2024：第五章 绿色植物与生物圈中的碳氧平衡-讲核心（解析版）

第五章绿色植物与生物圈中的碳氧平衡—讲核心1．海尔蒙特的实验：（1）现象：柳树质量增加很多，而土壤减少量微不足道。（2）解释：______是合成柳树体内有机物的原料。2．普利斯特利的实验：（1）现象：在阳光下，若玻璃罩内没有绿色植物，点燃的蜡烛会_______，小白鼠很快_______；若玻璃罩内有绿色植物，蜡烛______________，小白鼠能够______________。（2）结论：植物能够__________________________________________。3．探究“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”（1）图示实验（图中为暗处理后的植物）：（2）实验变量：______________。（3）实验现象分析：A装置中氢氧化钠吸收______________，不能进行_______作用，不能制造_______，滴加碘液_______。B装置中有______________，能进行_______作用，制造_______，滴加碘液_______。（4）实验结论：___________________________________。4.光合作用还能产生氧气（1）实验装置：（2）实验现象：金鱼藻在光下放出_______；将快熄灭的卫生香（或竹签）伸入试管口，卫生香（或竹签）立刻_______起来。这个实验如果在_______中进行，则看不到这一现象。（3）实验结论：金鱼藻只有在_______下才能够产生_______。5．光合作用:（1）概念：绿色植物的叶绿体利用______，把______和______合成贮存着能量的______(主要是淀粉），并释放出______的过程。（2）公式：____________________________________________原料：_________________;产物：_________________条件：_________________场所：_________________（3）实质：（_______有机物，_______能量）两个方面的转化：______转化：简单无机物→复杂有机物，释放氧气；_______转化：光能→贮存在有机物中的化学能。6.光合作用原理在农业生产上的应用（1）种植农作物时，应______________。（2）增强光合作用强度，提高产量的方法：适当提高光照_______，增加______________浓度。7，呼吸作用相关实验8．呼吸作用：（1）概念：细胞利用_______，将有机物分解成_______和_______，并且将储存在有机物中的_______释放出来，供给______________的需要。（2）表达式：_______+_______→_______+水+_______。（3）实质：_______有机物，_______能量。9．呼吸作用原理在农业上的应用：（1）_______呼吸作用：农田适时松土，遇到涝害时排水，都是为了使植物的根得到充分的氧气，保证呼吸作用的正常进行。（2）抑制呼吸作用：贮藏粮食时，保持_______和低温；贮藏水果、蔬菜时，降低_______或_______浓度。10.绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的作用（1）绿色植物通过_______作用消耗大气中的_______，将_______排放到大气中，对维持生物圈中碳—氧的相对平衡起了重要作用。（2）现状：二氧化碳排放量日益增加，导致_______效应愈演愈烈。（3）措施：保护现有森林，并大力_______造林；开展国际合作，减少______________排放。水是光合作用的原料比利时科学家海尔蒙特曾经做过一个著名的实验，他把一棵2.5千克的柳树苗种在木桶里，每天用雨水浇灌。5年后，柳树质量增加了80多千克，而土壤只减少了不到100克。海尔蒙特认为这是因为柳树除吸收了土壤中少量无机盐外，还吸收了大量的水，水是合成柳树体内有机物的原料。他忽略了空气（二氧化碳）的因素。【练经典01】1.下图所示为范·海尔蒙特栽培柳树的实验，通过此实验可以确定绿色植物生长所需的物质主要是（）A.水 B.二氧化碳 C.氧气 D.无机盐【答案】A【解析】【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。【详解】海尔蒙特所做的实验，开始时柳树2.5公斤，土壤100公斤;只浇水，五年后，土壤99.9公斤，柳树82.5公斤。土壤只减少了0.1公斤，远远小于柳树增重的质量，所以说明柳树生长所需的主要物质是水。当时他误认为柳树增加的重量只能来源于水，而不知空气中二氧化碳所起的作用。故选A。光合作用利用二氧化碳做原料1771-1772年，英国科学家普利斯特利（J.Priestley，1733-1804）做了一系列的实验。蜡烛燃烧或动物呼吸都会排出二氧化碳，消耗氧气，而植物光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。普利斯特利根据实验得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。【练经典02】2.下面是某同学设计的探究光合作用需要某种原料的实验装置和方法，将天竺葵放在黑暗处一昼夜，按图示装置装好后，光照2-3小时取下叶片A和B，用酒精水浴加热叶片然后用碘液分别检验。请你结合装置图，回答下列问题：（1）该实验所要探究的问题是：植物的光合作用是否需要______作为原料？（2）叶片A和叶片B构成一组________实验。（3）在实验进行之前对装置进行放在黑暗处一昼夜处理的目的是去除植物体内原有的_______。（4）酒精水浴加热的目的是去除叶片中的________。（5）预测一下脱色后用清水漂洗叶片，再滴加碘液，叶片会变蓝的是______（填字母）。【答案】（1）二氧化碳（2）对照（3）淀粉（4）叶绿素（5）B【解析】【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、淀粉遇到碘变蓝色，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，没有处理的就是对照组。【小问1详解】氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，清水不能吸收二氧化碳。所以AB两个装置就形成了以二氧化碳为变量的对照试验。因此，该实验所要探究的问题是：植物的光合作用是否需要二氧化碳作为原料？【小问2详解】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是对照试验。叶片A和叶片B只有二氧化碳这一个唯一变量，其它条件都相同，故可以构成一组对照实验。【小问3详解】为了排除叶片内原有淀粉对实验现象的影响，实验前要将实验装置放在暗处一昼夜，目的是将叶片内原有的淀粉运走耗尽，以排除原有的淀粉对实验的干扰，保证实验结果所检测到的淀粉是实验过程中形成的。【小问4详解】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。脱色时，酒精要隔水加热，因为酒精的燃点低，防止酒精燃烧发生危险。所以，酒精水浴加热的目的是去除叶片中的叶绿素。【小问5详解】氢氧化钠溶液能吸收周围环境的二氧化碳，而二氧化碳是进行光合作用的原料之一。所以，在装有氢氧化钠的玻璃瓶中，叶片由于缺乏二氧化碳而不能正常进行光合作用，不能制造淀粉等有机物，故经过暗处理、隔水加热、酒精脱色等操作后，滴加碘液不能变蓝色。而清水不能吸收二氧化碳，装有清水的玻璃瓶中有二氧化碳，该装置里的植物能够进行光合作用制作淀粉等有机物，故经过暗处理、隔水加热、酒精脱色等操作后，滴加碘液能变蓝色。所以，两组实验对照后，实验结果证明了：植物的光合作用需要二氧化碳。因此，预测一下脱色后用清水漂洗叶片，再滴加碘液，叶片会变蓝的是B。光合作用产生氧气实验装置中的金鱼藻放出了气泡；将快熄灭的卫生香伸进管口后复燃，说明光合作用释放的气体是氧气。（氧气有助燃特性）练经典03】3.老师在做演示实验时，同学们对金鱼藻（一种水生植物）释放气泡的现象十分着迷。学习小组的同学们又进一步设计并进行了如下图所示的探究实验。（1）分析实验装置可以看出，该学习小组设置的变量是_________，他们探究的问题是_________。（2）当甲装置中的气体达到试管容积的1/2左右时，同学们取出试管，迅速将快要熄灭的竹签伸进试管口内，观察到的现象是_________。与甲装置中产生该气体有关的植物生理过程是_________（选填：光合作用；呼吸作用；蒸腾作用）。该生理过程的原料是_________和_________，产物是有机物和_____，条件是_________，场所是_________。（3）如果你也想亲手做这个实验，却找不到金鱼藻，你认为以下几种生物材料中可作替代的是_________。A.水绵 B.菠菜 C.仙人掌 D.洋葱头（4）探究实验完成后，同学们进行了热烈的讨论和交流。小青提出了新的想法：如果把实验装置作一些改变，可用于探究其他环境条件（例如_________）对金鱼藻光合作用的影响。【答案】（1）①.光照②.光照是光合作用必要条件吗？（2）①.快要熄灭的竹签的燃烧变得旺盛②.光合作用③.二氧化碳##水④.水##二氧化碳⑤.氧气⑥.光照⑦.叶绿体（3）A（4）温度等【解析】【分析】光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。【小问1详解】甲实验装置和乙实验装置中金鱼藻、木块、玻璃缸、试管、漏斗、水（含有二氧化碳）完全相同，乙实验装置比甲实验装置多黑色纸盒，根据对照实验原则，因此该学习小组设置的变量是光照；他们探究的问题是：光照是光合作用必要条件吗？【小问2详解】甲装置中具备光合作用条件，因为光合作用产物中含氧气，氧气具有助燃的作用，因此观察到的现象是快要熄灭的竹签的燃烧变得旺盛；光合作用是绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程，因此与甲装置中产生该气体有关的植物生理过程是光合作用，光合作用的原料是二氧化碳和水；产物是有机物和氧；条件是光照；场所是叶绿体。【小问3详解】金鱼藻是多年生草本的沉水性水生植物，茎细柔，有分枝，金鱼藻多年生长于小湖泊静水处，曾经于池塘、水沟等处常见；水绵是双星藻科水绵属水生藻类植物，又叫水青苔、石衣、水衣、水苔、石发，它有大量叶绿体，有助于光合作用；菠菜，属藜科菠菜属一年生草本植物；仙人掌，仙人掌科仙人掌属植物，仙人掌科缩刺仙人掌的变种，被称为“沙漠英雄花”，常生长于沙漠等干燥环境中；洋葱头，百合科葱属多年生草本植物；因此想亲手做这个实验，却找不到金鱼藻，可作替代的是水绵，故选A。【小问4详解】影响光合作用的外界因素有光照强度、二氧化碳的含量，温度等，光合作用的场所是叶绿体，如果把实验装置作一些改变，可用于探究其他环境条件如：二氧化碳、温度等对金鱼藻光合作用的影响。1.光合作用的概念：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，并且释放出氧气的过程。2.光合作用的公式：3.光合作用的实质：合成有机物，储存能量【练经典04】4.下面是植物叶片上进行光合作用的示意图，图中①和②是气体，③和④是通过叶脉进行运输的物质，据图回答下列问题。（1）写出图中①②③④分别代表的物质名称①是_____、②是_____，③是_____、④是_____。（2）在此叶片上进行光合作用的场所是_______。（3）植物通过光合作用把光能转变成______，并储存在合成的有机物中。【答案】（1）①.二氧化碳②.氧气③.有机物④.水（2）叶绿体（3）化学能【解析】【分析】（1）光合作用是指植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。光合作用的反应式：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气。（2）呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。呼吸作用的反应式：有机物+氧气+二氧化碳+水+能量。（3）蒸腾作用是指植物体内的水分主要是通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的一个过程。（4）植物叶片上进行光合作用的示意图，图中①是氧气、②是二氧化碳、③是有机物、④是水分。【小问1详解】光合作用的反应式：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气。所以当图示表示植物叶片上进行光合作用时，图中①是氧气、②是二氧化碳、③是有机物、④是水分。【小问2详解】叶绿体是进行光合作用的场所。【小问3详解】光合作用的实质是物质转化和能量转化：物质转化的过程是将简单的无机物转化成为复杂的有机物，并释放出氧气；能量转化的过程是将光能转化成为化学能，储存在有机物中。因此，绿色植物通过光合作用把光能转变成的化学能贮藏在有机物中。光合作用原理在农业生产上的应用种植农作物时，既不能过稀，也不能过密，应该合理密植。让作物充分利用光照，提高光合作用效率，增加产量。也可以增加二氧化碳浓度、延长光照时间、增加光照强度等措施，来增强光合作用，提高产量。【练经典05】5.农业生产中，下列措施不能提高农作物产量的是（）A.增加浇水量 B.间作套种 C.延长光照时间 D.合理密植【答案】A【解析】【分析】通过提高光合作用所制造的有机物的量，从而提高农作物的产量。增加光照强度、延长光照时间、适当增加二氧化碳的浓度，都会提高光合作用所制造有机物的量。【详解】A．增加浇水量会导致土壤缺乏氧气，影响根的呼吸作用，符合题意。B．间作套种充分的利用光能的重要措施，增加光合作用的有效面积，能增产，不符合题意。C．光照时间越长，植物光合作用的时间越长合成的有机物就越多，能增产，不符合题意。D．合理密植能充分利用光照，能提高光合作用效率，提高农作物的产量，不符合题意。故选A。呼吸作用释放能量实验装置：两个暖水瓶装种子，甲瓶中装的是萌发的种子，乙瓶中装的是煮熟的种子。往瓶中各插入一支温度计。实验现象：甲瓶温度升高；乙瓶温度不变实验结论：呼吸作用释放能量，其中一部分用于生理活动；一部分以热能散失了。【练经典06】6.为研究某植物的呼吸作用，某校生物兴趣小组的同学将萌发的和煮熟的大豆种子放在两个保温瓶中密封，并分别插入一支适合的温度计,一段时间后观察温度计示数的变化。关于该实验的下列叙述中，错误的是（）A.甲、乙两瓶中的种子应大小相似、数量相同B.种子呼吸作用产生的热来自于有机物分解C.一段时间后，甲瓶的温度低于乙瓶D.甲、乙两瓶的起始温度应相同【答案】C【解析】【分析】1．对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，这个不同的条件，就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的，就是实验组，没有对实验变量进行处理的就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性，对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态，这样做的目的是控制单一变量，便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。2．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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。【详解】AD．对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同外，其他条件都相同的实验，因此，该实验的变量的变量是温度，其他条件都应相同，故甲、乙两瓶中的种子应大小相似、数量相同，起始温度应相同，AD正确。B．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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。因此，种子呼吸作用产生的热来自于有机物分解，B正确。C．甲瓶萌发的种子进行呼吸作用释放能量，温度上升，乙瓶煮熟的种子，不会进行呼吸作用，温度不变化，故一段时间后，乙瓶的温度低于甲瓶，C错误。故选C。呼吸作用产生二氧化碳实验装置：瓶中是萌发的种子。实验开始时阀门是关闭的。过一段时间以后，往瓶子里注入清水，打开阀门，使瓶内的气体进入试管。观察澄清的石灰水发生了什么变化。（二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性。）实验现象：澄清的石灰水变浑浊实验结论：呼吸作用产生二氧化碳。【练经典07】7.为验证新鲜蔬菜呼吸过程中气体的变化，某同学在甲袋内装入新鲜蔬菜，乙袋中不放任何材料，接着密封两袋袋口，并放至黑暗处，24h后取出，分别将两袋内的气体通入装有澄清石灰水的试管中，石灰水的变化如图，此实验的结果说明植物呼吸产生（）A.二氧化碳 B.氧气 C.有机物 D.水【答案】A【解析】【分析】（1）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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。（2）呼吸作用产生的能量一部分以热能的形式释放出来，另一部分以化学能的形式贮存在一种叫做ATP的物质中，直接提供维持生物体各项生命活动的能量。【详解】甲里面有植物，在黑暗处能进行呼吸作用，释放出二氧化碳，能使试管内的澄清的石灰水明显变的浑浊。乙里面是空气，不会使试管中的澄清的石灰水发生变化。根据二氧化碳能使石灰水变浑浊的特性，该现象说明：在实验中绿色植物产生的气体是二氧化碳。氧气、有机物不是呼吸作用的产物，水不会使澄清石灰水变浑浊。故选A。呼吸作用吸收氧气实验装置：甲瓶装有萌发的种子，乙瓶装有等量的煮熟的种子。把甲、乙两瓶同时放到温暖的地方。24小时以后，观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况。实验现象：甲瓶蜡烛熄灭，乙瓶蜡烛继续燃烧。因为甲瓶里的氧被萌发的种子吸收了。实验结论：呼吸作用吸收氧气。【练经典08】8.为研究植物的呼吸作用，同学们分别将萌发的大豆种子和煮熟的大豆种子放在两个广口瓶中密封，一段时间后打开瓶塞，观察点燃的蜡烛在瓶中的燃烧情况。下列叙述不正确的是（）A.甲、乙瓶中分别是萌发和煮熟的种子B.两瓶中种子的大小、数量相同C.该实验证明呼吸作用产生了二氧化碳D.该实验说明呼吸作用消耗氧气【答案】C【解析】【分析】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，供给生命活动需要的过程叫做呼吸作用。只要是活细胞就要进行呼吸作用，萌发的种子能进行呼吸作用，会吸收氧气，产生二氧化碳，煮熟的种子，不能呼吸。据此解答。【详解】A．伸入甲瓶的蜡烛马上熄灭，说明甲瓶没有氧气，是萌发的种子进行呼吸作用吸收了；乙瓶的蜡烛能继续燃烧一段时间，说明种子没有进行呼吸作用，放入的是煮熟的种子，A正确。B．甲乙作为一组对照实验，变量是种子能否进行呼吸作用，其他条件应该相同，选择大小、数量相同的种子是为了控制变量，乙瓶是为了设置对照，B正确。CD．萌发的种子呼吸作用旺盛，吸收瓶内的氧气，释放出大量的二氧化碳；煮熟的种子已没有生命力，不再进行呼吸作用，瓶内的氧气不会减少；因此将燃烧的蜡烛放在装有萌发的种子的瓶子里，蜡烛熄灭，因为该瓶内氧气被种子的呼吸作用利用了；而放在装有煮熟的种子的瓶子里，蜡烛不会熄灭，因为该瓶子内的氧气没有减少；因此该实验证明萌发的种子的呼吸作用消耗氧气，但不能证明呼吸作用产生了二氧化碳，C错误，D正确。故选C。【点睛】掌握呼吸作用消耗氧气是本题解题关键。1.呼吸作用的概念：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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。2.呼吸作用的公式：3.呼吸作用的实质：分解有机物，释放能量。【练经典09】9.如图是关于呼吸作用的概念图，下列说法错误的是（）A.植物体内的活细胞呼吸作用随时进行B.图中Y是氧气，X是二氧化碳C.呼吸作用过程合成了有机物，产生了能量D.生物体进行呼吸是为生命活动提供能量【答案】C【解析】【分析】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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。【详解】A．在动植物体中，呼吸作用主要部位是所有活的细胞，场所是细胞中的线粒体，随时进行，A正确。B．呼吸作用的反应式是：有机物+氧气二氧化碳+水+能量。可见，呼吸作用利用Y（氧气）分解有机物，并能释放出X（二氧化碳），B正确。CD．呼吸作用的实质是：分解有机物，释放能量，为生物的生命活动提供能量，C错误、D正确。故选C。呼吸作用原理在生产生活中的应用促进呼吸作用：农田适时松土，遇到涝害时排水，都是为了使植物的根得到充分的氧气，保证呼吸作用的正常进行。降低呼吸作用：贮藏粮食时，保持干燥和低温；贮藏水果、蔬菜时，降低温度或氧浓度。【练经典10】10.下列农业生产措施，与植物的呼吸作用有关的是（）A.早春播种后，覆盖地膜B.农田淹水后及时排涝C.对玉米实施人工辅助授粉D.农作物立体种植或合理密植【答案】B【解析】【分析】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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。【详解】A．播种后用