绿色植物是如何进行光合作用和呼吸作用的

1、2021年完美衔接生物学科第三篇 知识衔接与拓展话题2绿色植物是如何进行光合作用与呼吸作用的12情景导航3衔接目标知识对接4难点突破5沙场点兵情景导航返回目录 把一棵菜苗种在地里,一段时间后,菜苗会长大;山中的一棵小树苗经过若干年也会长成参天大树。菜苗为什么能长大呢?小树苗为什么能长成参天大树呢?你想过这些问题吗?生物的长大是需要物质和能量的,那么这些物质和能量又来自哪里?追根溯源,对绝大多数生物来说,所需能量的源头是太阳能。绿色植物能通过光合作用将光能转换为可供细胞利用的化学能,将无机物转化为有机物,并供其他生物利用。由于光合作用的存在,菜苗或树苗才能不断长大。衔接目标返回目录接点一某生物小

2、组将放置暗处一昼夜的银边天竺葵做如右图所示处理,光照一段时间后,取A、B两叶片脱色,漂洗,滴加碘液。下列关于该实验的现象及解释,正确的是()。A.叶片A中间变蓝,而边缘不变蓝,说明光合作用的场所是叶绿体B.叶片B变蓝,说明光合作用的产物是淀粉C.叶片B变蓝,说明二氧化碳是光合作用的原料D.叶片A变蓝,叶片B不变蓝,说明透明塑料袋阻隔了阳光A【解析】叶片A中间与边缘不同,其变量是有无叶绿体,叶片A中间变蓝而边缘不变蓝,说明光合作用的场所是叶绿体;氢氧化钠会吸收二氧化碳,故透明塑料袋内没有二氧化碳,因此叶片B不能进行光合作用,没有淀粉产生,滴加碘液后叶片不可能变蓝;叶片A变蓝,叶片B不变蓝,说明二

3、氧化碳是光合作用的原料,而不是透明塑料袋阻隔了阳光。下列与叶绿体相关的说法中,正确的是()。A.除动物外,其他生物体内都有叶绿体B.叶绿体是进行光合作用的场所C.没有叶绿体的生物不能进行光合作用D.能够用普通光学显微镜观察叶绿体的基本结构【解析】动物没有叶绿体,一些原核生物也没有叶绿体,蓝细菌(又名蓝藻)能够进行光合作用,但细胞内没有叶绿体,A、C项错误;叶绿体是进行光合作用的场所,B项正确;叶绿体的基本结构包括外膜、内膜、基质、基粒等,需要用电子显微镜才能观察到,用普通光学显微镜只能观察到叶绿体的基本形态,呈椭球形或球形,D项错误。B知识对接返回目录一初中相关知识对接(一)细胞内的能量转换器

4、1.叶绿体:进行光合作用的场所,能将光能转变成化学能储存在糖类等有机物中。2.线粒体:进行呼吸作用的场所,能将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用,相当于“动力车间”。动物、植物细胞一般都有线粒体。能量有不同的存在形式,如有机物中的能量属于化学能,太阳能属于光能,物质燃烧时放出的热量属于热能。(二)绿色植物通过光合作用制造有机物1.叶绿体的功能叶绿体通过其内含有的光合色素捕获太阳光,利用光提供的能量,合成淀粉等有机物,并且把光能转变为化学能,储存在有机物中。叶绿体是生产有机物的“车间”,也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。2.光合作用的过程(1)概念或实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,

5、将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。(2)光合作用的表达式:二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气。光合作用的原料为二氧化碳和水,产物为有机物(如淀粉)和氧气。光合作用需要光照,发生在叶绿体中。(3)意义:绿色植物通过光合作用制造有机物,不仅满足了植物自身生长、发育、繁殖的需要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物、氧气和能量。(4)光合作用原理的应用:在农业生产上要注意合理密植。如果种植过稀,会因作物没有充分利用单位面积上的光照而造成浪费;如果种植过密,植株叶片互相遮挡,会影响植物的光合作用。3.绿叶在光下制造淀粉的实验天竺葵实验(1)暗处理:将天竺葵

6、放到黑暗处一昼夜,目的是消耗叶片中的淀粉。(2)对照实验:将一片叶的一半的上下两面都用黑纸片遮盖(对照组),另一半曝光(实验组),通过对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是否都能产生淀粉。(3)脱色:几个小时后,把叶片放进酒精中隔水加热,溶解叶片中的色素。(4)染色:用碘液染色。(5)结果:遮光的一半不变蓝色;曝光的一半变蓝色,说明绿叶产生了淀粉,曝光部分进行了光合作用,制造了有机物。(三)绿色植物对有机物的利用:呼吸作用1.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,供生命活动需要。这个过程主要发生在线粒体中。2.表达式:有机物(储存着能量)+氧气 二

7、氧化碳+水+能量。3.实质:分解有机物,释放能量,供生命活动需要。4.与生产生活的关系(1)农田中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,利于植物根部的呼吸作用。(2)储藏粮食,应保持干燥和低温;储藏水果、蔬菜时,应降低温度或氧浓度。二高中相关内容要求(一)光合作用的概念和过程1.光合作用的概念绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。2.光合作用的过程(1)总反应式:CO2+H2O (CH2O)+O2。 (2)过程及特点光合作用发生在叶绿体中,因叶绿体中的一些光合色素能够吸收光能,其过程包括光反应与暗反应。光反应过程需要光,而暗反应过程不需要光,

8、但需要光反应为其提供NADPH和ATP。整个光合作用过程有水的消耗,也有水的生成,同时发生了复杂的能量变化。(二)细胞呼吸的概念和类型1.细胞呼吸的概念细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。根据是否需要氧气,细胞呼吸又分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。2.有氧呼吸(1)反应式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量。(2)过程及特点有氧呼吸过程发生的场所是细胞质基质和线粒体,分为三个阶段,各个阶段都有能量释放,且第三阶段释放的能量最多,反应过程中有水的消耗,也有水的生成。3.无氧呼吸的特点:无氧呼吸的整个过程都在

9、细胞质基质中进行,且只在第一阶段释放少量能量。无氧呼吸的产物分两种情况:第一种情况的产物是酒精和二氧化碳,第二种情况的产物是乳酸。三初高中相同概念不同表述对比知识内容初中表述高中表述光合作用表达式二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气CO2+H2O (CH2O)+O2呼吸作用表达式有机物(储存着能量)+氧气 二氧化碳+水+能量C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量光合作用概念绿色植物通过叶绿体,利用光能,将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绿色植物通过叶绿体,利用光能,将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程呼吸作用概念

10、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,供给生命活动的需要有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。根据是否需要氧气,细胞呼吸又分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型难点突破返回目录例1 新疆的西瓜和葡萄都很甜,下列有关解释错误的是()。A.白天光照强气温高,光合作用旺盛,糖类积累得多B.晚上气温低,呼吸作用微弱,有机物分解得少C.呼吸作用分解的有机物不是光合作用制造的D.独特的气候造就了甜美的新疆瓜果【解析】呼吸作用分解的有机物是植物通过光合作用制造的。 C例2 用玉米幼苗作实验材料,利用下图实验装置进行探究活动。装置

11、中隔板与无色透明钟罩之间以及隔板中央小孔与玉米茎之间都用凡士林密封,钟罩内放一小烧杯。分析并回答问题:(1)将装置放在阳光下一段时间,可见钟罩内壁上有许多小水珠,这些小水珠是通过玉米叶片上的散失出来的。气孔【解析】 (1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,钟罩内壁上的小水珠是通过叶片上的气孔散失出来的 。(2)将装置内从0点至24点之间的二氧化碳浓度的连续变化情况绘成曲线图如下。分析0点到6点的曲线变化情况,可知该时间段内植物主要进行作用。 (3)若在装置的小烧杯中加入澄清的石灰水,用来探究“玉米呼吸作用产生二氧化碳”,应将装置放在 (填“明亮”或“黑暗”)的环境中。呼吸黑暗(4)若用装置探究“

12、二氧化碳是光合作用的原料”,可往小烧杯内加入30 mL氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳)。其对照实验装置中的小烧杯内应加入。(5)光合作用的过程包括两个阶段,其中前一个阶段为后一个阶段提供 。30 mL清水光反应和暗反应NADPH和ATP【解析】(1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,钟罩内壁上的小水珠是通过叶片上的气孔散失出来的。(2)图中0点到6点二氧化碳浓度增加,表明植物呼吸作用的强度大于光合作用的强度,因此该时间段内植物主要进行呼吸作用。(3)在明亮环境中植物进行光合作用时会消耗呼吸作用产生的二氧化碳,使呼吸作用不明显。因此,应将装置放在黑暗的环境中。(4)对照实验装置的小烧杯内

13、应加入30 mL清水。(5)光合作用的整个过程包括光反应和暗反应两个阶段,光反应为暗反应提供NADPH和ATP。沙场点兵返回目录一、选择题1.花卉养殖爱好者经常给花盆松土,这样做的目的是()。A.促进植物的蒸腾作用 B.促进根的呼吸作用C.抑制植物的蒸腾作用 D.抑制根的呼吸作用【解析】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。若土壤板结,土壤缝隙中的空气减少,则会抑制根的呼吸,从而抑制根的生长,B项符合题意。B2.俗话说,人往高处走,水往低处流。而植物体却能把根吸收的水分运达数米高的顶端。水分向上运输的动力来自植物的()。A.蒸腾作用B.呼吸作用C.光合作

14、用D.吸收作用【解析】蒸腾作用为植物体内水和无机盐的吸收及向上运输提供了动力,此外还能降低叶片表面温度,避免叶片被高温灼伤。A3.图中分别表示不同的物质,箭头表示物质进出叶片的方向,以下说法正确的是()。A.若代表二氧化碳,代表氧气,说明叶片正在进行呼吸作用 B.若代表水分,代表水蒸气,说明叶片正在进行蒸腾作用 C.若叶片正在进行光合作用,则代表氧气,代表有机物D.此叶片在白天只能进行光合作用,晚上只能进行呼吸作用【解析】若题图为光合作用示意图,则分别是二氧化碳、氧气、水、有机物;若为呼吸作用示意图,则分别是氧气、二氧化碳、有机物、水。若代表二氧化碳,代表氧气,说明叶片正在进行光合作用,A项错

15、误;若代表水分,代表水蒸气,说明植物正在进行蒸腾作用,B项正确;若叶片正在进行光合作用,则代表二氧化碳,代表氧气,代表水分,代表有机物,C项错误;植物的光合作用受光照的影响,因此植物在白天进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用,在夜晚进行呼吸作用和蒸腾作用,D项错误。B4.绿色植物的光合作用可用式子表示:二氧化碳+X有机物+氧气,“X”表示的物质是()。A.淀粉 B.水 C.葡萄糖D.蛋白质【解析】光合作用的表达式为:二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气 ,可见光合作用的原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气,条件是光,场所是叶绿体,所以“X”表示的物质是水,B项符合题意。B5.将有白花的枝条插

16、入稀释的红墨水中,一段时间后,叶片、白花都变红了。下列与此实验有关的说法,错误的是()。A.最先变红的是茎的表面B.叶片中最先变红的是叶脉C.红墨水上升的动力来自蒸腾作用D.红墨水是通过导管向上运输的【解析】茎中的导管在木质部中,木质部位于茎的里面,从表面看不出变红,需要对枝条进行横切或纵切才能看到变红的导管,A项错误;叶片中的导管在叶脉中,所以首先变红的是叶脉,然后是整个叶片,B项正确;水分和无机盐是通过导管向上运输的,运输的动力主要来自蒸腾作用产生的向上的拉力,C、D项正确。A6.从“绿叶在光下制造有机物”的实验中可以观察到,叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色。此实验证明,绿色植物进行光合作

17、用时的产物有()。A.水 B.氧气C.淀粉D.二氧化碳【解析】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转化成储存能量的有机物,释放出氧气的过程,从“绿叶在光下制造有机物”的实验中可以观察到,叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色。此实验证明绿色植物光合作用的产物有淀粉,C项符合题意。C7.下图是用天竺葵验证光合作用的相关实验步骤图,下列叙述正确的是()。A.a步骤是为了在黑暗中耗尽叶片中的二氧化碳B.b步骤用黑纸从上下两面遮住叶片同一部分C.d步骤用碘液染色,叶片遮光部分将变成蓝色D.该实验可以验证叶绿体是光合作用的场所【解析】a步骤是把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜,目的是耗尽叶片中的淀粉

18、。这样,实验中用碘液检验到的淀粉只能是叶片在实验过程中制造的,而不可能是叶片在实验前储存留下的,A项错误。b步骤用黑纸从上下两面遮住叶片的同一部位,实验中的变量是光,B项正确。d步骤用碘液染色,叶片见光部分能进行光合作用制造淀粉,因此滴加碘液后变成蓝色;遮光部分缺乏光没有进行光合作用,不能制造淀粉,因此滴加碘液后不变蓝色,C项错误。本实验能证明光合作用产生淀粉和需要光,不能验证叶绿体是光合作用的场所,D项错误。B8.下列农业生产措施与所依据的生物学原理的对应关系,错误的是()。A.向蔬菜大棚中施“气肥”促进蔬菜的呼吸作用B.幼苗带土移栽保护幼根和根毛C.合理密植提高光合作用的效率D.春季早播覆

19、盖地膜提高地表温度,利于种子萌发【解析】为提高植物光合作用的强度,可向大棚里增施“气肥”,“气肥”实质上是二氧化碳气体,A项错误。根吸收水分和无机盐的主要部位是根尖的成熟区,该部位有大量的根毛,能增加吸收水分的总面积。移栽的时候易损伤幼根和根毛,使植物根的吸收能力大大降低,所以要带土移栽,B项正确。合理密植,有利于充分利用光能,提高光合作用效率,提高产量,C项正确。早春播种往往因为温度低而影响出苗。为了解决这一难题,常用塑料薄膜覆盖地面来提高地表温度,促进出苗早而齐,D项正确。A9.某同学设计了下图所示的装置(瓶中植株未经暗处理)。下列描述中正确的组合是()。此装置可验证植物的光合作用产生氧气

20、此装置若去掉阳光,可验证植物的呼吸作用产生二氧化碳从甲通到乙内的气体为氧气丙内石灰水可能会变浑浊A. B. C.D.【解析】由于甲瓶内的氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳,所以乙瓶内的幼苗由于缺乏二氧化碳,光合作用受抑制,但能进行呼吸作用且不断产生二氧化碳,可能会使丙瓶内澄清的石灰水变浑浊。D二、非选择题10.图1表示植物体的有关生理活动(代表不同的气体,箭头表示气体进出的方向),图2为该植物在夏季一天24小时内呼吸作用和光合作用的变化曲线。请据图分析并回答问题:(1)在光照充足时,图1中植物叶片吸收的气体主要是。二氧化碳(2)若图1表示光合作用过程,则气体产生于叶肉细胞中的 (填“线粒体”或“叶

21、绿体”)。将叶片放在盛有酒精的烧杯中隔水加热,会看到酒精变成绿色,说明叶片中的 已经溶解在酒精中。(3)图2中甲曲线在中午12时左右出现下降,原因是中午温度高, 作用过强导致气孔关闭,最终使光合作用的 强度过低,从而影响到 。(4)图2中能够表示呼吸作用的是曲线。叶绿体叶绿素（或色素）蒸腾暗反应光反应乙【解析】(1)在光照充足时,植物光合作用旺盛,掩盖了呼吸作用,因此,图1中植物叶片吸收的气体主要是二氧化碳。(2)光合作用的原料是二氧化碳和水,场所是叶绿体,条件是光,产物是淀粉和氧气。由图可知,若图1表示光合作用过程,则代表二氧化碳,代表氧气,因此气体(氧气)产生于叶肉细胞中的叶绿体。将叶片放入盛有酒精的烧杯中隔水加热,使叶片中叶绿体内含有的叶绿素溶解到酒精中。叶绿素为绿色,脱色后便于观察。(3)图2中甲曲线在中午12时左右出现下降,原因是中午温度高,蒸腾作用过强导致气孔关闭,植物不能从外界吸收二氧化碳,引起光合作用暗反应固定二氧化碳的强度暂时下降,从而影响到光反应强度。(4)光合作用必须在光下才能进行,图2中曲线甲只在618时进行,因此曲线甲表示光合作用;曲线乙一天内都在进行且变化不大,因此表示呼吸作用11.某生物兴趣小组为探究绿色植物