(共41张PPT)
第2节 植物的呼吸作用
课前预习
知识梳理
一、细胞呼吸产生能量
1.实验图示。
2.现象:甲的温度升高,乙的温度没有明显变化。
3.现象分析:种子萌发过程中,细胞通过分解有机物获得能量,这些能量一部分用于萌
发过程中的细胞分裂、分化等生命活动,另一部分以_____的形式释放出来,使大豆
种子温度升高。
热能
二、细胞呼吸生成二氧化碳和水
1.植物细胞呼吸能够生成二氧化碳的实验。
(1)过程图示。
(2)实验分析:选用不透光的黑色塑料袋是为了防止植物进行_____作用。
(3)实验现象:澄清的石灰水变_____。
(4)实验结论:植物细胞呼吸产生了_________。
光合
混浊
二氧化碳
2.植物细胞呼吸会消耗氧气的实验。
(1)过程图示。
(2)实验现象:把带火星的细木条伸入甲瓶时,火星会_________;而伸入乙瓶中时,火星
_____________。
(3)实验结论:植物细胞呼吸会消耗_____。
立即熄灭
不会立即熄灭
氧气
3.有氧呼吸和无氧呼吸。
(1)有氧呼吸:细胞呼吸通常需要氧气,称为有氧呼吸。有氧呼吸会生成_________和
___。
(2)无氧呼吸。
①概念:有时细胞呼吸还能在_____条件下进行,称为无氧呼吸。
②产物:无氧呼吸会生成_____或_____。
③举例:苹果、香蕉等储藏一段时间后会产生酒味,就是果实内部的细胞进行无氧呼
吸生成_____的结果;马铃薯块茎、甜菜块根等在无氧呼吸时会产生_____。
二氧化碳
水
无氧
酒精
乳酸
酒精
乳酸
三、细胞呼吸的意义
1.植物细胞呼吸主要为植物体提供_____,这些能量中的一部分可以用于植物体的各
项生命活动,另一部分转化为_____散失。
2.会产生一些其他物质,这些物质是细胞进一步合成糖类、蛋白质等的原料。
3.如果植物体的某个部位受伤或受到病菌侵染,该部位通过增加细胞呼吸,可以促进
伤口愈合或有毒物质_____,同时还会生成_________,增强植物体自身的抗病能力。
能量
热能
分解
杀菌物质
【辨一辨】
光合作用和呼吸作用的区别
项目 光合作用 呼吸作用
物质
变化 原料 二氧化碳、水 氧气、有机物
产物 氧气、有机物 二氧化碳、水
部位 含叶绿体的细胞 所有活细胞
能量变化 把光能转化成化学能 把化学能释放出来
与光的关系 只有在光下才能进行 有光、无光都能进行
结果 合成有机物,贮存能量 分解有机物,释放能量
课堂探究
典例微课
【经典母题】呼吸作用是绿色植物的重要生理过程,下列相关叙述正确的是( )
A.植物细胞中有机物的分解必须在光下进行
B.植物呼吸作用只发生在花、果实、种子中
C.植物通过呼吸作用为生命活动提供能量
D.植物的光合作用和呼吸作用不能同时进行
C
【点迷津】
1.呼吸作用的场所是所有的活细胞,所以植物的根、茎、叶、花、果实、种子都能进行呼吸作用。
2.植物光合作用的条件是光照,白天植物的光合作用和呼吸作用可以同时进行。生物时刻都在进行呼吸作用。
1.下图表示某植物的两种生理过程。下列有关叙述错误的是( )
A.过程①表示光合作用
B.过程②表示呼吸作用
C.过程①和②白天同时进行
D.过程①和②在叶绿体进行
【解析】①光合作用在叶绿体中进行,②呼吸作用主要在线粒体中进行,D错误。
D
2.(2023·安徽)呼吸作用是生物界普遍存在的生命现象,其物质和能量的变化是( )
A.有机物分解,储存能量 B.有机物合成,储存能量
C.有机物分解,释放能量 D.有机物合成,释放能量
【解析】呼吸作用是生物界普遍存在的生命现象,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
1.用不同状态的种子探究种子呼吸过程中释放的能量,温度计示数变化最大的是
( )
A.潮湿的种子 B.晒干的种子
C.炒熟的种子 D.休眠的种子
【解析】本题主要考查呼吸作用的条件和能量变化。呼吸作用进行的条件是具有生命力的种子,萌发的种子呼吸作用旺盛,有机物在氧气的参与下分解,释放出的能量用于种子的各项生理活动,同时一部分能量以热能的形式散失。温度计示数变化最大的是潮湿的种子。潮湿的种子呼吸作用旺盛,晒干的种子和休眠的种子呼吸作用很弱,炒熟的种子无法呼吸。
A
2.我国南方,夏季是水稻收割的时候,而这个季节常会遇上台风和大雨。农民常将未
晾干的水稻种子拢成堆盖上塑料膜。一段时间后,将手插入谷堆,会感到烫手,主要是
因为( )
A.潮湿的种子有蒸腾作用
B.潮湿种子的呼吸作用强,产生的热量无法散失
C.缺乏氧气,种子无法呼吸
D.种子进行光合作用,储存了许多热量
B
【解析】本题主要考查呼吸作用释放能量。植物进行呼吸作用消耗氧气分解有机物,释放能量,而种子内的物质必须先溶解在水里才能被种子利用。因此种子含水多,呼吸作用旺盛;含水少,种子的呼吸作用较弱。潮湿的水稻种子含水量多,呼吸作用旺盛,释放了大量的热量,堆在一起产生的热量无法散失,因此将手插入谷堆,会感到烫手。
3.莲生活在水中,它的根状茎中有多个储存空气的气腔,能为莲水下器官的呼吸作用
提供充足的( )
A.水分 B.氧气
C.无机盐 D.二氧化碳
【解析】莲生活在水中,它的根状茎中有多个储存空气的气腔,能为莲水下器官的呼
吸作用提供充足的氧气,这是生物对环境的适应。
B
4.下列关于植物的呼吸作用,叙述不正确的是( )
A.原料之一:氧气
B.产物之一:二氧化碳
C.主要场所:线粒体
D.主要部位:种子
【解析】本题主要考查呼吸作用的部位、概念。植物体内只要是活的细胞都需要能量,都能进行呼吸作用。
D
5.(2024·茂名期末)如图是探究种子萌发过程中释放什么气体的实验装置。图乙中澄
清石灰水变混浊,这说明种子萌发过程中释放的气体是( )
A.无机盐 B.氧气 C.二氧化碳 D.水
【解析】二氧化碳能够使澄清的石灰水变混浊,图乙中澄清石灰水变混浊,这说明种
子萌发过程中释放的气体是二氧化碳。
C
1.(2024·东莞期末)观音山国家森林公园景色秀美,森林广袤,空气中负氧离子含量极
高,被誉为“天然氧吧”。你认为天气晴朗时,在公园里锻炼身体,“吸氧”的最佳时间是
( )
A.清晨6点 B.下午6点 C.中午12点 D.晚上10点
【解析】夜间无光情况下,植物不进行光合作用,只进行呼吸作用,不断消耗氧气,所
以清晨时氧气的浓度较低。在白天,植物进行光合作用,不断释放氧气,也能进行呼吸
作用,消耗氧气,但光合作用的强度大于呼吸作用的强度,所以在下午6点时空气中氧
气的含量较高,为在公园“吸氧”的最佳时间。
课后提升
B
2.为探究植物的呼吸作用,小明将下列不同的实验材料分别装入密封的塑料袋中,放
置在黑暗环境中。一天后,收集塑料袋中的气体,将其通入澄清的石灰水中,能使澄清
石灰水变混浊的实验材料有( )
①煮熟的玉米种子 ②正在生长的小麦幼苗
③开水烫过的菠菜叶 ④切成片的萝卜
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
C
【解析】本题主要考查探究植物的呼吸作用的实验。活细胞进行呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳会使澄清的石灰水变混浊。选项中能使澄清石灰水变混浊的实验材料是②正在生长的小麦幼苗和④切成片的萝卜,而①煮熟的玉米种子和③开水烫过的菠菜叶,细胞已经死亡,不能进行呼吸作用。
3.如图是小明同学构建的绿色植物呼吸作用概念图。图中空格①、②、③应依次填
写( )
A.氧气、叶绿体、二氧化碳
B.氧气、线粒体、二氧化碳
C.二氧化碳、叶绿体、氧气
D.二氧化碳、线粒体、氧气
【解析】呼吸作用的主要场所是线粒体;呼吸作用的原料是氧气和有机物(淀粉);呼
吸作用的产物是二氧化碳和水。所以,①是氧气,②是线粒体,③是二氧化碳,B符合题
意。
B
4.某生理学家在研究线粒体时,统计了某动物部分组织细胞中的线粒体数量,如表所
示,试推测表中各组织细胞的代谢活动由强到弱的顺序为( )
A B C D E
肝细胞 肾细胞 肠细胞 心肌细胞 冬眠时的肝细胞
950个 400个 260个 12 500个 1 350个
A.CDBAE B.CBAED C.DEABC D.DCAEB
【解析】本题主要考查呼吸作用的场所。组织细胞的代谢活动强,需要的能量就多,细胞内线粒体的数量就多,因此表中各组织细胞代谢活动从强到弱的顺序是:D心肌细胞>E冬眠时的肝细胞>A肝细胞>B肾细胞>C肠细胞。
C
5.为检验植物的呼吸作用,小明将数棵新鲜菠菜装入塑料袋中,扎紧袋口。
(1)小明将装置放置在黑暗处,目的是_____________________。
(2)一晚上后,松开塑料袋口,插入一根导管(如图),让塑料袋中的空气通入澄清石灰水中,观察到澄清石灰水变混浊,原因是_________________________。
避免植物进行光合作用
菠菜呼吸作用释放二氧化碳
【解析】(1)植物在光下会进行光合作用吸收二氧化碳,影响实验结果;且光合作用的进行需要光,黑色塑料袋不透光,这样就避免了塑料袋内的植物因进行光合作用而影响实验结果。
(2)将新鲜菠菜放在暗处,植物不能进行光合作用,能进行呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳会使澄清的石灰水变混浊。因此一晚上后,松开塑料袋口,插入一根导管,让塑料袋中的气体通入澄清石灰水中,观察到的现象是石灰水变混浊,这个现象说明了菠菜呼吸作用释放二氧化碳。
6.如下图,把D、E打开,在A内充入二氧化碳,将装置放在有光照的环境下,若想A内的
二氧化碳消耗速度减慢,在C内进行下列哪种处理效果较好( )
A.放入小型动物
B.放入小型植物
C.放入绿藻
D.不进行任何处理
A
【解析】放入小型动物后,动物进行呼吸作用放出二氧化碳,可以为植物的光合作用提供原料,从而降低A内二氧化碳被消耗的速度,但如果在C内放入小型植物或绿藻,能进行光合作用消耗二氧化碳,会加速二氧化碳的消耗。
7.(2023·湘潭)利用如图所示的实验装置来验证植物的呼吸作用,下列说法错误的是( )
A.装置③应置于黑暗环境中
B.通入空气①前应去除其中的二氧化碳
C.排出的气体②中,氧气含量高于①
D.装置④中澄清的石灰水会变混浊
【解析】装置③应置于黑暗环境中,目的是避免光合作用的干扰,A正确。通入空气①前应去除其中的二氧化碳,避免空气中的二氧化碳干扰实验,B正确。植物的呼吸作用会消耗氧气,所以排出的气体②中,氧气含量低于①,C错误。植物进行呼吸作用产生二氧化碳,所以④中澄清的石灰水会变混浊,D正确。
C
8.(2024·苏州)种子萌发时呼吸作用旺盛。将等量萌发种子与干燥种子分别装入甲、
乙两个保温瓶中,塞紧瓶塞,测得两保温瓶内温度相同。一段时间后,再次测量甲、乙
两个保温瓶内温度,结果如图所示。相关叙述错误的是( )
A.保温瓶内温度上升主要由于种子呼吸作用
B.萌发种子的呼吸作用要显著强于干燥种子
C.乙保温瓶内的干燥种子无法进行呼吸作用
D.种子的呼吸作用能够为生命活动提供能量
C
【解析】呼吸作用分解有机物释放能量,故保温瓶内温度上升主要由于种子呼吸作用,种子的呼吸作用能够为生命活动提供能量,A、D正确。种子萌发需要一定的水分,萌发过程中需要消耗更多的能量,因此萌发种子的呼吸作用要显著强于干燥种子,B正确。只要是活细胞,就能进行呼吸作用。因此乙保温瓶内的干燥种子也能进行呼吸作用,C错误。
9.(2024 河源期末)草莓的叶释放氧气或吸收氧气的量(相对值)随时间的变化而变化
(如图所示),下列分析正确的是( )
A.AB段植物不进行光合作用
B.C点呼吸作用为0
C.BD段植物只进行光合作用
D.DE段气孔全关闭
A
【解析】AB段,氧气的吸收量是定值,表示光合作用没有进行,只进行呼吸作用,A正确。C点释放的氧气为零,表示光合作用和呼吸作用的强度相同,而不是呼吸作用为0,B错误。BD段释放的氧气量逐渐增加,说明光合作用逐渐增强,C点后光合作用强度大于呼吸作用强度,C错误。DE段,释放的氧气量大于零,所以气孔没有全关闭,D错误。
10.(2024 齐齐哈尔)下面是探究植物进行呼吸作用的三套实验装置(甲装置瓶中是萌发的种子;乙装置和丙装置中A瓶内都装有萌发的种子,B瓶内都装有等量的煮熟的种子),请根据实验现象,回答下列问题:
(1)甲装置实验中澄清的石灰水变混浊,说明种子萌发时放出了_________。
(2)乙装置中A瓶内的温度计示数升高,B瓶内的温度计示数不变,说明种子在萌发过
程中有机物发生了变化,释放出_____。
(3)丙装置中A瓶中燃烧的蜡烛立刻熄灭,B瓶中的蜡烛继续燃烧。说明A瓶中_____
被萌发的种子吸收了。
二氧化碳
热量
氧气
【解析】(1)萌发的种子呼吸作用十分旺盛,通过呼吸作用产生大量二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变混浊,所以甲装置观察到的现象是澄清的石灰水变混浊。
(2)乙装置中A是萌发的种子,进行呼吸作用,萌发时呼吸作用加强,所以,温度计示数升高,说明种子呼吸作用释放热量。
(3)丙装置A瓶中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。
11.如图是某细胞内部分生理活动示意图。A和B代表生理过程,Ⅰ和Ⅱ代表细胞结构,①和②代表某种物质。据图回答下列问题:
(1)该细胞属于_____(填“动物”或“植物”)细胞。
(2)Ⅰ所代表的结构是_______,B所指的生理过程是_________。
(3)__(填字母)过程能释放能量供细胞生命活动需要。
(4)物质①吸收的主要部位是根尖的_____区,它主要通过叶片上的_____散失到体外。
植物
叶绿体
呼吸作用
B
成熟
气孔
【解析】(1)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贮存能量的有机物(主要是淀粉),并释放氧气的过程。呼吸作用是所有活细胞内,利用氧气,将线粒体内有机物分解成二氧化碳和水,并且将贮存在有机物中的能量释放出来,供生命活动利用的过程。因此该细胞有两种转换器,属于植物细胞。
(2)(3)A表示光合作用,B表示呼吸作用。B过程是分解有机物,释放能量,且释放能量供细胞生命活动需要。
(4)物质①吸收的主要部位是根尖的成熟区,它主要通过叶片上的气孔散失到体外。
12.随着生活水平的提高,人们的健康意识日益增强。清晨,不少市民到绿树成荫的公园散步、晨跑。最近,有报道称清晨到林间锻炼身体对健康不利。某中学生物学兴趣小组的同学对此产生了兴趣,并进行了一系列探究。该兴趣小组的同学用同一植株上大小、长势相似的两片叶子,设计了如图一所示的实验装置;又将装置B连通二氧化碳浓度测定仪,在室外测量一天中二氧化碳浓度的变化,并绘制了如图二所示的曲线,图三是叶肉细胞示意图,序号1~6表示叶绿体、线粒体吸收或释放气体的过程。
(1)图一中的实验在光下进行一段时间后,用手挤压塑料袋,使气体通入烧杯,观察到
的现象是装置A中澄清石灰水_______,该生理活动的意义是___________________
_________________。
(2)图二中6时~18时曲线变化的原因是光合作用的强度_____(填“大于”“小于”或“等
于”)呼吸作用的强度,此时图三中能进行的生理过程有___________(填序号)。
(3)图二中一天时间内,植物体内积累有机物最多的时间大约是___时。
变混浊
分解有机物,为细胞的
生命活动提供能量
大于
1、2、5、6
18
【解析】(1)图一中的实验在光下进行一段时间后,装置A内的植物叶片只进行呼吸作用,不能进行光合作用,因此塑料袋内的气体主要是二氧化碳。二氧化碳能使澄清的石灰水变混浊,故使气体通入烧杯,装置A中澄清石灰水变混浊,该生理活动的意义是:分解有机物,为细胞的生命活动提供能量。
(2)图二中6~18时曲线表示二氧化碳浓度持续减少,变化的原因是光合作用的强度大于呼吸作用的强度。6~18时植物光合作用会消耗自身的呼吸作用产生的全部二氧化碳,且还需要从外界吸收二氧化碳;植物呼吸作用需要的氧气全部来自自身光合作用。故此时图三中能进行的生理过程有1、2、5、6。
(3)由图二曲线可知,6~18时的时间段内二氧化碳的浓度持续下降,说明植物体吸收的二氧化碳的量比释放出的二氧化碳的量多,也就是光合作用的速率大于呼吸作用的速率,此时间段植物体内有机物的量得以积累,故积累有机物最多的时间大约是18时。(共48张PPT)
第11章 植物的光合作用和呼吸作用
第1节 植物的光合作用
课前预习
知识梳理
一、光合作用的原料
1.海尔蒙特的柳树苗实验。
海尔蒙特根据实验结果推测,植物生长的原料是从___中得到的,树木只要有水就能
生长发育。
水
2.普利斯特利的实验。
普利斯特利认为这项实验证实植物可以“_____”空气。
3.英格豪斯通过实验发现:只有植物的绿色部分受到_____时,植物才能“_____”空气。
4.植物“_____”空气的原因:植物叶片在光照下吸收二氧化碳并释放氧气。_________
是植物光合作用必不可少的原料。
5.19世纪初,一位瑞士科学家通过实验提出,___也是光合作用的原料。
净化
光照
净化
净化
二氧化碳
水
二、光合作用的产物
1.绿叶在光照下能够合成淀粉。
(1)实验步骤和目的。
步骤 操作 目的
暗处理 把一盆生长旺盛的天竺葵放到黑暗处或罩上黑色塑料袋,进行一昼夜的暗处理 将叶内原有的_____运走或耗尽
部分遮光,
光照 把上述经过暗处理的天竺葵的部分叶片,从上、下两面用小于叶片的黑色纸片遮盖起来,并用回形针固定,放在阳光下照射一段时间 形成_____和_____的对照实验
酒精脱色 摘下被遮盖的叶片、取下纸片。观察叶片的颜色
有无变化。把叶放入盛有适量_____的小烧杯中,
再将小烧杯放入盛有适量热水的大烧杯中,_____
加热,观察叶片的颜色变化,直至叶片呈现_____色 使叶片含有的_______溶解在酒精中
淀粉
有光
无光
酒精
水浴
黄白
叶绿素
步骤 操作 目的
水漂洗 用镊子取出叶片,用清水轻轻冲洗干净 洗去酒精和叶绿素,便于观察
滴碘液 再将叶片放到培养皿里,向叶片滴加碘液 淀粉遇碘变___色,检验是否生成
_____
看颜色 稍停片刻,用清水冲掉碘液,观察叶片颜色的变化
蓝
淀粉
(2)实验现象和结论。
项目 遮光部分 见光部分
现象 _______ _____
分析 无淀粉生成,未进行光合作用 有淀粉生成,进行光合作用
结论 植物在光照下通过光合作用合成了_____
不变蓝
变蓝
淀粉
2.绿叶在光照下能够释放氧气。
(1)实验过程。
(2)实验现象:带火星的细木条遇到金鱼藻释放的气体能重新_____起来。
(3)实验结论:植物的光合作用能释放_____。
燃烧
氧气
3.光合作用。
概念 植物利用_____,把二氧化碳和___合成为贮存了能量的_______,同时释放_____的过程
表达式
物质转变 二氧化碳和水等无机物合成淀粉等有机物,并释放氧气
能量转化 ___能转化为_____能,并将能量贮存在有机物中
光能
水
有机物
氧气
光
化学
【辨一辨】
植物是否进行光合作用的常用检验方法和原理
1.检验淀粉:运用淀粉遇碘变蓝的特性,取实验后的叶片经过脱色、漂洗、滴加碘液,观察叶片是否变蓝,以此判断植物是否进行光合作用产生淀粉。
2.检验氧气:运用氧气可助燃的原理,将快要熄灭的卫生香或木条伸进收集气体的容器内,观察卫生香或木条是否复燃,以此判断植物是否进行光合作用产生氧气。
课堂探究
典例微课
【经典母题】在验证“绿叶在光照下能够合成淀粉”的实验中,某生物学兴趣小组利用天竺葵进行了如下实验。
第一步:将整株天竺葵放置在黑暗环境中2~3天。
第二步:如图1所示,用黑卡纸对叶片乙做局部遮光处理;用装有氢氧化钠(可吸收二氧化碳)的透明塑料袋,将叶片丙包裹密封;叶片甲不做处理。
第三步:将图1植株放置于阳光下2~3小时。再分别摘取叶片甲、乙、丙,按图2的步骤进行检验。
(1)将天竺葵放置在黑暗环境中2~3天的目的是消耗叶片中原有的_____。
(2)图2中,步骤a把叶片放入盛有酒精的小烧杯中水浴加热,目的是使叶片含有的___
_____溶解到酒精中。
淀粉
叶
绿素
(3)实验结果:
叶片 甲 乙 丙
实验结果 变蓝色 见光部分变蓝色,遮光部分不变蓝色 不变蓝色
①由叶片甲和叶片丙的对照结果分析得出:_________是光合作用的原料。
②由叶片乙的见光部分与遮光部分的对照结果分析得出:___是光合作用的必需条件。
(4)根据实验结果,为提高农作物的产量,可采取的措施有________________________
_________________(至少答1点)。
二氧化碳
光
适当增加二氧化碳的浓度;
适当增加光照强度
【点迷津】
1.图1为对叶片的处理:甲不做处理,乙被局部遮光处理,丙被装有氢氧化钠的透明塑料袋包裹密封。
图2为检验淀粉的步骤:a为脱色,b为漂洗,c为滴碘液显色。
2.两组对照实验:丙处的二氧化碳被氢氧化钠吸收,丙与甲构成一组对照实验,变量是二氧化碳;乙处黑卡纸遮盖部分与见光部分构成一组对照实验,变量是光照。
1.(2023·新疆)将某盆栽黑暗处理24小时,选取一片绿叶,按图示位置切断主叶脉,光照
处理4小时,发现B区不能制造淀粉,是因为B区缺少( )
A.叶绿素
B.光
C.二氧化碳
D.水
【解析】将主叶脉切断,这样叶的B区就得不到从根运输来的水,没有水,则不能进行
光合作用,不能产生淀粉,滴加碘液不变蓝;A绿色部分细胞内有叶绿体,有光照,有水,
能通过光合作用制造淀粉,因此滴加碘液变蓝色。
D
2.某小组在做“绿叶在光照下能够合成淀粉”的实验时,尝试在天竺葵叶片上做出恐龙
剪影(如下图)。下列叙述不正确的是( )
A.实验前将天竺葵置于黑暗处一昼夜
B.用黑色剪影纸将叶片双面遮光置于光下
C.用酒精水浴加热使叶片脱色
D.漂洗后滴加碘液,只有遮光处变蓝
D
【解析】实验前将天竺葵置于黑暗处一昼夜的目的是让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部运走和消耗,A正确;用黑色剪影纸将叶片双面遮光置于光下,是为了形成对照,B正确;酒精可以溶解叶绿素,水浴加热是为了避免温度过高使酒精燃烧发生危险,C正确;滴加碘液,稍停片刻,用清水冲洗掉碘液,叶片遮光部分由于不能进行光合作用,无淀粉产生,因而不变蓝;见光部分能够进行光合作用,产生淀粉,因而变蓝,D错误。
1.(2024·成都)在适宜光照条件下,某植物体内与光合作用有关的过程如图所示。图
中①②③代表的物质依次是( )
A.二氧化碳、水、氧气
B.二氧化碳、氧气、水
C.氧气、二氧化碳、水
D.氧气、水、二氧化碳
B
【解析】绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成贮存能量的有机物,并且释放出氧气的过程,叫作光合作用。所以,图中①②③代表的物质依次是二氧化碳、氧气、水。
2.如图所示的装置可以用来验证光合作用需要( )
A.氧气 B.水 C.二氧化碳 D.阳光
【解析】氢氧化钠溶液会吸收二氧化碳,两个装置中的变量为二氧化碳。因此题图中装置可以用来验证二氧化碳是光合作用的原料。
C
3.人们重复普利斯特利的实验时,有的成功,有的失败,最可能的原因是( )
A.蜡烛不同 B.小鼠不同
C.植物不同 D.实验是否在光照下进行
【解析】本题主要考查普利斯特利的实验。进行普利斯特利的实验时,必须要在有光的条件下才能进行,若不在光下就可能不成功,因为绿色植物只有在有光的条件下才能进行光合作用。
D
4.如图甲是验证在光照条件下氧气是否由绿色植物释放出来的装置之一。乙和丙是
另外两个装置,其中通常可作为甲的对照实验的装置是( )
A.只有乙 B.只有丙 C.乙和丙都是 D.乙和丙都不是
【解析】验证在光照条件下氧气是否由绿色植物释放出来,实验变量是绿色植物,其
中甲和乙对照,变量是光照,甲和丙对照,变量是绿色植物。
B
5.取一盆银边天竺葵(边缘无叶绿体),选取一片叶片做如图所示的处理,你认为利用
该叶片可以探究的绿色植物光合作用实验有( )
①光合作用产生淀粉 ②光合作用产生氧气
③光合作用需要二氧化碳 ④光合作用需要光
⑤光合作用需要叶绿体
A.②③⑤ B.①④⑤ C.①③④ D.①②⑤
【解析】叶片中遮光和未遮光的绿色部分唯一的变量是光,验证光合作用产生淀粉;
银边天竺葵叶片的边缘部分与中间未遮光的绿色部分唯一的变量是叶绿体。因此,
利用该叶片可探究的绿色植物光合作用实验有①④⑤。
B
1.校园中的蜡梅尚未长出绿叶,花就已陆续绽放。推测蜡梅在开花过程中需要的有
机物主要来自( )
A.根从土壤中吸收并运输的 B.花瓣进行光合作用合成的
C.以前绿叶光合作用合成的 D.树皮进行光合作用合成的
【解析】本题主要考查对光合作用的理解。光合作用的实质是合成有机物,储存能
量。植物体通过光合作用储存的能量,用于进行各项生命活动。所以蜡梅在开花过
程中需要的有机物主要来自以前绿叶光合作用的合成。
课后提升
C
2.(2024·中山质检)如图所示,把带火星的细木条迅速插入试管中,遇到金鱼藻在光下
放出的气体时会立刻猛烈地燃烧起来,这个实验结果表明( )
A.光合作用产生二氧化碳
B.呼吸作用产生氧气
C.光合作用产生氧气
D.呼吸作用产生二氧化碳
C
【解析】用漏斗罩住浸在清水中的金鱼藻,再将盛满清水的试管倒扣在漏斗柄上,将实验装置放到阳光下,收集金鱼藻在阳光下放出的气体;等气体充满试管的1/2时,取出试管,用拇指按紧试管口,把带火星的细木条迅速插入试管中,可以看到,快要熄灭的细木条迅速复燃,说明试管内收集到的气体是氧气,此实验证明了金鱼藻在光下进行光合作用产生氧气。
3.如下是光合作用的表达式,叙述错误的是( )
A.①②指的是二氧化碳和水
B.③④指的是氧气和有机物
C.光合作用的场所和条件分别是线粒体和光照
D.光合作用是合成有机物,贮存能量的过程
【解析】二氧化碳和水是光合作用的原料,①②指的是二氧化碳和水,A正确。光合作用的产物是氧气和有机物,因此③④指的是有机物和氧气,B正确。光合作用的场所和条件分别是叶绿体和光照,C错误。光合作用的实质是把光能转变成化学能贮存在合成的有机物中,即合成有机物,贮存能量,D正确。
C
如图是绿叶在光下制造淀粉的实验步骤,请据图回答4~6题。
4.下列实验操作与目的有误的是( )
选项 操作步骤 目的
A ② 遮光部分和未遮光部分形成对照
B ④ 清水洗去叶片上的酒精
C ⑤ 消耗叶片中的二氧化碳
D ① 检验淀粉是否生成
【解析】步骤⑤在实验之前,把植物放到黑暗处2~3天目的是让叶片中的有机物(淀粉)运走耗尽,C错误。
C
5.步骤⑥的小烧杯中和步骤①中使用的液体分别是( )
A.酒精、清水 B.酒精、碘液
C.碘液、酒精 D.清水、酒精
【解析】步骤⑥对叶片进行酒精脱色时,一般采用把酒精放在小烧杯内水浴加热的方法。步骤①把漂洗过的叶片放到培养皿里,向叶片滴加碘液。
B
6.步骤⑦中叶片遮光部分和未遮光部分出现的实验现象是( )
A.变蓝色、不变蓝色 B.都变蓝色
C.不变蓝色、变蓝色 D.都不变蓝色
【解析】步骤⑦叶片的见光(未遮盖)部分遇到碘液变成了蓝色,说明叶片的见光部分产生了淀粉,进而说明淀粉是光合作用的产物;叶片的遮光部分遇碘液没有变蓝,说明遮光的部分没有产生淀粉。
C
7.(2024·阳江期末)某小组用如图所示的实验装置(其中氢氧化钠溶液可以吸收二氧
化碳)来探究验证光合作用需要二氧化碳,该实验的实验变量是( )
A.清水 B.二氧化碳 C.叶片 D.氢氧化钠溶液
B
【解析】锥形瓶A中是清水,不能吸收二氧化碳,锥形瓶B中是能够吸收二氧化碳的氢氧化钠溶液。两个锥形瓶唯一变量是二氧化碳,其他条件相同且适宜,可以形成一组对照实验,变量是二氧化碳。
8.(2024·滨州)将在黑暗处放置一昼夜的银边天竺葵进行如图处理后,移到光下照射3
小时左右,摘下叶片甲和乙,经脱色、漂洗后滴加碘液,观察实验现象。该实验不能验
证( )
A.光是光合作用的条件
B.叶绿体是光合作用的场所
C.二氧化碳是光合作用的原料
D.氧气是光合作用的产物
D
【解析】天竺葵叶片甲见光部分与未见光部分能形成对照实验,实验现象是见光部分遇碘液变蓝,未见光部分遇碘液不变蓝,说明光是光合作用不可缺少的条件;叶片甲银边部分与绿色部分形成了以叶绿体为变量的对照实验,实验现象是绿色部分遇碘液变蓝,银边部分遇碘液不变蓝,说明叶绿体是光合作用的场所;氢氧化钠能吸收二氧化碳,叶片甲和叶片乙形成了以二氧化碳为变量的对照实验,实验现象是叶片甲遇碘液变蓝,叶片乙遇碘液不变蓝,说明二氧化碳是光合作用的原料。此实验无法证明氧气是光合作用的产物。
9.新疆野苹果是我国特有的渐危种,研究不同遮阴程度对其幼苗光合作用强度的影
响,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.四组幼苗应置于不同温度下
B.遮阴程度影响光合作用强度
C.全光照时幼苗释放的氧气最多
D.中度遮阴条件最适宜培育幼苗
B
【解析】该对照实验中只能有一个变量(遮阴程度),其他条件应相同,这样便于排除其他条件干扰实验;因此四组幼苗应置于相同环境温度下,A错误。从图中可以看到,幼苗的光合作用强度受遮阴程度的影响,不同的遮阴程度,光合作用强度不同,B正确。从图中可以看到,轻度遮阴时幼苗光合作用强度最强,因而释放的氧气最多,C错误。从图中可以看到,在轻度遮阴条件下,幼苗的光合作用强度最高。所以,轻度遮阴条件下,利于幼苗的生长,最适宜培育幼苗,D错误。
10.(2024·汕头期末)生物学兴趣小组去参观“大棚温室农业”,很多同学发现大棚内另有灯光补充,且灯光颜色都不是白色的。经查阅资料发现太阳发出的可见光为白光(也叫复合光),可分为多种单色光。这些单色光对植物的生长影响是否一致呢 生物学小组进行了如下实验:用不同颜色的单色光照射盆栽的香蕉苗,保证光照充足且强度相等,两周后测量叶片长度和宽度,结果如下表。请回答下列问题。
组别 红光 橙光 黄光 绿光 蓝光 紫光
叶长度增加值/cm 0.6 0.5 0.2 -0.1 0.8 0.8
叶宽度增加值/cm 0.2 0.2 0 -0.1 0.4 0.4
(1)该实验的变量是_________________;实验中要保证各种颜色光源的光照充足且
强度相等,目的是 _____________。
(2)叶片的生长情况能反映其_____作用的强弱,发生该作用的场所是 _______(填细
胞结构)。
(3)由表可知,对植物生长促进效果最显著的两种光分别是___光和 ___光,而完全没
有促进效果的是___光。
(4)从以上实验,可得出结论:单色光对植物的生长影响_______(填“一致”或“不一致”)。
不同颜色的单色光
控制单一变量
光合
叶绿体
蓝
紫
绿
不一致
【解析】(1)对照实验是指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,其他条件都相同的实验。该实验的变量是不同的单色光。实验中要保证各种颜色光源的光照充足且强度相等,目的是控制单一变量。
(2)(4)据表中数据可见:不同的单色光对植物叶片的生长情况影响不同,说明不同的单色光对叶的光合作用影响不同。光合作用的场所是叶绿体。
(3)比较表中数据,在蓝光和紫光条件下,叶的增加值最大,在绿光条件下,叶的增加值是负的,所以对植物生长促进效果最显著的是紫光和蓝光,而没有促进效果的是绿光。
11.研究性学习小组为探究植物的光合作用,用图乙装置对某植物进行了系列实验,该植物叶片如图甲所示。步骤如下:
(1)小红为验证二氧化碳是光合作用的原料,用图乙叶片中__和__两个部分进行对照
实验,其中__部分是对照组(氢氧化钠能够吸收二氧化碳)。(填字母)
(2)小刚根据自己提出的假设将W和X两部分滴加碘液后,对显色结果进行了比较,结
果为__(填字母)部分出现蓝色,而另外一部分为棕黄色,证明了假设正确。请你推测
小刚的假设是_______________________。
X
Y
X
X
光合作用的场所是叶绿体
(3)小明同学对实验进行了改进:在黑暗处理后,光照前,用黑布将玻璃瓶部分包裹起
来,后面步骤不变, 滴加碘液后,X部分显示蓝色,Y部分为棕黄色,因此得出结论“光是
光合作用的必要条件”。小刚认为小明不能得出该结论,理由是___________。若要
得出该结论,应如何进行改进 _____________。
变量不唯一
撤掉氢氧化钠
【解析】本题综合考查与光合作用有关的实验。
(1)由于氢氧化钠能吸收二氧化碳,因此图中X部分、Y部分能形成一组对照实验,变量是二氧化碳。其中Y部分对变量进行了处理,不含二氧化碳,是实验组;X部分处于自然状态下,是对照组。
(2)由图甲、乙可知,X部分、W部分能形成对照实验,变量是叶绿体。滴加碘液后W部分为棕黄色,X部分变蓝。若小刚提出的假设正确,则推测他的假设是光合作用的场所是叶绿体。
(3)经黑暗处理后,光照前,用黑布将玻璃瓶部分包裹起来,后面步骤不变;这样X部分、Y部分存在光照和二氧化碳两个变量,不能从实验结果中得出“光是光合作用的必要条件”的结论。如果将玻璃瓶中的氢氧化钠撤掉,X部分、Y部分就能形成一组对照实验,变量是光。
12.(2024·聊城)某生物兴趣小组为探究光照强度对金鱼藻光合作用的影响,设计如图装置开展探究实验,请回答问题:
实验步骤。
①距离60 W的灯泡30 cm、20 cm、10 cm处,分别安放一个相同的装置(如图一),并标记A组、B组、C组。
②向三组装置内加入等量的金鱼藻和清水。
③晚上,打开灯泡的开关,观察并记录试管中每分钟产生的气泡数目,重复三次求平均值,绘制成柱形图(如图二)。
(1)实验中气泡内气体是_____,产生的气泡数目越多,表示金鱼藻的光合作用越___。
(2)该实验的变量是_________。
(3)该实验得出的结论是:__________________________________________________
_____________________。
(4)实验过程中,观察记录数据,重复三次求平均值的目的是_____________________
_________。
(5)根据实验分析,遇到阴天时可通过适当_____________以保产增产。
(6)若继续探究光是光合作用的必要条件,兴趣小组在原来实验的基础上增加了D组,
你认为D组应该如何设置 _________________________________________。
氧气
强
光照强度
光照强度会影响金鱼藻的光合作用,在一定范围内,光照强
度越强,光合作用就越强
减小实验误差,使实验结
果更准确
增加光照强度
进行遮光处理,装置和其他条件与C组完全相同
【解析】(1)光合作用吸收二氧化碳产生氧气,氧气不溶于水,因此气泡中的气体是金鱼藻通过光合作用产生的氧气,产生的气泡数目越多,说明光合作用释放的氧气越多,故表示金鱼藻的光合作用越强。
(2)改变光源与装置的距离可以调节光照强弱,故该实验的变量是光照强度。
(3)从图二可知,光源与装置的距离越远,气泡数目越少,光源与装置的距离越近,气泡数目越多,这说明光照强度会影响金鱼藻的光合作用,在一定范围内,光照强度越强,光合作用就越强。
(4)实验过程中,观察记录数据,重复三次求平均值的目的是减小实验误差,使实验结果更准确。
(5)根据(3)分析可知,光照强度会影响植物的光合作用,故遇到阴天时可通过适当增加光照强度以保产增产。
(6)若继续探究光是光合作用的必要条件,实验变量是光,故D组应该进行遮光处理,装置和其他条件与C组完全相同。(共25张PPT)
第3节 光合作用和呼吸作用原理的应用
课前预习
知识梳理
一、光合作用原理的应用
1.为了增加作物产量,采取措施提高作物光能利用率。
(1)_________可以增加作物光合作用的面积,充分利用光能。
(2)_____等方式除了能充分利用光能,还能延长作物光合作用时间。
2.适当提高二氧化碳浓度,增强作物的光合作用。
(1)保持良好的田间通风,促进更多二氧化碳进入农田。
(2)采用增施_________气肥等方法来提高田间的二氧化碳浓度。
(3)增施_______不仅可以补充作物生长发育所需的氮、磷、钾等,土壤中的微生物还会分解
有机肥,释放二氧化碳。
合理密植
套种
二氧化碳
有机肥
3.人们根据光合作用的原理,因地制宜选择合适的植物进行栽培养护。
(1)在阳台或庭院_________,不仅能遮挡强烈的阳光,还能净化空气,美化家居环境。
(2)道路两旁,建筑外立面等地方也常常采用植物围挡、绿植墙等_____绿化方式,降
低环境温度,防尘降噪,美化街景,对改善环境效果显著。
养花种草
立体
二、呼吸作用原理的应用
1.促进作物的呼吸作用。
(1)露田晒田、中耕松土、开沟排水等措施都可以改善土壤的通气条件,增加土壤中
的_____,促进作物的呼吸作用。
(2)施肥能促进作物的生长发育,而茎叶茂盛、根系发达的作物,呼吸作用也较强。
2.降低作物呼吸作用的强度。
_____、_____的条件能降低谷物和果蔬呼吸作用的强度,有利于储藏。
(1)刚收下的稻谷要及时晾晒或烘干,降低含水量后,还要储藏在低温、低氧的粮库中。
(2)日常生活中,我们一般用冰箱冷藏果蔬,就是利用低温_____其呼吸作用,延长储藏
时间。
氧气
低温
低氧
抑制
3.采用大棚栽培等措施增加有机物合成,减少有机物分解。
(1)增加有机物合成的措施:白天适当提高棚内的光照强度、温度或二氧化碳浓度,增
强作物的_____作用,促进有机物的合成。
(2)减少有机物分解的措施:夜间适当降温等,抑制作物的_____作用,减少有机物的分
解。
光合
呼吸
【辨一辨】
光合作用和呼吸作用曲线分析
(1)曲线Ⅰ只有在早晨5点左右到晚上7点左右进行,所以它表示的是光合作用,曲线Ⅱ一天24小时都进行,所以它表示的是呼吸作用。
(2)a~b段,f~g段,光合作用强度﹤呼吸作用强度。
(3)b点和f点光合作用强度=呼吸作用强度。
(4)b~f段光合作用强度﹥呼吸作用强度。
(5)cd段光合作用强度下降的原因是中午温度太高,植物为减少水分散失而关闭部分气孔,这样通过气孔进入植物体内部的二氧化碳就会减少,从而导致光合作用强度下降。
(6)c点光合作用强度最高,有机物积累最快。
(7)有机物积累最多的点是f。
课堂探究
典例微课
【经典母题】(2024·滨州)下列生产措施与生物学原理对应错误的是( )
A.移栽植物时去掉部分枝叶——降低光合作用
B.夜间适当降低大棚内的温度——抑制呼吸作用
C.水淹的农田及时排涝——保障农作物根部的氧气供应
D.作物种植时“正其行,通其风”——使作物周围有充足的二氧化碳
A
【点迷津】
1.移栽植物时去掉部分枝叶能降低蒸腾作用,提高移栽成活率。
2.夜间适当降低大棚内的温度可以抑制呼吸作用,增加农作物产量。
3.水淹的农田及时排涝可以保障农作物根部的氧气供应,促进植物根部的呼吸作用,有利于根的生长。
4.作物种植时“正其行,通其风”可以使作物周围有充足的二氧化碳,提高光合作用速率,增加产量。
(2024·乐山)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
【解析】合理密植既不过稀,又不过密,使植物充分利用阳光进行光合作用,能达到提高茶叶产量的目的,A正确。及时排涝能增加土壤中氧气的含量,可以促进植物根的呼吸作用,有利于植物吸收水和无机盐,能达到提高茶叶产量的目的,B正确。搭建大棚,提高夜间温度,会使植物的呼吸作用增强,由于夜间植物没有进行光合作用,有机物消耗增多,不利于提高茶叶产量,C错误。杂草与农作物相互争夺阳光、水、无机盐和生存的空间等,适时除草,避免杂草竞争,有利于提高茶叶产量,D正确。
C
1.(2024 深圳质检)《吕氏春秋》中记载了“苗窃”现象,指苗生太密,没有行列,尽力耕
耘也难以长大。出现“苗窃”现象主要是因为影响了植物的( )
A.呼吸作用 B.光合作用 C.蒸腾作用 D.吸收作用
【解析】合理密植,有利于农作物充分利用光能,提高光合作用效率,种植过密,植物
叶片相互遮盖,只有上部叶片进行光合作用,种植过稀,部分光能得不到利用,光能利
用率低。只有合理密植才是最经济的做法。“苗窃”现象是影响了植物的光合作用。
B
2.(2024 肇庆期中)我们可以在大棚内喷施适量的气体来提高蔬菜的产量,这种气体
是( )
A.氮气 B.氧气 C.水蒸气 D.二氧化碳
【解析】绿色植物通过叶绿体利用光能,把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机
物(如淀粉),并且释放出氧气的过程,为光合作用。原料中二氧化碳是气体,向大棚中
添加二氧化碳,可以提高光合作用的效率,从而提高蔬菜产量。
D
3.萝卜放置时间长了会出现“空心”现象,影响萝卜的口感及营养,造成“空心”的根本
原因是萝卜在存放期间通过( )
A.光合作用消耗了有机物 B.蒸腾作用散失了水分
C.呼吸作用消耗了有机物 D.光合作用释放出了氧气
【解析】萝卜的细胞进行呼吸作用,吸收氧气,分解有机物变为二氧化碳和水,并释放
出能量。因此,新鲜的萝卜存放时间长了会消耗大量有机物,从而出现空心、重量减
轻的现象。因此造成萝卜“空心”的根本原因是萝卜在存放期间通过呼吸作用消耗了
有机物。
C
1.栽花或种庄稼,都要经常松土,其目的是( )
A.促进根的呼吸作用 B.抑制叶的蒸腾作用
C.促进叶的光合作用 D.抑制根对水的吸收
【解析】植物的根呼吸的是空气中的氧气。经常松土,可以使土壤疏松,土壤缝隙中的空气增多,有利于根的呼吸,促进根的生长。
课后提升
A
2.粮库中为了将储存的粮食保存更长的时间,可采取以下条件中的哪一项( )
A.低温、干燥、增加氧气浓度
B.高温、干燥、增加氧气浓度
C.低温、干燥、增加二氧化碳浓度
D.低温、潮湿、增加二氧化碳浓度
【解析】种子寿命的延长对优良农作物的种子保存有着重要意义,也就是可以利用低温、干燥等贮存条件抑制呼吸作用,延长种子寿命。低温、低湿、黑暗以及降低空气中的含氧量(或增加二氧化碳浓度)为理想的贮存条件。
C
3.(2024 巴中)人们将光合作用的原理广泛运用于实际生产。某菜农为提高大棚内蔬
菜的产量采取的如下措施,没有实际效果的是( )
A.适量灌溉 B.高效立体种植
C.增加棚内的氧气浓度 D.增加棚内二氧化碳浓度
【解析】适量灌溉,能够提供适量的水,有利于提高大棚内蔬菜的产量,A正确。高效
立体种植,能够充分利用光能,大棚内蔬菜的光合作用越强制造的有机物就越多,B正
确。氧气是呼吸作用的原料,增加氧气促进了呼吸作用,大棚内蔬菜中的有机物分解
增多,不利于提高大棚内蔬菜的产量,C错误。二氧化碳是光合作用的原料,原料越多
合成的有机物就越多,所以适度增加大棚中二氧化碳气体,有利于提高大棚内蔬菜的
产量,D正确。
C
4.如图1中的甲、乙两条曲线分别表示绿色植物在夏季晴朗的一昼夜间某些生理活动强度随时间变
化的情况,图2表示气孔的两种状态。下列有关说法正确的是( )
A.图1中,甲曲线代表的生理活动随着光照强度的变化而变化
B.一天中,b点植物有机物积累最多
C.乙曲线的bc段过程中,叶片部分气孔呈现图2中②
D.图2中①的细胞处于失水状态
C
【解析】图1中,甲曲线一天24小时都能进行,代表的生理活动是呼吸作用,呼吸作用在有光无光的情况下都能进行,光合作用需要光,随着光照强度的变化而变化,A错误。一天中,a点到d点,光合作用的强度大于呼吸作用的强度,植物积累大量的有机物,过了d点,植物呼吸作用强度大于光合作用强度,有机物开始减少,因此,d点植物有机物积累最多,B错误。乙曲线的bc段光合作用减弱,原因是气温高,叶片部分气孔关闭,呈现图2中②状态,C正确。图2中①表示气孔开放,细胞处于吸水状态,D错误。
5.(2024 东莞质检)为提高玉米产量,研究人员对玉米的适宜种植密度进行研究,玉米
的种植密度与光合作用强度、呼吸作用强度的关系如图所示。下列分析正确的是
( )
A.最适宜的玉米种植密度为d
B.种植密度为b时,玉米产量最高
C.种植密度越大,玉米积累的有机物越多
D.随种植密度增加,光合作用强度逐渐增强
B
【解析】由图可知,当种植密度为b时,光合作用强度和呼吸作用强度的差值最大,积累的有机物最多,故最适宜的玉米种植密度为b,此时玉米产量最高,A错误,B正确。由图可知,种植密度为d(密度最大)时,光合作用强度等于呼吸作用强度,故并不是种植密度越大,玉米积累的有机物越多,C错误。由图可知,d点后光合作用强度达到峰值,故在一定范围内,随种植密度增加,光合作用强度逐渐增强,D错误。
6.(2024 泰安)紫叶芥菜是一种富含花青素的新型保健蔬菜,花青素呈紫色。紫叶芥菜的花青素含量显著高于绿叶芥菜,但二者叶绿素含量无明显差异。研究人员探究光照强度和二氧化碳浓度对紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的影响,实验结果如图2、图3所示。请分析回答:
(1)图1是紫叶芥菜和绿叶芥菜叶片横切面示意图,在显微镜下结构A1呈紫色、A2无色透明,
结构B1、B2均呈绿色。花青素主要存在于叶片[ ]_____([ ]填图中字母,横线填结构名
称)细胞中,叶绿素主要存在于叶肉细胞的_______中。
(2)分析图2中光照强度低于800 μmol·m-2s-1时紫叶芥菜和绿叶芥菜光合速率的变化特点,推
测紫叶芥菜在弱光环境中的适应能力_____(填“强于”“同于”或“弱于”)绿叶芥菜。在农业生
产中栽培紫叶芥菜和绿叶芥菜时,应为紫叶芥菜提供相对_____的光照条件。
A1
表皮
叶绿体
强于
较弱
(3)分析图3可知,当环境中二氧化碳浓度相同时,_____芥菜的光合速率较高,说明它
利用二氧化碳的效率较高。根据两种芥菜光合速率随二氧化碳浓度变化的特点,在
温室种植时为提高产量可采取的措施是_____________________。
(4)分析上述实验及花青素在两种芥菜叶片中的分布情况,推测紫叶芥菜叶片中存在
的大量花青素,会影响_____________________,从而降低光合作用的效率。
绿叶
适当增加二氧化碳浓度
叶绿素吸收和利用光能
【解析】(1)花青素是一种存在于植物细胞液泡中的色素,而叶绿素是植物进行光合作用的关键色素,主要存在于叶绿体中。根据题目描述,A1(表皮)呈紫色,A2(表皮)无色透明,而B1和B2是叶肉,均呈绿色。可以推断花青素主要存在于A1,即表皮细胞中,而叶绿素存在于叶肉细胞的叶绿体中。
(2)光是植物进行光合作用的必要条件。在一定的范围内随光照强度增加,植物的光合作用强度增强,当光照强度达到饱和后,光照强度即使增加,光合作用也不再增强。根据题图2所示,紫叶芥菜在光照强度低于800 μmol·m-2s-1时的光合速率高于绿叶芥菜,说明其在弱光环境下的适应能力比绿叶芥菜强。因此,在农业生产中,为了提高紫叶芥菜的光合效率,应为其提供相对较弱的光照条件。
(3)二氧化碳是植物进行光合作用的原料。在一定范围内,植物的光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。结合题图3可知,绿叶芥菜在相同二氧化碳浓度下的光合速率高于紫叶芥菜,说明绿叶芥菜利用二氧化碳的效率较高。为了提高温室中紫叶芥菜的产量,可以通过适当增加二氧化碳的浓度来促进其光合作用。
(4)结合上述分析可知,紫叶芥菜叶片中的花青素主要分布在表皮细胞中,而叶绿体主要分布在叶肉细胞中。紫叶芥菜叶片中存在的大量花青素,可能对叶绿体进行了遮挡,从而影响了叶绿体内的叶绿素对光能的吸收和利用,进而降低了光合作用的效率。(共21张PPT)
第4节 植物在生物圈中的重要作用
课前预习
知识梳理
一、植物提供有机物和氧气
1.植物通过_____作用合成有机物,释放氧气,不仅满足自身的生命活动需要,还为生
物圈中的其他生物提供有机物和氧气。
2.动物的食物都直接或间接来源于_____。
二、植物与生物圈的碳氧平衡
1.碳氧平衡:植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气。因此植物有助于维持生物
圈中二氧化碳和氧气含量的_____平衡。
光合
植物
动态
2.二氧化碳浓度持续升高的危害。
引发全球气候变暖,自然灾害频发、水土流失严重、生物多样性丧失等一系列问题,危及人类自身的生存和发展。
3.降低二氧化碳浓度的方法。
(1)植树造林;(2)采用收集和储存二氧化碳的技术。
4.“双碳”目标。
(1)碳中和:二氧化碳的人为排放量与吸收量_____,达到相对“零排放”的状态。
(2)碳达峰:全球、国家、城市等主体的二氧化碳排放量在由升转降的过程中,达到峰值。
(3)有助于实现“双碳”目标的行为习惯:①积极参加植树造林活动;②低碳出行;③减少使用塑料袋;④节约用电;⑤循环利用物品;⑥不浪费粮食;⑦垃圾分类等。
相等
【辨一辨】
植物在生物圈中的作用
为其他生物提供有机物和氧气 光合作用
维持生物圈的碳氧平衡
参与生物圈的水循环 蒸腾作用
课堂探究
典例微课
【经典母题】据计算,1公顷的阔叶林在生长季节里,一天吸收的二氧化碳约1吨,释放
的氧气约0.73吨,由此可知绿色植物能( )
A.吸收有机物 B.提高环境温度
C.促进水循环 D.维持碳氧平衡
【点迷津】
植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气。因此植物有助于维持生物圈中二氧化
碳和氧气含量的动态平衡,即碳氧平衡。
D
绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中发挥重要作用,主要是因为绿色植物能( )
A.制造有机物,释放能量 B.分解有机物,储存能量
C.消耗二氧化碳,产生氧气 D.消耗氧气,产生二氧化碳
【解析】绿色植物通过光合作用制造有机物,释放氧气,为生物圈中的生物提供营养物质、能量和氧气;绿色植物的光合作用吸收二氧化碳释放氧气,能够维持大气中的碳氧平衡。所以绿色植物通过光合作用维持了生物圈中的碳氧平衡。
C
1.我国力争在2060年前实现碳中和,即二氧化碳等温室气体排放量与去除量相互抵
消,达到相对零排放。下列做法能在抵消二氧化碳排放量中发挥作用的是( )
A.燃煤取暖 B.垃圾焚烧 C.植树造林 D.过度放牧
【解析】绿色植物的光合作用是指通过叶绿体利用光能,把二氧化碳和水转化成贮
存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。绿色植物通过光合作用释放氧气,不断消
耗大气中的二氧化碳,维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡,所以植树造林有
利于实现碳中和。
C
2.绿色植物不仅能美化环境,还能净化空气,降低环境温度。这些功能是通过植物的
哪些生理活动实现的( )
A.光合作用和呼吸作用 B.光合作用和蒸腾作用
C.呼吸作用和蒸腾作用 D.气体交换和吸收作用
【解析】绿色植物在光合作用中制造氧,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,净化空气。植物的蒸腾作用为大气提供大量的水蒸
气,增加空气湿度,降水量增多,蒸腾作用散失水分,吸收热量,使气温降低。
B
3.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
B
【解析】绿色植物通过根部从土壤中吸收水,绝大部分水又通过蒸腾作用散失了,促进了生物圈中的水循环,A正确;生物只要是活的,不管是白天还是夜晚,都能进行呼吸作用,所以,植物也进行呼吸作用,B错误;光合作用把无机物转变成有机物(主要为淀粉),不仅用来构成植物体的本身,也为其他生物以及人类提供了食物来源,C正确;绿色植物在光合作用中制造的氧大多以气体形式排到大气中,同时还通过光合作用不断消耗大气中的二氧化碳,维持了生物圈中的二氧化碳和氧气的动态平衡,即碳氧平衡,D正确。
4.为加强对温室气体排放的控制,我国自2024年5月1日起施行《碳排放权交易管理
暂行条例》,这是推进碳达峰、碳中和的重要政策工具。下列行为与政策相违背的
是( )
A.农作物秸秆就地焚烧处理 B.推广太阳能路灯
C.推行无纸化办公 D.垃圾分类,节约水电
【解析】焚烧秸秆会产生大量的二氧化碳和其他温室气体,这与政策相违背。太阳
能是清洁能源,使用太阳能路灯可以减少化石燃料的使用,从而减少温室气体排放,这
与政策相符。无纸化办公可以减少纸张的使用,进而减少因纸张生产而产生的碳排
放,这与政策相符。垃圾分类有助于资源的循环利用,减少垃圾处理过程中的碳排放;
节约水电可以减少能源消耗,从而减少碳排放,这与政策相符。
A
1.如果植物被大量砍伐,大气中的二氧化碳浓度就会急剧增加,并引起温室效应,使地
球环境不断恶化。这说明绿色植物能( )
A.维持碳氧平衡 B.过滤空气尘埃 C.降低环境噪声 D.涵养水源
【解析】植物的光合作用是指通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成贮存能
量的有机物,并且释放出氧气的过程,绿色植物通过光合作用释放氧气,不断消耗大气
中的二氧化碳,维持了生物圈中二氧化碳和氧气的动态平衡。因此,如果绿色植物被
大量砍伐,大气中的二氧化碳就会急剧增加,并能引起温室效应,使地球环境不断恶化。
课后提升
A
人类活动对全球气候产生影响,我国向世界宣布力争2030年前实现碳达峰,2060
年前通过多种途径使排放的二氧化碳和消耗的二氧化碳总量相等,实现碳中和的目
标,彰显了大国担当。请回答2、3题。
2.全球性生态环境问题破坏了生态系统的碳氧平衡,而大气中二氧化碳主要依靠____
来消耗( )
A.呼吸作用 B.光合作用 C.蒸腾作用 D.分解作用
【解析】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
(如淀粉),并且释放出氧气的过程,为光合作用。可见光合作用可以消耗二氧化碳,释
放氧气。
B
3.为实现碳中和,在我们日常生活中,下列行为不可取的是( )
A.爱护植被,大力开展植树造林 B.选择公共交通工具出行
C.垃圾分类,回收处理 D.经常使用一次性餐具
【解析】一次性餐具的制造需要消耗木材或会产生难以降解的塑料废品。所以,拒绝使用一次性餐具,有利于节约木材,保护森林。
D
4.植物对生物圈的存在和发展起着决定性作用,其主要价值不包括( )
A.为其他的生物提供食物 B.供人类随意大量地砍伐
C.参与生物圈中的水循环 D.维持生物圈的碳氧平衡
【解析】植物能通过光合作用将光能转化为化学能,储存在有机物中,为其他生物提供食物,A正确。植物可以供人类砍伐利用,但不是随意大量地砍伐,B错误。植物可以通过蒸腾作用参与生物圈中的水循环,C正确。植物可以通过光合作用利用大气中的二氧化碳并释放出氧气,维持生物圈中的碳氧平衡,D正确。
B
5.如图是生物圈碳氧平衡示意图,请分析回答下列问题。
(1)由图可知,A、B所代表的生理活动分别是_____作用、_____作用。
光合
呼吸
(2)A、B两个过程中,能够降低大气中二氧化碳含量的是__(填字母)。
(3)以下叙述不符合事实的是______。(多选)
A.燃烧能增加大气中氧气的含量
B.人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
C.碳氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气各占50%
D.植树造林有利于维持生物圈中的碳氧平衡
A
A、C
【解析】(1)图中A吸收二氧化碳,释放氧气,是光合作用;图中B是呼吸作用。
(2)A光合作用吸收二氧化碳产生氧气,能降低大气中的二氧化碳的含量。
(3)燃烧能增加大气中二氧化碳的含量,A符合题意;空气中氧气约占21%,二氧化碳约占0.03%,C符合题意。
6.(2024·韶关期末)城市绿化植物不仅可以美化环境,还可以在炎热的夏季通过蒸腾作用调节环境温度,提高人体舒适度。研究人员测定了水曲柳、刺槐、珙桐、油松四种植物每日水分的蒸腾总量和对环境的降温值(如下表),为城市绿化树种的选择提供依据。
树种 每日蒸腾总量 降温值/℃
水曲柳 118.85 0.172
刺槐 70.26 0.102
珙桐 29.41 0.043
油松 19.61 0.028
(1)水曲柳、刺槐、珙桐、油松通过根尖的_____区吸收土壤中的水。水通过相互连
通的_____(填“导管”或“筛管”)被运输到其他器官,其中大部分水主要从_____(填器
官名称)表皮上的_____散失到大气中,参与生物圈中的_______。
(2)根据表中数据,公园的休息区最适合选择的树种是_______,理由是这种树的日蒸
腾总量和降温值都比较___,能够充分_____大气湿度和降低环境温度。
(3)结合树木蒸腾作用的特点,请写出一条日常养护建议:_________。
成熟
导管
叶片
气孔
水循环
水曲柳
高
增加
及时浇灌
【解析】(1)植物通过根的成熟区从土壤中吸收水分,通过茎中的导管运输到植物体的地上部分,多数的水分通过叶片表皮上的气孔散失到大气中。蒸腾作用为这些物质的运输提供动力,水会通过茎中的导管运输到叶,以水蒸气形式从叶片表皮上的气孔散失到大气中。
(2)根据表中数据,公园的休息区适合选择的树种是水曲柳,因为这种树的日蒸腾总量和降温值都比较高,能够充分地增加空气湿度和降低环境温度。
(3)水曲柳的日蒸腾总量较高,日常养护时要及时浇灌,不能缺水。
