
（2）二氧化碳是光合作用的原料，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，光合作用的场所是叶绿体。
（3）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。
（4）证明光合作用需要二氧化碳实验的唯一不同的变量是二氧化碳。
【解答】解：A、乙中M溶液是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，A正确；
B、M溶液是氢氧化钠溶液，其作用是呼吸二氧化碳，B正确；
C、乙中M溶液是氢氧化钠溶液溶液能吸收二氧化碳，乙中叶片由于缺乏原料不能进行光合作用，不能产生淀粉，C错误；
D、为了防止漏气，在实验所用的两瓶口涂上凡士林，D正确。
故选：C。
20．兴趣小组的同学对光合作用进行了如图所示的探究实验。有关叙述错误的是（　　）
A．实验前需要将实验材料放置在黑暗处一昼夜
B．实验中所选用的塑料袋应该是透明的
C．甲装置中的叶片脱色后，滴加碘液变为蓝色
D．实验结果说明二氧化碳是光合作用的原料
【答案】C
【分析】光合作用的原料是水和二氧化碳，条件是光能，产物是有机物和氧气，光合作用的场所是叶绿体。
【解答】解：A．实验前，应将甲、乙装置中的天竺葵在黑暗处放置一昼夜，目的是让天竺葵消耗掉叶片中原有的淀粉，以免影响实验结果的可靠性，A正确。
B．实验中所选用的塑料袋应该是透明的，便于透光，有利于植物进行光合作用，B正确。
C．甲装置由于吸收剂能吸收掉二氧化碳，而使得植物不能正常进行光合作用，不能制造有机物淀粉，因此用碘液染色不会变蓝色，C错误。
D．甲乙装置形成了以二氧化碳为变量的对照实验，甲装置不变蓝，乙装置变蓝，说明二氧化碳是光合作用的原料，D正确。
故选：C。
21．黑暗条件下，将金鱼藻放在4支盛有水的试管中，再分组放置在离白炽灯不同距离处。打开白炽灯，一段时间后统计到的气泡数目如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．试管与灯的距离代表光照的强度
B．每组实验需重复多次，求平均值
C．产生的气泡数与距离大小呈正比
D．若关闭灯源，所得数据将有变化
【答案】C
【分析】从表中的数据可以看出，植物离光源越近，产生的气泡数越多，说明植物的光合作用越强，也说明这种作用与光照本身的强度有一定的关系。
【解答】解：AC、从实验现象得出的数据可知，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，试管与灯的距离代表光照的强度，产生的气泡数与距离大小呈反比，A正确，C错误。
B、为避免实验的偶然性，减少实验误差，每组实验需重复多次，求平均值，C正确。
D、从曲线图中的数据可知，光照强度不同，产生的气泡数目不同，若关闭灯源，所得数据将有变化，D正确。
故选：C。
22．现有四个实验装置，若要验证植物的光合作用需要二氧化碳，则应选用的装置组合是（　　）
A．①和② B．③和④ C．②和③ D．①和③
【答案】D
【分析】本题考查的知识点是植物进行光合作用需要二氧化碳作为原料，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳。对照实验要求遵循单一变量的原则，根据题意，验证植物进行光合作用需要二氧化碳作为原料，因此装置除了二氧化碳不同外，其他条件都需要相同。
【解答】解：A、装置①和②对比，除了溶液不同外，光照条件也不同，不符合单一变量的原则，故A不符合题意。
B、③和④的变量是澄清石灰水，通常用石灰水验证呼吸作用产生二氧化碳，故B不符合题意。
C、装置②和③对比，除了溶液不同外，光照条件也不同，不符合单一变量的原则，故C不符合题意。
D、装置①和③对比，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，清水基本不吸收二氧化碳，能形成以二氧化碳为唯一变量的对照实验，能够验证植物进行光合作用需要二氧化碳，故D符合题意。
故选：D。
23．小科在透明塑料袋中装入水和水绵（藻类），袋口的吸管能与外界连通，并挂上合适配重制成“水绵伞”（如图）。水槽中装有相同体积且富含二氧化碳的水，将水绵伞放入其中恰好悬浮，比较相同时间内水绵伞露出水面的体积判断光合作用强度。下列装置中能探究光照强度对水绵光合作用影响的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时，进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。
【解答】解：A、由图可知，除水绵的量不同外，其他实验条件相同，不能探究光照对水绵光合作用的影响，A不符合题意。
B、由图可知，两组实验所有实验条件都相同，不能形成对照，B不符合题意。
C、由图可知，两组实验除水绵不同外，光照强度也不同，不能形成对照，C不符合题意。
D、由图可知，两组实验除光照强度外，其他实验条件相同，能探究光照对水绵光合作用的影响，D符合题意。
故选：D。
24．曲线a表示某植物在环境温度为25℃（该植物光合作用的最适温度）时，其光合作用强度随光照强度的变化情况，在M点时出现曲线b的原因可能是（　　）
A．适当提高了温度
B．适当增加了二氧化碳浓度
C．适当增加了光照强度
D．适当增加了氧气浓度
【答案】B
【分析】植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原，细胞的呼吸作用不受光照的限制，有光无光都可以进行，为细胞的各项生命活动提供能量
【解答】解：当某植物所处环境温度为25℃（该植物光合作用的最适温度）时，其光合作用强度随光照强度的变化如图中曲线a所示，此时已经是最适温度，升高或降低温度都会使光合速率下降，但是b曲线表示的光合速率高于a曲线，此时的原因可能是M点时增加了二氧化碳的浓度。
故选：B。
25．某兴趣小组用甘薯（茎细长，分枝少，叶多）为实验材料，对绿色植物光合作用的相关实验进行了探究。如图为实验过程中使用的装置（该装置已经过黑暗处理）。下列叙述正确的是（　　）
A．图中用黑纸片遮光是为了抑制叶绿素形成
B．图中甲、乙两部分形成对照，变量是光照
C．本装置可用来探究光合作用能够制造氧气
D．本装置可用来探究光合作用需要二氧化碳
【答案】D
【分析】本实验中有3组对照实验，分别是叶片的遮光部分和未遮光部分，变量是光；叶片绿色部分和白斑部分，变量是叶绿体；左侧瓶中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，右侧叶片所在瓶中放的是清水，构成一组对照实验，变量是二氧化碳。
【解答】解：A、图中用黑纸片遮光是为了形成以光为变量的对照实验，如果耗尽叶片中的淀粉，必须暗处理，A错误。
B、光合作用的场所是叶绿体，甲、乙是一组对照实验，变量是叶绿体，B错误。
CD、光是绿色植物进行光合作用的必要条件，二氧化碳是光合作用的原料，叶绿体是光合作用的场所，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，不能证明绿叶能制造氧气，C错误，D正确。
故选：D。
26．中国科学院在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的合成，同学们分析了其合成原理（如图），通过下列说法不合理的是（　　）
A．装置中的“生产设备”模拟植物叶肉细胞中的叶绿体
B．该装置运行时，除淀粉外，还有一种产品是氧气
C．人工合成淀粉技术能为减少大气中二氧化碳含量提供帮助
D．该装置模拟植物进行的生理过程的实质是制造有机物，释放能量
【答案】D
【分析】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。
【解答】A、绿色植物光合作用的场所是叶绿体，故装置中的生产设备模拟的是植物叶肉细胞中的叶绿体，A正确。
B、光合作用的产物是淀粉等有机物和氧。因此，该装置运行时，除淀粉外，还有一种产品是氧气，B正确。
C、人工合成淀粉需要的原料是二氧化碳，可见该技术能为减少大气中二氧化碳含量提供帮助，C正确。
D、装置模拟植物进行的生理过程是光合作用，光合作用的实质是合成有机物，储存能量，D错误。
故选：D。
27．某同学为探究植物生理活动设计了如图所示的实验装置（其他条件相同）。下列分析错误的是（　　）
A．为保证实验效果明显。应首先将装置放在黑暗处一昼夜
B．甲瓶与丙瓶可构成实验对照组，实验变量是二氧化碳
C．甲、乙、丙瓶中的叶片经脱色、染色后，理论上只有乙瓶中的叶片变蓝色
D．若丁叶片经脱色、染色后B部分变蓝，A部分不变蓝，则证明水是光合作用的原料
【答案】B
【分析】（1）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，这个不同的条件，就是唯一变量。本实验是探究植物光合作用的对照实验。
（2）甲、乙除了一个是不透光瓶，一个是透光瓶其他条件都一样。因此甲、乙构成一组探究光照对光合作用的影响的对照实验，变量是光。
（3）乙、丙除了一个瓶子放的是清水，一个瓶子放的是氢氧化钠其他条件都一样，氢氧化钠可以吸收二氧化碳。因此甲、乙构成一组探究二氧化碳对光合作用的影响的对照实验，变量是二氧化碳。
（4）丁装置中的叶片切断叶脉，水分不能到达A处，因此A、B部分构成一组对照实验，其变量是水分。
（5）光合作用是绿色植物利用光能，在叶绿体内，把二氧化碳和水转化成贮存能量的有机物，并释放出氧气的过程。
【解答】解：A．为排除原有淀粉对实验的干扰，应将装置放在黑暗处一昼夜以将叶片中原有淀粉耗尽，A正确。
B．甲和丙有光和二氧化碳两个变量，不能形成对照组，B错误。
C．甲瓶不透光，不能进行光合作用，叶片不会产生淀粉，叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后不会变蓝。乙瓶叶片可以进行光合作用，叶片会产生淀粉，叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后会变蓝。丙瓶缺少光合作用原料二氧化碳，叶片不会产生淀粉，叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后不会变蓝，C正确。
D．将如图叶片暗处理、割断叶脉、光下照射、脱色、碘液染色后观察：A区不能进行光合作用产生淀粉，不变蓝，B区正常进行光合作用，产生淀粉，变蓝，证明水是光合作用的原料，D正确。
故选：B。
28．为“证明绿色植物光合作用产生氧气”，小金设计了如图所示的实验，回答：
（1）本实验选择水生绿色植物金鱼藻作为实验材料而不选用盆栽的天竺葵，其理由是 。
（2）写出证明试管内收集的气体是氧气的方法： 。
（3）利用上述实验装置与材料，设计“证明光照是绿色植物光合作用的条件”的实验。（写出简要的实验思路）。再设置两组实验，与现有试验装置 ，一组放置在 ，一组放置在暗室中，一定时间后观察是否有 。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由于陆生植物进行光合作用产生的氧气不好收集，所以选择水生植物比较合适。
（2）由于验证的气体是氧气，根据氧气有助燃的作用，在化学实验中验证证氧气的方法一般是看看气体能否使燃烧的余烬复燃，如果能复燃说明气体是氧气。
（3）实验的相关变量是光照，应该设计两组对照实验，一组放在黑暗条件环境下，另一组放在光照条件下，其余相同来进行实验。
【解答】解：（1）绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并释放出氧气的过程叫绿色植物光合作用。
本实验选择水生绿色植物金鱼藻作为实验材料而不选用盆栽的天竺葵，其理由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。
（2）实验步骤：如图所示：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。根据氧气能助燃，能使快要熄灭的细木条重新燃烧的特性。因此证明试管内收集的气体是氧气的方法：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。
（3）设置A、B两组实验，与原实验装置完全相同，将其中A组置于黑暗环境，B组置于光照环境，4小时后分别将试管取出，一定时间后观察是否有气体生成，伸入带火星木条，若A组不复燃，B组复燃，则证明光照是绿色植物光合作用的条件。
故答案为：（1）由于金鱼藻是水生植物，利用此装置，便于观察和收集产生的气体；
（2）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；
（3）完全相同；光照下；气体生成。
29．“绿叶在光下制造有机物”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗中一昼夜；选取其中一个叶片，用三角形黑纸片将叶片上下两面遮盖起来（如图一所示）；置于阳光下照射一段时间后，摘下该叶片，去掉黑纸片，经过酒精脱色（如图二所示）；漂洗后用碘液检验。请分析回答下列问题：
（1）将天竺葵在黑暗中放置一昼夜的目的是 。
（2）图一中叶片一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到 作用。
（3）图二中把叶片放入盛有酒精的小烧杯内，隔水加热而不是直接加热，原因是 。
（4）该实验可以得出两个结论，它们是：① 。② 。
【答案】见试题解答内容
【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。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。没有处理且条件适宜是的就是对照组。
【解答】解：（1）暗处理：将盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜，目的是把叶片中的淀粉全部转运和消耗，这样就说明了，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。
（2）部分遮光：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。是为了设置对照。此实验中的变量是光照。目的：看看照光的部位和不照光的部位是不是都能制造淀粉。
（3）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。
（4）分析现象，得出结论：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。本实验所得到的结论是：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件；淀粉是光合作用的产物。
故答案为：（1）把叶片中原有的淀粉全部运走耗尽；
（2）对照；
（3）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；
（4）淀粉是光合作用的产物；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
30．某兴趣小组的同学利用如图所示装置探究光合作用是否需要二氧化碳，实验过程如下。
①挑选一株生长状况良好的植物，对植物进行2～3天的黑暗处理。
②在A、B塑料袋中分别装入等量的清水和氢氧化钠溶液，套在2片叶子上，扎紧袋口。
③将植物放在阳光下照射4小时后，摘下叶片进行脱色处理。
④用清水洗净叶片，滴加碘液观察叶片的颜色变化。
（1）实验前，对植物进行黑暗处理的目的是 。
（2）实验所用的塑料袋应是 （填“透明”或“不透明”）的。
（3）在检查气密性时，同学们将扎紧后的塑料袋在水中浸没，观察到 ，则说明气密性良好。
（4）同学们通过正确的实验操作，经检验，发现两组叶片均未变蓝，可能得原因是： 。
【答案】（1）把叶片中原有的淀粉运走耗尽
（2）透明
（3）塑料袋无气泡冒出
（4）黑暗处理时间过短（或光照时间过短、叶片脱色不彻底等）
【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。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。
（2）光合作用的原料之一是二氧化碳，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，通过设置对照实验，对比有无二氧化碳时植物的光合作用情况。
（3）为保证植物能进行光合作用，塑料袋应是透明的；实验前对植物进行黑暗处理，是为了消耗叶片中原有的淀粉，避免其对实验结果产生干扰。
【解答】解：（1）实验前，对植物进行黑暗处理的目的是把叶片中原有的淀粉运走耗尽。因为如果叶片中原有淀粉存在，后续滴加碘液变蓝就无法确定是实验过程中光合作用产生的淀粉，还是原有的淀粉。
（2）实验所用的塑料袋应是透明的。这样才能让阳光透过塑料袋照射到叶片上，保证植物能进行光合作用，若使用不透明塑料袋，植物无法获得光照，就不能进行光合作用，无法达到探究目的。
（3）在检查气密性时，同学们将扎紧后的塑料袋在水中浸没，观察到塑料袋无气泡冒出，则说明气密性良好。因为若有气泡冒出，说明外界空气能进入塑料袋，会干扰实验中二氧化碳浓度的控制。
（4）同学们通过正确的实验操作，经检验，发现两组叶片均未变蓝，可能的原因是：黑暗处理时间过短，叶片中原有的淀粉没有被完全运走耗尽；或者光照时间过短，光合作用制造的淀粉过少，不足以使碘液变色；也可能是叶片脱色不彻底，残留的色素影响了碘液与淀粉的显色反应等。
故答案为：
（1）把叶片中原有的淀粉运走耗尽
（2）透明
（3）塑料袋无气泡冒出
（4）黑暗处理时间过短（或光照时间过短、叶片脱色不彻底等）
31．美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法对光合作用进行了探究。他们用氧18同位素分别标记水和二氧化碳中的氧元素，使它们分别成为含氧18的水和含氧18的二氧化碳。然后，他们分两组进行实验，两组实验所用的植物、光照及其他条件都相同，实验结果如下表所示：
水 二氧化碳 生成的氧气
第一组 H2O C18O2 O2
第二组 H218O CO2 18O2
注：H218O﹣﹣氧18水，C18O2﹣﹣氧18二氧化碳，18O2﹣﹣氧18氧气
（1）该实验所探究的问题是：光合作用释放的 中的氧元素究竟是来自水还是二氧化碳？
（2）该实验得出的结论是 。
（3）两组实验所用的植物、光照及其他条件都相同，是为了 （填“控制变量”或“增加变量”）。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题中所用的植物，光照及其他条件都相同，用氧﹣18同位素分别标记水和二氧化碳中的氧元素，使它们分别成为氧﹣18水和氧﹣18二氧化碳，结合控制变量法进行分析。
【解答】解：（1）由表可知，本题探究“光合作用释放的氧气中的氧元素是来自H2O还是CO2”。
（2）从表中可知，氧元素与H2O中的氧元素一致，故可得出“光合作用释放的氧气中的氧元素来自水”的结论。
（3）两组实验所用的植物、光照及其他条件都相同是为了更好地控制变量，减少干扰。
故答案为：（1）氧气
（2）光合作用释放的氧气中的氧元素来自水
（3）控制变量
32．小金为研究绿色植物的光合作用做了如下实验：
（1）该实验的目的是 。
（2）将锥形瓶中的水煮沸并立即加塞，其目的是 。
（3）①②试管中的金鱼藻在加入前要经过24小时暗处理，若暗处理后立即脱色并滴加碘液，能否观察到金鱼藻叶片变蓝色？ 。（选填“能”或“不能”）。
（4）②试管中金鱼藻在光照过程中产生大量的气泡，这些气泡中的气体主要是 。
（5）如图，将金鱼藻进行脱色处理，并进行漂洗。 （“小烧杯”或“大烧杯”）中的液体会变绿。
【答案】（1）研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳
（2）去除水中原有的二氧化碳并防止空气中的二氧化碳溶于水
（3）不能
（4）氧气
（5）小烧杯
【分析】1、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。
2、绿色植物在光照条件下，在细胞叶绿体中利用二氧化碳和水合成为有机物，将光能转化为化学能储存在有机物中并释放出氧气的过程叫光合作用。
【解答】解：（1）根据实验过程可以看出该实验的目的是研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳。
（2）为去除水中原有的二氧化碳并防止空气中的二氧化碳溶于水中，应将锥形瓶中的水煮沸并立即加塞。
（3）①②试管中的金鱼藻在加入前要经过24小时暗处理，若暗处理后立即脱色并滴加碘液不能观察到金鱼藻叶片变蓝色，原因是叶片没有进行光合作用产生淀粉。
（4）②试管中金鱼藻在光照过程中产生大量的气泡，这些气泡中的气体主要是光合作用产生的氧气。
（5）酒精能溶解叶绿素，且酒精不能直接加热，只能进行水浴加热，因此图中小烧杯中的液体（酒精）会变绿。
故答案为：（1）研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳
（2）去除水中原有的二氧化碳并防止空气中的二氧化碳溶于水
（3）不能
（4）氧气
（5）小烧杯
33．对自然的认识是一个不断修正和完善的过程。请阅读以下材料，回答问题：
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部来自土壤；
材料二：17世纪，比利时海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的木桶里，只浇水。经过五年，再次称重，柳树质量已达80多千克，而泥土减少却不到100克，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）如果亚里士多德的观点成立，则海尔蒙特的实验结果为 。
（2）普利斯特利实验说明了 。
（3）如今，依据碘能使淀粉变 色的特点，常通过检测淀粉来判断植物是否进行了光合作用。为便于观察，需进行如图丙的实验，当实验结束取出小烧杯后，可观察到酒精和叶片的颜色分别是 。
【答案】木桶里土壤的质量明显减少；绿色植物能够为小鼠的呼吸提供氧气；蓝；酒精呈绿色，叶片呈黄白色
【分析】资料告诉了我们人类对光合作用的认识过程，由此可见，每一个科学成果都是后人在对前人经验的继承和质疑的基础上，又经过多次的探索和研究才获得的。
【解答】解：（1）亚里士多德认为植物生长发育所需的物质全部来自土壤；如果他的观点成立，则海尔蒙特的实验结果应该为木桶里土壤的质量明显减少。
（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）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；图丙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。
故答案为：（1）木桶里土壤的质量明显减少
（2）蓝；酒精呈绿色，叶片呈黄白色
34．小周对“探究光照强度对光合作用的影响”进行实验改进，以绿萝作为实验材料，选择7W的LED白光灯管作为光源。实验中选择日常生活中易得的盘架作为主体装置，将此盘架和圆形透明亚克力板结合，将LED灯管固定于盘架上方，形成如图所示装置。选择长势良好且一致的绿萝叶片，利用打孔器制备直径为1cm的叶圆片若干，之后利用注射器对叶圆片进行抽真空处理。将等量叶圆片分别放入三个烧杯中，再将三个烧杯分别置于不同层面的亚克力板上。经30分钟后得到下表所示实验数据。
光强 第一片叶圆片上浮时间 所有叶圆片上浮时间
高 2min56s 11min25s
中 6min51s 14min51s
低 11min37s 24min09s
（1）该实验通过测定 ，来判断光合作用强度。
（2）上述实验结果可以得出的结论是 。
（3）若想要探究光的颜色对光合作用强度的影响，可以怎样改进？（写出需要调整的量和需要控制的量即可） 。
【答案】（1）叶圆片上浮时间
（2）在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强
（3）控制烧杯与灯的距离相等，多次调整灯的颜色
【分析】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】解（1）由表格可知，光照强度越强，叶圆片上浮的时间约短，因此该实验通过测定叶圆片上浮时间，来判断光合作用强度。
（2）光合作用产生氧气是使叶圆片上浮的主要原因，由表格可知，光照强度越强，叶圆片上浮的时间越短，故可以得出的结论是在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。
（3）若想要探究光的颜色对光合作用强度的影响，实验应设置以光的颜色为唯一变量的对照实验，因此改进为：控制烧杯与灯的距离相等，多次调整灯的颜色。
故答案为：（1）叶圆片上浮时间
（2）在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强
（3）控制烧杯与灯的距离相等，多次调整灯的颜色
35．科学家通过研究植物的光合作用，开发了人工光合作用系统（如图），并且成功合成了淀粉。这一技术被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，请据图回答问题：
（1）该人工光合作用系统模拟的是绿色植物细胞中 （填结构名称）的功能，该系统和植物细胞进行光合作用的条件一致，均需要 。
（2）图中模块1和模块2装置模拟的是绿色植物进行光合作用吸收光能并将其转变成 能，最终储存在 中的过程。
（3）模块3中甲代表的气体是 ，该气体主要是通过植物叶片上的 进入植物体。
【答案】（1）叶绿体 光
（2）化学能 有机物
（3）二氧化碳 气孔
【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。叶片是植物进行光合作用的主要器官，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。
（2）二氧化碳是光合作用的原料之一，在绿色植物中，主要通过叶片上的气孔进入植物体，气孔也控制着氧气的排出和水分的蒸腾。
【解答】解：（1）绿色植物细胞中，叶绿体是进行光合作用的场所，能将光能转化为化学能。该人工光合作用系统模拟的是叶绿体的功能。植物细胞进行光合作用需要光来驱动光反应过程，人工光合作用系统同样需要光，因为模块1中光驱动太阳能发电装置产生电能，模拟了植物利用光能的过程。可见，该系统和植物细胞进行光合作用的条件一致，均需要光。
（2）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。模块1中光转化为电能，模块2中电能用于电解水并将能量转换，模拟的就是将光能转变成化学能的过程，最终这些能量会通过暗反应储存在有机物中。
（3）模块3模拟的是光合作用合成有机物的过程，该过程需要二氧化碳参与反应，所以甲代表的气体是二氧化碳。在绿色植物中，二氧化碳主要通过叶片上的气孔进入。气孔由保卫细胞围成，其开闭控制着二氧化碳、氧气等气体的进出以及水分的散失。
故答案为：
（1）叶绿体 光
（2）化学能 有机物
（3）二氧化碳 气孔
36．如图甲，从绿叶上打出的叶圆片经抽气处理后会沉入水底，若提供足够的二氧化碳，并光照一段时间，叶片进行光合作用产生气体，又能使叶片浮到水面。某学习小组利用这一原理研究光照强度对光合作用强度的影响。图乙是他们自制的光轨模型，光轨左端安装相同的LED灯光源，相邻光轨之间用不透光隔板隔开。实验过程如下：
①用打孔器在生长旺盛的菠菜绿叶上打出叶圆片40片，用注射器抽出叶片内的气体，放入盛有清水的烧杯中待用。
②取四只小烧杯，分别加入 20毫升 0.5%的NaHCO3溶液（NaHCO3溶液能提供稳定的二氧化碳浓度），编号为甲、乙、丙、丁，分别放入光轨1、2、3、4 中的特定位置。
③迅速向每个小烧杯中放入10片叶圆片，打开光源，10分钟后统计各小烧杯中叶圆片浮起的数量。重复实验步骤①②③，统计多次实验记录的相关数据如表。
（1）本实验中改变光照强度的方法是 。
（2）步骤一中装有叶圆片的烧杯在准备待用时，要放在黑色的塑料袋里，其目的是 。
（3）分析实验数据，可得出结论 。
烧杯 叶圆片/片 烧杯离光源距离/厘米 浮起的叶圆片平均数/片
甲 10 9.0 6.55
乙 10 13.0 5.20
丙 10 17.0 2.95
丁 10 21.0 0.49
【答案】（1）设置不同的光源距离
（2）将叶圆片内原有的氧气消耗殆尽，使开始实验时叶圆片下沉
（3）光照强度越强，光合作用越强
【分析】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。
2、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】解：（1）由题干可知，实验中改变光照强度的方法是设置不同的光源距离。
（2）光合作用的必备条件是光，呼吸作用在有光无光的条件下都能进行。光合作用产生氧气，呼吸作用消耗氧气，氧气含量增加是导致叶圆片上浮的原因。因此步骤一中装有叶圆片的烧杯在准备待用时，要放在黑色的塑料袋里，其目的是将叶圆片内原有的氧气消耗殆尽，使开始实验时叶圆片下沉。
（3）由表格中的实验数据可知，距离光源距离越近，浮起的叶圆片平均数量最多。故可得出结论是：光照强度越强，光合作用越强。
故答案为：（1）设置不同的光源距离
（2）将叶圆片内原有的氧气消耗殆尽，使开始实验时叶圆片下沉
（3）光照强度越强，光合作用越强
37．为了探究环境因素对植物光合作用强度的影响，学习小组在科研人员的帮助下，对大棚内某种蔬菜进行了几组实验，测得的数据如下表：
光照强度/（勒克斯） 4×104
二氧化碳浓度/（mL/m3） 1000
温度/（℃） 0 10 20 30 40
1m2叶面1小时氧气释放量/（mL） 第一组 3.1 9.3 14.0 20.0 21.5
第二组 2.8 9.0 14.6 20.6 21.0
第三组 3.1 9.0 14.0 20.3 20.5
平均值 3.0 9.1 14.2 20.3 21.0
（1）为了使实验现象明显，选择 的蔬菜进行实验。
（2）实验时，每个温度下都进行三组实验取平均值的目的是 。
（3）从实验方案可看出，学习小组假定的影响植物光合作用强度的因素除了温度外，还有二氧化碳浓度和 。
（4）本实验是通过1m2叶面1小时氧气释放量来反应光合作用强弱的。有同学提出将以上各组实验中的叶进行脱色处理并滴加碘液，根据蓝色深浅来判断生成淀粉的多少，从而来判断光合作用强度。你认为此方案可行不，并说明理由 。
【答案】（1）生长旺盛、叶片面积大；
（2）减少实验误差；
（3）光照强度；
（4）根据淀粉遇碘变蓝色是定性实验，根据蓝色深浅来判断生成淀粉的多少，有很大的主观性，判断不准确。
【分析】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。影响光合作用的因素有：光照强度、二氧化碳浓度、水分、光照时间等。
【解答】解：（1）为了使实验现象明显，应选择生长旺盛、叶片面积大的蔬菜进行实验，因为这些植物的光合作用强度较高，氧气释放量或淀粉积累更明显，便于观察。
（2）实验时，每个温度下都进行三组实验取平均值的目的是减小实验误差。在实验过程中，可能会受到各种偶然因素的影响，比如实验仪器的微小差异、环境的细微波动等。通过进行多次实验并取平均值，可以综合考虑这些偶然因素，使得到的结果更接近真实值，提高实验结果的准确性和可靠性。
（3）从表中的实验数据可以看出，实验设计中除了温度外，还控制了二氧化碳浓度和光照强度，因此这两个因素也可能是影响光合作用强度的因素。
（4）我认为此方案不可行，因为本实验是通过1m2叶面1小时氧气释放量可以定量反应光合作用强度，若将叶进行脱色处理并滴加碘液判断淀粉多少，根据蓝色深浅来判断生成淀粉的多少，有很大的主观性，判断不准确。
故答案为：（1）生长旺盛、叶片面积大；
（2）减少实验误差；
（3）光照强度；
（4）根据淀粉遇碘变蓝色是定性实验，根据蓝色深浅来判断生成淀粉的多少，有很大的主观性，判断不准确。
38．雾霾会造成阳光被遮挡。某兴趣小组为探究“雾霾对植物光合作用的影响”进行如下实验：
①在三个玻璃瓶中分别加入等量2%碳酸氢钠溶液（维持溶液中二氧化碳浓度不变）。
②用打孔器在菠菜叶上打出直径1厘米的叶圆片30片，进行抽气处理（抽出叶圆片细胞间隙的空气，使其能沉入水底）。将叶圆片平均分为三组，放入三个玻璃瓶中，密封处理。
③如图所示，将玻璃瓶分别放入甲、乙、丙3个密闭玻璃罩中。甲中不放卫生香，乙中点燃1根卫生香，丙中点燃2根卫生香。
④打开台灯照射30分钟后，观察并记录甲、乙、丙装置内叶圆片浮起的数量分别是10片、4片、2片，请回答下列问题：
（1）本实验通过 反映叶圆片的光合作用强度。
（2）步骤④中“菠菜叶圆片上浮”的原因是光合作用产生的 附着在叶圆片表面，增大了排开水的体积，导致其所受浮力大于重力。
（3）本实验可以得出的结论是 。
（4）若要研究光照强度对植物光合作用影响，除了在甲装置中，更换灯泡的功率外，请写出另一种操作方法： 。
【答案】（1）叶圆片浮起的数量；
（2）氧气；
（3）雾霾对植物光合作用有影响，且雾霾越大光合作用越弱（合理即可）；
（4）改变台灯与叶圆片的距离。
【分析】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。
2、影响植物光合作用的外界因素有：光照、温度、水分、二氧化碳浓度等。
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。
【解答】解：（1）叶圆片的光合作用越强，产生的氧气就越多，上浮的数量也就越多。因此，实验通过叶圆片浮起的数量反映叶圆片的光合作用强度。
（2）植物的光合作用能产生氧气。因此，步骤④中“菠菜叶圆片上浮”的原因是光合作用产生的氧气附着在叶圆片表面，增大了排开水的体积，导致其所受浮力大于重力。
（3）由图可知，甲组的叶圆片全部上浮，丙组的叶圆片上浮最少，故可以得出的结论是雾霾对植物光合作用有影响，且雾霾越大光合作用越弱。
（4）光源与植物的距离越近，光照越强，反之，则光照越弱。因此，若要研究光照强度对植物光合作用影响，除了在甲装置中，更换灯泡的功率外，请写出另一种操作方法：改变台灯与叶圆片的距离。
故答案为：（1）叶圆片浮起的数量；
（2）氧气；
（3）雾霾对植物光合作用有影响，且雾霾越大光合作用越弱（合理即可）；
（4）改变台灯与叶圆片的距离。
39．某兴趣小组为了检验光合作用的产物，进行了如图所示的实验，实验步骤如下：
①取一个透明塑料瓶，在瓶盖上扎一小洞，并将注射器针孔插入小洞中，周围用胶密封。
②在塑料瓶中加入20ml雪碧（为植物光合作用提供CO2），加水至水位线，上方预留30mL空气，并加入若干豌豆苗，使叶片交错不重叠（如图1所示）。
③挤压瓶身，瓶身变扁，使液体与瓶口齐平，排出多余空气，并拧紧瓶盖（如图2所示）。
④在太阳下照射五到六小时，瓶身逐渐恢复原状（如图3所示）。
⑤检验气体时，先取出针筒的活塞，再挤压瓶身，将气体挤入针筒，将带火星木条伸入针筒。
（1）若观察到针筒内带火星的木条复燃，则该气体是 。
（2）步骤③中挤压瓶身，使液体与瓶口齐平，排出多余空气，该操作目的是 。
（3）瓶内加入若干豌豆苗后，使叶片交错不重叠的目的是为了 。
（4）若要检验光合作用是否制造淀粉，则豌豆苗在放入塑料瓶前，还需进行 处理。
【答案】（1）氧气；
（2）防止原有的空气（氧气）对实验结果的干扰；
（3）增大叶片光合作用的面积；
（4）暗。
【分析】1、科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
2、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。
3、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→漂洗后观察颜色。
【解答】解：（1）氧气具有助燃的特性，能使带火星的木条复燃。因此，若观察到针筒内带火星的木条复燃，则该气体是氧气。
（2）实验应排除实验收集到的气体是来自于植物产生，而不是瓶内原有的气体。因此，步骤③中挤压瓶身，使液体与瓶口齐平，排出瓶内原有的空气，这样做的目的是防止原有的空气（氧气）对实验结果的干扰。
（3）瓶内加入若干豌豆苗后，使叶片交错不重叠的目的是为了让每片叶子都能充分接受光照，从而充分进行光合作用。因为光合作用需要光照，叶片交错不重叠可以避免相互遮挡，提高光能的利用率。
（4）若要检验光合作用是否制造淀粉，应排除叶片内原有的淀粉对实验结果的干扰，因此，豌豆苗在放入塑料瓶前，还需进行暗处理，目的是将叶片内原有的淀粉转运、耗尽。
故答案为：（1）氧气；
（2）防止原有的空气（氧气）对实验结果的干扰；
（3）增大叶片光合作用的面积；
（4）暗。
40．中国农业大学赛博农人队在第四届“农研科技大赛”中夺得冠军。该团队在集装镇内垂直立体栽培生菜，利用人工智能系统自动引入外界冷源为集装箱内部降温，快速增产的同时降低耗电量。图1为垂直立体栽培生菜的部分结构示意图，请回答以下问题。
（1）请你推测，为保证生菜正常生长，营养液中应含有水和 ，气泵的主要作用是增加 的浓度.促进生菜的光合作用，进而达到增产的目的。
（2）科研团队研究温度对生菜叶片光合速率的影响，结果如图2。他们依据实验数据设定了系统自动引入外界冷源的温度区间。
①实验结果表明，生菜光合作用的最适温度是 ℃。在光照条件下，若系统自动引入外界冷源，我们推测可能是因为此时集装箱内温度 （选填“低于”或“高于”）该温度。
②在无光条件下，系统也会自动引入外界冷源实现增产，其原理是 。
（3）集装箱垂直立体栽培技术已应用于边防哨所、灾后应急、社区养老，教育科普和城市便利店等场景，请从以上场景中任选其一，说明该技术应用在此场景下的优势：
【答案】（1）无机盐；二氧化碳；
（2）T5；高于；降低温度，减弱生菜的呼吸作用，减少有机物的消耗；
（3）边防哨所，该技术可在有限空间内实现蔬菜自给自足，减少对外部运输的依赖，保障边防战士新鲜蔬菜供应（或灾后应急：灾后可能面临食物短缺和土地破坏等问题。该技术可快速搭建，利用集装箱的可移动性，在受灾区域及时开展蔬菜种植，为受灾群众提供新鲜蔬菜，缓解食物供应紧张的局面或社区养老：社区养老场所空间可能有限，该垂直立体栽培技术节省空间，能在社区内种植生菜等蔬菜，让老年人参与种植活动，丰富其生活，同时提供新鲜、绿色的蔬菜，保障老年人的饮食健康或教育科普：此技术展示了现代化农业的创新模式，通过在教育科普场景应用，能让学生和公众直观了解植物生长过程、农业新技术，激发他们对农业科技的兴趣，普及农业知识或城市便利店：城市便利店空间

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