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第三章 绿色植物与生物圈的水循环
1.植物对水分的吸收和运输
(1)吸收:植物吸水的主要部位在根尖的__________。是因为这里生有大量_______,增大了吸收面积。
(2)运输途径:土壤溶液→根尖成熟区细胞→根、茎内的_______→植物体各处。
成熟区
根毛
导管
2.植物的蒸腾作用
(1)概念:水分从活的植物体表面以__________状态散失到________的过程。
(2)部位:蒸腾作用主要是通过________进行的。
(3)对自身的意义:①拉动________与__________在体内的运输。②降低叶片表面________。
水蒸气
大气
叶片
水分
无机盐
温度
3.叶片的结构
图3-3-1
(1)叶片由[①]________、[②]________、[③]________三部分组成。
(2)表皮是由一层________构成的,在表皮上分布有________。
(3)导管属于________组织,由许多________、________的细胞所组成,没有__________和__________,上下细胞间的__________消失,形成了________的管道。
(4)气孔是植物蒸腾作用的“门户”,是气体交换的“窗口”,是由一对________形的____________构成的空腔。
表皮
叶肉
叶脉
细胞
气孔
输导
长形
管状
细胞质
细胞核
细胞壁
中空
半月
保卫细胞
4.气孔开闭对蒸腾作用的调节
________是植物蒸腾作用的“门户”,是气体交换的“窗口”,由两个________形的____________围成。白天,保卫细胞________膨胀,气孔________,水分________;夜晚,保卫细胞________收缩,大多数气孔____________,蒸腾作用随之________。
气孔
半月
保卫细胞
吸水
张开
散失
失水
缩小或闭合
减弱
5.绿色植物参与生物圈中的水循环
湿度
降水
(1)蒸腾作用能提高大气________,增加________。
(2)绿色植物能保持水土。
(3)森林能涵养水源。
D
蒸腾作用是指( )
A.叶片呼出二氧化碳的过程
B.气孔释放氧气的过程
C.叶片排出二氧化碳和氧气的过程
D.水分以气体状态从体内散失到体外的过程
【解析】 蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到植物体外的一个过程。故选D。
B
某同学制作了如图3-3-2所示的装置(图中固定装置省略),并将该装置放在阳光直射处,10分钟后观察到U形管右侧的液面明显下降,产生这一现象的主要原因是( )
A.植物进行了光合作用
B.植物进行了蒸腾作用
C.植物进行了呼吸作用
D.植物吸收了无机盐
图3-3-2
【解析】 图中的植物通过蒸腾作用促使植物吸收水分,导致U形管右侧的液面明显下降。故选B。
【点悟】 掌握蒸腾作用的概念,了解气孔是气体进出的门户。
D
【变式题】 [2018·张家界]一株玉米在生长旺盛时,一天要吸收几千克水,这些水绝大部分用于( )
A.构成细胞 B.光合作用
C.呼吸作用 D.蒸腾作用
【解析】 根吸收的水分,绝大部分通过蒸腾作用散失到空气中。故选D。
某受同学在做“观察叶片的结构”的实验时所看到的菠菜横切面如图3-3-3所示,请你据图分析回答:
图3-3-3
(1)据图分析,叶片正面颜色深、背面颜色浅的主要原因是叶正面__________________。
(2)①⑤是________,属于保护组织,②④应属于________组织;③应属于________组织,其中________能运输有机物。
(3)光合作用需要的无机盐运输到叶肉细胞是通过[③]________实现的。
含叶绿体较多
表皮
营养
输导
筛管
叶脉
【解析】(1)上表皮靠近栅栏组织,栅栏组织细胞排列紧密,叶绿体含量多;而下表皮靠近海绵组织,海绵组织排列疏松,叶绿体少。因此,叶片正面颜色深、背面颜色浅。
(2)叶片由表皮、叶肉和叶脉组成,表皮包括上表皮和下表皮,表皮由一层排列紧密、无色透明的细胞构成,表皮细胞的外壁上有一层透明的、不易透水的角质层,表皮主要起保护作用,属于保护组织。②栅栏组织和④海绵组织的细胞内含丰富的营养物质,属于营养组织。③叶脉属于输导组织,其中筛管运输有机物。
(3)叶脉里有导管和筛管,光合作用需要的水分、无机盐就是由叶脉里的导管运输到叶肉细胞的。
【点悟】 解决此类问题要理解叶片的结构和功能。
[2018·芜湖]俗话说:“人往高处走,水往低处流。”而植物体内的水分能由下向上运输,那么能拉动水分由下向上运输的生理过程是( )
A.合成作用 B.光合作用 C.蒸腾作用 D.呼吸作用
C
【解析】蒸腾作用是指植物体内的水分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,植物的蒸腾作用在把体内的水以水蒸气的形式蒸发到大气当中去的时候,是一种“泵”的原理,它为根吸水提供了向上的拉力,同时溶解在水中的无机盐也一同被向上运输,动力都是来自植物的蒸腾作用。故选C。
C
下列有关植物蒸腾作用意义的叙述错误的是( )
A.促使根从土壤中吸收水分
B.降低植物体的温度
C.提高大气温度,调节气候
D.促进水分和无机盐在植物体内的运输
【解析】蒸腾作用能提高大气湿度,调节气候,不会提高大气温度。故选C。
【点悟】 通过掌握蒸腾作用的过程,来理解植物的蒸腾作用对植物本身和生物圈的重要意义。
1.图3-3-4是制作叶片横切临时切片的实验步骤,正确顺序是( )
C
一、选择题
A.dcba B.dbca C.dabc D.dcab
图3-3-4
【解析】 制作叶片横切临时切片的过程:将新鲜的叶片平放到小木板上(图d);右手捏紧并排的两个刀片横向迅速切割叶片(图a);把刀片夹缝中存在的薄片放入水中(图b);选用最薄的一片制成临时装片(图c)。故选C。
D
2.[2018·恩施]某同学进行了如下实验:①选取三根粗细、长短及所带叶片大致相近的新鲜的天竺葵枝条;②去掉其中一枝的叶片,然后分别插入盛有相同体积稀红墨水的试管里(如图所示,试管内滴有油膜);③将A、C装置放置在阳光下,B装置放在阴暗环境中,定时观察试管内液面下降情况;④当看到A枝条的叶脉微红后,将A、B、C三根枝条进行纵切,用放大镜观察。此实验不能验证( )
A.茎有运输水分和无机盐的功能
B.叶是植物进行蒸腾作用的器官
C.蒸腾作用受阳光等外界因素影响
D.旱地生活的植物,叶片背面气孔数多于正面
图3-3-5
【解析】 将枝条放入稀红墨水中,枝条叶脉会变成红色,说明茎能够运输水和无机盐,A正确;A、C互为对照,变量为叶片,说明叶是植物进行蒸腾作用的主要器官,B正确;A、B互为对照,变量是阳光,说明蒸腾作用受阳光的影响,C正确;此实验无法证明旱地生活的植物,叶片背面气孔数多于正面,D错误。故选D。
B
3.春季植树时,移栽的树苗常被剪去大量的枝叶,这主要是为了降低植物的( )
A.呼吸作用 B.蒸腾作用
C.光合作用 D.分解作用
【解析】 植物体通过根从土壤中吸收的水分大部分通过蒸腾作用散失了,蒸腾作用的主要部位是叶片;刚刚移栽的植物,幼根和根毛会受到一定程度的损伤,根的吸水能力很弱,去掉部分枝叶,可以降低植物的蒸腾作用,减少水分的散失,有利于移栽植物的成活。故选B。
B
4.[2018·亳州]水分在植物茎内运输的结构是( )
A.叶脉 B.导管
C.筛管 D.气孔
【解析】植物通过根、茎、叶中的导管把水分和无机盐运输到植物体的全身。故选B。
A
5.当保卫细胞的内外壁都拉直时,下列现象的描述正确的是( )
A.保卫细胞失水,气孔关闭
B.保卫细胞失水,气孔张开
C.保卫细胞吸水,气孔张开
D.保卫细胞吸水,气孔关闭
【解析】 保卫细胞因外侧较薄而内侧较厚,保卫细胞吸水时,细胞膨胀,外壁伸展拉长,细胞的内壁向内凹陷,细胞厚度增加,两细胞分离,气孔张开;保卫细胞失水时,细胞收缩,内外壁都拉直,细胞厚度减小,两细胞合并,气孔闭合。故选A。
B
6.[2018·德阳]植物从土壤中吸收的水分绝大部分将通过叶片蒸腾作用散失到环境。该过程中,这部分水依次经过的主要结构是( )
A.根尖成熟区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片叶肉
B.根尖成熟区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
C.根尖成熟区→根中筛管→茎中筛管→叶脉筛管→叶片气孔
D.根尖分生区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
【解析】 水分在植物体内运输和散失的过程:土壤中的水→根毛细胞→根的表皮以内的层层细胞→根毛区导管→根的导管→茎的导管→叶的导管→进入叶肉细胞,最后以气体的形式通过气孔散失到空气中。故选B。
A
7.[2018·扬州]要探究绿色植物叶与植物散失水分有关,应选用哪两个实验装置做对照实验( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
图3-3-6
【解析】蒸腾作用是水分以气体状态从活的植物体内通过植物体表面(主要是叶子)散失到植物体外的大气中的过程。要探究绿色植物叶是否与植物散失水分有关,因此必须选带叶的和不带叶的同种植物,且以瓶中的水减少量为依据,因此应选用①②两个实验装置做对照实验。③④中叶的数量差不多,对照性差,且④没有把塑料袋口扎在茎的基部,塑料袋内的水珠一部分来自土壤中水分的蒸发,因此不能做对照实验。
B
8. [2018·常德]关于叶的结构和功能的描述,错误的是( )
A.叶的表皮细胞是无色透明的
B.叶片上只有叶肉细胞含有叶绿体
C.叶脉具有输导和支持作用
D.叶表皮上的气孔,是气体进出叶的门户
【解析】 叶肉细胞和保卫细胞都含有叶绿体,B错误。故选B。
B
9.[2018·安徽]绿色植物的蒸腾作用能促进生物圈的水循环,下列关于蒸腾作用的叙述,错误的是( )
A.主要通过叶上下表皮的气孔进行
B.散失的水分主要来自有机物分解
C.可拉动水和无机盐在体内的运输
D.能提高大气的湿度从而增加降水
【解析】 蒸腾作用散失的水分主要来自根对土壤中水分的吸收,B错误。故选B。
D
10.下图中不能表示绿色植物参与生物圈中水循环的是( )
A
B
C
D
【解析】生物圈中的水不断地在海洋、陆地和大气之间循环,绿色植物在这一循环中对维持生物圈中的水分平衡起着重要的作用。海洋水和陆地水蒸发以及植物的蒸腾作用散发出的水分在空中形成云,通过降雨返回地表或是海洋。一部分地表水渗入地下,地表水和地下水都有一部分流入海洋,这样循环往复,形成生物圈中的水循环。在D项中,并没有体现绿色植物在生物圈中水循环的作用。故选D。
11.[2018·长沙]在校园生物模型制作活动中,小锋利用废弃的羽毛球拍、绿豆、透明硬塑料板以及标签纸(绘制了保卫细胞)等制作了叶片结构模型,如图所示:
二、非选择题
图3-3-7
(1)该模型形象地展示了叶片结构的三部分,其中透明硬塑料板模拟表皮,绿豆模拟________________,羽毛球拍中的网格细线模拟________。
(2)用透明塑料板模拟表皮是因为表皮无色透明,这有利于绿豆模拟的结构接受充足的________进行光合作用。
(3)某同学指出该模型还有不足之处,如:标签纸上的①是________,这是____________的“门户”和气体交换的“窗口”,所以应将①部分剪裁挖空。
叶肉(叶肉细胞)
叶脉
光照
气孔
蒸腾作用
【解析】 (1)叶片的结构包括叶肉、叶脉、表皮三部分。该模型形象地展示了叶片结构的三部分,其中透明硬塑料板模拟表皮,绿豆模拟叶肉,羽毛球拍中的网格细线模拟叶脉。
(2)表皮包括上表皮和下表皮,表皮无色透明,便于光线通过进行光合作用。
(3)图中①是气孔,②是保卫细胞。气孔不但是气体交换的“窗口”,而且是植物蒸腾作用水分散失的“门户”。所以应将①部分剪裁挖空。
12.[2018·芜湖]取同一植物相同大小的两个枝条,分别标记为A、B。枝条A保留叶片,枝条B摘除叶片,然后,将它们分别插入两个相同大小盛有等量清水的量筒中。在量筒中滴加油滴,让油滴铺满水面。将这两个装置放在相同的环境条件下24小时,观察量筒中液面的变化。
图3-3-8
(1)实验分A、B两组,其中实验组为_____组,对照组为_____组,变量是_______。
(2)在量筒中滴加油滴的作用是______________________________。
(3)两个量筒中的液面会出现什么差异?枝条A_________________________,枝条B_______________________________;造成这种差异的原因是________
__________________________________________________。
B
A
叶片
防止水分蒸发,干扰实验结果
量筒内的液面下降较明显
量筒内的液面高度基本保持不变
枝条A的叶片的数量多,通过蒸腾作用散失的水分多
【解析】 (1)从设计的实验来看,A、B两组实验的不同之处是枝条A保留叶片,枝条B摘除叶片。因此,本实验的变量是叶片。A装置与B装置对照,B装置为实验组,A装置为对照组。
(2)在量筒中滴加油滴,使水与空气隔离,防止量筒内清水自然蒸发,干扰实验结果。
(3)A和B作为一组对照实验,实验变量是叶片,A组液面下降较明显的原因是叶片的数量多,叶是蒸腾作用的主要器官,通过蒸腾作用散失的水分多。枝条B没有叶片,蒸腾作用较弱,量筒内的液面高度基本保持不变。
1.为什么移栽植物时,要在阴天或傍晚进行,有一些植
物还要遮阴?
【答案】 带土移栽是为了尽量不损伤植物的根毛,让植物保持一定的吸水能力。在阴天和傍晚移栽,还要遮阴,是因为根的吸水能力比较差,这时候应该让叶片的蒸腾作用弱一点,可以减少水分散失,使植物容易成活。
2.为什么热带雨林降雨量多?
【答案】 热带雨林中森林的蒸腾作用非常旺盛,为大气提供大量的水蒸气,增加空气湿度,使降雨量增多。
3.为什么夏天的中午不能浇花?
【答案】 盛夏中午,气温很高,蒸腾作用强,同时水分蒸发也快,根系需要不断吸收水分,补充叶片水分蒸腾的损失。如果此时浇冷水,土壤温度突然降低,根毛受到低温的刺激,就会立即阻碍水分的正常吸收。这时由于花卉体内没有任何准备,叶片气孔没有关闭,水分失去了供求的平衡,会导致叶片变蔫,使植株产生“生理干旱”,叶片焦枯,严重时会引起全株死亡。
影响蒸腾作用的外界因素主要包括以下几点:
(1)光:光促进气孔的开启,使蒸腾作用增强。
(2)水分状况:足够的水分有利于气孔开放,过多的水分反而使气孔关闭。
(3)温度:气孔开度一般随温度的升高而增大,但温度过高失水增多也可使气孔关闭。
(4)风:微风有利于蒸腾作用,强风使蒸腾作用降低。
(5)二氧化碳浓度:二氧化碳浓度低促使气孔张开,蒸腾作用增强。
影响蒸腾作用的外界因素