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第10讲 光合作用与呼吸作用
知识要点：
1.植物光合作用的概念、反应式及意义。
2.研究光合作用的原料、条件、产物的实验及实验简要过程。
3.呼吸作用的概念、反应式及意义。
4.光合作用与呼吸作用的异同。
思维导图：

一、光合作用
1.光合作用的概念：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。
2.光合作用的反应式：二氧化碳+水有机物+氧气。
（1）场所：主要为叶肉细胞的叶绿体。（2）实质：制造有机物，储存能量。（3）影响因素：光照强度（主要）、温度、二氧化碳浓度等。
3.光合作用的应用。
（1）增加大棚内的二氧化碳浓度、延长光照时间等都可提高蔬菜瓜果的产量。
（2）合理密植：单位面积上，栽种作物密度适当、间距合理，以提高光能利用率，增加产量。
4.光合作用的意义。
（1）光合作用把简单的无机物转化成复杂的有机物，并释放氧气，实现了物质的转化。
（2）把光能变成储存在有机物中的化学能，实现了能量的转化。
（3）光合作用制造的有机物不仅满足了植物自身生长、发育、繁殖的需要，还为其他生物提供了基本的食物来源。
二、光合作用的相关实验
1.植物在光下制造淀粉。
（1）实验过程如图所示。
（2）实验现象与结论。
白边部分 绿色部分
绿色遮光部分 绿色未遮光部分
现象 不变蓝 不变蓝 变蓝
分析 白边部分没有叶绿体，不能进行光合作用，不能制造淀粉，故滴加碘液后不变蓝 无光照，光合作用不能正常进行，不能制造淀粉，故滴加碘液后不变蓝 有光照，能进行光合作用，能制造淀粉，故滴加碘液后变蓝
结论 光照是光合作用制造有机物的必要条件；叶绿体是光合作用的场所；植物光合作用产生的有机物是淀粉
2.探究植物光合作用是否需要二氧化碳。
（1）实验过程：①将天竺葵放在黑暗处一昼夜。②选定两片生长状况基本相同的叶片，用透明塑料袋密封，透明塑料袋内分别装少量清水和氢氧化钠溶液，光照4 h。③打开塑料袋取下叶片，用酒精脱色后滴加碘液，检验叶片中有无淀粉产生。
（2）实验现象与结论。
装氢氧化钠溶液的透明塑料袋 装清水的透明塑料袋
现象 叶片不变蓝 叶片变蓝
分析 装置中无二氧化碳，不能进行光合作用，不能制造淀粉 装置中有二氧化碳，能进行光合作用，能制造淀粉
结论 二氧化碳是光合作用必需的原料
难点解析：（1）将天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是将叶片中原有的淀粉运走或耗尽，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，利用酒精脱去叶片中的叶绿素，使实验结果便于观察。（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。
三、动植物的呼吸作用
1.呼吸作用的概念：指动植物体内的细胞利用氧气，将有机物最终分解成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，满足生命活动需要的过程。
2.呼吸作用的反应式：有机物+氧气二氧化碳+水+能量。
3.植物呼吸作用的应用。
（1）保证呼吸作用正常进行：中耕松土、及时排涝。
（2）降低呼吸作用强度：储藏粮食时，保持低温和干燥；储藏水果、蔬菜时，降低温度和氧气浓度；在温室栽培瓜果蔬菜时，适当降低夜间温度，可减少植物呼吸作用对有机物的消耗。
四、光合作用和呼吸作用的相互关系
光合作用 呼吸作用
场所 叶绿体 活细胞
条件 光照 有光、无光均可
原料 二氧化碳、水 有机物、氧气
产物 有机物、氧气 二氧化碳、水
物质变化 无机物→有机物 有机物→无机物
能量变化 储存能量（光能→化学能） 释放能量（化学能→其他形式的能）
联系 呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物，所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量；光合作用对原料的吸收利用和对产物的输导所需要的能量又是呼吸作用释放出来的

知识点一：光合作用的原料、产物和条件
　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。请回答相关问题：
（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）。
　（1）根据光合作用实验材料的选择依据进行分析。（2）可用带火星的木条来检验氧气。（3）根据对照实验的要求设计实验。
　（1）陆生植物进行光合作用产生的氧气不好收集，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）根据氧气能助燃、能使带火星的木条重新燃烧的特性，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）实验的变量是光照，应该设计两组对照实验，一组放在黑暗环境下，另一组放在光照环境下，其余条件均控制相同，据此设计实验。
　（1）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）设置A、B两组实验，与原实验装置完全相同，将A组置于黑暗环境下，将B组置于光照环境下，4 h后分别将试管取出，将带火星的木条伸入试管中，若A组木条不复燃，B组木条复燃，则证明光照是绿色植物光合作用的条件
　掌握光合作用的原理、实验材料的选择和氧气的特点等相关知识是解题的关键。
　某兴趣小组为探究CO2是否为植物光合作用的原料，设计了如图甲所示的装置进行实验，其中a装置为实验组，b装置为对照组。
（1）图甲中用塑料袋扎紧花盆的主要目的是　排除土壤中微生物的呼吸作用产生CO2的干扰　。
（2）如果要证明CO2是植物光合作用的原料，那么图甲所示实验的结果是　b装置中的叶片经酒精脱色处理后滴碘液变蓝，a装置中的叶片经相同的处理后不变色　。
（3）将图甲中的b装置放在露天适宜的环境中培养一昼夜，测得这一昼夜中该玻璃钟罩内CO2浓度的变化情况如图乙所示。试分析图乙中B点比A点低的主要原因：　在这一昼夜内光合作用消耗的CO2量大于呼吸作用产生的CO2量　。
（4）该兴趣小组按以下实验步骤继续探究水是光合作用的原料：将天竺葵置于黑暗中48 h；选多片叶片，切断其中间的叶脉（如图丙所示），光照4 h左右；①观察叶片颜色变化；②滴加碘液；③用水清洗叶片；④放在酒精中水浴加热；⑤摘下叶片。上述①~⑤的操作实验顺序有误，正确的实验顺序是　⑤④③②③①　（操作可重复）。
知识点二：动植物的呼吸作用
　小柯利用如图所示的实验装置探究植物的呼吸作用。
（1）图甲所示的实验设置B组的目的是　　　　　　　　　　。
（2）如图乙所示，把几棵新鲜菠菜装入塑料袋中，扎紧袋口，在　　　　环境中放置12 h后，松开袋口，插入导管立即扎紧袋口，并将导管口插入烧杯中，缓慢挤压塑料袋，蜡烛熄灭。该现象能否说明菠菜的呼吸作用产生二氧化碳？并说明理由。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
　（1）控制变量法是设置对照实验时常采用的方法。（2）根据植物呼吸作用的特点及二氧化碳气体的检验方法进行分析。
　（1）图甲所示的A、B两个装置中分别装有已浸水及消毒的种子和已煮熟及消毒的种子，A装置中的种子能进行呼吸作用，B装置中的种子不能进行呼吸作用，因此B装置起到对照作用。（2）为防止新鲜菠菜进行光合作用吸收二氧化碳，应在黑暗或无光照环境中放置12 h。蜡烛熄灭，该现象不能说明菠菜的呼吸作用产生二氧化碳，烧杯中的蜡烛熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量减少，而不能说明二氧化碳的含量增加，不支持燃烧的气体除了二氧化碳外，还有其他气体，如氮气、二氧化氮等气体。证明产生二氧化碳要用澄清石灰水进行检验。
　（1）与A组进行对照（或作对照）　（2）黑暗（或无光照）　不能；烧杯中的蜡烛熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量减少，而不能说明二氧化碳的含量增加，证明产生二氧化碳要用澄清石灰水进行检验
　理解图示的设计意图，再结合燃烧的条件和二氧化碳的检验方法逐题作答。
　如图所示为某科学社团的同学验证动物呼吸作用的装置，A、B两装置中放入等质量的碱石灰。为了使实验现象更加明显，下列措施中可行的是 （　B　）
A.去掉装置B B.换用更细的玻璃管
C.增加碱石灰的质量 D.换用更长的玻璃管
知识点三：光合作用和呼吸作用的相互关系
　如图甲所示为某植物叶肉细胞进行生理活动的过程，其中Ⅰ和Ⅱ表示细胞结构，①②③表示有关物质；如图乙所示为该植物一昼夜（O~H时间段）对二氧化碳的吸收量、释放量。请分析并回答下列问题：
（1）如图甲所示，Ⅰ表示的结构是　　　　，①表示的物质是　　　　。
（2）图乙中，植物进行光合作用的时间是　　　　段；植物进行呼吸作用的时间是　　　　段；在B~F时间段，植物的光合作用强度　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。
　（1）植物呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳；植物光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，据此进行分析。（2）图乙中，植物进行光合作用的时间是A~G段，进行呼吸作用的时间是O~H段，据此进行分析。
　（1）从图甲中可以看出，Ⅰ表示叶绿体，①表示氧气。（2）图乙中，植物进行光合作用的时间是A~G段，因为光合作用吸收二氧化碳，使呼吸作用产生的二氧化碳还没释放出来就有一部分被吸收了，导致释放量越来越少，最后光合作用吸收的二氧化碳多于呼吸作用放出的二氧化碳，在图乙中表现出吸收二氧化碳；进行呼吸作用的时间是O~H段。在BF时间段，二氧化碳的吸收量大于二氧化碳的释放量，即光合作用强度大于呼吸作用强度。
　（1）叶绿体　氧气　（2）A~G　O~H　大于
　知道细胞的结构和各部分的功能以及光合作用、呼吸作用等相关知识，结合图像进行分析是解题的关键。
　如图所示，曲线A表示某种蔬菜的一片叶光合作用每小时合成有机物的质量与温度的关系（光照强度为E时），曲线B表示该叶片呼吸作用每小时分解有机物的质量与温度的关系。请据图回答下列问题：
（1）菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜，温度最好控制在　20　℃左右。
（2）当温度为35℃时，该叶片内积累的有机物的质量是　0　mg。
（3）若要提高温室栽培蔬菜的产量，你认为晚上可以采取哪些措施？　适当降低温度（合理即可）　。
【解析】（1）由题图可知，20℃时，光合作用速率与呼吸作用速率的差值最大，因此菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜，温度最好控制在20℃左右。（2）当温度为35℃时，光合作用速率等于呼吸作用速率，净光合作用速率为0，故该叶片内积累的有机物的质量是0 mg。（3）若要提高温室栽培蔬菜的产量，则晚上可以适当降低温度，降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。

　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 h，接着在相同光照下放置1 h，测定每份叶中有机物质量的变化，制成图甲。请回答问题：
（1）实验中，叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是　　　　 mg。
（2）如图乙所示为28℃时该植物二氧化碳吸收（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28℃升为29℃，则图乙中相应的a点在原位置的　　　　方。
（4）下列图示中能代表细胞中发生的情况与图乙曲线中ab段相符的一项是　　　　（填字母）。
　（1）净光合作用速率=光合作用速率-呼吸作用速率，据此解答。（2）图乙中，a点时，光照强度是0，植物只进行呼吸作用，释放二氧化碳；b点时，光合作用吸收二氧化碳的量和呼吸作用释放二氧化碳的量相等。
　（1）从图甲中看出，叶在28℃时暗处理1 h后有机物的减少量是2 mg，叶在28℃时光照1 h后与暗处理前有机物的增加量是3 mg，叶在28℃光照1 h进行光合作用制造有机物，同时还进行呼吸作用消耗有机物2 mg，所以光合作用产生的有机物量是2 mg+2 mg+3 mg=7 mg。（2）b点的含义是此光照强度下，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量。（3）从图甲中看出，叶在28℃时暗处理1 h后有机物的减少量是2 mg，叶在29℃时暗处理1 h后有机物的减少量是3 mg，表明29℃时的呼吸作用比28℃时强，因此若温度由28℃升为29℃，则图乙中相应的a点在原位置的下方。
（4）选项A：细胞呼吸作用产生的二氧化碳一部分被叶绿体吸收，另一部分释放到细胞外，说明呼吸作用强度大于光合作用强度，与图乙曲线中ab段相符；选项B：此时细胞只进行呼吸作用，不进行光合作用，与图乙曲线中a点相符；选项C：细胞呼吸作用产生的二氧化碳全部被叶绿体吸收，叶绿体只吸收呼吸作用产生的二氧化碳，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，与图乙曲线中b点相符；选项D：叶绿体吸收的二氧化碳来自细胞内和细胞外，说明此时光合作用强度大于呼吸作用强度，与图乙曲线中b点后（不包括b点）相符。
　（1）7　（2）此光照强度下，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量（或此光照强度下，光合作用速率等于呼吸作用速率）　（3）下　（4）A
　理解光合作用、呼吸作用的关系并能正确识图是解题的关键。

1.【成都】某同学在学习植物光合作用时，将如图所示的甲、乙、丙三个装置（丙装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳）先置于黑暗处3天，再置于适宜光照下9 h后，能从植物叶片中检测出淀粉的装置 （　A　）
A.只有甲 B.有甲和乙
C.有乙和丙 D.只有丙
2.如图所示为绿色植物光合作用过程示意图。下列叙述中不正确的是 （　B　）
A.［A］叶绿体是进行光合作用的场所
B.光合作用的原料是［③］二氧化碳和［④］水
C.光合作用的产物是［①］淀粉和［②］氧气
D.绿色植物进行光合作用的主要器官是叶
3.【无锡】将装有萌发种子的密闭玻璃瓶置于温暖黑暗处12 h，下列图像中能合理反映出玻璃瓶内二氧化碳含量随时间变化的是 （　A　）
A. B. C. D.
4.【张家界】为了探究光合作用，某兴趣小组测定了晴朗的一天中大棚内某蔬菜释放氧气或吸收氧气的量（相对值）随时间的变化，并绘制了如图所示的曲线。下列叙述中不正确的是 （　D　）
A.AB段植物只进行呼吸作用，不进行光合作用
B.BD段植物同时进行光合作用与呼吸作用
C.C点时光合作用释放氧气的量等于呼吸作用吸收氧气的量
D.DE段光合作用释放氧气的量小于呼吸作用吸收氧气的量
5.【赤峰】现代农业基地利用温室大棚进行蔬菜栽培，要提高北方地区冬季大棚蔬菜的产量，可采取的有效措施有 （　C　）
①定期合理灌溉施肥 ②适当延长光照时间 ③提高氧气浓度 ④维持大棚内高温环境
⑤增大大棚内昼夜温差 ⑥定期增加大棚内二氧化碳浓度
A.①②④⑥ B.②③④⑤ C.①②⑤⑥ D.③④⑤⑥
6.【太原】同学们直接选取甜椒植株上的叶片，按照如图所示的过程进行实验后，叶片变成蓝色。由此可以得出的结论是 （　A　）
A.甜椒叶片内含有淀粉 B.甜椒的叶是储存淀粉的主要器官
C.甜椒叶片进行光合作用制造了淀粉 D.光是甜椒叶片进行光合作用的必要条件
7.【台州】如图甲所示为一个“水绵伞”：透明塑料袋中装满水和水绵（水生藻类植物），袋口的吸管能与外界连通，调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后，发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”，置于离光源距离不同的水底（水中各处温度相同且不变），如图乙所示，以验证光合作用的影响因素。
（1）本实验验证的是　光照强度　对光合作用的影响。
（2）实验过程中，需要观测的是　“水绵伞”上升到水面所需的时间（合理即可）　。
（3）该同学观察了一整天，都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验？　减轻配重（或增加光照强度，或增加水绵数量等，合理即可）　（写出一种即可）。
8.植物的光合作用为呼吸作用提供了物质基础，而呼吸作用则为光合作用提供了能量和原料。
（1）为研究种子的呼吸作用，小柯对种子消毒杀菌后，按如图甲所示的实验进行研究。对种子消毒杀菌后再进行实验，其目的是　防止微生物的呼吸作用对实验产生干扰　。
几天后，澄清石灰水最先出现明显浑浊现象的是装置　B　（填“A”“B”或“C”）。
（2）研究人员在晴天环境下，对栽有绿色植物的密闭玻璃温室进行24 h二氧化碳含量的测定，绘制的曲线如图乙所示。据图分析，植物的光合作用开始于　P点前　（填“P点前”“P点”或“P点后”）。

9.某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合作用速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析中不正确的是 （　C　）
A.叶片光合作用速率随干旱时间的延长而呈下降趋势
B.叶片光合作用速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2~4天，光合作用速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2~4天，光合作用速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
10.在“探究植物的呼吸作用”实验中，所用的保温瓶已做灭菌处理，保温瓶内的环境条件适宜。将适量、等质量的正在萌发和煮熟过的种子分别装入两个保温瓶后密闭，多次测定有关的量，并绘制成如图所示的曲线。下列判断中符合客观事实的是 （　D　）
A.若y表示瓶内氧气量，则c表示煮熟过的种子
B.若y表示瓶内温度，则a表示煮熟过的种子
C.若y表示种子的质量，则b表示正在萌发的种子
D.若y表示瓶内二氧化碳的量，则a表示正在萌发的种子
11.温室能透光保温，是可提高农作物产量的现代农业设施。如图甲所示为某作物在一定条件下CO2吸收量及产生量与温度的关系（CO2吸收量=光合作用消耗的CO2量-呼吸作用产生的CO2量），如图乙所示为该作物在适宜条件下有机物的量与叶面积指数的关系（叶面积指数是指单位土地面积上植物叶的面积，此值越大，表示植物叶片的交错程度越大）。
（1）根据图甲可知，当温室温度处于40℃时，该作物的CO2吸收量为0，其原因是　植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等　。
（2）图乙中的涂色部分表示　植物呼吸作用消耗的有机物的量　。
（3）为提高温室内作物的产量，根据图甲和图乙的信息，请提出合理的栽培措施：　温室温度控制在30℃左右、合理密植（叶面积指数在6左右）　。
12.【温州】我国北方由于冬季气温低，需借助温室大棚才能种植蔬菜。普通温室大棚需消耗大量煤来维持蔬菜种植所需的温度。某科研团队设计出一种不耗煤且能促进蔬菜高产的“节能日光温室”（如图所示），适合冬季在我国北方不同纬度地区使用。其结构特点如下：①温室前部采用固定的透光棚膜。②不同纬度的温室，其前屋面角度不同。③温室后墙装有塑料管，管内循环流动着大量的水。④温室顶部装有特殊材料制成的保暖卷帘，白天收起，夜晚展开覆盖在透光棚膜表面。结合上述信息并运用所学知识，对寒冷冬季北方不同纬度地区使用“节能日光温室”既节能又能促进蔬菜高产作出解释。
【答案】12.温室前部采用固定的透光棚膜，可以保证蔬菜在白天获得充分的光照，增强光合作用，提高产量。不同纬度位置正午太阳高度角不同，通过温室前屋面角度的调整，使得蔬菜获得充足光照，同时由于温室效应，棚内温度升高，提高光合作用强度，有利于蔬菜生长。后墙塑料管内水的质量大，比热容大，白天吸收的热量多，夜晚释放热量也多；夜晚保暖卷帘盖上，减少温室散热，避免夜晚温度过低冻伤蔬菜。

13.在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是 （　C　）
A.叶圆片Y比叶圆片X重
B.（y-x） g可代表从上午10时到下午4时叶圆片有机物的净增加量
C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为（y-z） g
D.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物质量为（2y-x-z） g
【解析】叶圆片Y经过了一段时间的光合作用，比叶圆片X多积累了一些有机物，因此叶圆片Y比叶圆片X重；上午10时叶圆片X的质量为x g，下午4时叶圆片Y的质量为y g，则从上午10时到下午4时叶圆片有机物的净增加量为（y-x） g；在下午4时移动整个装置于黑暗中，下午4时到晚上10时都在黑暗中，植物叶片只进行呼吸作用，（y-z） g表示这6 h内叶圆片呼吸作用消耗有机物的质量；由以上分析可知，从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物质量=6 h内有机物的净增加量+6 h内呼吸作用消耗有机物的质量，即（y-x） g+（y-z） g=（2y-x-z） g。
14.如图甲所示的实验装置用于测定种子萌发时因呼吸作用引起密闭容器中气体体积的变化。每隔一段时间，调节X管和Y管内的液面至同一水平，并通过Y管上的刻度尺量出气体的体积，体积变化与时间的关系如图乙所示。
（1）此实验的目的是测定种子萌发时　消耗氧气　（填“产生二氧化碳”或“消耗氧气”）的速率。
（2）在用刻度尺量出气体的体积前，为什么要调节X管和Y管内的液面至同一水平？　　使X管和Y管内的液体压强相等，确保测定数值的精确性　。
（3）有人认为该实验不足以证明气体体积的变化就是由种子萌发引起的，原因是缺少对照实验，请设计一个对照实验：　把萌发的种子改成等量的已死亡或煮熟的种子，其他处理方法不变　。
【解析】（3）设计对照实验时，需要考虑实验变量，本实验的变量应该是萌发种子的有无，因此对照实验中把萌发的种子改成等量的已死亡或煮熟的种子，其他处理方法不变。
（4）外界温度、压强的改变也会导致气体的体积变化。对照实验中气体的体积变化在2 h内是增大0.2个单位，那么2 h内同等条件下萌发的种子实际的呼吸速率是　1.1　单位/h。
【解析】（4）由题图乙可知，实验组的气体体积在2 h内减小了2个单位，而对照组的气体体积在2 h内增大了0.2个单位，说明实际2 h内呼吸作用消耗了2.2个单位的氧气，所以萌发的种子实际的呼吸速率是1.1单位/h。第10讲 光合作用与呼吸作用
知识要点：
1.植物光合作用的概念、反应式及意义。
2.研究光合作用的原料、条件、产物的实验及实验简要过程。
3.呼吸作用的概念、反应式及意义。
4.光合作用与呼吸作用的异同。
思维导图：

一、光合作用
1.光合作用的概念：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。
2.光合作用的反应式：二氧化碳+水有机物+氧气。
（1）场所：主要为叶肉细胞的叶绿体。（2）实质：制造有机物，储存能量。（3）影响因素：光照强度（主要）、温度、二氧化碳浓度等。
3.光合作用的应用。
（1）增加大棚内的二氧化碳浓度、延长光照时间等都可提高蔬菜瓜果的产量。
（2）合理密植：单位面积上，栽种作物密度适当、间距合理，以提高光能利用率，增加产量。
4.光合作用的意义。
（1）光合作用把简单的无机物转化成复杂的有机物，并释放氧气，实现了物质的转化。
（2）把光能变成储存在有机物中的化学能，实现了能量的转化。
（3）光合作用制造的有机物不仅满足了植物自身生长、发育、繁殖的需要，还为其他生物提供了基本的食物来源。
二、光合作用的相关实验
1.植物在光下制造淀粉。
（1）实验过程如图所示。
（2）实验现象与结论。
白边部分 绿色部分
绿色遮光部分 绿色未遮光部分
现象 不变蓝 不变蓝 变蓝
分析 白边部分没有叶绿体，不能进行光合作用，不能制造淀粉，故滴加碘液后不变蓝 无光照，光合作用不能正常进行，不能制造淀粉，故滴加碘液后不变蓝 有光照，能进行光合作用，能制造淀粉，故滴加碘液后变蓝
结论 光照是光合作用制造有机物的必要条件；叶绿体是光合作用的场所；植物光合作用产生的有机物是淀粉
2.探究植物光合作用是否需要二氧化碳。
（1）实验过程：①将天竺葵放在黑暗处一昼夜。②选定两片生长状况基本相同的叶片，用透明塑料袋密封，透明塑料袋内分别装少量清水和氢氧化钠溶液，光照4 h。③打开塑料袋取下叶片，用酒精脱色后滴加碘液，检验叶片中有无淀粉产生。
（2）实验现象与结论。
装氢氧化钠溶液的透明塑料袋 装清水的透明塑料袋
现象 叶片不变蓝 叶片变蓝
分析 装置中无二氧化碳，不能进行光合作用，不能制造淀粉 装置中有二氧化碳，能进行光合作用，能制造淀粉
结论 二氧化碳是光合作用必需的原料
难点解析：（1）将天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是将叶片中原有的淀粉运走或耗尽，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，利用酒精脱去叶片中的叶绿素，使实验结果便于观察。（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。
三、动植物的呼吸作用
1.呼吸作用的概念：指动植物体内的细胞利用氧气，将有机物最终分解成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，满足生命活动需要的过程。
2.呼吸作用的反应式：有机物+氧气二氧化碳+水+能量。
3.植物呼吸作用的应用。
（1）保证呼吸作用正常进行：中耕松土、及时排涝。
（2）降低呼吸作用强度：储藏粮食时，保持低温和干燥；储藏水果、蔬菜时，降低温度和氧气浓度；在温室栽培瓜果蔬菜时，适当降低夜间温度，可减少植物呼吸作用对有机物的消耗。
四、光合作用和呼吸作用的相互关系
光合作用 呼吸作用
场所 叶绿体 活细胞
条件 光照 有光、无光均可
原料 二氧化碳、水 有机物、氧气
产物 有机物、氧气 二氧化碳、水
物质变化 无机物→有机物 有机物→无机物
能量变化 储存能量（光能→化学能） 释放能量（化学能→其他形式的能）
联系 呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物，所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量；光合作用对原料的吸收利用和对产物的输导所需要的能量又是呼吸作用释放出来的

知识点一：光合作用的原料、产物和条件
　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。请回答相关问题：
（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）。
　某兴趣小组为探究CO2是否为植物光合作用的原料，设计了如图甲所示的装置进行实验，其中a装置为实验组，b装置为对照组。
（1）图甲中用塑料袋扎紧花盆的主要目的是　 　。
（2）如果要证明CO2是植物光合作用的原料，那么图甲所示实验的结果是　 　。
（3）将图甲中的b装置放在露天适宜的环境中培养一昼夜，测得这一昼夜中该玻璃钟罩内CO2浓度的变化情况如图乙所示。试分析图乙中B点比A点低的主要原因：　 　。
（4）该兴趣小组按以下实验步骤继续探究水是光合作用的原料：将天竺葵置于黑暗中48 h；选多片叶片，切断其中间的叶脉（如图丙所示），光照4 h左右；①观察叶片颜色变化；②滴加碘液；③用水清洗叶片；④放在酒精中水浴加热；⑤摘下叶片。上述①~⑤的操作实验顺序有误，正确的实验顺序是　 　（操作可重复）。
知识点二：动植物的呼吸作用
　小柯利用如图所示的实验装置探究植物的呼吸作用。
（1）图甲所示的实验设置B组的目的是　　　　　　　　　　。
（2）如图乙所示，把几棵新鲜菠菜装入塑料袋中，扎紧袋口，在　　　　环境中放置12 h后，松开袋口，插入导管立即扎紧袋口，并将导管口插入烧杯中，缓慢挤压塑料袋，蜡烛熄灭。该现象能否说明菠菜的呼吸作用产生二氧化碳？并说明理由。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
　如图所示为某科学社团的同学验证动物呼吸作用的装置，A、B两装置中放入等质量的碱石灰。为了使实验现象更加明显，下列措施中可行的是 （　 　）
A.去掉装置B B.换用更细的玻璃管
C.增加碱石灰的质量 D.换用更长的玻璃管
知识点三：光合作用和呼吸作用的相互关系
　如图甲所示为某植物叶肉细胞进行生理活动的过程，其中Ⅰ和Ⅱ表示细胞结构，①②③表示有关物质；如图乙所示为该植物一昼夜（O~H时间段）对二氧化碳的吸收量、释放量。请分析并回答下列问题：
（1）如图甲所示，Ⅰ表示的结构是　　　　，①表示的物质是　　　　。
（2）图乙中，植物进行光合作用的时间是　　　　段；植物进行呼吸作用的时间是　　　　段；在B~F时间段，植物的光合作用强度　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。
　如图所示，曲线A表示某种蔬菜的一片叶光合作用每小时合成有机物的质量与温度的关系（光照强度为E时），曲线B表示该叶片呼吸作用每小时分解有机物的质量与温度的关系。请据图回答下列问题：
（1）菜农在光照强度为E的温室内栽培该种蔬菜，温度最好控制在　 　℃左右。
（2）当温度为35℃时，该叶片内积累的有机物的质量是　 　mg。
（3）若要提高温室栽培蔬菜的产量，你认为晚上可以采取哪些措施？　 　。

　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 h，接着在相同光照下放置1 h，测定每份叶中有机物质量的变化，制成图甲。请回答问题：
（1）实验中，叶在28℃时通过光合作用产生的有机物量是　　　　 mg。
（2）如图乙所示为28℃时该植物二氧化碳吸收（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28℃升为29℃，则图乙中相应的a点在原位置的　　　　方。
（4）下列图示中能代表细胞中发生的情况与图乙曲线中ab段相符的一项是　　　　（填字母）。

1.【成都】某同学在学习植物光合作用时，将如图所示的甲、乙、丙三个装置（丙装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳）先置于黑暗处3天，再置于适宜光照下9 h后，能从植物叶片中检测出淀粉的装置 （　 　）
A.只有甲 B.有甲和乙
C.有乙和丙 D.只有丙
2.如图所示为绿色植物光合作用过程示意图。下列叙述中不正确的是 （　 　）
A.［A］叶绿体是进行光合作用的场所
B.光合作用的原料是［③］二氧化碳和［④］水
C.光合作用的产物是［①］淀粉和［②］氧气
D.绿色植物进行光合作用的主要器官是叶
3.【无锡】将装有萌发种子的密闭玻璃瓶置于温暖黑暗处12 h，下列图像中能合理反映出玻璃瓶内二氧化碳含量随时间变化的是 （　 　）
A. B. C. D.
4.【张家界】为了探究光合作用，某兴趣小组测定了晴朗的一天中大棚内某蔬菜释放氧气或吸收氧气的量（相对值）随时间的变化，并绘制了如图所示的曲线。下列叙述中不正确的是 （　 　）
A.AB段植物只进行呼吸作用，不进行光合作用
B.BD段植物同时进行光合作用与呼吸作用
C.C点时光合作用释放氧气的量等于呼吸作用吸收氧气的量
D.DE段光合作用释放氧气的量小于呼吸作用吸收氧气的量
5.【赤峰】现代农业基地利用温室大棚进行蔬菜栽培，要提高北方地区冬季大棚蔬菜的产量，可采取的有效措施有 （　 　）
①定期合理灌溉施肥 ②适当延长光照时间 ③提高氧气浓度 ④维持大棚内高温环境
⑤增大大棚内昼夜温差 ⑥定期增加大棚内二氧化碳浓度
A.①②④⑥ B.②③④⑤ C.①②⑤⑥ D.③④⑤⑥
6.【太原】同学们直接选取甜椒植株上的叶片，按照如图所示的过程进行实验后，叶片变成蓝色。由此可以得出的结论是 （　 　）
A.甜椒叶片内含有淀粉 B.甜椒的叶是储存淀粉的主要器官
C.甜椒叶片进行光合作用制造了淀粉 D.光是甜椒叶片进行光合作用的必要条件
7.【台州】如图甲所示为一个“水绵伞”：透明塑料袋中装满水和水绵（水生藻类植物），袋口的吸管能与外界连通，调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后，发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”，置于离光源距离不同的水底（水中各处温度相同且不变），如图乙所示，以验证光合作用的影响因素。
（1）本实验验证的是　 　对光合作用的影响。
（2）实验过程中，需要观测的是　 　。
（3）该同学观察了一整天，都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验？　 　（写出一种即可）。
8.植物的光合作用为呼吸作用提供了物质基础，而呼吸作用则为光合作用提供了能量和原料。
（1）为研究种子的呼吸作用，小柯对种子消毒杀菌后，按如图甲所示的实验进行研究。对种子消毒杀菌后再进行实验，其目的是　 　。
几天后，澄清石灰水最先出现明显浑浊现象的是装置　 　（填“A”“B”或“C”）。
（2）研究人员在晴天环境下，对栽有绿色植物的密闭玻璃温室进行24 h二氧化碳含量的测定，绘制的曲线如图乙所示。据图分析，植物的光合作用开始于　 　（填“P点前”“P点”或“P点后”）。

9.某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合作用速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析中不正确的是 （　 　）
A.叶片光合作用速率随干旱时间的延长而呈下降趋势
B.叶片光合作用速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C.实验2~4天，光合作用速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D.实验2~4天，光合作用速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
10.在“探究植物的呼吸作用”实验中，所用的保温瓶已做灭菌处理，保温瓶内的环境条件适宜。将适量、等质量的正在萌发和煮熟过的种子分别装入两个保温瓶后密闭，多次测定有关的量，并绘制成如图所示的曲线。下列判断中符合客观事实的是 （　 　）
A.若y表示瓶内氧气量，则c表示煮熟过的种子
B.若y表示瓶内温度，则a表示煮熟过的种子
C.若y表示种子的质量，则b表示正在萌发的种子
D.若y表示瓶内二氧化碳的量，则a表示正在萌发的种子
11.温室能透光保温，是可提高农作物产量的现代农业设施。如图甲所示为某作物在一定条件下CO2吸收量及产生量与温度的关系（CO2吸收量=光合作用消耗的CO2量-呼吸作用产生的CO2量），如图乙所示为该作物在适宜条件下有机物的量与叶面积指数的关系（叶面积指数是指单位土地面积上植物叶的面积，此值越大，表示植物叶片的交错程度越大）。
（1）根据图甲可知，当温室温度处于40℃时，该作物的CO2吸收量为0，其原因是　 　。
（2）图乙中的涂色部分表示　 　。
（3）为提高温室内作物的产量，根据图甲和图乙的信息，请提出合理的栽培措施：　 　。
12.【温州】我国北方由于冬季气温低，需借助温室大棚才能种植蔬菜。普通温室大棚需消耗大量煤来维持蔬菜种植所需的温度。某科研团队设计出一种不耗煤且能促进蔬菜高产的“节能日光温室”（如图所示），适合冬季在我国北方不同纬度地区使用。其结构特点如下：①温室前部采用固定的透光棚膜。②不同纬度的温室，其前屋面角度不同。③温室后墙装有塑料管，管内循环流动着大量的水。④温室顶部装有特殊材料制成的保暖卷帘，白天收起，夜晚展开覆盖在透光棚膜表面。结合上述信息并运用所学知识，对寒冷冬季北方不同纬度地区使用“节能日光温室”既节能又能促进蔬菜高产作出解释。

13.在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是 （　 　）
A.叶圆片Y比叶圆片X重
B.（y-x） g可代表从上午10时到下午4时叶圆片有机物的净增加量
C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为（y-z） g
D.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物质量为（2y-x-z） g

14.如图甲所示的实验装置用于测定种子萌发时因呼吸作用引起密闭容器中气体体积的变化。每隔一段时间，调节X管和Y管内的液面至同一水平，并通过Y管上的刻度尺量出气体的体积，体积变化与时间的关系如图乙所示。
（1）此实验的目的是测定种子萌发时　 　（填“产生二氧化碳”或“消耗氧气”）的速率。
（2）在用刻度尺量出气体的体积前，为什么要调节X管和Y管内的液面至同一水平？　　 　。
（3）有人认为该实验不足以证明气体体积的变化就是由种子萌发引起的，原因是缺少对照实验，请设计一个对照实验：　 　。
（4）外界温度、压强的改变也会导致气体的体积变化。对照实验中气体的体积变化在2 h内是增大0.2个单位，那么2 h内同等条件下萌发的种子实际的呼吸速率是　 　单位/h。

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