綠色植物是如何進行光合作用和呼吸作用的

1、2021年完美銜接生物學科第三篇 知識銜接與拓展話題2綠色植物是如何進行光合作用與呼吸作用的12情景導航3銜接目標知識對接4難點突破5沙場點兵情景導航返回目錄 把一棵菜苗種在地里,一段時間后,菜苗會長大;山中的一棵小樹苗經(jīng)過若干年也會長成參天大樹。菜苗為什么能長大呢?小樹苗為什么能長成參天大樹呢?你想過這些問題嗎?生物的長大是需要物質(zhì)和能量的,那么這些物質(zhì)和能量又來自哪里?追根溯源,對絕大多數(shù)生物來說,所需能量的源頭是太陽能。綠色植物能通過光合作用將光能轉(zhuǎn)換為可供細胞利用的化學能,將無機物轉(zhuǎn)化為有機物,并供其他生物利用。由于光合作用的存在,菜苗或樹苗才能不斷長大。銜接目標返回目錄接點一某生物小

2、組將放置暗處一晝夜的銀邊天竺葵做如右圖所示處理,光照一段時間后,取A、B兩葉片脫色,漂洗,滴加碘液。下列關于該實驗的現(xiàn)象及解釋,正確的是()。A.葉片A中間變藍,而邊緣不變藍,說明光合作用的場所是葉綠體B.葉片B變藍,說明光合作用的產(chǎn)物是淀粉C.葉片B變藍,說明二氧化碳是光合作用的原料D.葉片A變藍,葉片B不變藍,說明透明塑料袋阻隔了陽光A【解析】葉片A中間與邊緣不同,其變量是有無葉綠體,葉片A中間變藍而邊緣不變藍,說明光合作用的場所是葉綠體;氫氧化鈉會吸收二氧化碳,故透明塑料袋內(nèi)沒有二氧化碳,因此葉片B不能進行光合作用,沒有淀粉產(chǎn)生,滴加碘液后葉片不可能變藍;葉片A變藍,葉片B不變藍,說明二

3、氧化碳是光合作用的原料,而不是透明塑料袋阻隔了陽光。下列與葉綠體相關的說法中,正確的是()。A.除動物外,其他生物體內(nèi)都有葉綠體B.葉綠體是進行光合作用的場所C.沒有葉綠體的生物不能進行光合作用D.能夠用普通光學顯微鏡觀察葉綠體的基本結(jié)構(gòu)【解析】動物沒有葉綠體,一些原核生物也沒有葉綠體,藍細菌(又名藍藻)能夠進行光合作用,但細胞內(nèi)沒有葉綠體,A、C項錯誤;葉綠體是進行光合作用的場所,B項正確;葉綠體的基本結(jié)構(gòu)包括外膜、內(nèi)膜、基質(zhì)、基粒等,需要用電子顯微鏡才能觀察到,用普通光學顯微鏡只能觀察到葉綠體的基本形態(tài),呈橢球形或球形,D項錯誤。B知識對接返回目錄一初中相關知識對接(一)細胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換器

4、1.葉綠體:進行光合作用的場所,能將光能轉(zhuǎn)變成化學能儲存在糖類等有機物中。2.線粒體:進行呼吸作用的場所,能將有機物中儲存的化學能釋放出來供細胞利用,相當于“動力車間”。動物、植物細胞一般都有線粒體。能量有不同的存在形式,如有機物中的能量屬于化學能,太陽能屬于光能,物質(zhì)燃燒時放出的熱量屬于熱能。(二)綠色植物通過光合作用制造有機物1.葉綠體的功能葉綠體通過其內(nèi)含有的光合色素捕獲太陽光,利用光提供的能量,合成淀粉等有機物,并且把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能,儲存在有機物中。葉綠體是生產(chǎn)有機物的“車間”,也是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的“能量轉(zhuǎn)換器”。2.光合作用的過程(1)概念或?qū)嵸|(zhì):綠色植物通過葉綠體,利用光能,

5、將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程。(2)光合作用的表達式:二氧化碳+水 有機物(儲存著能量)+氧氣。光合作用的原料為二氧化碳和水,產(chǎn)物為有機物(如淀粉)和氧氣。光合作用需要光照,發(fā)生在葉綠體中。(3)意義:綠色植物通過光合作用制造有機物,不僅滿足了植物自身生長、發(fā)育、繁殖的需要,而且為生物圈中的其他生物提供了基本的食物、氧氣和能量。(4)光合作用原理的應用:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上要注意合理密植。如果種植過稀,會因作物沒有充分利用單位面積上的光照而造成浪費;如果種植過密,植株葉片互相遮擋,會影響植物的光合作用。3.綠葉在光下制造淀粉的實驗天竺葵實驗(1)暗處理:將天竺葵

6、放到黑暗處一晝夜,目的是消耗葉片中的淀粉。(2)對照實驗:將一片葉的一半的上下兩面都用黑紙片遮蓋(對照組),另一半曝光(實驗組),通過對照實驗,看看照光的部位和不照光的部位是否都能產(chǎn)生淀粉。(3)脫色:幾個小時后,把葉片放進酒精中隔水加熱,溶解葉片中的色素。(4)染色:用碘液染色。(5)結(jié)果:遮光的一半不變藍色;曝光的一半變藍色,說明綠葉產(chǎn)生了淀粉,曝光部分進行了光合作用,制造了有機物。(三)綠色植物對有機物的利用:呼吸作用1.概念:細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機物中的能量釋放出來,供生命活動需要。這個過程主要發(fā)生在線粒體中。2.表達式:有機物(儲存著能量)+氧氣 二

7、氧化碳+水+能量。3.實質(zhì):分解有機物,釋放能量,供生命活動需要。4.與生產(chǎn)生活的關系(1)農(nóng)田中耕松土、及時排澇都是為了使空氣流通,利于植物根部的呼吸作用。(2)儲藏糧食,應保持干燥和低溫;儲藏水果、蔬菜時,應降低溫度或氧濃度。二高中相關內(nèi)容要求(一)光合作用的概念和過程1.光合作用的概念綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。2.光合作用的過程(1)總反應式:CO2+H2O (CH2O)+O2。 (2)過程及特點光合作用發(fā)生在葉綠體中,因葉綠體中的一些光合色素能夠吸收光能,其過程包括光反應與暗反應。光反應過程需要光,而暗反應過程不需要光,

8、但需要光反應為其提供NADPH和ATP。整個光合作用過程有水的消耗,也有水的生成,同時發(fā)生了復雜的能量變化。(二)細胞呼吸的概念和類型1.細胞呼吸的概念細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。根據(jù)是否需要氧氣,細胞呼吸又分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。2.有氧呼吸(1)反應式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量。(2)過程及特點有氧呼吸過程發(fā)生的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,分為三個階段,各個階段都有能量釋放,且第三階段釋放的能量最多,反應過程中有水的消耗,也有水的生成。3.無氧呼吸的特點:無氧呼吸的整個過程都在

9、細胞質(zhì)基質(zhì)中進行,且只在第一階段釋放少量能量。無氧呼吸的產(chǎn)物分兩種情況:第一種情況的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳,第二種情況的產(chǎn)物是乳酸。三初高中相同概念不同表述對比知識內(nèi)容初中表述高中表述光合作用表達式二氧化碳+水 有機物(儲存著能量)+氧氣CO2+H2O (CH2O)+O2呼吸作用表達式有機物(儲存著能量)+氧氣 二氧化碳+水+能量C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量光合作用概念綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程呼吸作用概念

10、細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機物中的能量釋放出來,供給生命活動的需要有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過程。根據(jù)是否需要氧氣,細胞呼吸又分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型難點突破返回目錄例1 新疆的西瓜和葡萄都很甜,下列有關解釋錯誤的是()。A.白天光照強氣溫高,光合作用旺盛,糖類積累得多B.晚上氣溫低,呼吸作用微弱,有機物分解得少C.呼吸作用分解的有機物不是光合作用制造的D.獨特的氣候造就了甜美的新疆瓜果【解析】呼吸作用分解的有機物是植物通過光合作用制造的。 C例2 用玉米幼苗作實驗材料,利用下圖實驗裝置進行探究活動。裝置

11、中隔板與無色透明鐘罩之間以及隔板中央小孔與玉米莖之間都用凡士林密封,鐘罩內(nèi)放一小燒杯。分析并回答問題:(1)將裝置放在陽光下一段時間,可見鐘罩內(nèi)壁上有許多小水珠,這些小水珠是通過玉米葉片上的散失出來的。氣孔【解析】 (1)氣孔是植物體蒸騰失水的“門戶”,鐘罩內(nèi)壁上的小水珠是通過葉片上的氣孔散失出來的 。(2)將裝置內(nèi)從0點至24點之間的二氧化碳濃度的連續(xù)變化情況繪成曲線圖如下。分析0點到6點的曲線變化情況,可知該時間段內(nèi)植物主要進行作用。 (3)若在裝置的小燒杯中加入澄清的石灰水,用來探究“玉米呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”,應將裝置放在 (填“明亮”或“黑暗”)的環(huán)境中。呼吸黑暗(4)若用裝置探究“

12、二氧化碳是光合作用的原料”,可往小燒杯內(nèi)加入30 mL氫氧化鈉溶液(氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳)。其對照實驗裝置中的小燒杯內(nèi)應加入。(5)光合作用的過程包括兩個階段,其中前一個階段為后一個階段提供 。30 mL清水光反應和暗反應NADPH和ATP【解析】(1)氣孔是植物體蒸騰失水的“門戶”,鐘罩內(nèi)壁上的小水珠是通過葉片上的氣孔散失出來的。(2)圖中0點到6點二氧化碳濃度增加,表明植物呼吸作用的強度大于光合作用的強度,因此該時間段內(nèi)植物主要進行呼吸作用。(3)在明亮環(huán)境中植物進行光合作用時會消耗呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳,使呼吸作用不明顯。因此,應將裝置放在黑暗的環(huán)境中。(4)對照實驗裝置的小燒杯內(nèi)

13、應加入30 mL清水。(5)光合作用的整個過程包括光反應和暗反應兩個階段,光反應為暗反應提供NADPH和ATP。沙場點兵返回目錄一、選擇題1.花卉養(yǎng)殖愛好者經(jīng)常給花盆松土,這樣做的目的是()。A.促進植物的蒸騰作用 B.促進根的呼吸作用C.抑制植物的蒸騰作用 D.抑制根的呼吸作用【解析】經(jīng)常松土,可以使土壤疏松,土壤縫隙中的空氣增多,有利于根的呼吸,促進根的生長。若土壤板結(jié),土壤縫隙中的空氣減少,則會抑制根的呼吸,從而抑制根的生長,B項符合題意。B2.俗話說,人往高處走,水往低處流。而植物體卻能把根吸收的水分運達數(shù)米高的頂端。水分向上運輸?shù)膭恿碜灾参锏?)。A.蒸騰作用B.呼吸作用C.光合作

14、用D.吸收作用【解析】蒸騰作用為植物體內(nèi)水和無機鹽的吸收及向上運輸提供了動力,此外還能降低葉片表面溫度,避免葉片被高溫灼傷。A3.圖中分別表示不同的物質(zhì),箭頭表示物質(zhì)進出葉片的方向,以下說法正確的是()。A.若代表二氧化碳,代表氧氣,說明葉片正在進行呼吸作用 B.若代表水分,代表水蒸氣,說明葉片正在進行蒸騰作用 C.若葉片正在進行光合作用,則代表氧氣,代表有機物D.此葉片在白天只能進行光合作用,晚上只能進行呼吸作用【解析】若題圖為光合作用示意圖,則分別是二氧化碳、氧氣、水、有機物;若為呼吸作用示意圖,則分別是氧氣、二氧化碳、有機物、水。若代表二氧化碳,代表氧氣,說明葉片正在進行光合作用,A項錯

15、誤;若代表水分,代表水蒸氣,說明植物正在進行蒸騰作用,B項正確;若葉片正在進行光合作用,則代表二氧化碳,代表氧氣,代表水分,代表有機物,C項錯誤;植物的光合作用受光照的影響,因此植物在白天進行光合作用、呼吸作用和蒸騰作用,在夜晚進行呼吸作用和蒸騰作用,D項錯誤。B4.綠色植物的光合作用可用式子表示:二氧化碳+X有機物+氧氣,“X”表示的物質(zhì)是()。A.淀粉 B.水 C.葡萄糖D.蛋白質(zhì)【解析】光合作用的表達式為:二氧化碳+水 有機物(儲存著能量)+氧氣 ,可見光合作用的原料是二氧化碳和水,產(chǎn)物是有機物和氧氣,條件是光,場所是葉綠體,所以“X”表示的物質(zhì)是水,B項符合題意。B5.將有白花的枝條插

16、入稀釋的紅墨水中,一段時間后,葉片、白花都變紅了。下列與此實驗有關的說法,錯誤的是()。A.最先變紅的是莖的表面B.葉片中最先變紅的是葉脈C.紅墨水上升的動力來自蒸騰作用D.紅墨水是通過導管向上運輸?shù)摹窘馕觥壳o中的導管在木質(zhì)部中,木質(zhì)部位于莖的里面,從表面看不出變紅,需要對枝條進行橫切或縱切才能看到變紅的導管,A項錯誤;葉片中的導管在葉脈中,所以首先變紅的是葉脈,然后是整個葉片,B項正確;水分和無機鹽是通過導管向上運輸?shù)?運輸?shù)膭恿χ饕獊碜哉趄v作用產(chǎn)生的向上的拉力,C、D項正確。A6.從“綠葉在光下制造有機物”的實驗中可以觀察到,葉片的見光部分遇到碘液變成了藍色。此實驗證明,綠色植物進行光合作

17、用時的產(chǎn)物有()。A.水 B.氧氣C.淀粉D.二氧化碳【解析】光合作用是綠色植物通過葉綠體利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物,釋放出氧氣的過程,從“綠葉在光下制造有機物”的實驗中可以觀察到,葉片的見光部分遇到碘液變成了藍色。此實驗證明綠色植物光合作用的產(chǎn)物有淀粉,C項符合題意。C7.下圖是用天竺葵驗證光合作用的相關實驗步驟圖,下列敘述正確的是()。A.a步驟是為了在黑暗中耗盡葉片中的二氧化碳B.b步驟用黑紙從上下兩面遮住葉片同一部分C.d步驟用碘液染色,葉片遮光部分將變成藍色D.該實驗可以驗證葉綠體是光合作用的場所【解析】a步驟是把盆栽的天竺葵放在黑暗處一晝夜,目的是耗盡葉片中的淀粉

18、。這樣,實驗中用碘液檢驗到的淀粉只能是葉片在實驗過程中制造的,而不可能是葉片在實驗前儲存留下的,A項錯誤。b步驟用黑紙從上下兩面遮住葉片的同一部位,實驗中的變量是光,B項正確。d步驟用碘液染色,葉片見光部分能進行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液后變成藍色;遮光部分缺乏光沒有進行光合作用,不能制造淀粉,因此滴加碘液后不變藍色,C項錯誤。本實驗能證明光合作用產(chǎn)生淀粉和需要光,不能驗證葉綠體是光合作用的場所,D項錯誤。B8.下列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施與所依據(jù)的生物學原理的對應關系,錯誤的是()。A.向蔬菜大棚中施“氣肥”促進蔬菜的呼吸作用B.幼苗帶土移栽保護幼根和根毛C.合理密植提高光合作用的效率D.春季早播覆

19、蓋地膜提高地表溫度,利于種子萌發(fā)【解析】為提高植物光合作用的強度,可向大棚里增施“氣肥”,“氣肥”實質(zhì)上是二氧化碳氣體,A項錯誤。根吸收水分和無機鹽的主要部位是根尖的成熟區(qū),該部位有大量的根毛,能增加吸收水分的總面積。移栽的時候易損傷幼根和根毛,使植物根的吸收能力大大降低,所以要帶土移栽,B項正確。合理密植,有利于充分利用光能,提高光合作用效率,提高產(chǎn)量,C項正確。早春播種往往因為溫度低而影響出苗。為了解決這一難題,常用塑料薄膜覆蓋地面來提高地表溫度,促進出苗早而齊,D項正確。A9.某同學設計了下圖所示的裝置(瓶中植株未經(jīng)暗處理)。下列描述中正確的組合是()。此裝置可驗證植物的光合作用產(chǎn)生氧氣

20、此裝置若去掉陽光,可驗證植物的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳從甲通到乙內(nèi)的氣體為氧氣丙內(nèi)石灰水可能會變渾濁A. B. C.D.【解析】由于甲瓶內(nèi)的氫氧化鈉吸收了空氣中的二氧化碳,所以乙瓶內(nèi)的幼苗由于缺乏二氧化碳,光合作用受抑制,但能進行呼吸作用且不斷產(chǎn)生二氧化碳,可能會使丙瓶內(nèi)澄清的石灰水變渾濁。D二、非選擇題10.圖1表示植物體的有關生理活動(代表不同的氣體,箭頭表示氣體進出的方向),圖2為該植物在夏季一天24小時內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線。請據(jù)圖分析并回答問題:(1)在光照充足時,圖1中植物葉片吸收的氣體主要是。二氧化碳(2)若圖1表示光合作用過程,則氣體產(chǎn)生于葉肉細胞中的 (填“線粒體”或“葉

21、綠體”)。將葉片放在盛有酒精的燒杯中隔水加熱,會看到酒精變成綠色,說明葉片中的 已經(jīng)溶解在酒精中。(3)圖2中甲曲線在中午12時左右出現(xiàn)下降,原因是中午溫度高, 作用過強導致氣孔關閉,最終使光合作用的 強度過低,從而影響到 。(4)圖2中能夠表示呼吸作用的是曲線。葉綠體葉綠素（或色素）蒸騰暗反應光反應乙【解析】(1)在光照充足時,植物光合作用旺盛,掩蓋了呼吸作用,因此,圖1中植物葉片吸收的氣體主要是二氧化碳。(2)光合作用的原料是二氧化碳和水,場所是葉綠體,條件是光,產(chǎn)物是淀粉和氧氣。由圖可知,若圖1表示光合作用過程,則代表二氧化碳,代表氧氣,因此氣體(氧氣)產(chǎn)生于葉肉細胞中的葉綠體。將葉片放入盛有酒精的燒杯中隔水加熱,使葉片中葉綠體內(nèi)含有的葉綠素溶解到酒精中。葉綠素為綠色,脫色后便于觀察。(3)圖2中甲曲線在中午12時左右出現(xiàn)下降,原因是中午溫度高,蒸騰作用過強導致氣孔關閉,植物不能從外界吸收二氧化碳,引起光合作用暗反應固定二氧化碳的強度暫時下降,從而影響到光反應強度。(4)光合作用必須在光下才能進行,圖2中曲線甲只在618時進行,因此曲線甲表示光合作用;曲線乙一天內(nèi)都在進行且變化不大,因此表示呼吸作用11.某生物興趣小組為探究綠色植物