绿色植物的新陈代谢 省赛获奖

第5讲绿色植物的新陈代谢一、知道土壤中有大量的生物和非生命物质及实验鉴定的方法

二、知道水和无机盐的吸收、运输、利用和散失等概念

三、知道蒸腾作用进行的部位和意义

四、概述绿色植物的光合作用及其重要意义

五、概述绿色植物的呼吸作用及其重要意义

六、掌握植物光合作用和呼吸作用的关系1．土壤中的生物有________、________和________。

2．土壤中的非生命物质

(1)空气：植物根呼吸氧气的来源

实验：测定土壤中空气体积分数

①在烧杯中放入一块土壤(体积为V)，缓慢注入水，直到水面把土壤全部浸没为止。记录在烧杯中所加的水的体积，记做V1。

②用与土壤体积相等的铁块替代土壤，重复上述实验。记录所加水的体积，记做V2。

③土壤中空气的体积分数约为(V1－V2)/V。

土壤中的生物和非生命物质动物植物微生物(2)水：植物生长必要的条件

实验：在试管中加入土壤，用酒精灯加热，试管口有水珠出现。

(3)有机物：提供养料

实验：用充分干燥(防止水分散失对质量称量的干扰)的土壤50～100克，放在细密的铁丝网(以防土壤颗粒漏掉)上加热。

现象：出现有机物的碳化分解和燃烧现象；称量时，发现土壤的质量减少。

结论：土壤中有有机物。

说明：土壤中的有机物主要来源于________________________________。

生物的排泄物和死亡的生物体(4)无机盐：和植物的生长发育关系密切

实验：在蒸发皿中加热土壤浸出液滤液，使水分蒸发。观察蒸发皿上的残留物。

现象：蒸发皿上有很细的形状规则结晶物。结论：说明土壤中有无机盐。土壤中的生物和非生命物质1．如右图所示，不久发现本来浸没土壤的液面下降，这个实验可证明()

A．土壤中含有水分

B．土壤中含有空气

C．土壤中含无机盐

D．土壤的密度大于水

B【解析】烧杯中加入块状土壤和水，因为土壤中有空隙，水进入空隙中，把其中的空气排出，所以总体积减小了，本实验说明了土壤中有空气。植物的根与物质的吸收根冠分生区分裂伸长区伸长根毛区根毛2．植物细胞失水的实验现象：在清水中的植物_________，在浓盐水中的植物出现了________现象。

3．植物细胞细胞液的溶质质量分数只有高于土壤溶液的溶质质量分数时，植物的根才能吸水。

4．植物吸水与失水的条件：植物根毛细胞液溶质质量分数＞土壤溶液的溶质质量分数，根毛________；植物根毛细胞液溶质质量分数＜土壤溶液的溶质质量分数，根毛_________。

硬挺萎蔫吸水失水5．植物吸收水分和无机盐的部位是根尖的_________。一般情况下，植物根毛细胞液的溶质质量分数总是大于土壤溶液的溶质质量分数，植物就可以通过根从土壤中吸收水分。如果一次施肥过多，会出现“烧苗”现象，原因是________________________________________________________________。根毛区土壤溶液的溶质质量分数大于根毛细胞液的溶质质量分数，根毛细胞失水植物的根与物质的吸收2．有关植物根的叙述，错误的是()

A．分生区细胞的迅速伸长是根伸长的唯一途径

B．植物吸收水分和无机盐的主要部位是根尖的根毛区

C．植物体的根系对地面土壤有很好的固定作用

D．中耕松土的目的之一是有利于根的呼吸作用

A【解析】根的生长主要是由于分生区的不断分裂和伸长区的不断长长的缘故。植物的茎与物质运输2．实验：观察水分和无机盐的运输

处理：将枝条削成平整的斜面，插入红墨水中，把装置放在阳光充足的地方，过一段时间后观察。

现象：横切枝条，茎中央的木质部变成了红色；纵切枝条，变红色部位位于茎的中央，呈纵行排列，且红色越往上颜色越浅。

结论：水分和无机盐在茎中央的_________中进行运输，运输水分和无机盐是___________进行的。

导管自下而上3．实验：观察有机物的运输

处理：环割树皮，观察不定根的生长状况

现象：(1)未环割的柳枝，不定根生长状况较好；而经环割处理的柳枝，不定根生长状况较差。

(2)在环割处切口的上端，有机物积累在那里，并且产生一些愈合组织，而切口的下端却不会产生新组织。

结论：有机物在茎的树皮中通过__________自上而下运输。筛管植物的茎与物质运输3．将带有几片叶的木本植物的枝条，插入放有红墨水的锥形瓶中，放置于阳光下几小时后，观察枝条，下列叙述不正确的是()

A．发现叶片的叶脉部分微微发红

B．茎的横截面上，发现近树皮的韧皮部被染上了红色

C．茎的横截面上，发现只有木质部被染上了红色

D．说明木本植物茎有从下往上输送水和无机盐的功能

B【解析】导管的主要功能是自下而上运输水和无机盐，筛管的主要功能是自上而下运输有机物质。将一根枝条插入放有红墨水的瓶中，放在太阳下(促进蒸腾作用)，过一段时间，将枝条纵切开来，可以看到染成红色的部分是导管，这是因为木质部中的导管是自下而上输送水分和无机盐的管道。

4．移栽树木时，给树“挂吊瓶”补充水和无机盐，以提高成活率，吊瓶的针头应插到茎的()

A．树皮B．形成层C．木质部D．髓

C【解析】木质部内有木纤维和导管，导管可以运输水分和无机盐，木纤维起支持作用，因此“挂吊瓶”补充水和无机盐，以提高成活率，吊瓶的针头应插到茎的木质部中。植物的叶与蒸腾作用气孔是由一对半月形的细胞——____________围成的空腔。气孔是植物蒸腾失水的“门户”，也是气体交换的“窗口”。气孔的开放闭合由_________控制，当保卫细胞吸水后，气孔张开，当保卫细胞失水后，气孔关闭。

2．蒸腾作用：水分从活的植物体表面(主要是叶片)以气体状态散失到大气中的过程。

3．蒸腾作用的部位是气孔，气孔在___________上，它由两个______形的_______细胞围成，是植物和外界环境进行________交换的“窗口”。

保卫细胞上下表皮半月保卫气体保卫细胞4．蒸腾作用的意义：

(1)降低植物体(叶片表面)的温度；

(2)促进根吸收水分；

(3)促进水和无机盐在植物体内的运输。

5．一般情况下，气孔周围如果湿度大、气温低、光照弱，则蒸腾作用就弱；湿度小、气温高、光照强，则蒸腾作用就强。一般陆生植物，下表皮气孔比上表皮要多。植物的叶与蒸腾作用5．下列有关植物蒸腾作用的叙述，错误的是()

A．蒸腾作用越强，根对无机盐和水的吸收速度越快

B．多数植物的叶片通过下表皮散失的水分比上表皮多

C．干旱地区植物的叶片往往较小，这反映了生物对环境的适应

D．蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度等因素的影响

A【解析】蒸腾作用促进根部对水分的吸收，促进植物体内水分及无机盐的运输，不能促进无机盐的吸收。

6．如图是气孔张开和闭合示意图，下列有关叙述错误的是()

A．气孔是气体交换的“门户”，水分以气体形式也可以通过气孔散失

B．夜幕降临时，叶片大多数气孔呈①状态，蒸腾作用随之减弱

C．当太阳升起时，叶片气孔可由状态②转为状态①

D．气孔①→②状态的转化可能影响无机盐的运输

B【解析】保卫细胞的形状是能够调节的，气孔既能张开，又能闭合。当夜幕降临时，叶片的生产活动就停止了，大多数气孔缩小或闭合，蒸腾作用随之而减弱。绿色植物的光合作用及其重要意义光照二氧化碳水有机物氧气二氧化碳水叶绿体光照有机物氧气营养物质能量合理密植氧气6．绿叶在光下制造淀粉的实验过程：

(1)实验前应对绿叶进行暗处理，目的是________________________________________________________。

(2)实验过程中应对同一叶片的不同部位进行对照实验。

(3)验证时应先将叶片放入盛有酒精的烧杯中水浴加热。

①酒精的作用：__________________。

②隔水加热(水浴加热)的目的：_______________________________________________________________。

(4)用清水漂洗后放入培养皿中滴加碘液，观察并记录。

探究实验：需要光、叶绿体、二氧化碳；产生氧气、有机物等。消耗并运走叶片中原有的有机物(淀粉)溶解叶绿素使受热均匀，而酒精易燃，直接加热容易引起燃烧，不安全绿色植物的光合作用及其重要意义7．(2017·湖州)某植物叶片边缘呈黄白色，不含叶绿体。将该植物在黑暗中放置48小时后，切断部分叶脉，将叶片的部分区域的两面用锡箔纸遮蔽，如图所示，光照一段时间后去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察叶片a、b、c、d四个部位的颜色，发现只有d显蓝色。下列说法错误的是()

A．该实验证明淀粉是光合作用的产物

B．对比da，说明光合作用需要叶绿体

C．对比dc，说明光合作用需要光照

D．对比db，说明光合作用需要水

B【解析】光合作用需要光照，被遮光的部分c没有光照，不能进行光合作用制造淀粉；未被遮光的部分d能接受光照，能进行光合作用制造淀粉；a没有叶绿素和水分，不能进行光合作用制造淀粉；b缺少水分，不能进行光合作用制造淀粉；因此只有d显蓝色。对比da，有水分和叶绿体两个变量，不能说明光合作用需要叶绿体。

8．某研究小组选择萝卜作为研究对象进行实验，以探究提高温室内蔬菜产量的科学方法，他们在三个温室中分别种植了相同的萝卜幼苗，温室的温度和二氧化碳条件的控制情况如表所示(每个温室的光照、土壤、水分等其他条件均相同并适宜)：

(1)如果要研究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，应选择_______(填序号)两组进行对照实验。

②③(2)种植一段时间后，结果发现③号温室中的萝卜幼苗比①号温室中的萝卜幼苗长的快，根据表格中数据分析，其原因是③号温室中__________________________________________________________。

(3)最初移栽萝卜幼苗时，选择在阴天或傍晚进行，采取这些措施的目的是减弱萝卜幼苗的__________。

(4)萝卜收获后，由于存放时间较长，结果萝卜变得空心，吃起来口感不好，即营养物质减少了，这是由于______________________________的缘故。

(5)同一个萝卜，地上部分是绿色的、地下部分是白色的，对这一现象，用遗传学的观点来解释是生物的性状既受遗传物质控制，又受______影响。

二氧化碳浓度比较高，促进萝卜幼苗光合作用蒸腾作用萝卜进行呼吸作用消耗有机物环境【解析】(1)要探究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响，就要以温度为变量设置对照实验，因此他们应选择表中的②、③两组进行对照实验。

(2)二氧化碳是光合作用的原料。③温室与①温室相比较，③温室内的二氧化碳的浓度高，为光合作用提供了足够的原料，导致光合作用制造的有机物多，因此温室③中的萝卜幼苗比温室①中的萝卜幼苗长得快。

(3)在阴天或傍晚进行移栽，光照不强烈，植物的蒸腾作用减弱，能减少体内水分的散失，避免出现萎蔫现象，提高成活率。因此最初移栽萝卜幼苗时，选择在阴天或傍晚进行，采取这些措施的目的是减弱萝卜幼苗的蒸腾作用。

(4)呼吸作用的公式：有机物＋氧→二氧化碳＋水＋能量，呼吸作用是生物的共同特征，每时每刻都在进行，由于萝卜在贮存时能进行呼吸作用，而呼吸作用是把体内储存的有机物加以分解产生二氧化碳和水，所以萝卜由于呼吸作用消耗了体内的大量有机物而使有机物减少出现空心的现象。(5)叶绿素只有在有光的条件下才能形成。萝卜长在土壤以上的部分见光，能够形成叶绿素，故颜色是绿色的；而埋在土里的不能够接收到阳光的照射，不能形成叶绿素，因而是白色的。这种现象说明叶绿素的形成需要光照，用遗传学的观点来解释同一个萝卜，地上部分是绿色的、地下部分是白色的，生物的性状既受遗传物质控制，又受环境影响。呼吸作用1．呼吸作用：是生物体内的________在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成__________或其他产物，并且释放出_________的总过程。呼吸作用是一切细胞生物都具有的生命活动，是生物体获得生命活动所需能量的重要生理作用。

2．生物的呼吸作用包括_________和____________两种类型。有氧呼吸分解产物是_______________，无氧呼吸分解产物是______________。有氧呼吸释放能量_________，无氧呼吸释放能量________。_________是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式，因此，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。有机物二氧化碳能量有氧呼吸无氧呼吸二氧化碳和水酒精或者乳酸较多较少有氧呼吸释放贮藏将有机物分解成无机物将无机物合成有机物在活细胞内都可进行在有光照的条件下进行有光、无光都进行氧气只在有叶绿体的细胞内进行有机物呼吸作用9．如图所示，瓶子内装有正在萌发的种子，24小时后，把点燃的蜡烛放入瓶中，蜡烛立即熄灭，其原因是()

A．种子进行呼吸作用，放出了氧气

B．种子进行呼吸作用，消耗了氧气

C．种子进行光合作用，放出了氧气

D．种子进行蒸腾作用，放出了大量的水蒸气

B【解析】呼吸作用是指细胞利用氧，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的过程。萌发的种子呼吸作用旺盛，吸收瓶内的氧气，释放出大量的二氧化碳。因此将燃烧的蜡烛放入装有正在萌发的种子的瓶子里，蜡烛熄灭，其原因是该瓶内萌发的种子进行呼吸作用，把玻璃瓶中的氧气消耗尽了。

10．科学探究是研究生物学的重要方法，为了探究绿色植物的呼吸作用和光合作用，某生物兴趣小组的同学在老师指导下设计了图甲所示的装置，图乙为C装置叶片在晴朗的夏季一天内呼吸作用和光合作用的变化曲线。请根据图回答下列问题：(提示：氢氧化钠溶液具有吸收二氧化碳的作用)

(1)为了确保实验的科学性，该兴趣小组的同学对图甲中的叶片先进行了暗处理，这样做的目的是______________________________________。

(2)图甲所示的实验设计能探究____________________等因素对光合作用的影响。

(3)一段时间后，抽取B装置中的气体注入澄清的石灰水中，出现的现象是___________________，原因是_____________________________________。

(4)D装置弯玻璃管中红墨水的移动方向是______(填“向左”“向右”或“不动”)，图乙中的曲线____与D装置内叶片的生理活动相对应。

(5)对图甲C装置中的叶片进行脱水称重，欲使其质量最大，结合图乙中的曲线应选择____点左右摘取叶片。

把叶片内原有的淀粉运走或耗尽水、光、二氧化碳澄清的石灰水变浑浊呼吸作用释放了大量的二氧化碳向左Ⅱ18【解析】(1)选作实验的植物实验前已经进行了光合作用，里面储存了丰富的有机物(淀粉)。如不除去会对实验结果造成影响，这样做的目的是把叶片内原有的淀粉运走或耗尽。

(2)图甲中，A叶片割断主叶脉，导管被切断，这样A叶片的前端部分就得不到从根运输来的水分，因此，A叶片割断处的前端和后端部分就形成以水为唯一变量的对照实验组；B叶片和C叶片，唯一不同的变量是光，是以光为变量的对照实验；C叶片和D叶片，唯一不同的变量是二氧化碳，是以二氧化碳为变量的对照实验。因此，图甲所示的实验设计能探究水、光、二氧化碳等因素对光合作用的影响。(3)B装置中叶片不能进行光合作用，而进行呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。因此“一段时间后，抽取B装置中的气体注入澄清的石灰水中”，出现的现象是澄清的石灰水变浑浊，原因是呼吸作用释放了大量的二氧化碳。

(4)D装置中叶片进行呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳，而释放的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收了，导致D装置中气体减少，气压降低，因此D装置弯玻璃管中红墨水的移动方向是向左。图乙中，曲线Ⅰ主要在6～18点有光时进行，因此曲线Ⅰ表示光合作用；曲线Ⅱ在0～24点都能进行，因此曲线Ⅱ表示呼吸作用，D装置内的叶片不能进行光合作用，而能进行呼吸作用，所以图乙中的曲线Ⅱ与D装置内叶片的生理活动相对应。

(5)光合作用制造有机物，光合作用的时间越长，制造的有机物越多，叶片脱水后质量越大。因此，“对图甲C装置中的叶片进行脱水称重，欲使其质量最大”，结合图乙中的曲线应选择18点左右摘取叶片。1．在植物根尖的结构中，吸收水分和无机盐的主要部位是()

A．根冠B．分生区C．伸长区D．成熟区

2．漫步在绿树成荫的小路上，空气特别清新和湿润，主要原因是植物进行了()

A．光合作用和蒸腾作用B．吸收作用和呼吸作用

C．光合作用和呼吸作用D．蒸腾作用和呼吸作用

DA3．利用如图所示装置可以探究植物的一些生理活动。下列有关说法中，正确的是()

A．在阳光下时，金鱼藻体内只发生光能转化成化学能的过程

B．在阳光下时，试管中收集到的气体可制取碳酸饮料

C．若将此装置放在黑暗中一段时间，烧杯中液体的pH变小

D．若将此装置放在温度较高的环境中，这是通过做功的方式改变水的内能

C4．几位同学在探究“水分进入植物体内的途径”时得出如下结论。你认为不正确的是()

A．根和茎的导管是连接贯通的

B．输导水分的导管是多种多样的，它们位于韧皮部中

C．根尖的成熟区生有大量的根毛，因此扩大了吸收面积

D．根吸收的水分，经过茎的运输到叶，大部分是以气体状态散发出去的

B5．近年来，罗汉松逐渐成为城市道路绿化的新宠。在移栽罗汉松的过程中，为了提高存活率，常采取搭棚的措施，其主要目的是()

A．减弱光合作用

B．抑制呼吸作用

C．降低蒸腾作用

D．预防虫害侵袭

C6．东明西瓜品质优良，原来只在盛夏才能上市，现在人们采取温室育苗、嫁接等手段使西瓜提前上市、增产增收。下列对于瓜农在西瓜种植过程中，采取的相关措施的解释，不正确的是()

A．合理密植——提高光合作用的效率

B．幼苗带土移栽——保护幼根和根毛

C．合理施肥——提供植物生长所需的有机物

D．育苗时覆盖地膜——提高地表温度，保持土壤湿度

C7．小龙同学在验证光是光合作用的必需条件时，设计了一组实验(如图)：将甲、乙两装置同时放在室外3～4小时后，取出试管，用带火星的木条伸进试管内。结果伸入①试管的木条复燃了，伸入②试管的木条不复燃。下列选项不正确的是()

CA．伸入①试管的木条复燃了，说明金鱼藻在光下能进行光合作用，产生O2

B．伸入②试管的木条不复燃，说明金鱼藻在暗处不能进行光合作用

C．乙装置在遮光前先要在暗处放置24小时

D．该组实验得出的结论：光是光合作用的必需条件

8．(2018·绍兴)科研小组在研究某植物光合作用的影响因素时，选取了大小生长状况相近的同种植物若干，平均随机分成甲、乙、丙三组，置于适宜的相同环境中，测定光合作用合成有机物的速率如图。

(1)植物的光合作用是在__________(填细胞结构名称)中进行的。

(2)科研小组开展上述研究活动的目的是____________________________________________________。

(3)若仅考虑光合作用，该种植物更适宜在土壤含水量相对较____的土壤中生长。

(4)在一次给植物施以等量的同种肥料后，发现甲组植物光合作用合成有机物的速率反而有所下降，可能的原因是__________________________________________________________。叶绿体探究土壤含水量对光合作用的影响低土壤溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水1．如图为测定蒸腾作用的简易装置，整个装置密封且充满水，管中留有一个气泡，将此装置放于阳光下，观察气泡的移动，根据标尺计算出气泡移动位置，进而计算出水分变化的数量，这一数量主要表示()

A．光合作用消耗的水量，气泡向左移动

B．呼吸作用产生的水量，气泡向右移动

C．蒸腾作用散失的水量，气泡向左移动

D．蒸腾作用散失的水量，气泡向右移动

C2．俗话说“梨树砍三刀，果枝压弯腰”，在初夏梨树的“坐果”期，有经验的果农会给梨树的茎做半环状剥皮，半环状剥皮能切断部分韧皮部中的_______，从而能促进________更多的流向果实。如图是气孔在两个不同状态下的开闭情况，图乙为气孔的_______(填“吸水”或“失水”)状态，现有二月份某天阳光充足的两个时间段：9：00～10：00，12：00～13：00，则12：00～13：00的气孔开闭状态为如图____(填序号)的状态。

筛管有机物失水甲3．如图甲表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学探究“影响植物光合速率的因素”的实验装置图。试回答：

(1)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中X点将向____(填“上”或“下”)移动。

(2)利用图乙装置来探究“影响植物光合速率的因素”，利用这套装置可以探究光照强度与光合作用速率的关系，实验中通过观察_________________来判断光合作用速率。

上有色液滴的移动4．小巧同学发现她家种的牵牛花，早晨为红色，太阳出来后颜色逐渐加深，中午呈紫色。她很好奇，于是设计实验进行探究。

【提出问题】花瓣颜色变化是否与光照有关？

【实验步骤】①早晨，她选取两组生长状况相同，且均开红花的牵牛花，编号A和B；②A组放在阳光下，B组遮光处理，其他条件相同且适宜；③中午，观察花的颜色、记录实验现象：A组为紫色，B组为红色；④得出实验结论。请回答：

(1)实验中的变量是_________。

(2)上述实验得出的结论是__________________________________。

【拓展反思】查找资料发现：牵牛花花瓣的细胞液中含有花