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第5讲绿色植物的物质和能量转换
一、选择题：本大题共12小题，共48分。
1.如图是某同学建构的绿色植物光合作用概念图。图中空格①、②应依次填写（）
A. 淀粉、叶绿素 B. 叶绿素、淀粉
C. 叶绿体、有机物（主要是淀粉） D. 有机物（主要是淀粉）、叶绿体
2.茶叶是乐山的经济作物之一，为了提高茶叶产量，下列做法不合理的是（）
A. 合理密植，充分利用光照 B. 及时排涝，保证根的呼吸
C. 搭建大棚，提高夜间温度 D. 适时除草，避免杂草竞争
3.下列关于植物光合作用和呼吸作用的叙述正确的是（）
A. 光合作用释放能量，呼吸作用储存能量
B. 蔬菜大棚夜间进行光照是为了促进植物的呼吸作用
C. 储藏粮食的仓库留有通风窗，是为了促进植物细胞的光合作用
D. 栽培绿植的花盆底部通常有小孔，是为了促进植物根细胞的呼吸作用
4.为探究植物种子呼吸作用的产物，用如图所示装置进行对照实验：先在A、B试管中加入等量的澄清石灰水，再往A试管中加入适量的已浸水及消毒的蚕豆种子，则B试管中应加入等量的（）
A. 已浸水及消毒的绿豆种子 B. 已煮熟及消毒的蚕豆种子
C. 已浸水及未消毒的蚕豆种子 D. 已煮熟及未消毒的蚕豆种子
5.德国科学家萨克斯在1864年做过这样的实验：先把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光，过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，结果未遮光部分变蓝，遮光部分未变蓝(如图所示)。该实验能得出的结论是( )
A. 光是叶绿素形成的必需条件 B. 光是绿叶合成淀粉的必需条件
C. 绿叶在光下能够释放氧气 D. 绿叶进行光合作用需要二氧化碳
6.如图表示玉米的种植密度与光合作用及呼吸作用强度的关系曲线。为提高玉米的产量，最适合的种植密度是（）
A. a B. b C. c D. d
7.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
8.下图装置可以验证呼吸作用产生二氧化碳。下列说法不正确的是( )
A. 装置A是为了去除空气中的二氧化碳，确保实验的准确性
B. 若装置C中澄清石灰水变浑浊，说明种子进行呼吸作用产生了二氧化碳
C. 若装置B中换成煮熟的种子，则装置C中澄清石灰水不会变浑浊
D. 若装置B中改用新鲜的豆苗，则该装置一定要放在光照环境下
9.用黑色圆纸片在银边天竺葵(银边部分的细胞中无叶绿体)叶片绿色部分的相同位置从上下两面遮盖，如图所示；置于暗处一昼夜后再移至光下数小时，取下此叶经脱色后滴加碘液。对此实验分析正确的是( )
A. 在暗处放置一昼夜，目的是抑制叶片的呼吸作用
B. 滴加碘液后②处变蓝，说明该处产生了淀粉
C. 此实验包含两组对照，分别是①与②、①与③
D. 此实验验证了光合作用需要光和二氧化碳
10.如图表示叶在夏季一天中氧气的净吸收速率。请分析，下列有关叙述正确的是（）
A. 曲线中A点表示叶片没有进行光合作用
B. 曲线中B点表示光合作用释放氧气的速率与呼吸作用吸收氧气的速率的差值达到最大
C. 曲线中BC段上升的原因是光照强度减弱
D. 曲线中DE段上升的原因是气孔关闭
11.如图所示为探究植物生理活动的装置，关闭阀门①和②，置于充足的光照下4h后，打开阀门①和②，挤压塑料袋观察现象。下列叙述正确的是（）
A. 做该实验前需要将植物暗处理一昼夜 B. Ⅰ袋内叶片只能进行光合作用
C. 乙试管中的澄清石灰水变浑浊 D. Ⅰ、Ⅱ袋内的水珠主要是呼吸作用形成的
12.“信阳五月鲜桃”品质优良，具有较高的经济价值。科研人员对该品种的桃树进行相关实验，以研究如何丰产增收，结果如图所示。下列对实验结果的分析，正确的是（）
A. 光照越充分，桃树的叶面积越大
B. 光照越充分，桃树光合作用的强度就越大
C. 生产实践中，影响鲜桃产量的只有光照强度
D. 生产实践中，适当遮阴可以提高鲜桃的产量
二、填空题：本大题共10小题，共60分。
13.科学观念是指在理解科学知识的基础上对客观事物的整体认识。物质与能量观是重要的科学观念。图甲为小棉同学构建的植物体的能量变化模型，请模仿并完成图乙中动物体的能量变化模型建构：
（1）图乙中“？”处应该填________。
（2）生物呼吸作用产生的能量主要用于________。
14.“碳达峰”指CO2排放量不再增加，“碳中和”指CO2排放量与减少量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。
这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力“碳达峰”“碳中和”目标的实现。完成下列问题：
（1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 （选填“呼吸作用”“光合作用”或“蒸腾作用”）。
（2）下列做法有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标的是 。
A．植树造林 B．少用一次性筷子 C．提倡绿色出行
15.如图是大棚种植蔬菜的实景图。
（1）大棚内能保持适宜的温度，有利于________的催化作用，从而促进蔬菜快速生长。
（2）采用吊袋式二氧化碳施肥法有利于植物进行光合作用。吊袋一般固定在植物枝叶上端约40厘米处，如果太低，由于二氧化碳________________，从而大量积聚在地面附近，导致根系的________________减弱，致使获得的能量不足而影响根系发育。
16.精准扶贫是新农村建设的任务，建造塑料大棚生产有机农产品，可以有效促进农民增收。如图甲、乙、丙、丁依次为大棚农业，叶片进行的三项生理过程，晴朗的夏季光合作用和呼吸作用的强度以及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）图丙中，能表示图乙C过程的曲线为 （填标号）。
（2）图丁中，植物有机物积累最多的点是 （填字母）。
17.仙人掌主要在夜间吸收二氧化碳并贮存在细胞中以适应其生活环境，如图是仙人掌二氧化碳吸收速率的日变化曲线。
（1）据图示分析，仙人掌在2:00～4:00时________（填“有”或“无”）光合作用发生，原因是__________________________________________________________________________。
（2）图示仙人掌在10:00～16:00时没有吸收二氧化碳，直接原因是气孔关闭，这有利于___________________________。此时段仙人掌进行光合作用所需的二氧化碳来源有______________________和______________________。
（3）据图示推测，仙人掌的生活环境可能是________________。
18.如图是“绿叶在光下制造有机物”的实验过程，实验步骤如下：
①将天竺葵放在黑暗处一昼夜。②用黑纸片把叶片的一部分上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。③几小时以后，摘下叶片，去掉遮光的黑纸片。④把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，去掉叶片中的叶绿素。⑤用清水漂洗叶片。⑥然后用X液体分别检验。
请根据实验回答以下问题：
（1）将天竺葵放在黑暗处一昼夜，其目的是______________________________________________________________________________。
（2）该实验的变量是________。
（3）X液体是________，用X液体检验后，叶片的见光部分变成________色，说明________是绿色植物光合作用的产物。
（4）此实验说明________是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
19.图甲是测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新鲜绿叶和CO2缓冲液(作用是使装置内的CO2浓度保持相对稳定)。经过相关计算，根据细玻璃管内红墨水的移动距离可获得试管内气体体积的变化。在不同的光照条件下，测得装置a中平均1 h气体体积变化如图乙所示，装置b中平均1 h气体体积变化如图丙所示。(本次实验假定绿叶的呼吸作用强度不变)
(1)图甲中a组实验的作用是 。
(2)图丙中P点的含义是 。
(3)当光照强度为10 klx时，这片绿叶平均1 h光合作用产生氧气的体积为 mL。
20.科学探究是研究生物学的重要方法。为了探究绿色植物的呼吸作用和光合作用，某生物兴趣小组的同学在老师指导下设计了图甲所示的装置，图乙为C装置叶片在晴朗的夏季一天内呼吸作用和光合作用的变化曲线。请根据图回答下列问题：（提示：氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用）
（1）在图甲中，A装置可以探究________对光合作用的影响；C和D装置可以作为一组对照，其变量是________。
（2）一段时间后，抽取B和D装置中的气体注入澄清的石灰水中，使澄清的石灰水变浑浊的是________。
（3）D装置弯玻璃管中红墨水的移动方向是__________（填“向左”“向右”或“不动”）。
（4）光照一段时间后取B、C、D三组的叶片进行脱色漂洗，滴加碘液进行观察发现只有________组叶片变成蓝色。
（5）对图甲C装置中的叶片进行脱水称重，欲使其质量最大，结合图乙中的曲线应选择________点左右摘取叶片。
21.人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究：
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？
【实验探究】
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CO2缓冲液（维持瓶中CO2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，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄，且l红＞l黄＞l绿，多次重复实验后，结果相同（忽略温度对实验的影响）。
【得出结论】___________________________________________________________________。
【交流拓展】
（1）实验中通过比较________________来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
（2）为进一步得出光合作用强度，设置了实验D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变。测得红墨水移动距离为l暗。
①装置D中红墨水向________（填“左”或“右”）移动。
②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为________（用l红和l暗表示）。
22.某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片，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，制成图甲所示的柱状图。请完成下列问题。
(1)实验中，叶在29 ℃时通过光合作用产生的有机物质量是 mg。
(2)图乙是29 ℃时，该植物CO2吸收(释放)量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点在原位置的 (填“上”或“下”)方。
(4)请写出由植物叶片气孔释放的气体： 。
三、实验探究题：本大题共4小题，共32分。
23.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24h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气泡，这些气泡中的气体主要是 。
24.某兴趣小组利用如图装置，在透明密闭小室内放置一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液（可使小室内CO2的量保持恒定）进行了有关实验。在不同强度光照条件下，根据毛细管内水柱的移动距离测量小室内气体体积变化。请分析回答：
（1）该小组为了探究光照强度对光合作用强度的影响，实验过程中要改变光照强度，可进行的操作是 。
（2）实验后需将数据进行矫正，矫正后结果如表所示，分析其中数据可得，光照强度与光合作用强度的关系是 。
光照强度（klx） 0 5 10 20 30 40
气体体积变化量[μL/（cm2·min）] -0.25 ＋0.5 ＋1.2 ＋1.7 ＋1.7 ＋1.7
（3）若用此装置测定叶片呼吸作用的速率，则需对装置做哪些改进？ 。
25.水质对水族箱内鱼的生存至关重要，定期监测和维护水质有利于鱼的生存。
（1）自来水消毒后残留的氯称为余氯，其对鱼有害。某研究者用三种不同的方式去除余氯，其效果如图所示。据图，小明采取方式二去除余氯，其理由是 。
（2）水族箱在使用过程中需要补充氧气，常用的方法有增加水草或投放增氧剂。
①增加水草可以补充氧气的原因是 。
②过氧化钙是常用的增氧剂，其与水缓慢反应生成氧气的化学方程式为：2CaO2＋2H2O＝2Ca(OH)2＋O2↑。检测发现，投放适量过氧化钙为鱼补充氧气，在持续补氧过程中水的pH基本保持不变。解释原因： 。
26.某科学兴趣小组在学习光合作用后，利用课后服务实践活动时间，开展了“利用光合作用绘制小熊画”的趣味实验，部分操作如图所示。请据此回答以下问题：
①黑色不透明卡纸剪出小熊卡片 ②固定小熊卡片后光照数小时 ③暗处理叶片数小时 ④碘液染色，查看小熊画绘制情况
（1）上述操作的正确顺序是 。
（2）操作③暗处理的作用是 ；操作④碘液染色之前，要用酒精作 处理。
（3）若该实验成功绘制出小熊画，则其同时也验证了绿叶在光下合成 ，且光是光合作用的 条件。
（4）操作④染色后，叶片部分区域呈浅色，构建出小熊轮廓，完成小熊画绘制，这些浅色区域出现的原因是 。
四、解答题：本大题共2小题，共20分。
27.(本小题10分)
黄栌树叶在温度降低时会将叶绿素分解，叶片转为鲜艳夺目的红色。北京香山红叶林中主要树种就是黄栌。某一黄栌品种在 8～11月份的蒸腾速率显著降低，更适应北京地区秋季的干燥气候。园林工作者研究了该品种黄栌的光合速率（光合速率是指1m2的叶片每秒消耗的二氧化碳量），得到结果如图所示。
请综合题中信息及所学知识，分析8～11月份该品种黄栌的光合速率逐步下降的原因。
28.(本小题10分)
大棚种植农作物过程中，在作物生长旺盛期和成熟期，农民会给作物补充二氧化碳来提高产量与质量。研究表明，施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异。
【资料】①“吊袋式二氧化碳气肥”会释放CO2，供植物吸收利用；
②吊袋内CO2释放量会随着光照和温度的升高而增大，在温度过低时，CO2气体释放量较少；
③使用时，将气肥悬挂在农作物枝叶上方位置比放在农作物底部位置效果好；
④施用气肥不可离农作物太近。
请你用所学知识及以上资料信息，解释施用“吊袋式二氧化碳气肥”增产效果比较优异的原因。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】略
2.【答案】C
【解析】略
3.【答案】D
【解析】略
4.【答案】B
【解析】略
5.【答案】B
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】B
【解析】略
8.【答案】D
【解析】略
9.【答案】B
【解析】略
10.【答案】B
【解析】略
11.【答案】C
【解析】略
12.【答案】D
【解析】略
13.【答案】（1）化学能 （2）生命活动
【解析】略
14.【答案】光合作用
ABC
【解析】略
15.【答案】（1）酶 （2）密度比空气大 呼吸作用
【解析】略
16.【答案】Ⅰ
d
【解析】略
17.【答案】（1）无 仙人掌在没有光时不能进行光合作用 （2）降低蒸腾作用，减少水分流失 吸收并储存在细胞中的二氧化碳 呼吸作用产生的二氧化碳 （3）炎热、干旱
【解析】略
18.【答案】（1）让叶片中原有的淀粉运走和消耗掉
（2）光
（3）碘液；蓝；淀粉
（4）光
【解析】略
19.【答案】(1)对照。
(2)绿叶的光合作用和呼吸作用相等。
(3)146
【解析】略
20.【答案】（1）水 二氧化碳 （2）B （3）向左 （4）C （5）18
【解析】略
21.【答案】【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 【交流拓展】（1）红墨水移动的距离 （2）①右 ②l红+l暗
【解析】略
22.【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的量相等
（3）上
（4）氧气、二氧化碳、水蒸气
【解析】略
23.【答案】研究金鱼藻的光合作用是否需要二氧化碳
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
不能
氧气（或O2）
【解析】略
24.【答案】改变光源与装置的距离或改变光源的亮度等
在一定光照范围内，随着光照强度的增强，光合作用逐渐增强，当达到一定光强后，再增加光照强度，光合作用不再增强
在黑暗条件下（关掉灯泡）且二氧化碳缓冲液改为NaOH溶液
【解析】略
25.【答案】所用时间较短且节能
水草光合作用能产生氧气
过氧化钙与水反应生成氢氧化钙的速度和鱼呼吸作用产生二氧化碳消耗氢氧化钙的速度基本相同，pH基本保持不变
【解析】略
26.【答案】③①②④
消耗或转运叶片中原有的淀粉
脱色
淀粉
必要
遮光部分无法进行光合作用制造淀粉，滴加碘液不变蓝
【解析】略
27.【答案】秋季温度降低，黄栌叶片会分解叶绿素，使叶片中叶绿素含量减少，光合作用能力减弱。另外，北京气候在秋季①降水量逐渐减少；②气温逐渐降低；③日照时间逐渐变短，光照强度变弱，这些条件都不利于植物光合作用，使植物光合作用速率下降。
【解析】略
28.【答案】植物的光合作用可以制造有机物。“吊袋式二氧化碳气肥”通过增强光合作用来达到增产的目的。“吊袋式二氧化碳气肥”可释放二氧化碳为光合作用提供原料；光照强度增强和一定范围内温度升高时，光合作用速率更快，此时释放二氧化碳更多，更有利于光合作用；光合作用的场所是叶绿体，底部的根不需要进行光合作用，“吊袋式二氧化碳气肥”可以放在枝叶上方，更有利于叶片直接吸收二氧化碳；“吊袋式二氧化碳气肥”与通过燃烧白煤油和焦炭的方法增加二氧化碳浓度相比，不会释放有害气体，既不会对植物造成伤害，也不会污染空气。
【解析】略
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