第第7 7课时绿色植物是生物圈中有机物的制造者课时绿色植物是生物圈中有机物的制造者考点 绿色植物的光合作用及应用考点研读考点研读课堂互动课堂互动考点 绿色植物的光合作用及应用泰安考情1.(2017泰安,6)某同学为探究植物生理活动设计了下图所示的实验装置(其他条件相同)。下列分析错误的是()泰安真题A.为排除原有淀粉对实验的干扰,应首先将装置放在黑暗处一昼夜B.乙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2.(2018泰安,18)科研人员利用生长状况良好的菠菜作为实验材料进行探究实验。请分析回答:(1)科研人员取三支试管,各加入等量检测二氧化碳浓度的指示剂(无二氧化碳时,指示剂呈紫色,随着二氧化碳浓度增加,指示剂会逐渐变为红色、黄色),取大小和生长状况相同的三片新鲜菠菜叶分别放入A、B、C试管中,并做如下处理(如下图所示)静置5小时后,指示剂颜色的变化如下表所示。试管ABC指示剂颜色变化紫色黄色红色本实验的实验变量是光照强度。通过对各试管指示剂颜色变化的分析,可得出的结论是光照强度越弱,光合作用越弱(光照强度越强,光合作用越强)。A试管中指示剂呈现紫色,说明该装置中无二氧化碳,原因是叶片光合作用吸收二氧化碳的量大于呼吸作用释放二氧化碳的量,将试管中二氧化碳耗尽。B试管中指示剂呈现黄色,说明该装置中有较多的二氧化碳,原因是无光,叶片不进行光合作用,只进行呼吸作用释放二氧化碳。(2)科研人员在24小时期间,跟踪测量一株菠菜二氧化碳的吸收净量和放出净量,实验结果如下图所示。一天中,植物光合作用等于呼吸作用的时间点是18:00和6:00(C点和F点)。该曲线图能说明植物正在迅速生长,依据是一天中,植物光合作用制造有机物的量大于呼吸作用分解有机物的量。分析曲线图上字母代表的各时间点,菠菜一天中在DE时间段只进行呼吸作用。解析解析(1)图中A、B、C是一组对照实验,变量是光照强度。根据表中的实验现象可见:光照强度越强,光合作用越强。A装置中的植物在有光的条件下,既进行光合作用,也进行呼吸作用,由于光合作用吸收二氧化碳的量大于呼吸作用释放的二氧化碳,所以装置中无二氧化碳,A试管中指示剂呈现紫色。B装置无光,叶不能进行光合作用,只进行呼吸作用释放二氧化碳,所以B试管中指示剂呈现黄色。(2)据图可见:图中C(18:00)和F(6:00)光合作用强度和呼吸作用强度相等。据图可见:一天中植物进行光合作用制造的有机物的量大于呼吸作用分解的有机物的量,有机物有所积累,所以植物正在迅速生长。据图可见:图中DE段植物只进行呼吸作用。3.(2017泰安,17)为了探究雾霾天气对植物光合作用的影响,某研究小组选用生长状况相同的同种植物盆栽苗,分成相同的甲、乙、丙三组,置于20的人工温室。对甲组和乙组的光照强度进行人工控制(如图1),丙组不做处理,其他培养条件相同。请分析回答下列问题:(1)甲、乙两组培养一段时间后,测得植株叶片光合作用强度随光照强度变化的趋势如图1。据图分析,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用强度的因素是光照强度;当光照强度达到b后,要使甲组植物光合作用强度增大,可以采取的措施是适当增加二氧化碳浓度。(2)播种乙组植株产生的种子得到的盆栽苗,按照甲组的光照条件培养一定时间后,再测定植株叶片光合作用强度随光照强度的变化,得到的曲线应与图1中的甲组相同,原因是乙组光合作用速率的变化仅受环境因素影响,遗传物质没有改变。(3)测定丙组植物一周内有机物总量的变化情况如图2。图中曲线上升段表示的生理意义是植物光合作用制造的有机物大于呼吸作用消耗的有机物;与此相关的细胞结构是叶绿体、线粒体;图中曲线第5天峰值偏低的原因可能是阴雨天或雾霾天等造成光照不足。解析解析(1)甲组在a点条件下,增加光照强度,光合作用速率继续增加,故光合作用的限制因子是光照强度。甲组在b点条件下,光照强度不再是光合作用的限制因子,要增加光合作用强度,可适当增加二氧化碳浓度。(2)个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。乙组光合作用速率的变化仅受环境因素影响,遗传物质没有改变,所以播种乙组植株产生的种子得到的盆栽苗,按照甲组的光照条件培养一定时间后,再测定植株叶片光合作用强度随光照强度的变化,得到的曲线应与图1中的甲组相同。(3)绿色植物光合作用的场所是叶绿体,呼吸作用的场所是线粒体。图2中曲线上升的原因是植物光合作用制造的有机物大于呼吸作用消耗的有机物。图2中曲线第5天峰值偏低的原因可能是阴雨天或雾霾天等造成光照不足。考点考点绿色植物的光合作用及应用绿色植物的光合作用及应用1.概念概念: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着能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。考点研读2.光合作用的原料是二氧化碳和水,条件是光能,场所是叶绿体,产物是有机物和氧气。叶绿体既是生产有机物的“车间”,也是将光能转化为化学能的“能量转换器”。3.光合作用的反应式:。4.意义意义(1)光合作用制造的有机物用来构建植物体,为自身生命活动提供能量。(2)绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物。(3)绿色植物光合作用消耗了大气中的二氧化碳,释放出氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。5.影响光合作用的外界因素:光照强度、二氧化碳浓度和温度等。6.光合作用原理在农业生产上的应用合理密植和间作套种等,目的是保证作物的叶片充分地接受光照,提高光合作用效率。考点考点绿色植物的光合作用及应用绿色植物的光合作用及应用课堂互动1.光合作用光合作用注意:书写光合作用反应式时,不能将“”写成“=”;不能将氧气写成“氧”;“”上的“光能”和“叶绿体”不能省略。2.光合作用易错点(1)光合作用的实质是合成有机物,储存能量;呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量。(2)进行光合作用的细胞一定进行呼吸作用,进行呼吸作用的细胞不一定进行光合作用。(3)反应式中是“”;应把“”读成“生成”,把“+”读成“和”。(4)光照强不等于光合作用强,一天中光照最强时,气孔的保护性关闭使光合作用的强度降低。(5)不是只有消费者和分解者参与有机物的分解,植物也通过呼吸作用参与有机物的分解。呼吸作用是所有生物的共同特征。(6)光合作用只能在光下进行,呼吸作用有光、无光都能进行,但在光下很难测出植物叶片呼吸作用产生的二氧化碳,是因为呼吸作用产生的二氧化碳可被光合作用直接利用。(7)叶片不是光合作用和蒸腾作用的唯一器官,幼嫩的茎也能进行光合作用和蒸腾作用。例例1普利斯特利将点燃蜡烛与绿色植物一起放在密封玻璃罩内,蜡烛不易熄灭,其合理解释是(D)A.绿色植物可以更新空气B.蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物C.绿色植物在光下制造有机物D.绿色植物在烛光下释放氧气答案答案D蜡烛燃烧不断消耗氧气产生二氧化碳。绿色植物在光合作用中制造的氧气,超过了自身呼吸作用对氧气的需要,其余的氧气都以气体的形式排到了密封玻璃罩内,供蜡烛燃烧所用。所以蜡烛不易熄灭,D正确。1-1有关光合作用的叙述中,正确的是(C)A.光合作用的原料是二氧化碳、水和无机盐B.光合作用制造的有机物主要是蛋白质C.几乎所有生物的能量都来源于光合作用D.有些植物在黑暗的条件下也能进行光合作用答案答案C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,A错误;光合作用制造的有机物主要是淀粉,B错误;植物体只有在光下才能进行光合作用,没有光,即使有叶绿体也无法进行光合作用,D错误。1-2如图是盛夏的晴天某植物一昼夜的二氧化碳吸收量示意图,下列分析正确的是(B)AB段植物处于无光环境中单位时间内C点氧气释放量最多CD段二氧化碳吸收量下降的主要原因是光照强度减弱EF段植物体内有机物总量逐渐增加FG段呼吸作用强度小于光合作用强度A.B.C.D.答案答案BA点后二氧化碳的吸收量逐渐增多,说明植物开始进行光合作用,植物已处于有光环境中,错误;光合作用强度最高的点是二氧化碳吸收量最高的点,即C点,C点吸收二氧化碳的量最多,说明单位时间内C点氧气释放量最多,正确;CD段二氧化碳吸收量下降的主要原因是气孔关闭,二氧化碳浓度下降,错误;EF段吸收二氧化碳的量在减小,表明植物光合作用在逐渐减弱,但其体内有机物总量逐渐增加,正确;FG段光合作用逐渐减弱,吸收的二氧化碳量小于呼吸作用释放的二氧化碳量,错误。综上所述,分析正确的是。1-3如图表示的是光照强度与光合作用强度之间关系的曲线,该曲线是通过实测一片叶子在不同光照条件下二氧化碳吸收和释放情况得到的。能代表细胞中发生的情况与曲线AB段(不包括A、B两点)相符的一项的是(B)答案答案BA点光照强度为0,只进行呼吸作用,其产生的二氧化碳只能释放到细胞外;AB段之间,光合作用小于呼吸作用,因此呼吸作用产生的二氧化碳有两个去路:细胞外和叶绿体;B点,光合作用与呼吸作用强度相同,线粒体和叶绿体的气体交换达到平衡;B点以后,光合作用大于呼吸作用,叶绿体需要的二氧化碳除了来自线粒体,还来自细胞外。图B中线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用,多余的释放到细胞外,表示呼吸作用大于光合作用,对应图中AB段,故B符合题意。例例2马铃薯露出地面的部分常常会变成绿色,而地下部分则不会。这个事实直接说明(C)A.叶绿体中含叶绿素B.光合作用能制造淀粉C.叶绿素只有在光下才能合成D.叶绿素在光下才能进行光合作用答案答案C马铃薯长在土壤以上的部分见光,能够形成叶绿素,故颜色是绿色的;而埋在土里的部分不能接受阳光的照射,不能形成叶绿素,不是绿色的,说明叶绿素只有在光下才能合成。2-1叶面积指数是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数(叶面积指数=叶片总面积/土地面积),指数过大或过小都不利于农作物高产。下列分析不当的是(B)A.叶面积指数过小,影响对光的充分利用B.叶面积指数适中,光合作用的强度与呼吸作用的强度相等C.叶面积指数过大,呼吸作用会消耗大量的有机物D.叶面积指数过大,叶片相互遮挡,影响光合作用的效果答案答案B合理密植,叶面积指数适中,有利于充分利用光能,提高光合效率,达到高产的目的,B错误。例例3如图的曲线表示植物在不同光照强度下产生氧气与消耗氧气的情况(不考虑温度因素)。A、B、C为曲线上的三个点,D为横坐标上的点。下列有关说法错误的是(C)A.绿色植物与产生氧气有关的生理活动是光合作用,此过程进行的场所是叶绿体B.在A点植物进行的生理活动只有呼吸作用,此过程进行的主要场所是线粒体C.B点为曲线与横轴的交点,该点表示植物既没有进行光合作用又没有进行呼吸作用D.C点表示绿色植物产生氧气的量大于消耗氧气的量,说明此时光合作用的强度大于呼吸作用的强度答案答案CB点为曲线与横轴的交点,该点植物既进行光合作用也进行呼吸作用,这时植物光合作用产生的氧气量等于呼吸作用消耗的氧气量,C错误。3-1如图所示,原来置于黑暗环境中的绿色植物移至光下后,二氧化碳的吸收量发生了变化,据图判断下列叙述中正确的是(C)曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用在B点显示,绿色植物光合作用和呼吸作用速率相等整段曲线表明,随光照强度递增,光合作用增强,呼吸作用减弱A.B.C.D.答案答案C呼吸作用是时时刻刻进行的,光合作用只有在有光条件下才能进行。A点时,绿色植物只进行呼吸作用,放出二氧化碳;AB段(A、B点除外),植物进行光合作用的同时还进行呼吸作用,该段光合作用的速率远低于呼吸作用的速率,因此植物释放的二氧化碳量多于其吸收的二氧化碳的量;在B点处,植物二氧化碳吸收的相对值为零,即光合作用和呼吸作用的速率相等;曲线BD段(B点除外),绿色植物二氧化碳吸收的相对值大于零,即光合作用强度大于呼吸强度。整段曲线不能表明随光照强度递增,呼吸作用减弱,分析可知错误,正确。1.光合作用的相关验证实验与方法光合作用的相关验证实验与方法名师点睛海尔蒙特得出的结论是柳树增加的重量来自土壤中少量的无机盐和大量的水。他忽略了阳光、空气、温度、湿度、土壤等因素对实验结果的影响,所以他的结论不确切。柳树增加的重量主要来自空气中的二氧化碳和土壤中的水分。实验探究普利斯特利证明植物吸收“固定空气”(实则二氧化碳)可以放出“活命空气”(实则氧气)。还发现“活命空气”既可以维持动物呼吸,又能使物质更猛烈地燃烧。2.光合作用有关实验光合作用有关实验(1)绿叶在光下制造有机物实验步骤步骤操作目的暗处理把天竺葵放在黑暗处一昼夜将叶片内原有的淀粉运走或耗尽遮光将部分叶片上下两面用黑纸片遮盖,照光设置有光与无光的对照实验脱叶绿素酒精水浴加热,脱色成黄白色完全溶解叶绿素染色清水漂洗后用碘液染色遇碘变蓝的部分证明有淀粉冲洗清水冲掉碘液后观察去掉碘液便于观察现象与结论名师点睛暗处理必不可少,目的是避免叶片中原有淀粉对实验产生干扰。本实验中只有一个变量光,同时通过碘液验证淀粉的存在。为避免叶绿素对实验的干扰,必须将叶片放在酒精中脱色;直接加热容易引起酒精燃烧,发生危险,因此应将酒精隔水加热。遮光部分未遮光部分现象不变蓝色变蓝色分析无光照,不能进行光合作用,不制造淀粉,所以滴加碘液后不变蓝有光照,能够进行光合作用,制造淀粉,所以滴加碘液后变蓝结论光是光合作用制造淀粉的必要条件实验过程中,有两次清水漂洗,第一次洗的是脱色用的酒精,第二次洗的是染色用的碘液。3.探究探究:二氧化碳是光合作用必需的原料吗二氧化碳是光合作用必需的原料吗?(2)现象分析:乙图中氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳,所以乙装置中无二氧化碳,植物不能进行光合作用,不能制造淀粉,滴加碘液后不变蓝色。(1)装置:甲图中盛有清水的装置中有较多的二氧化碳,所以甲装置中的植物能进行光合作用,制造淀粉,滴加碘液后变蓝色。要点点拨在实验操作之前一定要进行暗处理。使叶片中的有机物(淀粉)运走或耗尽,以免叶片内残余的有机物(淀粉)干扰实验结果。放氢氧化钠和清水是为了控制变量,形成对照实验,变量是二氧化碳。玻璃罩要用凡士林密封,防止气体进入,影响实验结果观察。氢氧化钠溶液具有腐蚀性,不要让皮肤接触它。4.验证植物光合作用的常用实验方法验证植物光合作用的常用实验方法(1)滴加碘液,验证光合作用的产物是淀粉。(2)选一叶片,部分遮光,验证光合作用的条件是光。(3)用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,或用碳酸氢钠溶液增加二氧化碳,验证光合作用的原料是二氧化碳。(4)选一叶片,切断主叶脉,验证光合作用的原料是水。(5)用银边天竺葵,验证光合作用的场所是叶绿体。(6)用带火星的小木条或卫生香,验证光合作用的产物是氧气。例例4(2018滨州)为探究绿色植物和种子的生命活动,某兴趣小组的同学设计并实施了以下实验。下列叙述错误的是(D)A.甲装置实验前暗处理的目的是将叶片内的淀粉运走耗尽B.乙装置收集的气体可以使带火星的细木条复燃C.丙装置观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊D.丁装置实验现象说明萌发的种子呼吸作用产生了二氧化碳答案答案D萌发的种子进行呼吸作用,消耗瓶中的氧气,所以燃烧的蜡烛熄灭,不能证明呼吸作用产生了二氧化碳,D错误。4-1如图所示的实验装置中,能够证明“在有光的条件下氧气是绿色植物释放出来的”的实验装置和证明“光是绿色植物进行光合作用的条件”的实验装置是(A)A.甲与丙甲与乙B.甲与丙乙与丙C.甲与乙甲与丁D.甲与乙乙与丙答案答案A要证明“在有光的条件下氧气是绿色植物释放出来的”,实验中的唯一变量是绿色植物,其他条件都要相同且能满足光合作用的需要,因此所用实验装置是“甲与丙”。要证明“光是绿色植物进行光合作用的条件”,实验中的唯一变量是光,其他条件都要相同且能满足光合作用的需要,因此所用实验装置是“甲与乙”。A.光合作用释放氧气B.光合作用吸收二氧化碳C.绿光不利于进行光合作用D.光照不同,光合作用强弱不同4-2用新鲜水绵和好氧细菌(有氧才能生存)制成临时装片,用不同的光束照射水绵。一段时间后,显微镜下观察到细菌由均匀分布变成如图所示分布。该实验不能得出的结论是(B)答案答案B显微观察发现,好氧性细菌只集中在红光和蓝紫光处,说明此处有利于进行光合作用产生氧气;而绿光处几乎没有好氧细菌(有氧才能生存),说明此处不利于光合作用。由此可以得出光照不同,光合作用强弱不同,而光合作用吸收二氧化碳在此实验中无法证明。