第5节 生物的呼吸和呼吸作用
第2课时 动物和植物的呼吸作用
知识点
1 动物的呼吸作用
1.如图A3-5-1所示为验证动物需要呼吸的实验装置。下列有关说法错误的是
( )
图A3-5-1
A.在实验前应该检查装置的气密性
B.为了使实验现象更明显,可适当增加试管内的昆虫数量
C.实验时为便于操作和观察,应该用手握紧试管
D.为更好地控制变量,可在乙试管内放入等数量的同种死昆虫
2.图A3-5-2所示装置用于测定蝗虫呼吸作用的速率,图中的NaOH溶液能够充分吸收瓶中的CO2,据图回答问题。(实验装置足以维持实验期间蝗虫的生命活动,瓶口密封)
图A3-5-2
(1)该装置可测定的是蝗虫呼吸作用过程中吸收O2
的速率还是释放CO2
的速率?
。?
(2)15
min后,U形管左右两侧的管内液面位置有何改变?
。?
知识点
2 植物的呼吸作用
3.小柯利用如下实验装置探究植物的呼吸作用。
图A3-5-3
(1)图甲实验设立B组的目的是
,几天后观察到的实验现象是 ,从实验中得出的结论是 。?
(2)如图乙,把新鲜菠菜装入塑料袋中,扎紧袋口,在 环境中放置12
h后,松开袋口,插入导管立即扎紧袋口,并将导管口插入烧杯中,缓慢挤压塑料袋,蜡烛熄灭。该现象能否说明菠菜的呼吸作用产生二氧化碳?判断并说明理由: ?
。?
4.俗话说“水太多会把植物淹死”,其主要原因是( )
A.水太多,植物胀死
B.水太多,温度太低而冻死
C.被淹部分二氧化碳太多而中毒
D.被淹部分缺少氧气而不能呼吸
5.下列各种生活现象中,不能表明植物进行呼吸作用的是
( )
A.贮存大量蔬菜的地窖比空地窖暖和得多
B.地窖内的蔬菜因腐烂而散发出霉味
C.萌发种子释放出的气体可使澄清石灰水变浑浊
D.进入贮存水果的仓库,发现点燃的蜡烛燃烧不旺
6.在探究植物的呼吸作用实验中,所用的保温瓶已作灭菌处理,保温瓶内的环境条件适宜。将适量、等质量的正在萌发和煮熟的种子分别装入两个保温瓶后密封,多次测定有关的量,并绘制成如图A3-5-4所示的曲线。下列判断符合客观事实的是
( )
图A3-5-4
A.若Y表示瓶内温度,则a表示萌发的种子
B.若Y表示瓶内氧气量,则c表示煮熟的种子
C.若Y表示种子的质量,则b表示萌发的种子
D.若Y表示瓶内二氧化碳量,则c表示煮熟的种子
7.据图回答:经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响,且NaOH溶液能吸收CO2气体)
( )
图A3-5-5
A.A处上升,B处下降
B.A、B两处都下降
C.A处下降,B处上升
D.A、B两处都不变
8.在农业生产实践过程中,有时要促进植物的呼吸作用,有时又要抑制植物的呼吸作用。下面四个选项中,与其他三个不同的是
( )
A.低温贮藏水果、蔬菜
B.农田及时松土
C.贮藏粮食时,密闭的粮仓内充加二氧化碳
D.小麦种子晒干入仓
9.小丹在学习了植物的呼吸作用后,对“植物的呼吸作用产生二氧化碳消耗氧气”的实验进行了创新设计,步骤如下:
图A3-5-6
①两个广口瓶编号甲、乙,向甲中放入萌发的种子,乙中放入 的种子,将注射器活塞推至底部,注射器与广口瓶连接并将装置密封好。?
②以上装置置于黑暗环境中4
h。
③两个规格相同的烧杯,放置 澄清石灰水。?
④
。?
⑤将注射器中剩余气体通入另外两个大小相同的小瓶(20
mL)中,将点燃的竹签分别放入这两个小瓶中,观察竹签燃烧情况后,立即将竹签取出。
(1)完善步骤①中的空格。
(2)完善步骤③中的空格。
(3)为验证植物呼吸作用产生二氧化碳,请完善步骤④。
(4)根据步骤⑤可得出结论:
。?
(5)请根据实验写出呼吸作用的文字表达式:
。?
10.[2019·温州]
为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响,小明设计了如下两种实验方案。
方案一:把一只健壮的蟑螂放入30
℃的密闭容器内(如图A3-5-7甲),利用传感器测定10
min内容器中温度值和氧气含量;10
min后,将冰袋放置在容器两侧,使容器内的温度逐渐降低,并测定随后20
min内的数据。多次重复实验。
方案二:在两个温度不同的相同密闭容器中各放入一只健壮的蟑螂(如图乙),利用传感器测定30
min内的相关数据。多次重复实验。
图A3-5-7
(1)该实验通过 反映蟑螂呼吸作用的快慢。?
(2)与方案二相比,方案一的变量控制有什么优点??
(列举一点)。?
(3)根据方案一所得数据(如图A3-5-8丙),三位同学分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含量的大致变化趋势,其中合理的是 。?
图A3-5-8
自|我|提|升
11.[2020·湖州模拟]
科学上把种子进行有氧呼吸时释放二氧化碳的体积和消耗氧气的体积的比值称为呼吸熵。测定发芽种子呼吸熵的装置如图A3-5-9中的装置1和装置2(NaOH溶液能完全吸收二氧化碳,二氧化碳在水中的溶解忽略不计),装置1和装置2中的发芽种子的种类相同,大小、健康状况相近,数量相同。
图A3-5-9
(1)测定消耗氧气的体积的是哪个装置,请作出判断并简述理由:
。?
(2)为使测得消耗氧气的体积和释放二氧化碳的体积更精确,应再设置一对照装置,对照装置的容器和小试管中分别放入等量的 和5
mL蒸馏水。?
(3)某次实验中,具体操作如下:将装置1、装置2以及对照组放在25
℃温度下,关闭活塞,30
min后,读出装置1、装置2刻度管的着色液向左分别移动a
mm和b
mm,对照组的刻度管着色液向右移动c
mm,则b表示
。?
(4)通过以上数据,则该发芽种子的呼吸熵为 (用a、b、c表示)。?
?
教师详解详析
1.C [解析]
为了防止呼吸作用产生的二氧化碳逸出,因此在实验前应该检查装置的气密性;昆虫的数量越多,呼吸作用释放的二氧化碳越多,效果越明显,为使实验现象更明显,可适当增加试管内的昆虫数量;实验时为便于操作和观察,应该用试管架固定试管而不是手握紧试管,手握紧试管会导致试管内气体温度升高,对实验现象产生干扰;对照实验是唯一变量实验,因此为更好地控制变量,可在乙试管内放入等数量的同种死昆虫。
2.(1)吸收O2的速率 (2)左边上升,右边下降
3.(1)与A组进行对照(或对照) A中的澄清石灰水变浑浊,B中的澄清石灰水不变浑浊 萌发的种子能进行呼吸作用,产生二氧化碳
(2)黑暗(或无光照) 不能,烧杯中的烛焰熄灭只能说明塑料袋中的氧气含量减少,而不能说明二氧化碳含量增加,证明二氧化碳要用澄清石灰水进行检验
4.D
5.B [解析]
地窖内的蔬菜因腐烂而散发出的霉味是由于细菌、真菌的分解作用,与植物的呼吸作用无关。
6.A [解析]
萌发的种子进行呼吸作用,消耗氧气,产生二氧化碳,分解有机物,释放出大量的热量,所以种子质量减少、瓶内温度升高、氧气的含量逐渐减少、二氧化碳含量增加;煮熟的种子不进行呼吸作用,所以种子质量、瓶内的温度、二氧化碳含量和氧气的含量都不会发生变化。
7.A [解析]
小白鼠呼吸,吸入O2呼出CO2,由于CO2进入中间的装置与NaOH发生反应,CO2被吸收,气体体积减小,气压减小,内部气压小于外部气压,B下降A上升。
8.B [解析]
低温贮藏水果、蔬菜,可以抑制水果、蔬菜的呼吸作用,以减少呼吸作用对有机物的消耗;农田及时松土,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;密闭的粮仓内充加二氧化碳,二氧化碳浓度高会抑制粮食的呼吸作用,减少有机物的消耗;晒干的种子,水分减少,抑制了种子的呼吸作用,减少有机物的消耗。
9.①煮熟 ②等量
④用注射器抽取两个广口瓶内气体,分别注入烧杯中的澄清石灰水里,观察现象
(4)呼吸作用消耗氧气
(5)有机物+氧气二氧化碳+水+能量
10.(1)装置内氧气含量降低的快慢
(2)排除不同蟑螂个体差异对实验结果的影响(或在同一容器内控制温度连续变化)
(3)a
11.(1)装置1,种子有氧呼吸消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳又被氢氧化钠溶液吸收,导致装置内气压减小
(2)死的发芽种子或煮熟的种子
(3)消耗氧气的体积和释放二氧化碳的体积之差
(4)
[解析]
(1)根据装置1和装置2区别可知,装置1消耗氧气产生的二氧化碳能被氢氧化钠吸收,可测出消耗氧气体积的变化,所以应该是装置1。(2)实验中要考虑非生物因素对气体体积的影响,所以需要设置一对照装置,对照装置的容器和小试管中分别放入等量的死的发芽种子或煮熟的种子和5
mL
蒸馏水。(3)装置2中种子呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳,液滴的移动是两种气体不等量引起的,则该b表示消耗氧气的体积和释放二氧化碳的体积之差。(4)由装置1、装置2和对照组比较可知,呼吸产生的二氧化碳为a-b+c,消耗氧气的体积为a+c,所以该发芽种子的呼吸熵为:。第5节 生物的呼吸和呼吸作用
第1课时 人体的呼吸和呼吸作用
知识点
1 人体呼吸系统的结构和气体交换
1.呼吸道不具有的功能是
( )
A.温暖气体
B.湿润气体
C.清洁气体
D.交换气体
2.由于化石燃料的大量燃烧等原因,近些年我国北方经常受雾霾天气的侵扰,引起众多网友们调侃“月朦胧,鸟朦胧,空气雾霾浓。山朦胧,树朦胧,喉咙有点痛”“北国风光,千里朦胧,万里尘飘,望三环内外,浓雾莽莽,鸟巢上下,阴霾滔滔……”减少化石燃料燃烧,开发绿色环保的新能源迫在眉睫。下列有关雾霾中的污染颗粒进入人体的途径正确的是
( )
A.外界→咽喉→食管→肺
B.外界→鼻腔→咽喉→气管→支气管→肺
C.外界→鼻腔→气管→肺
D.外界→鼻腔→咽喉→食管→气管→肺
3.肺泡与外界的气体交换是通过 来实现的,肺泡与血液之间的气体交换是通过 来实现的
(
)?
A.呼吸作用,呼吸运动
B.呼吸运动,呼吸作用
C.扩散作用,呼吸运动
D.呼吸运动,扩散作用
4.[2019·衢州期末]
如图B3-5-1所示为膈肌收缩和舒张时在胸腔内的位置,下列有关叙述正确的是
( )
图B3-5-1
A.从甲到乙时,膈肌收缩,呼气
B.从乙到甲时,膈肌舒张,吸气
C.呼气完成的瞬间,膈肌处于乙状态
D.吸气开始的瞬间,膈肌处于甲状态
5.深呼吸能缓解紧张的情绪。你的呼吸中蕴含着一定的科学知识,请回答下列问题。
(1)你所吸入的气体,主要成分是氮气和 。?
(2)人处于吸气状态时,膈肌 ,胸腔体积 ,肺内压力 ,外界气压比肺内气压 ;当人处于呼气状态时,膈肌 ,胸腔体积 ,肺内压力 ,外界气压比肺内气压 。?
知识点
2 人的呼吸作用
6.下列是呼吸作用实质的是
( )
A.合成有机物,储存能量
B.分解有机物,释放能量
C.合成有机物,释放能量
D.分解有机物,储存能量
7.根据人体与外界气体交换示意图B3-5-2,判断人体呼出的二氧化碳最初产生的场所是
( )
图B3-5-2
A.组织细胞
B.血液
C.肺
D.毛细血管
8.如图B3-5-3所示是人体内的细胞与外界环境之间进行的气体交换过程,请回答:
图B3-5-3
(1)已知A是体内气体交换的主要器官,则A的名称是 。在A中与气体交换有关的结构是 ,其有利于气体交换的特征是 。?
(2)毛细血管与细胞之间进行气体交换必不可少的过程是 。试想一下:若毛细血管中O2要进入体内某细胞中,则O2浓度要 (填“大于”“小于”或“等于”)细胞内的O2浓度;而若体内细胞中CO2要进入毛细血管,则CO2浓度要 (填“大于”“小于”或“等于”)毛细血管内的CO2浓度。?
9.下列关于呼吸及呼吸道的说法错误的是
( )
A.氧气从外界进入人体内血液的路线是:鼻→咽→喉→气管→支气管→肺泡→肺泡周围的毛细血管网
B.平静吸气时,肋间外肌和膈肌均收缩
C.呼吸道会使进入肺部的气体变得湿润、温暖和清洁,因此在雾霾天气出门无须防护
D.“食不言,寝不语”中“食不言”可避免吞咽时说话导致食物进入气管
10.如图B3-5-4所示是模拟膈肌运动的示意图,下列分析正确的是
( )
图B3-5-4
A.甲表示吸气过程,膈肌舒张
B.甲表示呼气过程,膈肌收缩
C.乙表示呼气过程,膈肌舒张
D.乙表示吸气过程,膈肌收缩
11.如图B3-5-5是人体在平静呼吸时肺内气体容量变化曲线,以下叙述正确的是
( )
图B3-5-5
A.ab段曲线表示膈肌舒张,膈顶部下降,吸气
B.bc段曲线表示肋间肌收缩,肋骨向上向外运动,呼气
C.cd段曲线表示肺扩张,肺内气压小于外界气压
D.ab段和cd段曲线都表示呼气
12.如图B3-5-6是人体肺的内部结构示意图,请据图回答:
图B3-5-6
(1)从图中可以看出:肺泡的外面包绕着丰富的 ,这里由一层扁平上皮细胞构成的有 和 。?
(2)肺泡与血液进行气体交换后,血液中的 进入肺泡,肺泡内空气中的 进入血液。?
(3)分析下表中的数据,可以得出:人体呼出的气体中含量最多的是 。?
气体成分
氮气
氧气
二氧化碳
水
其他气体
环境中的气体/%
78
21
0.03
0.07
0.9
呼出的气体/%
78
16
4
1.1
0.9
13.[2020·杭州上城区模拟]
平静呼吸时,一般成年人每次吸入和呼出的气体量相等,约为500
mL。在平静呼吸之末,肺内尚存有气体约2400
mL。经测定还表明,吸入气、呼出气和肺泡气之间,各种气体成分的体积分数差别很大,如下表所示。试回答下列问题。
成分
类别
O2体积分数/%
CO2体积分数/%
吸入气
呼出气
肺泡气
20.96
16.20
14.0
0.03
4.5
5.6
(1)呼出气中O2含量高于肺泡气,而CO2含量低于肺泡气,说明了什么?
。?
(2)在每次吸气过程中,吸入气中不参与气体交换并被呼出的部分气体,存在于呼吸系统的什么部位?
。?
(3)上述事实表明了什么??
。?
14.近年来,我国很多地区时有雾霾天气。大气中直径小于或等于2.5
μm的颗粒物称为PM2.5,是可直接入肺的细小颗粒物。PM2.5是形成雾霾的主要原因,富含大量有毒有害物质,而且在大气中停留时间长,输送距离远。PM2.5主要来源于火力发电、工业生产、汽车尾气等排放的残留物。
根据上述内容回答问题。
(1)雾霾天气首先主要危害人体的呼吸系统,该系统由呼吸道和 组成。?
(2)出现雾霾天气时要尽量用鼻呼吸,因为鼻中的 能有效阻止空气中的颗粒物进入气管。?
(3)如图B3-5-7两幅曲线图表示一个人在两种不同状态下的呼吸情况,其中表示剧烈运动时呼吸状态的是曲线 。?
图B3-5-7
(4)为了减少雾霾天气的发生,作为中学生的你应该怎么做?请写出一项正确的做法:?
。?
自|我|提|升
15.甲图是某人在1个标准大气压下的一次平静呼吸中肺内气压的变化曲线图,乙图表示人体呼吸时,膈肌的不同活动状态,据此回答下列问题。
图B3-5-8
(1)乙图b的状态与甲图中曲线 段表示的肺内气压变化过程相对应。?
(2)甲图曲线BC段表示某呼吸过程的肺内气压变化,这时胸廓的前后、左右、上下径变化都是 ,肋间肌处于 状态。?
(3)本次呼吸中,吸气和呼气过程结束的那一瞬间为甲图坐标中的B点,此时肺内气压 大气压的值。?
(4)经呼吸运动吸入的氧最终被人体 利用。?
教师详解详析
1.D [解析]
呼吸系统由肺和呼吸道组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管,鼻腔能预热吸入的冷空气,鼻腔内的黏液还能杀灭一些细菌并能湿润吸入的空气,鼻毛和鼻腔内的黏液能阻挡和粘住吸入的灰尘和细菌,对吸入的空气起到过滤作用。因此呼吸道对吸入的气体有温暖、湿润和清洁的作用;肺是进行气体交换的场所。
2.B 3.D 4.D
5.(1)氧气
(2)收缩 增大 减小 大 舒张 减小
增大 小
6.B [解析]
呼吸作用实质是生物体在有氧或无氧条件下分解有机物,将有机物分解成小分子物质,同时释放出储存在有机物化学键中的能量,用于生物体的各项生命活动。
7.A [解析]
组织细胞通过呼吸作用,利用氧气,将有机物分解并释放能量,产生二氧化碳。
8.(1)肺 肺泡 布满毛细血管,壁薄,具有弹性
(2)扩散作用 大于 大于
9.C
10.D [解析]
人处于吸气状态时,膈肌收缩,胸腔体积增大,肺内压力减小,外界气压比肺内气压大;当人处于呼气状态时,膈肌舒张,胸腔体积缩小,肺内压力增大,外界气压比肺内气压小。甲图膈肌向上运动表示膈肌舒张,胸廓上下径变小,肺回缩变小,表示的应是呼气状态。乙图肺扩张,膈肌向下运动表示膈肌收缩,表示的是吸气状态。
11.C [解析]
曲线ab段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气,膈肌收缩,膈顶部下降;曲线bc段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,肋间肌舒张,肋骨向下、向内回落;曲线cd段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气,肺扩张,肺内气压小于外界气压;曲线ab段和cd段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气。
12.(1)毛细血管 毛细血管壁 肺泡壁
(2)二氧化碳 氧气 (3)氮气
[解析]
(1)肺是呼吸系统的主要器官,是进行气体交换的主要场所。肺由许多肺泡组成,肺泡是进行气体交换的主要部位,数目很多,增大了气体交换的效率;肺泡外面包绕着丰富的毛细血管和弹性纤维;肺泡壁和毛细血管壁都很薄,只由一层上皮细胞构成,这些特点都有利于气体交换。(2)进入肺泡里的气体中氧的含量高于毛细血管里氧的含量,通过扩散作用,氧气进入血液;毛细血管里二氧化碳的含量高于肺泡里二氧化碳的含量,二氧化碳通过扩散作用进入肺泡完成气体交换。(3)分析表中数据可知,人体呼出的气体中含量最多的是氮气。
13.(1)从鼻腔到肺泡这段空间里存在着气体
(2)从鼻腔到肺泡这段空间
(3)表明了生物呼吸过程中,仅进行了极少量的气体交换,而大部分气体未进行气体交换,为氧含量较高的气体
[解析]
(1)呼出气中O2含量高于肺泡气,而CO2含量低于肺泡气,是因为在呼吸道中有未参与交换的气体存在,这部分气体中O2的含量和空气是相同的,所以肺泡气出来后与这部分气体混合,O2的含量升高了,同理CO2的含量降低了。(2)由上面分析可知,在每次吸气过程中,吸入气中不参与气体交换并被呼出的部分气体,存在于呼吸系统从鼻腔到肺泡的这段空间。(3)上述事实表明了生物呼吸过程中,仅进行了极少量的气体交换,而大部分气体未进行气体交换,为氧含量较高的气体。
14.(1)肺
(2)鼻毛、黏膜分泌的黏液
(3)B
(4)低碳生活,绿色出行等
[解析]
(1)呼吸系统包括呼吸道和肺两部分,呼吸道的组成由上到下依次是鼻、咽、喉、气管和支气管,外界的空气进入肺依次经过鼻、咽、喉、气管和支气管,最后进入肺,在肺里完成气体交换。
(2)鼻腔内有鼻毛,可以阻挡空气中灰尘的进入,气管、支气管内表面的黏膜及其表面的纤毛,都对空气有清洁作用;鼻黏膜分泌的黏液,可以湿润空气和粘住灰尘,对空气有清洁和湿润作用。
(3)一个人在平静状态时,生命活动变缓,消耗的能量减少,需要的氧气减少,因此呼吸频率较低,呼吸深度较小;剧烈运动时,由于运动需要消耗更多的能量,需要的氧气多,所以呼吸的频率会增加,呼吸深度也增加。从图中可以看出曲线A呼吸频率较低,呼吸深度较小,因此表示平静状态时的呼吸状况;曲线B呼吸频率较高,呼吸深度较大,因此表示剧烈运动时的呼吸状况。
(4)“雾霾”天气对人体健康造成很大的危害,形成“雾霾”的主要原因是PM2.5,所以避免该天气对人体的危害的主要措施就是减少PM2.5的产生,低碳生活,绿色出行,节约用电等。
15.(1)AB (2)缩小 舒张
(3)等于 (4)组织细胞
[解析]
(1)乙图b的状态,膈肌顶部下降,表示吸气时膈肌收缩,甲图中曲线AB段肺内气压低于外界大气压,因此表示吸气时肺内气压的变化。(2)甲图曲线BC段肺内气压高于外界大气压,因此表示呼气时肺内气压的变化,这时胸廓的前后、左右、上下径都缩小,与之对应的是乙图中的a状态,膈肌、肋间肌舒张,膈肌顶部上升。(3)本次呼吸中,吸气、呼气结束的那一瞬间是甲图坐标中的B点,此时肺内气压与大气压的值相等,既不吸气也不呼气。(4)在肺泡内根据气体扩散作用的原理,肺泡中的氧气会扩散到血液中,经过血液循环将氧气输送到全身的各个组织细胞,在组织细胞内将有机物氧化分解,产生二氧化碳并释放能量,产生的二氧化碳随着血液循环输送到肺,然后通过呼吸道排出。
