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专题九 植物体内的物质与能量变化
考点分布 考点分频 考查内容
1.水的利用与散失 1.植物吸收、运输水的途径；描述叶片的基本结构
2.植物的蒸腾作用及其在生物圈水循环中的作用
3.植物的光合作用及其相关实验
4.植物的呼吸作用及种子在萌发过程中的物质、能量变化实验
5.光合作用与呼吸作用的区别与联系
6.植物可以为其他生物提供有机物，参与生物圈的水循环及维持生物圈的碳氧平衡
2.光合作用和呼吸作用
3.植物在自然界中的作用
水的利用与散失
一、植物对水的吸收、运输和散失
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二、植物的蒸腾作用
1.概念：水从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。
2.主要部位：叶片。
(1)叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。
名称 组织 组成 结构特点 功能
表皮 保护组织 上表皮和下表皮 由一层排列紧密的细胞组成，其上分布有气孔 保护
叶肉 薄壁组织 栅栏组织和海 绵组织 栅栏组织接近上表皮，细胞排列整齐，含叶绿体较多；海绵组织接近下表皮，细胞排列疏松，含叶绿体较少 营养
叶脉 机械组织 — — 支撑和运输
输导组织 导管和 筛管 导管是死细胞，由下向上运输水和无机盐；筛管是活细胞，由上向下运输有机物
(2)蒸腾作用的主要结构——气孔：由一对半月形的保卫细胞围成的小孔。气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。
3.影响蒸腾作用的外界因素：光照强度、环境温度、空气湿度、空气流动状况等。
4.蒸腾作用的意义
(1)拉动水和无机盐在植物体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要。
(2)炎热的夏天，通过蒸腾作用降低叶片表面温度，避免植物被过高的气温灼伤。
(3)提高大气湿度，增加降水，参与生物圈的水循环。
1.植物体吸收的水只有少部分用于光合作用等生命活动，绝大部分用于蒸腾作用。
2.蒸腾作用能促进水的吸收和运输及无机盐的运输，但不能促进无机盐的吸收。
叶片的结构
典例 1 [山东德州中考]下图为菠菜叶片的结构示意图，下列叙述错误的是( )
A.①④是表皮，细胞排列紧密，呈绿色
B.②是叶肉，是进行光合作用的主要部位
C.③是叶脉，具有支持和输导作用
D.根据②的细胞排列特点可知，①是上表皮
解析 表皮细胞一般不含叶绿体，呈无色；叶片呈绿色的原因是叶肉细胞中含大量叶绿体，A错误。
答案 A
1.栅栏组织和海绵组织都属于薄壁组织，并不是单独的组织。
2.在叶肉细胞、表皮细胞和保卫细胞中，只有表皮细胞一般不含叶绿体，因此表皮细胞不能进行光合作用。
蒸腾作用的应用
典例 2 [湖南衡阳中考改编]我市在创建全国文明城市的过程中，在市内交通道路两旁移栽了大量树木。下列叙述错误的是( )
A.移栽时根部带一个土坨，有利于保护根毛
B.移栽时剪去部分枝叶是为了减弱呼吸作用
C.阴天移栽有利于抑制蒸腾作用
D.移栽后给树木“挂吊瓶”可补充水和无机盐
解析 移栽时剪去部分枝叶是为了减弱蒸腾作用，提高植物成活率，B错误。
答案 B
蒸腾作用的应用
移栽植物时，人们通常会在阴天进行移栽，或移栽后对植物进行遮阴，或剪去植物一部分枝叶，以降低蒸腾作用，减少水的散失，提高移栽植物的成活率。
光合作用和呼吸作用
一、植物的光合作用
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概念 植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成为储存着能量的有机物(如淀粉)，并且释放出氧气的过程
表达式
实质 (1)物质转变：将二氧化碳和水等无机物合成为淀粉等有机物，并释放氧气。(2)能量转化：将光能转化为储存在有机物中的化学能
影响因素 (1)光照强度：光照增强，光合作用随之增强；当光照增强到一定程度后，光合作用不再增强，中午光照最强的时候并不一定是光合作用最强的时候。(2)二氧化碳浓度：在一定范围内，二氧化碳浓度越高，光合作用越强。(3)温度：植物在10～35 ℃正常进行光合作用，其中25～35 ℃最适宜
意义 (1)为动物和人类提供有机物。(2)是动植物和人类生活所必需的能量来源。(3)维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
农业应用 合理密植，既不能过密，也不能过稀；间作套种，充分利用空间；提高光照强度，增加二氧化碳浓度，使用有机肥等提高农作物产量
探究绿叶在光下制造有机物
1.实验目的
(1)检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
(2)探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
2.实验原理：淀粉遇碘液变蓝；叶绿体中的叶绿素易溶于酒精。
3.实验过程
4.实验分析与结论
部位 遮光部分 未遮光部分
脱色后的 叶片颜色 黄白色 黄白色
滴加碘液后是否变蓝 不变蓝 变蓝
结果分析 无光照，不能进行光合作用，不能制造淀粉 有光照，能够通过光合作用制造淀粉
实验结论 光是植物制造淀粉(有机物)不可缺少的条件，淀粉是光合作用的产物
光合作用吸收二氧化碳释放氧气(普里斯特利实验)
实验 对照实验1 对照实验2
实验 装置
处理 将一支点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩中 将一盆植物和一支点燃的蜡烛放到同一个密闭的玻璃罩中 将一只小鼠放到密闭的玻璃罩中 将一盆植物和一只小鼠放到同一个密闭的玻璃罩中
现象 蜡烛熄灭 蜡烛没有熄灭 小鼠死亡 小鼠正常地活着
原因分析 缺氧 植物的光合作用消耗二氧化碳，释放氧气 缺氧 植物的光合作用消耗二氧化碳，释放氧气
实验结论 植物能更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得“污浊”的空气
金鱼藻在光下释放氧气
1.实验原理：氧气不易溶于水，可以用排水法收集；氧气有助燃性，可以使快要熄灭的卫生香复燃。
2.实验过程
3.实验现象：在光照条件下，试管内有气泡产生；快要熄灭的卫生香伸入试管口后复燃。
4.实验结论：氧气是光合作用的产物。
二氧化碳是光合作用必需的原料
1.提出问题：二氧化碳是光合作用必需的原料吗？
2.作出假设：二氧化碳是(或不是)光合作用必需的原料。
3.实验原理：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，装置中缺少二氧化碳，不能进行光合作用产生淀粉，叶片遇碘液不变蓝。
4.实验过程
(1)取甲、乙两套装置，在其中各放入一盆叶片数目及生理状况相同的植物盆栽，在装置甲的烧杯中放入质量分数为25％的氢氧化钠溶液，装置乙的烧杯中放入等量的清水，最后给甲、乙装置分别罩上透明玻璃罩。
(2)把它们同时放在黑暗处一昼夜，然后一同移到光下。
(3)几小时后，从装置甲、乙中的植物上各取一片叶片，分别编号为A、B，将叶片A、B放在酒精中水浴加热，脱去叶绿素，然后用清水冲洗。
(4)在叶片A、B上各滴两滴碘液，注意观察有什么现象产生。
5.实验现象：滴上碘液后发现，叶片A不变蓝，叶片B变蓝。说明装置甲中的叶片没有产生淀粉，而装置乙中的叶片产生了淀粉。
6.实验结论：二氧化碳是植物进行光合作用的原料。
二、植物的呼吸作用
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，供给生命活动利用的过程
表达式 ＋能量
实质 分解有机物，释放能量
种子在萌发过程中的能量变化
1.实验过程：用两个暖水瓶(或保温杯)装种子，甲瓶中装的是萌发的种子，乙瓶中装的是煮熟并晾凉的种子。尽量保证两个瓶中的初始温度一致。向瓶中各插入一支温度计，过一段时间，观察两支温度计示数的变化。
2.实验现象：甲瓶内的温度升高，乙瓶内的温度不变。
3.实验结论：种子在萌发的过程中释放能量。
种子在萌发过程中的物质变化
演示实验1
1.实验过程：设置如图所示实验装置，瓶中装有萌发的种子，实验开始时阀门是关闭的。一段时间后，向瓶子里注入清水，打开阀门，使瓶内的气体进入试管。观察澄清的石灰水发生的变化。
2.实验现象：澄清的石灰水变浑浊。
3.实验结论：种子在萌发过程中释放二氧化碳。
演示实验2
1.实验过程：取甲、乙两个相同的玻璃瓶，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。
2.实验现象：甲瓶中的蜡烛熄灭，乙瓶中的蜡烛正常燃烧。
3.实验结论：种子在萌发的过程中吸收氧气。
三、光合作用和呼吸作用的区别与联系
项目 光合作用 呼吸作用
区 别 部位 叶绿体 主要在线粒体
条件 必须在光下进行 有光、无光都能进行
原料 二氧化碳、水 有机物、氧气
产物 有机物、氧气 二氧化碳、水
气体变化 吸收二氧化碳，释放氧气 吸收氧气，释放二氧化碳
物质变化 将无机物合成有机物 将有机物分解成无机物
能量变化 储存能量 释放能量
联系
四、各点(段)光合作用和呼吸作用分析
1.植物的二氧化碳吸收量、二氧化碳释放量与光照强度的关系
点或线段 生物学含义 图示
A点 只进行呼吸作用植物释放CO2，吸收O2，消耗有机物
AB段 呼吸作用＞光合作用 植物释放CO2，吸收O2
点或线段 生物学含义 图示
B点 光合作用＝呼吸作用植物外观上不与外界发生气体交换
B点后 光合作用＞呼吸作用植物释放O2，吸收CO2，积累有机物
2.在密闭环境中，一昼夜CO2含量的变化曲线图和一昼夜O2含量的变化曲线图的比较
比较项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况) 一昼夜O2含量的变化曲线图(小室
中O2变化状况)
图示
如果N点低于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少
比较项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况) 一昼夜O2含量的变化曲线图(小室中O2变化状况)
如果N点高于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加
如果N点与M点一样高 说明经过一昼夜， 植物体内的有机物总量不变
有机物含量最高点 E点，CO2含量最低点，O2含量最高点
典例 1 [湖南永州中考]以下是植物光合作用和呼吸作用相关联的公式，有关叙述正确的是( )
①＋水 有机物＋② ①＋水＋能量
A.公式中的有机物通过导管运输
B.公式中②表示的物质是二氧化碳
C.减少物质①，公式中的有机物一定会增加
D.公式中的能量是通过分解有机物释放出来的
光合作用和呼吸作用的原理
解析 植物光合作用制造的有机物是通过筛管运输的，A错误；公式中②表示的物质是氧气，B错误；物质①表示二氧化碳，是光合作用制造有机物的原料，C错误。
答案 D
光合作用原理在农业中的应用
典例 2 [江苏苏州中考]下列有关大棚蔬菜种植的叙述，正确的是( )
A.向大棚中通入“气肥”，目的是提高氧气量以增产
B.适当施加有机肥，可提高蔬菜对有机物的吸收量
C.适当增加光照强度，可提高蔬菜的光合作用速率
D.只要加大蔬菜的种植密度，就可提高蔬菜的产量
解析 “气肥”实质上是二氧化碳，A错误；施加有机肥是为蔬菜提供无机盐，B错误；若蔬菜的种植密度过大，其叶片相互遮挡，则蔬菜不能充分进行光合作用，不能提高蔬菜的产量，D错误。
答案 C
途径 措施
延长光照时间 补充光照
增加光照面积 间作套种、合理密植
提高光合作用效率 控制适宜温度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥
典例 3 [四川广安中考]日常生活中，人们采取的下列措施与其目的不一致的是( )
A.农田排涝——促进根部的呼吸作用
B.冷藏果蔬——抑制果蔬的呼吸作用
C.田间松土——抑制农作物的呼吸作用
D.晾晒粮食——抑制粮食的呼吸作用
呼吸作用原理在农业中的应用
解析 农田排涝和田间松土，目的都是促进根部的呼吸作用；冷藏果蔬和晾晒粮食，目的都是抑制其呼吸作用，减少有机物消耗。
答案 C
典例 4 [四川眉山中考]光合作用和呼吸作用是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，储存能量到有机物中
B.呼吸作用分解有机物，消耗氧气，释放有机物中的能量
C.植物的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含量的相对稳定
光合作用和呼吸作用的比较
解析 植物生命活动所需要的能量都来自呼吸作用，C错误。
答案 C
1.光照强≠光合作用强：一天中光照最强(气温最高)时，植物为了降低蒸腾作用，关闭部分气孔，光合作用强度降低。
2.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。
3.植物不是一直进行光合作用制造有机物；植物一直进行呼吸作用分解有机物。
典例 5 [湖北宜昌中考]某同学设计并完成了如图所示的四个实验。下列叙述正确的是( )
A.甲实验前暗处理的目的是将叶片内原有的淀粉运走耗尽
B.乙实验收集的气体是二氧化碳
C.丙实验的现象是澄清的石灰水不变浑浊
D.丁实验说明萌发的种子进行呼吸作用产生氧气
有关光合作用和呼吸作用的实验
解析 金鱼藻进行光合作用产生氧气，因此乙实验收集的气体是氧气，B错误；萌发的种子进行呼吸作用产生二氧化碳，因此丙实验的现象是澄清的石灰水变浑浊，C错误；萌发的种子进行呼吸作用，消耗瓶中的氧气，因此丁实验中燃烧的蜡烛熄灭，D错误。
答案 A
验证植物光合作用、呼吸作用常用的实验方法
(1)滴加碘液，验证光合作用的产物是淀粉。
(2)选叶片的一部分从上下两面遮光，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)用快要熄灭的卫生香(或竹签)，验证光合作用的产物是氧气。
(7)用澄清的石灰水，验证呼吸作用产生二氧化碳。
(8)用燃烧的蜡烛，验证呼吸作用消耗氧气。
植物在自然界中的作用
一、植物在自然界中的作用
1.植物可以为其他生物提供有机物
(1)植物为其他生物提供了构建“身体”的材料。
(2)植物为其他生物提供了生命活动所需的能量。
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2.植物参与生物圈的水循环
(1)生物圈的水循环。
(2)植物在水循环中的作用。
①植物通过蒸腾作用提高大气湿度，增加降水。
②植物的茎、叶承接雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷，减少水土流失。
③树林中的枯枝落叶能够吸纳大量的雨水，使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。
3.植物参与维持生物圈的碳氧平衡
(1)碳氧平衡：植物通过光合作用，不断吸收大气中的二氧化碳，又将氧气释放到大气中，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。
(2)碳中和
①碳排放量：人类在生产生活过程中，会向大气排放二氧化碳等导致全球变暖的气体，这些气体的总量称为碳排放量。
②碳吸收量：植物通过光合作用吸收二氧化碳，人类采用工程技术、生态措施等将二氧化碳封存起来，这些被吸收和封存的气体总量称为碳吸收量。
③碳中和要实现碳排放量和碳吸收量相一致。
二、从我做起，保护植被
1.植被：一个地区内生长的所有植物。
2.我国主要的植被类型：草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林等。
3.保护植被的措施：法律保护、植树种草等。
典例 [四川南充中考改编]生物圈中到处都有植物，以下对植物的认识，叙述不正确的是( )
A.植物参与了生物圈的水循环
B.植物白天只进行光合作用，不进行呼吸作用
C.植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物
D.植物在维持生物圈碳氧平衡中起着重要作用
植物在生物圈中的作用
解析 植物不管是白天还是晚上，都能进行呼吸作用，B不正确。
答案 B
谢 谢 观 看！
