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专题10 生物圈的碳-氧平衡（解析版）-七年级上学期期末复习之重难点突破（人教版）
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这是一份专题10 生物圈的碳-氧平衡（解析版）-七年级上学期期末复习之重难点突破（人教版），共18页。试卷主要包含了呼吸作用的相关实验，若将某植株一片叶的主叶脉切断等内容，欢迎下载使用。
专题10 生物圈的碳-氧平衡
知识点索引：
1.植物光合作用和呼吸作用的比较与区分
2.呼吸作用的相关实验
知识点1：植物光合作用和呼吸作用的比较与区分
一、碳-氧平衡
1．光合作用与生物圈中的碳—氧平衡
绿色植物通过光合作用，能不断消耗大气中的二氧化碳，又将氧气排放到大气中，对维持生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡（简称碳—氧平衡）起了重要作用。
2．碳—氧平衡的破坏主要原因是工厂、汽车、飞机、轮船等迅速增多，人类大量使用燃料，排入大气中的二氧化碳量日益增加，已经出现超过生物圈自动调节能力的趋势。导致温室效应愈演愈烈。
3．碳—氧平衡的维持（预防）措施
（1）保护现有森林，并大力植树造林，充分发挥绿色植物消耗二氧化碳、制造氧气的功能。
（2）开展国际合作，应减少二氧化碳的排放。
二、呼吸作用
1．概念：细胞利用氧气，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，供给生命活动需要，这个过程叫做呼吸作用。任何活细胞都在不停地进行呼吸作用，一旦呼吸作用停止，就意味着生命的终结。
2．场所：主要在细胞内的线粒体中进行。
3．公式
4．实质：分解有机物，释放能量。
5．意义：呼吸作用释放的能量一部分是植物进行各项生命活动不可缺少的动力，另一部分转化成热能释放出去。
6．影响因素：
（1）温度：对呼吸作用影响最大，一定范围内随温度的升高，呼吸作用增强，温度过高，呼吸作用减弱。
（2）水分：植物含水量增加，呼吸作用增强。
（3）氧气：一定范围内随氧气浓度的增加，呼吸作用显著增强。
（4）二氧化碳：二氧化碳浓度增加，呼吸作用减弱。
7．农业应用
（1）深耕松土：增加土壤中氧气的含量，促进根的吸收。
（2）增大昼夜温差，降低夜间温度，可减少植物呼吸作用。
（3）延长果实储藏时间：通过低温、干燥、充加二氧化碳等措施，来降低呼吸作用，延长保藏时间。在不同的细胞、不同的生命时期，呼吸作用强弱是有差别的。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，影响着植物体的生长发育，关系到农作物的产量和品质。
典例分析
例题1.下列有利于碳—氧平衡的是（ ）
A. 焚烧垃圾 B. 开荒伐木
C. 植树造林 D. 使用一次性筷子
【答案】C。
【解析】焚烧垃圾，开荒伐木、使用一次性筷子等会破坏森林、减少植被、污染大气，不利于保护环境，破坏了生物圈，对于维护生物圈中的碳—氧平衡不利；植树造林，植物能够进行光合作用制造有机物，吸收二氧化碳，释放出氧气，有利于维持生物圈中的碳—氧平衡。
例题2.植物进行光合作用和呼吸作用吸收利用的气体分别是（ ）
A. 二氧化碳和氧气 B. 氧气和二氧化碳
C. 氧气和氧气 D. 氯气和氧气
【答案】A。
【解析】光合作用的公式：二氧化碳+水 有机物（储存能量）+氧气，可见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。
呼吸作用的反应式表示为：有机物（储存能量）+氧气→二氧化碳+水+能量，可见呼吸作用的原料是氧气和有机物，产物是水和二氧化碳，条件有光、无光均可，部位是所有活细胞中。
所以植物光合作用和呼吸作用吸收利用的气体分别是：二氧化碳和氧气。
知识点2：呼吸作用的相关实验
1．实验一：种子萌发释放热量
（1）实验装置
（2）实验现象：装有萌发种子的暖水瓶内的温度升高。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
（3）实验证明：种子萌发放出了能量。
2．实验二：探究种子在呼吸作用中是否释放二氧化碳
（1）实验装置
（2）实验现象：瓶里的气体能使澄清的石灰水变得浑浊，说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
（3）实验证明：种子萌发时释放出二氧化碳。
3．实验三：种子萌发时吸收氧气
（1）实验装置
（2）实验现象：燃烧的蜡烛放进甲瓶里，火焰立刻熄灭了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里，火焰没有立刻熄灭。
（3）实验证明：种子萌发时吸收了氧。
典例分析
例题3.某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最短（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，A不合题意；
B、密闭的玻璃瓶，虽然有两条小鱼和一些水藻，但是在光的环境中水藻还能进行光合作用释放氧气，所以它们存活的时间应该很长，B不合题意；
C、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，C不合题意；
D、密闭的玻璃瓶，虽然也是有两条小鱼和一些水藻，但是在黑暗环境中小鱼和水藻都进行呼吸作用消耗氧气，所以该瓶内的氧气是被耗尽最早的，瓶中生物的生存时间最短，D符合题意。
例题4.如图三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物，下列有关分析错误的是（ ）
A. 装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B. 装置乙有色液滴不移，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C. 装置丙可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式
D. 三个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验
【答案】C。
【解析】A.呼吸作用分解有机物，释放能量，所以甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，故A正确。
B.乙装置中有色液滴不移，代表呼吸消耗的氧气和释放的二氧化碳一样多，说明种子萌发只进行有氧呼吸，故B正确。
C.酵母菌有氧和无氧呼吸都能产生二氧化碳，用丙装置不能探究酵母菌的细胞呼吸方式，故
C错误。
D.3个装置中的种子都须消毒处理，保证只有种子在进行呼吸作用，避免对实验结果的影响，故D正确。
突破训练
一、单项选择题
1．习总书记曾明确指出“绿水青山就是金山银山”。生物圈中到处都有绿色植物，以下对绿色植物的认识叙述不正确的是（ ）
A．绿色植物参与了生物圈的水循环
B．绿色植物只进行光合作用，不进行呼吸作用
C．绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物
D．绿色植物在维持生物圈碳—氧平衡中起到重要作用
【答案】B。
【解析】ACD．根据分析可知，ACD正确。
B．呼吸作用指的是细胞利用氧将植物体内的有机物分解产生二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，为生命活动提供动力的过程。活的生物体生命活动都需要消耗能量，都会进行呼吸作用，呼吸作用是所有生物的共同特征，B错误。
2．卧室不宜摆放过多绿植，其原因是（ ）
A．植物生长需要阳光 B．植物会导致室温过高
C．植物呼吸消耗氧气 D．植物散发的香味太浓
【答案】C。
【解析】植物在夜间不进行光合作用而进行呼吸作用消耗氧气分解有机物产生二氧化碳和水，使卧室内的氧气减少，二氧化碳增多；人的呼吸作用也要消耗氧气，产生二氧化碳。这样人与植物争氧，使卧室内的氧气过少，二氧化碳过多，不利于人体健康。所以一般卧室里不宜摆放过多绿植，这是因为植物要呼吸，消耗氧气。
3.光合作用和呼吸作用是绿色植物的重要生理过程，下列说法错误的是（ ）
A．光合作用制造有机物，产生氧气，贮存能量到有机物
B．呼吸作用分解有机物，消耗氧气，释放有机物中能量
C．绿色植物生命活动白天仅由光合作用供能，夜晚仅由呼吸作用供能
D．光合作用和呼吸作用共同维持大气中氧气和二氧化碳的含量相对稳定
【答案】C。
【解析】A．光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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。因此光合作用是制造有机物，产生氧气，贮存能量到有机物中的过程，A正确。
B．呼吸作用是细胞利用氧，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。呼吸作用是分解有机物，消耗氧气，释放有机物中的能量的过程，B正确。
C．呼吸作用为生命活动提供能量，绿色植物生命活动所需要的能量，白天和夜晚都是由呼吸作用提供，C错误。
D．绿色植物呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳；绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气。绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身呼吸作用对氧的需要，其余的氧气都以气体形式排到了大气中，这样就维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，简称碳—氧平衡，D正确。
4．蔬菜、水果低温冷藏的目的是（ ）
A．防止水分散失
B．抑制呼吸作用
C．降低光合作用
D．防止细菌侵入
【答案】B。
【解析】呼吸作用要消耗氧气，分解有机物，产生二氧化碳和水同时释放能量。 温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。 根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该适当降低温度，使蔬菜、水果的呼吸作用减弱，以减少呼吸作用对有机物的消耗、可延长保鲜时间。
5．“十四五”开局之年，我国把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。其中，碳中和是指通过多种途径抵消二氧化碳的排放总量，达到“净零排放”的目的。下列做法不利于实现碳中和的是
A．生物柴油替代石化柴油
B．风力发电、水力发电
C．砍伐树木建设游乐场
D．推广使用低能耗车辆
【答案】C。
【解析】综合分析选项：A．生物柴油替代石化柴油，B．风力发电、水力发电，C．推广使用低能耗车辆都有利于节约能源、减少二氧化碳等气体的排放总量，有利于我国实现碳中和的目标。绿色植物能通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳。所以，“砍伐树木建设游乐场”不有利于 我国实现碳中和的目标。
6.若将某植株一片叶的主叶脉切断（图中甲），另一叶片两面都贴上不透明的黑纸（图中乙），在黑暗处放置24小时后光照4小时。取下两叶片经脱色后用碘液处理，发现A部位不变蓝，B部位呈蓝色，C部位不呈蓝色。以上实验能够证明光合作用需要（ ）
A. 水和二氧化碳 B. 叶绿素和阳光
C. 水和阳光 D. 水和叶绿素
【答案】C。
【解析】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。
叶片乙的中间贴上不透明的黑纸即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。
7.科技扶贫，帮助贫困地区农民提高经济效益，增加收入，同奔小康。为了提高老高家大棚草莓的产量和品质，可以采取的措施是（ ）
①适当增加大棚内的昼夜温差②挂果时多喷农药防虫③适当多施有机肥④经常通风⑤喷洒膨大剂⑥阴雨天增加光照
A. ①②③④ B. ①②③⑥
C. ②③④⑤ D. ①③④⑥
【答案】D。
【解析】①白天增强光照有利于光合作用，有利于有机物的合成；夜晚降低温度，减弱呼吸作用，有机物分解减慢，总的来说有利于有机物的积累，正确；
②喷洒农药，容易造成环境污染，错误；
③在大棚蔬菜种植过程中，常利用增施有机肥的方法来增加大棚内的二氧化碳浓度，原因是有机肥被微生物分解产生二氧化碳，给植物提供光合作用的原料，正确；
④经常通风，增加二氧化碳浓度，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的。正确；
⑤喷洒膨大素，草莓单重大幅增加，但是可能危害身体健康，错误；
⑥光是光合作用的条件，阴雨天增加光照，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的，正确。
8.在光合作用实验中，其他条件不变的情况下，如果在密闭的实验装置中，放入一烧杯氢氧化钠溶液（它可吸收掉空气中的二氧化碳），则实验完成后的叶片上，滴上碘液后不变蓝。实验说明（ ）
A. 水是光合作用的原料之一
B. 二氧化碳是光合作用的原料之一
C. 二氧化碳是光合作用的产物
D. 叶绿体是光合作用的场所
【答案】B。
【解析】在光合作用的实验中，在其它条件不变的情况下，密封的实验装置中，放入一瓶氢氧化钠，实验完成后，在叶片上滴碘液后不变蓝，其原因是因为氢氧化钠吸收二氧化碳，导致植物光合作用缺乏二氧化碳，植物不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝。即实验说明二氧化碳是光合作用的原料之一。
9.下列有关光合作用的描述，错误的是（ ）
A. 光合作用的场所是叶绿体
B. ②是光合作用的产物之一，它是氧气
C. 光是光合作用不可缺少的条件
D. 有机物和水是光合作用的原料
【答案】D。
【解析】A．绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体，A不符合题意。
B．绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物（主要是淀粉），并释放出氧气的过程，②氧气是光合作用的产物之一，B不符合题意。
C．绿色植物进行光合作用不可缺少的条件是光。C不符合题意。
D．绿色植物把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，二氧化碳和水是光合作用的原料，D符合题意。
10.在同一植株上分别于早晨、傍晚、深夜摘取同一部位的三片叶子，用打孔器取同样大小的圆片，进行脱色后，用碘处理，结果是
A. 早晨摘取的叶片蓝色较深 B. 傍晚摘取的叶片蓝色较深
C. 深夜摘取的叶片蓝色较深 D. 三个圆片的蓝色深浅相同
【答案】B
【解析】早晨摘取叶子，由于植物进行了一夜的呼吸作用消耗了大量的淀粉，所以这时候叶子中的淀粉最少，滴加碘液颜色最浅；傍晚摘取了叶子，植物进行了一天的光合作用，体内的淀粉积累的较多，滴加滴加碘液颜色最深；深夜摘取的叶子，由于植物进行了半夜的呼吸作用消耗了大量的淀粉，所以这时候叶子中的淀粉比较少，滴加碘液颜色比较浅。
11.已知白菜叶下表皮气孔数多于上表皮。现取甲、乙、丙、丁四片大小、重量相同的新鲜白菜叶，做如下处理：
再将四片叶置于通风处，5小时后称重，其重量从重到轻的顺序是（ ）
A. 丁→丙→乙→甲 B. 甲→乙→丙→丁
C. 丁→乙→甲→丙 D. 甲→丁→乙→丙
【答案】A。
【解析】由分析可知，叶片是蒸腾作用的主要部位，气孔是水蒸气外出的门户，叶片的上下表皮上都有气孔，其中下表皮上的气孔较多。由题意可知，甲叶片没处理，上下表皮都有气孔，水分通过气孔蒸发出去的最多，重量最轻；乙叶片上表皮涂上凡士林，丙叶片下表皮涂上凡士林，下表皮上的气孔较多，因此乙叶片蒸发出去的水分比丙的多，乙比丙轻一些；丁叶片上表皮和下表皮都涂上凡士林，水蒸气无法通过气孔蒸发出去，丁最重。可见A符合题意。
12.某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最短（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，A不合题意；
B、密闭的玻璃瓶，虽然有两条小鱼和一些水藻，但是在光的环境中水藻还能进行光合作用释放氧气，所以它们存活的时间应该很长，B不合题意；
C、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，C不合题意；
D、密闭的玻璃瓶，虽然也是有两条小鱼和一些水藻，但是在黑暗环境中小鱼和水藻都进行呼吸作用消耗氧气，所以该瓶内的氧气是被耗尽最早的，瓶中生物的生存时间最短，D符合题意。
13.下图是玉米植株置于一定条件下，测定其叶肉细胞内二氧化碳（用CO2表示）利用情况的示意图（①、②表示细胞内两种能量转换器）。下列说法错误的是（ ）
A. 图中①表示细胞结构中的线粒体，②表示细胞结构中的叶绿体
B. 甲图表示细胞只进行呼吸作用，丙图表示细胞只进行光合作用
C. 乙图表示细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度
D. 丁图表示细胞的呼吸作用强度小于光合作用强度
【答案】B
【解析】A.图中①表示细胞结构中的线粒体，②表示细胞结构中的叶绿体，A正确。
B.甲图表示细胞只进行呼吸作用，丙图细胞既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，表示细胞呼吸作用产生的二氧化碳被光合作用吸收，B错误。
C.乙图表示细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度，部分二氧化碳释放到大气中，C正确。
D.丁图表示细胞的呼吸作用强度小于光合作用强度，叶绿体不但吸收呼吸作用释放的二氧化碳，还从大气中吸收部分二氧化碳，D正确。
14.下图是对蔬菜大棚内二氧化碳（CO2）的浓度变化情况进行检测。假定6时、18时分别为日出、日落时间，选项叙述正确的是( )
A. A～B段，光合作用强度大于呼吸作用
B. B～C段，光合作用强度小于呼吸作用
C. C点，积累的有机物最多
D. A点，积累的有机物最少
【答案】C
【解析】据图分析：图中0时～6时AB段、18时～24时CD时间段内，二氧化碳的含量升
高，说明植物体吸收的二氧化碳的量不如排出二氧化碳的量多，此时植物只能进行呼吸作用，植物体内有机物的量减少，并且B点积累的有机物最少。6时～18时BC时间段内二氧化碳的含量下降，说明植物体吸收的二氧化碳的量比释放出二氧化碳的量多，也就是光合作用的速率大于呼吸作用的速率，植物体内有机物的量得以积累，18时C积累的有机物最多，C正确。
15.如图三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物，下列有关分析错误的是（ ）
A. 装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B. 装置乙有色液滴不移，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C. 装置丙可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式
D. 三个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验
【答案】C。
【解析】A.呼吸作用分解有机物，释放能量，所以甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，故A正确。
B.乙装置中有色液滴不移，代表呼吸消耗的氧气和释放的二氧化碳一样多，说明种子萌发只进行有氧呼吸，故B正确。
C.酵母菌有氧和无氧呼吸都能产生二氧化碳，用丙装置不能探究酵母菌的细胞呼吸方式，故C错误。
D.3个装置中的种子都须消毒处理，保证只有种子在进行呼吸作用，避免对实验结果的影响，故D正确。
二、非选择题
16.光合作用被称为地球上最重要的化学反应，人们对它的认识经历了漫长的过程。让我们沿着科学家的足迹，探索光合作用的研究历程。
（1）植物是怎么长大的？公元前三世纪，亚里士多德认为：土壤是构建植物体的唯一原料。直到17世纪，海尔蒙特通过柳树种植实验（图1）得出结论：植物是“吃”________长大的。
（2）1773年，普利斯特利做了下列经典的对照实验。
图一和图二实验证明：________。但他无法解释为什么晚上做实验时小老鼠却死了（图三），直到1779年，英格豪斯做了500多次实验，发现只有在________的条件下才能成功。
（3）1864年，萨克斯发现了绿色植物在光下制造了什么，下面实验中，甲的目的是________，丁的实验现象是________，证明植物在光下制造了________。
（4）1880年，恩格尔曼在暗处用极细的光束照射水绵（图2），发现大量的好氧细菌聚集在A的受光部位，证明光合作用的场所是________，同时证明植物在光下能够产生________。
（5）由于科学家锲而不舍地探索，我们才对光合作用有了总体的认识。概括光合作用的表达式为：________。
【解析】（1）海尔蒙特的实验证明植物生长所需的主要营养物质不可能来自土壤而是来自于雨水，因为他控制的变量只是浇雨水。即植物是“吃”水长大的。（2）图一实验将小白鼠和燃烧的蜡烛同时放在密封的钟罩内，由于小白鼠呼吸需要消耗氧气，产生二氧化碳。蜡烛燃烧也是消耗氧气，产生二氧化碳。很快，钟罩内的氧气就被消耗殆尽，小白鼠因缺氧无法呼吸而窒息死亡，蜡烛也因缺氧无法燃烧而熄灭；图二实验将小白鼠和植物同时放在密封的钟罩内，如果放在光下，因植物在光下进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，供给小白鼠呼吸，小白鼠呼吸作用释放二氧化碳，供给植物进行光
合作用。此实验证明了绿色植物能更新空气。该实验只有在光下才能进行，因为光合作用需要光。（3）萨克斯实验步骤包括：甲暗处理（目的使叶片内的淀粉运走耗尽）、乙遮光对照（变量是光）、照光、摘叶、丙脱色、漂洗、丁滴碘液，观察现象（见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝）、得出结论（光合作用产生淀粉；光是光合作用的必要条件）。（4）好氧细菌的生命活动需要氧气，恩格尔曼的实验说明：好氧细菌只集中在叶绿体照光部位，说明这些部位含有氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体，同时证明植物在光下能够产生氧气。（5）光合作用的概念是：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转为贮存能量的有机物，并且释放氧气的过程。表达式为：二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气。
【答案】（1）水（2）绿色植物能更新空气；有光（3）使叶片内的淀粉运走耗尽；见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝；淀粉（4）叶绿体；氧气（5）二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气
17.图表示光合作用过程中，原料和产物的运输去向，据图回答：
（1）植物进行光合作用的主要器官是________，
（2）图中箭头②表示由根吸收的________通过木质部的________管由下往上运输进入叶片，作为光合作用的原料。
（3）箭头③表示光合作用产生的________通过叶片表皮的气孔释放到大气中。箭头④表示光合作用制造的有机物通过韧皮部的________运输到植物体各器官，绿色植物的光合作用维持了生物圈中的碳—氧平衡
【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，叶片的叶肉细胞中含大量的叶绿体，因此植物光合作用的主要器官是叶。
（2）由光合作用的概念结合图形可知，箭头②表示由根吸收的水和无机盐通过木质部的导管由下往上运输进入叶片，作为光合作用的原料。（3）箭头③表示光合作用产生的氧气通过叶片表皮的气孔释放到大气中，箭头④表示光合作用制造的有机物通过韧皮部的筛管自上而下运输到植物体各器官，可见绿色植物的光合作用，维持了生物圈中的碳-氧平衡。
【答案】（1）叶（2）水；导（3）氧气；筛管
18.下图甲是某生物兴趣小组用放置暗处一昼夜的银边天竺葵（叶片边缘不含叶绿体，呈白色）所进
行的相关实验。光照一段时间后，取A、B两叶片脱色、漂洗、滴加碘液，观察实验现象：下图乙表示植物叶片所进行的相关生理活动；下图丙为植物叶肉细结构简图。回答问题：
（1）图甲中的A叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，非绿色部分与绿色部分能变蓝的是绿色部分，由此可得出的结论是________
（2）图甲中的B叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，其绿色部分能否变蓝？________（填“能”或“不能”），原因是________。
（3）实验初，若要以图甲中的A叶片进行相关实验，以此验证光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，那么需要对A叶片进行的相应处理是________。
（4）图乙叶片进行的生理活动B是________植物通过这种生理活动从而可参与________
（5）图乙叶片夜间能进行的生理活动是________（填“A”或“C”），该生理活动进行的主要场所是图丙所示细胞中的［6］线粒体（注意：［］内填丙图中所示结构的数字序号、横线空白处填结构名称）
（6）植物细胞与动物细胞比较，其特有的结构除叶绿体外，还具有［________］细胞壁、［________］________（注意：［］内填丙图中所示结构的数字序号、横线空白处填结构名称）
【解析】（1）叶绿体是进行光合作用的场所，图甲中的A叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，非绿
色部分与绿色部分对比，能变蓝的是绿色部分，由此可得出的结论是叶绿体是光合作用的场所。
（2）二氧化碳是光合作用的原料，图甲中的B叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，其绿色部分不能变蓝，因为缺乏二氧化碳，不能进行光合作用。
（3）光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，该实验的变量是光，因此要将叶片作有光无光的对照实验，因此实验初，若要以图甲中的A叶片进行相关实验，以此验证光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，那么需要对A叶片进行的相应处理是绿色部分的一部分作遮光处理。
（4）植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。图乙叶片进行的生理活动B是蒸腾作用，植物通过这种生理活动从而可参与生物圈的水循环。
（5）图乙中A是呼吸作用，B是光合作用，光合作用的条件是光，因此图乙叶片夜间能进行的生理活动是A呼吸作用，呼吸作用的场所是线粒体。
（6）动物细胞的基本结构有：细胞膜、细胞质、细胞核。植物细胞的基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等结构。可见植物细胞与动物细胞比较，其特有的结构除叶绿体外，还具1细胞壁，5液泡。
【答案】（1）叶绿体是光合作用的场所（叶绿体是生产有机物的“车间”）（2）不能；缺乏CO2（3）绿色部分的一部分作遮光处理（4）蒸腾作用；生物圈的水循环（5）A（6）1；5；液泡
19.甲图表示某绿色植物叶肉细胞中二氧化碳和氧气的可能来源与去路，A、B代表细胞结构，数码和箭头表示来源和去路；乙图曲线表示一段时间内该绿色植物的二氧化碳吸收量与光照强度的关系。请结合所学知识，分析回答下列问题：
（1）甲图中，细胞进行各项生命活动所需要的能量是由结构[________]________产生的，①、②表示细胞结构A进行________（填生理活动）时的物质来源和去路。
（2）图乙中，b点表示的含义是________，此时叶肉细胞中存在的气体来源或去路是图甲中的________（填数码）。
（3）影响曲线bc段光合作用速率的环境因素主要是________；限制曲线cd段光合作用速率的主要两种环境因素是________。
（4）某同学想进一步探究该植物的呼吸作用，他把几株新鲜的带叶枝条装入塑料袋中，扎紧袋口，在黑暗环境中放置12小时后，然后松开袋口，插入导管立即扎紧袋口，并将导管插入烧杯中（烧杯底部有燃烧的矮蜡烛），缓慢挤压塑料袋，蜡烛熄灭，该现象能否说明植物的呼吸作用产生二氧化碳？请判断并说明理由________。
【解析】（1）呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，呼吸作用的场所是细胞内的线粒体，因此甲图中B进行的生理活动是呼吸作用，呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。甲图中，细胞进行各项生命活动所需要的能量主要来自于结构[B]线粒体。只有光合作用才能吸收二
氧化碳产生氧气，光合作用的场所是细胞内的叶绿体，因此从甲图中[①]吸收二氧化碳，[②]释放氧气可以看出细胞进行的生理作用是光合作用。
（2）在乙图中，b点时该植物光合作用强度等于呼吸作用强度。此时呼吸作用吸收氧气主要来自[③]吸收氧气，呼吸作用释放的二氧化碳被光合作用通过[④]吸收二氧化碳，所以此时叶肉细胞中存在的气体来源或去路是甲图中的[③]释放氧气，[④]吸收二氧化碳。
（3）乙图中影响曲线bc段的光合作用速率的环境因素主要是光照强度。曲线cd段已经达到光饱和点，此时限制曲线cd段光合作用速率的两种主要环境因素是温度、二氧化碳浓度。
（4）分析某同学的实验步骤可知，不能说明呼吸作用产生的是二氧化碳。因为烧杯中的烛焰熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量少，而不能说明二氧化碳含量增加，证明二氧化碳要用澄清石灰水进行检验。
【答案】（1）B；线粒体；光合作用（2）光合作用强度等于呼吸作用强度；③④（3）光照强度；温度和二氧化碳浓度（4）不能，因为烧杯中的烛焰熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量少，而不能说明二氧化碳含量增加，证明二氧化碳要用澄清石灰水进行检验
20.某校生物兴趣小组利用小麦的种子和幼苗开展了一系列探究活动。回答下列问题。
（1）图一是探究小麦种子呼吸作用的实验装置。要使实验获得成功，则乙瓶内的现象是________。
（2）图二中的①②③表示小麦幼苗的某些生理过程。先将小麦幼苗放在黑暗处一昼夜，通过________（填数字）耗尽叶片中原有的淀粉。再用黑纸片将叶片I的b部分进行遮光处理，然后把幼苗移到阳光下照射几小时。摘下叶片I，放入盛有酒精的小烧杯中脱色、漂洗、滴加碘液，叶片I的b处的现象是不变蓝色，在对照条件下，根据此实验现象可以得出的实验结论是________。
（3）图三表示温室一昼夜内的二氧化碳浓度变化情况。在18时~24时内，通过曲线可知光合速率小于呼吸速率。在0时~24时内，有机物积累最多、氧气浓度最低的时间分别是
________时左右。
（4）图四表示在白天条件不变的情况下，不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。实验表明，在同一时间范围内，________。
【解析】（1）氢氧化钠可以吸收二氧化碳，二氧化碳的检验方法是把气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳产生。因此，该实验装置可用于检测呼吸作用释放的是二氧化碳。如果实验达到预期效果，由于氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳，则乙瓶的澄清石灰水不变浑浊；植物进行呼吸作用释放了二氧化碳，则丁瓶内的澄清石灰水变浑浊。
（2）由图二可知：①过程是吸收氧气，放出二氧化碳，因此①表示呼吸作用；植物通过蒸腾作用散失水分，能够促进水分和无机盐的运输，使水分由根部上升到叶，因此②表示蒸腾作用；③过程吸收二氧化碳，放出氧气，因此③表示光合作用。先将小麦幼苗放在黑暗处一昼夜，通过①呼吸作用耗尽叶片中原有的淀粉。再用黑纸片将叶片I的b部分进行遮光处理，与未遮光处理的叶片部分进行对照，唯一不同的是变量光，形成对照实验；然后把幼苗移到阳光下照射几小时。摘下叶片I，放入盛有酒精的小烧杯中脱色、漂洗、滴加碘液，叶片I的b处的现象是叶片不变蓝，表明不能进行光合作用，没有淀粉形成，表明光合作用需要光；见光的叶片变蓝，说明光合作用产生淀粉；从而得出实验结论：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，光合作用产生淀粉。
（3）①图三曲线表示温室一昼夜内的二氧化碳浓度变化情况。由于18—24时为黑夜时间，植物只进行呼吸作用释放二氧化碳，没有光不进行光合作用，因而二氧化碳的浓度逐渐升高，此时光合速率小于呼吸速率；在0—6时，夜间无光，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，不断消耗氧气、释放二氧化碳，所以氧气的浓度逐渐降低，且6点氧气浓度达到最低；而6—18时为白天，植物进行光合作用，不断消耗二氧化碳，也能进行呼吸作用，释放二氧化碳，但光合作用的强度大于呼吸作用的强度，所以氧气的浓度逐渐升高；二氧化碳浓度逐渐降低，有机物不断积累，18点有机物积累最多。
（4）由图四中曲线可以看出，相同时间内，30°C时的曲线始终位于20°C时的曲线上方，说明温度为30°C时，温室内二氧化碳浓度更高，由此可知，30°C时植物的呼吸作用强于20°C时植物的呼吸
作用，因此在一定范围内，温度越高，植物的呼吸作用越强。由于呼吸作用会分解有机物，因此在夜间没有光照、不能进行光合作用的情况下，可以考虑适当降低温度，减弱呼吸作用，有利于有机物的积累。
【答案】（1）澄清的石灰水不变浑浊（2）①；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件（或光是光合作用不可缺少的条件）（3）18时、6时（18点、6点）（4）温度越高，小
麦的呼吸作用越强（或温度越高，呼吸作用越强）
专题10 生物圈的碳-氧平衡
知识点索引：
1.植物光合作用和呼吸作用的比较与区分
2.呼吸作用的相关实验
知识点1：植物光合作用和呼吸作用的比较与区分
一、碳-氧平衡
1．光合作用与生物圈中的碳—氧平衡
绿色植物通过光合作用，能不断消耗大气中的二氧化碳，又将氧气排放到大气中，对维持生物圈中的二氧化碳和氧气的相对平衡（简称碳—氧平衡）起了重要作用。
2．碳—氧平衡的破坏主要原因是工厂、汽车、飞机、轮船等迅速增多，人类大量使用燃料，排入大气中的二氧化碳量日益增加，已经出现超过生物圈自动调节能力的趋势。导致温室效应愈演愈烈。
3．碳—氧平衡的维持（预防）措施
（1）保护现有森林，并大力植树造林，充分发挥绿色植物消耗二氧化碳、制造氧气的功能。
（2）开展国际合作，应减少二氧化碳的排放。
二、呼吸作用
1．概念：细胞利用氧气，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，供给生命活动需要，这个过程叫做呼吸作用。任何活细胞都在不停地进行呼吸作用，一旦呼吸作用停止，就意味着生命的终结。
2．场所：主要在细胞内的线粒体中进行。
3．公式
4．实质：分解有机物，释放能量。
5．意义：呼吸作用释放的能量一部分是植物进行各项生命活动不可缺少的动力，另一部分转化成热能释放出去。
6．影响因素：
（1）温度：对呼吸作用影响最大，一定范围内随温度的升高，呼吸作用增强，温度过高，呼吸作用减弱。
（2）水分：植物含水量增加，呼吸作用增强。
（3）氧气：一定范围内随氧气浓度的增加，呼吸作用显著增强。
（4）二氧化碳：二氧化碳浓度增加，呼吸作用减弱。
7．农业应用
（1）深耕松土：增加土壤中氧气的含量，促进根的吸收。
（2）增大昼夜温差，降低夜间温度，可减少植物呼吸作用。
（3）延长果实储藏时间：通过低温、干燥、充加二氧化碳等措施，来降低呼吸作用，延长保藏时间。在不同的细胞、不同的生命时期，呼吸作用强弱是有差别的。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，影响着植物体的生长发育，关系到农作物的产量和品质。
典例分析
例题1.下列有利于碳—氧平衡的是（ ）
A. 焚烧垃圾 B. 开荒伐木
C. 植树造林 D. 使用一次性筷子
【答案】C。
【解析】焚烧垃圾，开荒伐木、使用一次性筷子等会破坏森林、减少植被、污染大气，不利于保护环境，破坏了生物圈，对于维护生物圈中的碳—氧平衡不利；植树造林，植物能够进行光合作用制造有机物，吸收二氧化碳，释放出氧气，有利于维持生物圈中的碳—氧平衡。
例题2.植物进行光合作用和呼吸作用吸收利用的气体分别是（ ）
A. 二氧化碳和氧气 B. 氧气和二氧化碳
C. 氧气和氧气 D. 氯气和氧气
【答案】A。
【解析】光合作用的公式：二氧化碳+水 有机物（储存能量）+氧气，可见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。
呼吸作用的反应式表示为：有机物（储存能量）+氧气→二氧化碳+水+能量，可见呼吸作用的原料是氧气和有机物，产物是水和二氧化碳，条件有光、无光均可，部位是所有活细胞中。
所以植物光合作用和呼吸作用吸收利用的气体分别是：二氧化碳和氧气。
知识点2：呼吸作用的相关实验
1．实验一：种子萌发释放热量
（1）实验装置
（2）实验现象：装有萌发种子的暖水瓶内的温度升高。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
（3）实验证明：种子萌发放出了能量。
2．实验二：探究种子在呼吸作用中是否释放二氧化碳
（1）实验装置
（2）实验现象：瓶里的气体能使澄清的石灰水变得浑浊，说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
（3）实验证明：种子萌发时释放出二氧化碳。
3．实验三：种子萌发时吸收氧气
（1）实验装置
（2）实验现象：燃烧的蜡烛放进甲瓶里，火焰立刻熄灭了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里，火焰没有立刻熄灭。
（3）实验证明：种子萌发时吸收了氧。
典例分析
例题3.某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最短（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，A不合题意；
B、密闭的玻璃瓶，虽然有两条小鱼和一些水藻，但是在光的环境中水藻还能进行光合作用释放氧气，所以它们存活的时间应该很长，B不合题意；
C、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，C不合题意；
D、密闭的玻璃瓶，虽然也是有两条小鱼和一些水藻，但是在黑暗环境中小鱼和水藻都进行呼吸作用消耗氧气，所以该瓶内的氧气是被耗尽最早的，瓶中生物的生存时间最短，D符合题意。
例题4.如图三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物，下列有关分析错误的是（ ）
A. 装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B. 装置乙有色液滴不移，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C. 装置丙可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式
D. 三个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验
【答案】C。
【解析】A.呼吸作用分解有机物，释放能量，所以甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，故A正确。
B.乙装置中有色液滴不移，代表呼吸消耗的氧气和释放的二氧化碳一样多，说明种子萌发只进行有氧呼吸，故B正确。
C.酵母菌有氧和无氧呼吸都能产生二氧化碳，用丙装置不能探究酵母菌的细胞呼吸方式，故
C错误。
D.3个装置中的种子都须消毒处理，保证只有种子在进行呼吸作用，避免对实验结果的影响，故D正确。
突破训练
一、单项选择题
1．习总书记曾明确指出“绿水青山就是金山银山”。生物圈中到处都有绿色植物，以下对绿色植物的认识叙述不正确的是（ ）
A．绿色植物参与了生物圈的水循环
B．绿色植物只进行光合作用，不进行呼吸作用
C．绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物
D．绿色植物在维持生物圈碳—氧平衡中起到重要作用
【答案】B。
【解析】ACD．根据分析可知，ACD正确。
B．呼吸作用指的是细胞利用氧将植物体内的有机物分解产生二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，为生命活动提供动力的过程。活的生物体生命活动都需要消耗能量，都会进行呼吸作用，呼吸作用是所有生物的共同特征，B错误。
2．卧室不宜摆放过多绿植，其原因是（ ）
A．植物生长需要阳光 B．植物会导致室温过高
C．植物呼吸消耗氧气 D．植物散发的香味太浓
【答案】C。
【解析】植物在夜间不进行光合作用而进行呼吸作用消耗氧气分解有机物产生二氧化碳和水，使卧室内的氧气减少，二氧化碳增多；人的呼吸作用也要消耗氧气，产生二氧化碳。这样人与植物争氧，使卧室内的氧气过少，二氧化碳过多，不利于人体健康。所以一般卧室里不宜摆放过多绿植，这是因为植物要呼吸，消耗氧气。
3.光合作用和呼吸作用是绿色植物的重要生理过程，下列说法错误的是（ ）
A．光合作用制造有机物，产生氧气，贮存能量到有机物
B．呼吸作用分解有机物，消耗氧气，释放有机物中能量
C．绿色植物生命活动白天仅由光合作用供能，夜晚仅由呼吸作用供能
D．光合作用和呼吸作用共同维持大气中氧气和二氧化碳的含量相对稳定
【答案】C。
【解析】A．光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，将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。因此光合作用是制造有机物，产生氧气，贮存能量到有机物中的过程，A正确。
B．呼吸作用是细胞利用氧，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。呼吸作用是分解有机物，消耗氧气，释放有机物中的能量的过程，B正确。
C．呼吸作用为生命活动提供能量，绿色植物生命活动所需要的能量，白天和夜晚都是由呼吸作用提供，C错误。
D．绿色植物呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳；绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气。绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身呼吸作用对氧的需要，其余的氧气都以气体形式排到了大气中，这样就维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，简称碳—氧平衡，D正确。
4．蔬菜、水果低温冷藏的目的是（ ）
A．防止水分散失
B．抑制呼吸作用
C．降低光合作用
D．防止细菌侵入
【答案】B。
【解析】呼吸作用要消耗氧气，分解有机物，产生二氧化碳和水同时释放能量。 温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。 根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该适当降低温度，使蔬菜、水果的呼吸作用减弱，以减少呼吸作用对有机物的消耗、可延长保鲜时间。
5．“十四五”开局之年，我国把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。其中，碳中和是指通过多种途径抵消二氧化碳的排放总量，达到“净零排放”的目的。下列做法不利于实现碳中和的是
A．生物柴油替代石化柴油
B．风力发电、水力发电
C．砍伐树木建设游乐场
D．推广使用低能耗车辆
【答案】C。
【解析】综合分析选项：A．生物柴油替代石化柴油，B．风力发电、水力发电，C．推广使用低能耗车辆都有利于节约能源、减少二氧化碳等气体的排放总量，有利于我国实现碳中和的目标。绿色植物能通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳。所以，“砍伐树木建设游乐场”不有利于 我国实现碳中和的目标。
6.若将某植株一片叶的主叶脉切断（图中甲），另一叶片两面都贴上不透明的黑纸（图中乙），在黑暗处放置24小时后光照4小时。取下两叶片经脱色后用碘液处理，发现A部位不变蓝，B部位呈蓝色，C部位不呈蓝色。以上实验能够证明光合作用需要（ ）
A. 水和二氧化碳 B. 叶绿素和阳光
C. 水和阳光 D. 水和叶绿素
【答案】C。
【解析】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。
叶片乙的中间贴上不透明的黑纸即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。
7.科技扶贫，帮助贫困地区农民提高经济效益，增加收入，同奔小康。为了提高老高家大棚草莓的产量和品质，可以采取的措施是（ ）
①适当增加大棚内的昼夜温差②挂果时多喷农药防虫③适当多施有机肥④经常通风⑤喷洒膨大剂⑥阴雨天增加光照
A. ①②③④ B. ①②③⑥
C. ②③④⑤ D. ①③④⑥
【答案】D。
【解析】①白天增强光照有利于光合作用，有利于有机物的合成；夜晚降低温度，减弱呼吸作用，有机物分解减慢，总的来说有利于有机物的积累，正确；
②喷洒农药，容易造成环境污染，错误；
③在大棚蔬菜种植过程中，常利用增施有机肥的方法来增加大棚内的二氧化碳浓度，原因是有机肥被微生物分解产生二氧化碳，给植物提供光合作用的原料，正确；
④经常通风，增加二氧化碳浓度，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的。正确；
⑤喷洒膨大素，草莓单重大幅增加，但是可能危害身体健康，错误；
⑥光是光合作用的条件，阴雨天增加光照，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的，正确。
8.在光合作用实验中，其他条件不变的情况下，如果在密闭的实验装置中，放入一烧杯氢氧化钠溶液（它可吸收掉空气中的二氧化碳），则实验完成后的叶片上，滴上碘液后不变蓝。实验说明（ ）
A. 水是光合作用的原料之一
B. 二氧化碳是光合作用的原料之一
C. 二氧化碳是光合作用的产物
D. 叶绿体是光合作用的场所
【答案】B。
【解析】在光合作用的实验中，在其它条件不变的情况下，密封的实验装置中，放入一瓶氢氧化钠，实验完成后，在叶片上滴碘液后不变蓝，其原因是因为氢氧化钠吸收二氧化碳，导致植物光合作用缺乏二氧化碳，植物不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝。即实验说明二氧化碳是光合作用的原料之一。
9.下列有关光合作用的描述，错误的是（ ）
A. 光合作用的场所是叶绿体
B. ②是光合作用的产物之一，它是氧气
C. 光是光合作用不可缺少的条件
D. 有机物和水是光合作用的原料
【答案】D。
【解析】A．绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体，A不符合题意。
B．绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物（主要是淀粉），并释放出氧气的过程，②氧气是光合作用的产物之一，B不符合题意。
C．绿色植物进行光合作用不可缺少的条件是光。C不符合题意。
D．绿色植物把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，二氧化碳和水是光合作用的原料，D符合题意。
10.在同一植株上分别于早晨、傍晚、深夜摘取同一部位的三片叶子，用打孔器取同样大小的圆片，进行脱色后，用碘处理，结果是
A. 早晨摘取的叶片蓝色较深 B. 傍晚摘取的叶片蓝色较深
C. 深夜摘取的叶片蓝色较深 D. 三个圆片的蓝色深浅相同
【答案】B
【解析】早晨摘取叶子，由于植物进行了一夜的呼吸作用消耗了大量的淀粉，所以这时候叶子中的淀粉最少，滴加碘液颜色最浅；傍晚摘取了叶子，植物进行了一天的光合作用，体内的淀粉积累的较多，滴加滴加碘液颜色最深；深夜摘取的叶子，由于植物进行了半夜的呼吸作用消耗了大量的淀粉，所以这时候叶子中的淀粉比较少，滴加碘液颜色比较浅。
11.已知白菜叶下表皮气孔数多于上表皮。现取甲、乙、丙、丁四片大小、重量相同的新鲜白菜叶，做如下处理：
再将四片叶置于通风处，5小时后称重，其重量从重到轻的顺序是（ ）
A. 丁→丙→乙→甲 B. 甲→乙→丙→丁
C. 丁→乙→甲→丙 D. 甲→丁→乙→丙
【答案】A。
【解析】由分析可知，叶片是蒸腾作用的主要部位，气孔是水蒸气外出的门户，叶片的上下表皮上都有气孔，其中下表皮上的气孔较多。由题意可知，甲叶片没处理，上下表皮都有气孔，水分通过气孔蒸发出去的最多，重量最轻；乙叶片上表皮涂上凡士林，丙叶片下表皮涂上凡士林，下表皮上的气孔较多，因此乙叶片蒸发出去的水分比丙的多，乙比丙轻一些；丁叶片上表皮和下表皮都涂上凡士林，水蒸气无法通过气孔蒸发出去，丁最重。可见A符合题意。
12.某研究性学习小组制作了以下4个密闭的玻璃瓶，放在一定的环境中。请根据你学过的知识，判断哪个瓶中生物的生存时间最短（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，A不合题意；
B、密闭的玻璃瓶，虽然有两条小鱼和一些水藻，但是在光的环境中水藻还能进行光合作用释放氧气，所以它们存活的时间应该很长，B不合题意；
C、密闭的玻璃瓶，只有两条小鱼，瓶中的氧气耗尽的不会是最早的，C不合题意；
D、密闭的玻璃瓶，虽然也是有两条小鱼和一些水藻，但是在黑暗环境中小鱼和水藻都进行呼吸作用消耗氧气，所以该瓶内的氧气是被耗尽最早的，瓶中生物的生存时间最短，D符合题意。
13.下图是玉米植株置于一定条件下，测定其叶肉细胞内二氧化碳（用CO2表示）利用情况的示意图（①、②表示细胞内两种能量转换器）。下列说法错误的是（ ）
A. 图中①表示细胞结构中的线粒体，②表示细胞结构中的叶绿体
B. 甲图表示细胞只进行呼吸作用，丙图表示细胞只进行光合作用
C. 乙图表示细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度
D. 丁图表示细胞的呼吸作用强度小于光合作用强度
【答案】B
【解析】A.图中①表示细胞结构中的线粒体，②表示细胞结构中的叶绿体，A正确。
B.甲图表示细胞只进行呼吸作用，丙图细胞既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，表示细胞呼吸作用产生的二氧化碳被光合作用吸收，B错误。
C.乙图表示细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度，部分二氧化碳释放到大气中，C正确。
D.丁图表示细胞的呼吸作用强度小于光合作用强度，叶绿体不但吸收呼吸作用释放的二氧化碳，还从大气中吸收部分二氧化碳，D正确。
14.下图是对蔬菜大棚内二氧化碳（CO2）的浓度变化情况进行检测。假定6时、18时分别为日出、日落时间，选项叙述正确的是( )
A. A～B段，光合作用强度大于呼吸作用
B. B～C段，光合作用强度小于呼吸作用
C. C点，积累的有机物最多
D. A点，积累的有机物最少
【答案】C
【解析】据图分析：图中0时～6时AB段、18时～24时CD时间段内，二氧化碳的含量升
高，说明植物体吸收的二氧化碳的量不如排出二氧化碳的量多，此时植物只能进行呼吸作用，植物体内有机物的量减少，并且B点积累的有机物最少。6时～18时BC时间段内二氧化碳的含量下降，说明植物体吸收的二氧化碳的量比释放出二氧化碳的量多，也就是光合作用的速率大于呼吸作用的速率，植物体内有机物的量得以积累，18时C积累的有机物最多，C正确。
15.如图三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物，下列有关分析错误的是（ ）
A. 装置甲可用于探究细胞呼吸是否产生热量
B. 装置乙有色液滴不移，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C. 装置丙可用于探究酵母菌的细胞呼吸方式
D. 三个装置中的种子都必须进行消毒处理，并设置对照实验
【答案】C。
【解析】A.呼吸作用分解有机物，释放能量，所以甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，故A正确。
B.乙装置中有色液滴不移，代表呼吸消耗的氧气和释放的二氧化碳一样多，说明种子萌发只进行有氧呼吸，故B正确。
C.酵母菌有氧和无氧呼吸都能产生二氧化碳，用丙装置不能探究酵母菌的细胞呼吸方式，故C错误。
D.3个装置中的种子都须消毒处理，保证只有种子在进行呼吸作用，避免对实验结果的影响，故D正确。
二、非选择题
16.光合作用被称为地球上最重要的化学反应，人们对它的认识经历了漫长的过程。让我们沿着科学家的足迹，探索光合作用的研究历程。
（1）植物是怎么长大的？公元前三世纪，亚里士多德认为：土壤是构建植物体的唯一原料。直到17世纪，海尔蒙特通过柳树种植实验（图1）得出结论：植物是“吃”________长大的。
（2）1773年，普利斯特利做了下列经典的对照实验。
图一和图二实验证明：________。但他无法解释为什么晚上做实验时小老鼠却死了（图三），直到1779年，英格豪斯做了500多次实验，发现只有在________的条件下才能成功。
（3）1864年，萨克斯发现了绿色植物在光下制造了什么，下面实验中，甲的目的是________，丁的实验现象是________，证明植物在光下制造了________。
（4）1880年，恩格尔曼在暗处用极细的光束照射水绵（图2），发现大量的好氧细菌聚集在A的受光部位，证明光合作用的场所是________，同时证明植物在光下能够产生________。
（5）由于科学家锲而不舍地探索，我们才对光合作用有了总体的认识。概括光合作用的表达式为：________。
【解析】（1）海尔蒙特的实验证明植物生长所需的主要营养物质不可能来自土壤而是来自于雨水，因为他控制的变量只是浇雨水。即植物是“吃”水长大的。（2）图一实验将小白鼠和燃烧的蜡烛同时放在密封的钟罩内，由于小白鼠呼吸需要消耗氧气，产生二氧化碳。蜡烛燃烧也是消耗氧气，产生二氧化碳。很快，钟罩内的氧气就被消耗殆尽，小白鼠因缺氧无法呼吸而窒息死亡，蜡烛也因缺氧无法燃烧而熄灭；图二实验将小白鼠和植物同时放在密封的钟罩内，如果放在光下，因植物在光下进行光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，供给小白鼠呼吸，小白鼠呼吸作用释放二氧化碳，供给植物进行光
合作用。此实验证明了绿色植物能更新空气。该实验只有在光下才能进行，因为光合作用需要光。（3）萨克斯实验步骤包括：甲暗处理（目的使叶片内的淀粉运走耗尽）、乙遮光对照（变量是光）、照光、摘叶、丙脱色、漂洗、丁滴碘液，观察现象（见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝）、得出结论（光合作用产生淀粉；光是光合作用的必要条件）。（4）好氧细菌的生命活动需要氧气，恩格尔曼的实验说明：好氧细菌只集中在叶绿体照光部位，说明这些部位含有氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体，同时证明植物在光下能够产生氧气。（5）光合作用的概念是：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转为贮存能量的有机物，并且释放氧气的过程。表达式为：二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气。
【答案】（1）水（2）绿色植物能更新空气；有光（3）使叶片内的淀粉运走耗尽；见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝；淀粉（4）叶绿体；氧气（5）二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气
17.图表示光合作用过程中，原料和产物的运输去向，据图回答：
（1）植物进行光合作用的主要器官是________，
（2）图中箭头②表示由根吸收的________通过木质部的________管由下往上运输进入叶片，作为光合作用的原料。
（3）箭头③表示光合作用产生的________通过叶片表皮的气孔释放到大气中。箭头④表示光合作用制造的有机物通过韧皮部的________运输到植物体各器官，绿色植物的光合作用维持了生物圈中的碳—氧平衡
【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，叶片的叶肉细胞中含大量的叶绿体，因此植物光合作用的主要器官是叶。
（2）由光合作用的概念结合图形可知，箭头②表示由根吸收的水和无机盐通过木质部的导管由下往上运输进入叶片，作为光合作用的原料。（3）箭头③表示光合作用产生的氧气通过叶片表皮的气孔释放到大气中，箭头④表示光合作用制造的有机物通过韧皮部的筛管自上而下运输到植物体各器官，可见绿色植物的光合作用，维持了生物圈中的碳-氧平衡。
【答案】（1）叶（2）水；导（3）氧气；筛管
18.下图甲是某生物兴趣小组用放置暗处一昼夜的银边天竺葵（叶片边缘不含叶绿体，呈白色）所进
行的相关实验。光照一段时间后，取A、B两叶片脱色、漂洗、滴加碘液，观察实验现象：下图乙表示植物叶片所进行的相关生理活动；下图丙为植物叶肉细结构简图。回答问题：
（1）图甲中的A叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，非绿色部分与绿色部分能变蓝的是绿色部分，由此可得出的结论是________
（2）图甲中的B叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，其绿色部分能否变蓝？________（填“能”或“不能”），原因是________。
（3）实验初，若要以图甲中的A叶片进行相关实验，以此验证光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，那么需要对A叶片进行的相应处理是________。
（4）图乙叶片进行的生理活动B是________植物通过这种生理活动从而可参与________
（5）图乙叶片夜间能进行的生理活动是________（填“A”或“C”），该生理活动进行的主要场所是图丙所示细胞中的［6］线粒体（注意：［］内填丙图中所示结构的数字序号、横线空白处填结构名称）
（6）植物细胞与动物细胞比较，其特有的结构除叶绿体外，还具有［________］细胞壁、［________］________（注意：［］内填丙图中所示结构的数字序号、横线空白处填结构名称）
【解析】（1）叶绿体是进行光合作用的场所，图甲中的A叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，非绿
色部分与绿色部分对比，能变蓝的是绿色部分，由此可得出的结论是叶绿体是光合作用的场所。
（2）二氧化碳是光合作用的原料，图甲中的B叶片经脱色、漂洗、滴加碘液后，其绿色部分不能变蓝，因为缺乏二氧化碳，不能进行光合作用。
（3）光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，该实验的变量是光，因此要将叶片作有光无光的对照实验，因此实验初，若要以图甲中的A叶片进行相关实验，以此验证光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，那么需要对A叶片进行的相应处理是绿色部分的一部分作遮光处理。
（4）植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。图乙叶片进行的生理活动B是蒸腾作用，植物通过这种生理活动从而可参与生物圈的水循环。
（5）图乙中A是呼吸作用，B是光合作用，光合作用的条件是光，因此图乙叶片夜间能进行的生理活动是A呼吸作用，呼吸作用的场所是线粒体。
（6）动物细胞的基本结构有：细胞膜、细胞质、细胞核。植物细胞的基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等结构。可见植物细胞与动物细胞比较，其特有的结构除叶绿体外，还具1细胞壁，5液泡。
【答案】（1）叶绿体是光合作用的场所（叶绿体是生产有机物的“车间”）（2）不能；缺乏CO2（3）绿色部分的一部分作遮光处理（4）蒸腾作用；生物圈的水循环（5）A（6）1；5；液泡
19.甲图表示某绿色植物叶肉细胞中二氧化碳和氧气的可能来源与去路，A、B代表细胞结构，数码和箭头表示来源和去路；乙图曲线表示一段时间内该绿色植物的二氧化碳吸收量与光照强度的关系。请结合所学知识，分析回答下列问题：
（1）甲图中，细胞进行各项生命活动所需要的能量是由结构[________]________产生的，①、②表示细胞结构A进行________（填生理活动）时的物质来源和去路。
（2）图乙中，b点表示的含义是________，此时叶肉细胞中存在的气体来源或去路是图甲中的________（填数码）。
（3）影响曲线bc段光合作用速率的环境因素主要是________；限制曲线cd段光合作用速率的主要两种环境因素是________。
（4）某同学想进一步探究该植物的呼吸作用，他把几株新鲜的带叶枝条装入塑料袋中，扎紧袋口，在黑暗环境中放置12小时后，然后松开袋口，插入导管立即扎紧袋口，并将导管插入烧杯中（烧杯底部有燃烧的矮蜡烛），缓慢挤压塑料袋，蜡烛熄灭，该现象能否说明植物的呼吸作用产生二氧化碳？请判断并说明理由________。
【解析】（1）呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，呼吸作用的场所是细胞内的线粒体，因此甲图中B进行的生理活动是呼吸作用，呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。甲图中，细胞进行各项生命活动所需要的能量主要来自于结构[B]线粒体。只有光合作用才能吸收二
氧化碳产生氧气，光合作用的场所是细胞内的叶绿体，因此从甲图中[①]吸收二氧化碳，[②]释放氧气可以看出细胞进行的生理作用是光合作用。
（2）在乙图中，b点时该植物光合作用强度等于呼吸作用强度。此时呼吸作用吸收氧气主要来自[③]吸收氧气，呼吸作用释放的二氧化碳被光合作用通过[④]吸收二氧化碳，所以此时叶肉细胞中存在的气体来源或去路是甲图中的[③]释放氧气，[④]吸收二氧化碳。
（3）乙图中影响曲线bc段的光合作用速率的环境因素主要是光照强度。曲线cd段已经达到光饱和点，此时限制曲线cd段光合作用速率的两种主要环境因素是温度、二氧化碳浓度。
（4）分析某同学的实验步骤可知，不能说明呼吸作用产生的是二氧化碳。因为烧杯中的烛焰熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量少，而不能说明二氧化碳含量增加，证明二氧化碳要用澄清石灰水进行检验。
【答案】（1）B；线粒体；光合作用（2）光合作用强度等于呼吸作用强度；③④（3）光照强度；温度和二氧化碳浓度（4）不能，因为烧杯中的烛焰熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量少，而不能说明二氧化碳含量增加，证明二氧化碳要用澄清石灰水进行检验
20.某校生物兴趣小组利用小麦的种子和幼苗开展了一系列探究活动。回答下列问题。
（1）图一是探究小麦种子呼吸作用的实验装置。要使实验获得成功，则乙瓶内的现象是________。
（2）图二中的①②③表示小麦幼苗的某些生理过程。先将小麦幼苗放在黑暗处一昼夜，通过________（填数字）耗尽叶片中原有的淀粉。再用黑纸片将叶片I的b部分进行遮光处理，然后把幼苗移到阳光下照射几小时。摘下叶片I，放入盛有酒精的小烧杯中脱色、漂洗、滴加碘液，叶片I的b处的现象是不变蓝色，在对照条件下，根据此实验现象可以得出的实验结论是________。
（3）图三表示温室一昼夜内的二氧化碳浓度变化情况。在18时~24时内，通过曲线可知光合速率小于呼吸速率。在0时~24时内，有机物积累最多、氧气浓度最低的时间分别是
________时左右。
（4）图四表示在白天条件不变的情况下，不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。实验表明，在同一时间范围内，________。
【解析】（1）氢氧化钠可以吸收二氧化碳，二氧化碳的检验方法是把气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳产生。因此，该实验装置可用于检测呼吸作用释放的是二氧化碳。如果实验达到预期效果，由于氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳，则乙瓶的澄清石灰水不变浑浊；植物进行呼吸作用释放了二氧化碳，则丁瓶内的澄清石灰水变浑浊。
（2）由图二可知：①过程是吸收氧气，放出二氧化碳，因此①表示呼吸作用；植物通过蒸腾作用散失水分，能够促进水分和无机盐的运输，使水分由根部上升到叶，因此②表示蒸腾作用；③过程吸收二氧化碳，放出氧气，因此③表示光合作用。先将小麦幼苗放在黑暗处一昼夜，通过①呼吸作用耗尽叶片中原有的淀粉。再用黑纸片将叶片I的b部分进行遮光处理，与未遮光处理的叶片部分进行对照，唯一不同的是变量光，形成对照实验；然后把幼苗移到阳光下照射几小时。摘下叶片I，放入盛有酒精的小烧杯中脱色、漂洗、滴加碘液，叶片I的b处的现象是叶片不变蓝，表明不能进行光合作用，没有淀粉形成，表明光合作用需要光；见光的叶片变蓝，说明光合作用产生淀粉；从而得出实验结论：光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，光合作用产生淀粉。
（3）①图三曲线表示温室一昼夜内的二氧化碳浓度变化情况。由于18—24时为黑夜时间，植物只进行呼吸作用释放二氧化碳，没有光不进行光合作用，因而二氧化碳的浓度逐渐升高，此时光合速率小于呼吸速率；在0—6时，夜间无光，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，不断消耗氧气、释放二氧化碳，所以氧气的浓度逐渐降低，且6点氧气浓度达到最低；而6—18时为白天，植物进行光合作用，不断消耗二氧化碳，也能进行呼吸作用，释放二氧化碳，但光合作用的强度大于呼吸作用的强度，所以氧气的浓度逐渐升高；二氧化碳浓度逐渐降低，有机物不断积累，18点有机物积累最多。
（4）由图四中曲线可以看出，相同时间内，30°C时的曲线始终位于20°C时的曲线上方，说明温度为30°C时，温室内二氧化碳浓度更高，由此可知，30°C时植物的呼吸作用强于20°C时植物的呼吸
作用，因此在一定范围内，温度越高，植物的呼吸作用越强。由于呼吸作用会分解有机物，因此在夜间没有光照、不能进行光合作用的情况下，可以考虑适当降低温度，减弱呼吸作用，有利于有机物的积累。
【答案】（1）澄清的石灰水不变浑浊（2）①；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件（或光是光合作用不可缺少的条件）（3）18时、6时（18点、6点）（4）温度越高，小
麦的呼吸作用越强（或温度越高，呼吸作用越强）
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