内容正文:
3.2.3 呼吸作用
模块一 学习目标要清晰 模块二 思维导图知识线 模块三 基础知识全梳理 模块四 课堂探究合作练 模块五 精准考向强化练 模块六 题型专项突破练
1.能够掌握呼吸作用的概念、反应式、实质和意义;
2.能够区分有氧呼吸和无氧呼吸的过程、特点以及区别;
3.能够描述呼吸作用过程中的物质和能量的变化以及呼吸作用原理在实际生活中的应用原理。
呼吸作用的过程:
1.实验一:种子在萌发过程中的能量变化
(1)实验装置
(2)实验现象:装有萌发种子的暖水瓶内的温度升高。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
(3)实验证明:种子萌发放出了能量。
2.实验二:种子在萌发过程中的物质变化
演示实验1
(1)实验现象:瓶里的气体能使澄清的石灰水变得浑浊,说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
(2)实验证明:种子萌发时释放出二氧化碳。
演示实验2
(1)实验现象:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,火焰立刻熄灭了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里,火焰没有立刻熄灭。
(2)实验证明:种子萌发时吸收了氧气。
在上述实验中,一定要注意用不透光的黑色瓶子来进行实验,目的是防止瓶中植物在进行呼吸作用的同时也进行光合作用,影响实验结果。棉花的作用:防止气体进出。倒清水的目的:把种子呼吸作用产生的二氧化碳排放出来。
呼吸作用的实质:
1.概念:细胞利用氧气,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。
2.主要部位:所有的活细胞。
3.条件:有光无光均可。
4.主要场所:细胞的线粒体。
5.原料:有机物(来源:来自叶片,通过叶片的光合作用制造,由根、茎、叶中的筛管运输到细胞);氧气(来源:来自空气,通过叶片的气孔进入)。
6.产物:二氧化碳、水和能量。
7.表达式
有机物(储存着能量)+氧气 →二氧化碳+水+能量
8.实质:分解有机物,释放能量。
9.意义:细胞通过呼吸作用分解有机物,释放能量,供给生命活动的需要。
10.影响因素
(1)温度:主要影响与呼吸作用有关的酶的活性(25~35 ℃酶的活性最强)。一定温度范围内,温度升高,呼吸作用增强;温度降低,呼吸作用强度减弱。
例如,保存食物,可以冷藏;晚上大棚蔬菜可以降低温度,降低呼吸作用。
(2)水分:在一定水分范围内,植物含水量增加,呼吸作用增强。
例如,晒干的种子不会烂掉,而新鲜蔬菜容易烂掉。
(3)氧气:一定范围内随氧气浓度的增加,呼吸作用显著增强。
例如,土壤板结要松土,提供氧气促进根部细胞的呼吸作用;水分过多(如洪灾水稻被淹),导致根部缺氧抑制呼吸作用,植物根部霉烂死亡。
(4)二氧化碳:二氧化碳浓度大,呼吸作用减弱。
例如,在贮藏蔬菜、水果、粮食时用低温、干燥、充入二氧化碳等措施,降低呼吸作用,延长贮藏时间。
呼吸作用原理的应用:
(1)促进呼吸作用
经常松土或花盆底部带孔,使植物体根部氧气充足,促进植物根的呼吸作用,促进植物生长。
(2)抑制呼吸作用
①采用干燥的方法降低含水量,使种子进入休眠状态,减弱呼吸作用。
②粮仓采用通风、低温、干燥的方法,降低呼吸作用,使种子的保存时间延长。
③蔬菜和水果覆盖保鲜膜隔绝空气,降低呼吸作用,延长保存时间。
一、实验探究1→种子在萌发过程中的能量变化
(1)实验装置
(2)实验现象:装有萌发种子的暖水瓶内的温度升高。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
(3)实验证明:种子萌发放出了能量。
【探究】1.甲瓶与乙瓶中的温度差异说明了什么?
甲瓶温度升高了,乙瓶温度没有升高。说明萌发的种子释放了能量。
【探究】2.种子在萌发过程中发生了怎样的能量变化?
释放出能量,一部分能量用于种子萌发,还有一部分能量以热能的形式散失了。
一、实验探究2→种子在萌发过程中的物质变化
演示实验1
(1)实验现象:瓶里的气体能使澄清的石灰水变得浑浊,说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
(2)实验证明:种子萌发时释放出二氧化碳。
演示实验2
(1)实验现象:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,火焰立刻熄灭了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里,火焰没有立刻熄灭。
(2)实验证明:种子萌发时吸收了氧气。
【探究】3.在演示实验1中,种子在萌发过程中放出了什么气体?
种子在萌发过程中,呼吸作用旺盛,释放二氧化碳气体,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。
【探究】4.在演示实验2中,为什么蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况不一样?
甲瓶中蜡烛的火焰熄灭了,乙瓶中蜡烛照常燃烧,说明种子在萌发过程中吸收了氧气,导致蜡烛的火焰熄灭。
二、合作讨论→相关知识的情景应用
【讨论】1.“锄禾日当午”,农民给庄稼松土最直接的目的是有利于农作物进行哪种生理作用?
呼吸作用。
【讨论】2.贮藏蔬菜、水果要保持低温,这是因为什么?
温度低,呼吸作用弱,有机物消耗少。
【讨论】3.某小朋友把捕来的萤火虫放入一玻璃瓶中,用盖密封,充当夜光灯。第二天醒来时,发现瓶中的萤火虫已经全部死亡,主要原因是什么?
缺氧气。
【讨论】4.人们在清晨走进密闭的蔬菜大棚时,会感到气闷,呼吸加快,其原因是?
蔬菜的呼吸作用消耗了大棚内的氧气。
【讨论】5.“小草微微笑,请您绕一绕”类似的标语提醒人们不要踩踏草坪,因为踩踏草坪会造成土壤板结,从而影响小草的生长。土壤板结影响植物生长的主要原因是什么?
土壤缺少氧气.影响根的呼吸。
【讨论】6.我们都有这样的生活经验,萝卜放久了就会空心,不如刚买回来的时候好吃,这是因为存放期间发生了什么?
萝卜细胞的呼吸作用消耗了有机物。
【讨论】7.仓库中贮存玉米时,如果通风不良,可能会发生“自燃”现象,原因是什么?
玉米通过呼吸作用释放出的能量有二个用途:一部分是用于细胞进行各种生命活动需要;另一部分是释放的热能。因此仓库中贮存玉米时,如果通风不良,时产生的热量未及时散发可能发生“自燃”现象。
【讨论】8.近年来云南阳光玫瑰葡萄走俏市场,其果肉含糖量高、有玫瑰香味,深受人们欢迎,就是价格不太亲民。请利用所学知识分析它特别甜的原因是什么?
因为云南的光照强度大、日照时间长,能促进光合作用,使其充分进行光合作用合成更多的糖类等有机物,同时,云南的夜间温度低,在一定范围内,温度越低,呼吸作用越弱,减少有机物的分解,使更多的有机物得以剩余,提高了葡萄的甜度。
考向01 呼吸作用的概念
1.呼吸作用是植物重要的生理活动,下列有关说法正确的是( )
A.植物的呼吸作用只在晚上进行
B.植物的呼吸作用只在叶片中进行
C.植物的呼吸作用是吸入二氧化碳,产生氧气
D.植物的呼吸作用可以为其生存提供能量
【答案】D
【解析】A.呼吸作用不需要光照,白天夜晚都在进行,A错误。
B.呼吸作用的主要部位是所有活的细胞,场所是细胞中的线粒体,B错误。
C.呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳而不是吸收二氧化碳释放氧气,C错误。
D.呼吸作用分解有机物释放的能量可为生命活动所利用,为植物的生存提供能量,D正确。
2.呼吸作用是生物界普遍存在的生命现象,其物质和能量的变化是( )
A.分解有机物,储存能量 B.合成有机物,储存能量
C.分解有机物,释放能量 D.合成有机物,释放能量
【答案】C
【解析】ACD.细胞内的有机物在氧气的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程,叫做呼吸作用。呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量,AD不符合题意,C符合题意。
B.绿色植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水转化成有机物,释放氧气,同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程;实质:制造有机物,储存能量,B不符合题意。
3.下列关于人和植物的呼吸作用叙述正确的是( )
A.人的呼吸作用白天夜晚都进行 B.植物的呼吸作用只在夜晚进行
C.人的呼吸作用场所在肺泡 D.植物的呼吸作用场所在叶绿体
【答案】A
【解析】A.呼吸作用是生物的基本特征之一,人的呼吸作用时刻(白天夜晚)都进行,A正确。
B.植物的呼吸作用白天夜晚都进行,B错误。
C.人的呼吸作用场所在组织细胞的线粒体,C错误。
D.植物的呼吸作用场所是线粒体,叶绿体是进行光合作用的场所,D错误。
考向02 植物呼吸作用消耗氧气的探究
1.将萌发的种子和煮熟的种子分别放在甲乙装置中,一段时间后,放入燃烧的蜡烛检查,发现甲瓶的蜡烛熄灭,乙瓶蜡烛继续燃烧,该实验证明种子的呼吸作用( )
A.产生了水 B.产生了二氧化碳 C.消耗了有机物 D.消耗了氧气
【答案】D
【解析】只有活的细胞才能进行呼吸作用。煮熟的种子没有生命不能进行呼吸作用;萌发的种子呼吸作用旺盛,而呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳,因为氧气可以助燃,因此甲瓶中的蜡烛立即熄灭,而乙瓶中煮熟的种子不能呼吸,里面的氧气比甲的多,因此蜡烛会燃烧;通过这个实验验证了萌发的种子进行呼吸时消耗了氧气,故ABC错误,D正确。
2.学校生物兴趣小组的学生设计的几种实验装置(如图)。能验证植物呼吸作用消耗氧气的装置是( )
A.
B.
C.
【答案】A
【解析】A.萌发的种子进行呼吸作用消耗氧气,瓶内氧气稀少,蜡烛熄灭。此实验检验呼吸作用消耗氧气,A符合题意。
B.萌发的种子释放二氧化碳,二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊。此实验检验呼吸作用释放二氧化碳,B不符合题意。
C.植物可以进行蒸腾作用。但此实验装置将花盆中的土壤也包含进去,无法准确验证植物的蒸腾作用,C不符合题意。
3.为探究植物器官呼吸作用强度,选择不同器官材料各 30g 置于密闭容器中,9 小时后测定 容器中氧气含量,数据如图。下列叙述正确的是 ( )
A.重复测三次取最大值绘图 B.各组实验统一放光下进行
C.植物种子消耗氧气量最少 D.应选取同种植物的各器官
【答案】D
【解析】A.实验材料达一定数量或设置重复组并计算平均值是为了排除由于偶然性引起的误差,为了提高实验的准确性,所以,在实验中重复测三次,对测得的数据,他应取平均值,A错误。
B.探究植物不同器官呼吸作用强度差异的实验,实验的变量是植物不同器官,除了变量不同以外其它的实验条件保持相同且适应。叶在光下会进行光合作用,释放氧气,各组实验统一放光下进行,会对实验结果的造成干扰,使结果不准确,B错误。
C.从题图中可看出,装种子的容器氧含量最少,说明植物种子消耗氧气量最多,C错误。
D.探究植物不同器官呼吸作用强度差异的实验,实验的变量是植物不同器官,除了变量不同以外其它的实验条件保持相同。因此,应选取同种植物的各器官,D正确。
考向03 植物呼吸作用产生二氧化碳的探究
1.在实验中常用溴麝香草酚蓝(BTB)溶液作为检测二氧化碳的试剂。该溶液在自然状态下呈蓝色,遇到二氧化碳后逐渐变成黄色。向装有等量金鱼藻的A、B试管中放入等量的BTB溶液并密封。A试管置于光照条件下,B试管置于黑暗条件下,其他条件相同且适宜(如下图)。一段时间后观察两支试管中BTB溶液的颜色变化,下列对实验现象和结论的分析正确的是( )
A.A试管呈蓝色,说明绿色植物在进行光合作用时释放了氧气
B.B试管呈蓝色,说明绿色植物在进行呼吸作用时释放了氧气
C.A试管呈黄色,说明绿色植物进行光合作用时吸收了二氧化碳
D.B试管呈黄色,说明绿色植物进行呼吸作用时释放了二氧化碳
【答案】D
【解析】A试管中的金鱼藻在光下,可以进行光合作用和呼吸作用,并且光合作用大于呼吸作用,会吸收二氧化碳,所以一段时间后,A试管内的溶液呈蓝色;B试管在黑暗条件下,只能进行呼吸作用,消耗氧气产生二氧化碳,二氧化碳的浓度越来越高,BTB(溴麝香草酚蓝)溶液遇到二氧化碳后先变绿再变成黄色,所以,B试管溶液最终变成黄色,BTB(溴麝香草酚蓝)溶液颜色的变化说明光合作用需要吸收二氧化碳,而不是会释放出氧气,故D符合题意,ABC不符合题意。
2.如图所示,是验证“种子呼吸过程中释放什么气体”的实验,图Ⅰ中澄清的石灰水变浑浊说明种子呼吸过程中产生的气体是( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.一氧化碳
【答案】C
【解析】种子萌发时呼吸作用十分旺盛,呼吸作用是消耗氧气分解种子体内的有机物释放能量,同时产生二氧化碳,使瓶中的二氧化碳增多,当向瓶内慢慢注入清水后,瓶中的二氧化碳就会沿着弯曲的玻璃管进入盛有澄清的石灰水的试管中,发生了化学反应,生成了碳酸钙,使澄清石灰水变浑浊,因此可以表明植物的呼吸作用放出二氧化碳,C符合题意,ABD不符合题意。
3.将等量萌发和煮熟的小麦种子分别装入甲、乙两瓶中,并用注射器吸取等量的澄清石灰水倒插入瓶塞中,在温暖的地方放置一夜后观察。下列分析不合理的是( )
A.甲瓶和乙瓶形成了一组对照实验
B.选择等量的种子是为了控制单一变量
C.乙瓶中澄清石灰水变浑浊,甲瓶不变
D.实验验证了种子萌发会释放二氧化碳
【答案】C
【解析】A.甲瓶和乙瓶形成一组对照实验,变量为细胞的活性,A正确。
B.此实验是探究活细胞呼吸作用生成的气体是二氧化碳,变量是细胞是否有生命力,其它条件都应相同,选择等量的种子是为了控制单一变量,B正确。
CD.只有活的细胞才能进行呼吸作用。煮熟的种子没有生命了不能进行呼吸作用;萌发的种子呼吸作用旺盛,而呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳。二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊,因此甲瓶中澄清石灰水变浑浊,乙瓶不变。通过这个实验验证了种子的呼吸作用产生了二氧化碳,C错误,D正确。
考向04 植物呼吸作用释放能量的探究
1.一个密闭的暖水瓶中装有正在萌发的种子。下面是每隔一段时间测定其中的温度和氧气含量绘制成的曲线。如果横轴表示时间,纵轴表示温度(a)和氧气(b)含量,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】萌发的种子进行呼吸作用时,消耗氧气和有机物,产生二氧化碳和能量,一部分能量以热能的形式释放出来,所以装置中的氧气因不断被消耗而减少,温度随着能量的释放而上升,C正确,ABD错误。
2.为探究植物体的呼吸作用,兴趣小组做了实验,一段时间后,如图所示。相关叙述错误的是( )
A.甲瓶内的温度高于乙瓶内的温度
B.乙中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C.将保温瓶倒置可以使瓶内的热量不易散失
D.实验前甲乙两瓶内种子的大小、数量应该相同
【答案】A
【解析】A.甲瓶内装有煮熟的种子,这些种子已经失去了生命力,不会进行呼吸作用,不能释放热量;而乙瓶内装有萌发的种子,其呼吸作用旺盛,会产生热量,因此乙瓶的温度应该高于甲瓶,A错误。
B.乙瓶装有萌发的种子,萌发的种子在进行呼吸作用时会释放出二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙,使溶液变浑浊,B正确。
C.热空气通常向上运动,将保温瓶倒置可以使瓶内的热量不易散失,有利于减小实验误差,C正确。
D.对照试验遵循单一变量原则,以便排除偶然因素的影响。该实验中的唯一变量是种子的活力(能否进行呼吸作用),其他条件应该相同且适宜,因此实验前甲乙两瓶内种子的大小、数量应该相同,D正确。
3.某同学在探究种子呼吸作用时,将萌发的种子装入一个密闭的实验装置内,每隔一段时间测定装置内部的温度和氧气含量,并将结果绘制成如图曲线,下列有关分析正确的是( )
A.图中表示氧气含量变化的曲线是a
B.种子在萌发过程中能释放氧气
C.图中表示装置内温度变化的曲线是b
D.种子在萌发过程中能释放能量
【答案】D
【解析】AB.种子的呼吸作用吸收氧气,因此密闭的实验装置中的氧气越来越少,因此图中表示氧气变化的曲线是B,说明萌发种子在呼吸作用过程中能吸收氧气,AB错误。
CD.种子的呼吸作用释放能量,使密闭的实验装置中的温度越来越高,因此A曲线,说明萌发种子在呼吸作用过程中能释放能,C错误,D正确。
考向05 生物体对呼吸作用释放能量的利用
1.呼吸作用分解有机物,为生命活动提供( )
A.糖类 B.蛋白质 C.氧气 D.能量
【答案】D
【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,并将储存在有机物中的能量释放出来,供生命活动需要的过程。即呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量,ABC错误,D正确。
2.人体每个细胞都进行呼吸作用,释放能量。下列有关叙述错误的是( )
A.呼吸作用产生的二氧化碳最终通过呼气排出体外
B.每次呼气排出的二氧化碳都来自细胞的呼吸作用
C.释放的能量一部分用于维持体温的恒定
D.释放的能量一部分用于推动各项生命活动
【答案】B
【解析】A.呼吸作用产生的二氧化碳扩散进入血液中,二氧化碳随血液运输到肺部,扩散进入肺泡内,通过呼吸系统排出体外,A正确。
B.人体吸入的气体中也含有二氧化碳,并不是每次呼气排出的二氧化碳都来自细胞的呼吸作用,同样呼气中的二氧化碳也来自人体吸气时吸入的二氧化碳并排出体外,B错误。
CD.呼吸作用是细胞内有机物(葡萄糖)在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程,其中的一部分用于维持体温的恒定,大部分的能量用于生物的生命活动的需要,如细胞的分裂,肌肉的收缩,神经冲动的传导等,呼吸作用的重要意义在于为生命活动提供能量,CD正确。
3.动物的运动需要消耗能量。下图为鸟类飞行的能量来源示意图,据图下列说法正确的是
A.图中的X是各类有机物 B.呼吸作用释放出的能量都转化为热能
C.鸟类飞行的能量直接来源于食物 D.图中的X为鸟类飞行直接提供能量
【答案】D
【解析】A.由图可知鸟类的肌肉细胞通过呼吸作用分解食物中的有机物,获得能量。动物细胞通过呼吸作用将贮藏在有机物中的能量释放出来,除了一部分转化为热能外,其余的贮存在ATP中,供动物进行各项生命活动时的需要。故X是ATP,A错误。
B.动物细胞通过呼吸作用将贮藏在有机物中的能量释放出来,除了一部分转化为热能外,其余的贮存在ATP中,供动物进行各项生命活动时的需要,故B错误。
C.ATP就是腺嘌呤核苷三磷酸(简称三磷酸腺苷),是一种不稳定的高能化合物,水解时释放出能量较多,是生物体内最直接的能量来源。故鸟类飞行的能量直接来源于ATP。故C错误。
D.动物的运动方式多种多样,鸟是靠飞行来运动的,人和动物的各项生命活动所需要的能量来自ATP,例如,鸟类飞行需要的能量就是由ATP直接提供的。故D正确。
考向06 呼吸作用原理在生产、生活中的应用
1.放置时间过长的萝卜有的会出现空心现象,与之相关的主要生理过程是( )
A.呼吸作用 B.运输作用
C.吸收作用 D.光合作用
【答案】A
【解析】A.萝卜的细胞进行呼吸作用,吸收氧气,分解有机物产生二氧化碳和水,并释放出能量。因此,新鲜的萝卜存放时间长了,会通过呼吸作用,消耗大量有机物,出现空心、重量减轻的现象,故A正确。
B.运输作用是指营养物质在体内的运输,故B错误。
C.吸收作用是指根系对水分和无机盐的吸收,故C错误。
D.光合作用是指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着能量的有机物,并释放出氧气的过程,故D错误。
2.下列生产生活中的措施与促进植物呼吸作用有关的是( )
A.小麦种子晒干入库
B.低温贮藏蔬菜、水果
C.农田及时松土
D.贮藏粮食的密封仓内充加二氧化碳
【答案】C
【解析】A.小麦种子晒干入库主要是为了降低种子的水分含量。水分是植物细胞进行呼吸作用的重要条件之一,降低水分含量可以减缓种子的呼吸作用,从而减少有机物的消耗,有利于种子的长期保存。因此,这个措施实际上是抑制了植物的呼吸作用,A不符合题意。
B.低温贮藏蔬菜、水果是利用低温来抑制植物的呼吸作用。在低温条件下,植物细胞的酶活性降低,呼吸作用减缓,从而减少了有机物的消耗,延长了蔬菜和水果的保鲜期。因此,这个措施也是抑制了植物的呼吸作用,B不符合题意。
C.农田及时松土是为了改善土壤的通气状况,使植物根部能够得到充足的氧气。氧气是植物细胞进行有氧呼吸的必要条件,充足的氧气可以促进植物根部的呼吸作用,有利于植物的生长和发育。因此,这个措施是促进了植物的呼吸作用,C符合题意。
D.贮藏粮食的密封仓内充加二氧化碳是为了创造一个低氧的环境。二氧化碳浓度升高可以降低氧气的浓度,从而抑制粮食中微生物和害虫的呼吸作用,减少有机物的消耗和损失。同时,低氧环境也可以抑制粮食自身的呼吸作用,延长贮藏期。因此,这个措施实际上是抑制了植物的呼吸作用,D不符合题意。
3.如图是水果存放时二氧化碳的释放量与氧气浓度和温度的关系曲线,你认为存放水果的最佳条件是( )
A.低温低氧 B.低温无氧
C.适温低氧 D.适温无氧
【答案】A
【解析】A.低温低氧条件下,水果的呼吸作用强度显著降低,有机物消耗减少,有利于水果的长期保存,故A正确。
B.低温无氧条件下,水果可能会进行无氧呼吸,产生酒精等有害产物,不利于水果的品质和保存,故B错误。
C.适温低氧条件下,呼吸作用强度仍相对较高,有机物消耗较多,不如低温低氧条件更利于保存水果,故C错误。
D.适温无氧环境中,水果进行无氧呼吸,产生的有害物质会加速水果变质,不适合水果存放,故D错误。
一、综合题
呼吸作用的概念和实质
(1)概念:细胞利用 ,将 分解成 和水,并且将储存在有机物中的 释放出来,供给生命活动需要的过程,这个过程叫做呼吸作用。
反应式:
(2)实质:分解 ,释放 。
影响因素:水分、氧气浓度、二氧化碳浓度、温度等。
意义:为各项生命活动提供能量。
【答案】(1)氧;有机物;二氧化碳;能量
(2)有机物;能量
【解析】(1)呼吸作用是细胞利用氧气将有机物(如葡萄糖)分解成二氧化碳和水的过程,并释放出储存在有机物中的能量,供给生命活动使用。从反应式中可看出,氧气是必需的原料,产物包括二氧化碳和水,过程释放出能量。
(2)呼吸作用的实质在于有机物(例如葡萄糖)的分解和能量的释放。这一过程使得生物体能够获得所需的能量来支持各种生命活动。
二、实验探究题
为了探究植物的呼吸作用是否产生二氧化碳,生物兴趣小组进行了如下实验:
①将新鲜的和用沸水烫2至3分钟以后的同一种蔬菜各100克分别装入两个不漏气的大小相同的黑色塑料瓶中,插入软管后封紧瓶口,并用止水夹夹紧软管,分别标注为A组和B组。
②三个小时后,分别将A组和B组的软管插入盛有澄清的石灰水的锥形瓶中,移开止水夹,轻轻地挤压塑料瓶,将瓶中的气体挤入石灰水中。观察澄清石灰水的变化,发现A组澄清石灰水变浑浊,B组澄清石灰水变化不明显。
请分析实验并回答下列问题:
(1)设置“沸水烫后蔬菜”的塑料瓶,是为了与“新鲜蔬菜”的塑料瓶形成 实验。
(2)实验中使用不透光黑色塑料瓶的主要原因是:为了防止植物利用 能,将二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物,同时释放 ,对实验产生干扰。
(3)A组澄清石灰水变浑浊,B组澄清石灰水变化不明显,根据实验可以判断出 瓶装入的是新鲜蔬菜,这也能说明植物的呼吸作用产生了大量的 。
【答案】(1)对照
(2)光能/太阳;氧气
(3)A;二氧化碳
【解析】(1)在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验为对照实验。设置“沸水烫后蔬菜”的塑料瓶,是为了与“新鲜蔬菜”的塑料瓶形成对照,变量是蔬菜是否被烫过。
(2)绿色植物在光下要进行光合作用制造有机物和氧气,所以实验中使用不透光黑色塑料瓶的主要原因是:为了防止植物利用光能,将二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物,同时释放氧气,对实验产生干扰。
(3)二氧化碳会使澄清的石灰水变浑浊,植物进行呼吸作用产生了大量的二氧化碳。实验进行一段时间后,新鲜的蔬菜能进行呼吸作用而和烫过的蔬菜不能进行呼吸作用。因此,移开止水夹用手挤压塑料袋,发现A袋能使锥形瓶中的石灰水变浑浊,而B袋不能使锥形瓶中的石灰水变浑浊,根据实验可以判断出A袋装入的是新鲜的蔬菜,这也能说明植物的呼吸作用产生了大量的二氧化碳。
三、资料分析题
阅读材料,回答下列问题:
生态旅游农业是以农业生产为依托,开发具有旅游价值的农业资源、农产品、田园风光,是一种新型的“农业+旅游业”性质的生态农业模式,也是一种新型园林形式一观光农业的形式。
(1)步入生态园区,会被塑料大棚中的反季节蔬菜所吸引。请你从有利于种子萌发、植株生长的角度考虑,冬天和早春塑料大棚的主要作用是保温。大棚中施加有机肥,可适当提高棚内 的含量,此过程中在土壤中起关键作用的生物是 。从而提高了蔬菜的 作用的效率。提高了农产品的产量。
(2)夜间适当降低大棚内温度,可抑制蔬菜 作用,减少 的消耗。
(3)来到盆景花卉区,你会被这里的美景迷住。一位游客忍不住在栀子树下剪下一段带叶的枝条,先将其插在稀释的红墨水中,再把装置放在阳光下照晒至叶脉微红。最后将枝条纵向切开,观察到红色部分像一根根长长的管子。说明水分和无机盐是通过 来运输的。
【答案】(1)二氧化碳;细菌、真菌;光合
(2)呼吸;有机物
(3)导管
【解析】(1)冬天和早春气温较低,塑料大棚能很好地提升温度。施加有机肥后土壤中的细菌和真菌分解有机物产生二氧化碳,二氧化碳是光合作用的原料,其量增加使光合作用增强。
(2)低温情况下,呼吸作用会减弱,从而减少有机物的消耗。
(3)植物吸收水分的主要器官是根,红墨水会通过植物运输水分和无机盐的通道即导管向上运输,而导管位于木质部,所以木质部被染红,观察到红色部分像一根根长长的管子。
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3.2.3 呼吸作用
模块一 学习目标要清晰 模块二 思维导图知识线 模块三 基础知识全梳理 模块四 课堂探究合作练 模块五 精准考向强化练 模块六 题型专项突破练
1.能够掌握呼吸作用的概念、反应式、实质和意义;
2.能够区分有氧呼吸和无氧呼吸的过程、特点以及区别;
3.能够描述呼吸作用过程中的物质和能量的变化以及呼吸作用原理在实际生活中的应用原理。
呼吸作用的过程:
1.实验一:种子在萌发过程中的能量变化
(1)实验装置
(2)实验现象:装有萌发种子的暖水瓶内的温度________。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
(3)实验证明:种子萌发放出了________。
2.实验二:种子在萌发过程中的物质变化
演示实验1
(1)实验现象:瓶里的气体能使澄清的石灰水变得________,说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
(2)实验证明:种子萌发时释放出________。
演示实验2
(1)实验现象:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,火焰立刻________了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里,火焰没有立刻熄灭。
(2)实验证明:种子萌发时吸收了________。
在上述实验中,一定要注意用不透光的________来进行实验,目的是防止瓶中植物在进行呼吸作用的同时也进行光合作用,影响实验结果。棉花的作用:防止________。倒清水的目的:把种子呼吸作用产生的________排放出来。
呼吸作用的实质:
1.概念:细胞利用________,将有机物分解成________和________,并且将储存在有机物中的________释放出来,供给生命活动的需要。
2.主要部位:所有的________。
3.条件:________________。
4.主要场所:细胞的________。
5.原料:________(来源:来自叶片,通过叶片的________作用制造,由根、茎、叶中的________运输到细胞);________(来源:来自空气,通过叶片的________进入)。
6.产物:二氧化碳、水和能量。
7.表达式
有机物(储存着能量)+________ →________+________+能量
8.实质:分解________,释放________。
9.意义:细胞通过呼吸作用分解________,释放________,供给生命活动的需要。
10.影响因素
(1)温度:主要影响与呼吸作用有关的酶的活性(25~35 ℃酶的活性最强)。一定温度范围内,温度升高,呼吸作用________;温度降低,呼吸作用强度________。
例如,保存食物,可以冷藏;晚上大棚蔬菜可以降低________,降低呼吸作用。
(2)水分:在一定水分范围内,植物含水量增加,呼吸作用________。
例如,晒干的种子不会烂掉,而新鲜蔬菜容易烂掉。
(3)氧气:一定范围内随________浓度的增加,呼吸作用显著________。
例如,土壤板结要松土,提供氧气________根部细胞的呼吸作用;水分过多(如洪灾水稻被淹),导致根部缺氧抑制呼吸作用,植物根部霉烂死亡。
(4)二氧化碳:二氧化碳浓度大,呼吸作用________。
例如,在贮藏蔬菜、水果、粮食时用低温、干燥、充入二氧化碳等措施,________呼吸作用,延长贮藏时间。
呼吸作用原理的应用:
(1)促进呼吸作用
经常松土或花盆底部带孔,使植物体根部________充足,促进植物根的呼吸作用,促进植物生长。
(2)抑制呼吸作用
①采用干燥的方法降低含水量,使种子进入________状态,减弱呼吸作用。
②粮仓采用通风、低温、干燥的方法,________呼吸作用,使种子的保存时间延长。
③蔬菜和水果覆盖保鲜膜隔绝空气,________呼吸作用,延长保存时间。
一、实验探究1→种子在萌发过程中的能量变化
(1)实验装置
(2)实验现象:装有萌发种子的暖水瓶内的温度________。装有煮熟的种子的暖水瓶内温度不升高。
(3)实验证明:种子萌发放出了________。
【探究】1.甲瓶与乙瓶中的温度差异说明了什么?
【探究】2.种子在萌发过程中发生了怎样的能量变化?
一、实验探究2→种子在萌发过程中的物质变化
演示实验1
(1)实验现象:瓶里的气体能使澄清的石灰水变得________,说明瓶里的气体中含有大量的二氧化碳。
(2)实验证明:种子萌发时释放出________。
演示实验2
(1)实验现象:燃烧的蜡烛放进甲瓶里,火焰立刻________了。燃烧的蜡烛放进乙瓶里,火焰没有立刻熄灭。
(2)实验证明:种子萌发时吸收了________。
【探究】3.在演示实验1中,种子在萌发过程中放出了什么气体?
【探究】4.在演示实验2中,为什么蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况不一样?
二、合作讨论→相关知识的情景应用
【讨论】1.“锄禾日当午”,农民给庄稼松土最直接的目的是有利于农作物进行哪种生理作用?
【讨论】2.贮藏蔬菜、水果要保持低温,这是因为什么?
【讨论】3.某小朋友把捕来的萤火虫放入一玻璃瓶中,用盖密封,充当夜光灯。第二天醒来时,发现瓶中的萤火虫已经全部死亡,主要原因是什么?
【讨论】4.人们在清晨走进密闭的蔬菜大棚时,会感到气闷,呼吸加快,其原因是?
【讨论】5.“小草微微笑,请您绕一绕”类似的标语提醒人们不要踩踏草坪,因为踩踏草坪会造成土壤板结,从而影响小草的生长。土壤板结影响植物生长的主要原因是什么?
【讨论】6.我们都有这样的生活经验,萝卜放久了就会空心,不如刚买回来的时候好吃,这是因为存放期间发生了什么?
【讨论】7.仓库中贮存玉米时,如果通风不良,可能会发生“自燃”现象,原因是什么?
【讨论】8.近年来云南阳光玫瑰葡萄走俏市场,其果肉含糖量高、有玫瑰香味,深受人们欢迎,就是价格不太亲民。请利用所学知识分析它特别甜的原因是什么?
考向01 呼吸作用的概念
1.呼吸作用是植物重要的生理活动,下列有关说法正确的是( )
A.植物的呼吸作用只在晚上进行
B.植物的呼吸作用只在叶片中进行
C.植物的呼吸作用是吸入二氧化碳,产生氧气
D.植物的呼吸作用可以为其生存提供能量
2.呼吸作用是生物界普遍存在的生命现象,其物质和能量的变化是( )
A.分解有机物,储存能量 B.合成有机物,储存能量
C.分解有机物,释放能量 D.合成有机物,释放能量
3.下列关于人和植物的呼吸作用叙述正确的是( )
A.人的呼吸作用白天夜晚都进行 B.植物的呼吸作用只在夜晚进行
C.人的呼吸作用场所在肺泡 D.植物的呼吸作用场所在叶绿体
考向02 植物呼吸作用消耗氧气的探究
1.将萌发的种子和煮熟的种子分别放在甲乙装置中,一段时间后,放入燃烧的蜡烛检查,发现甲瓶的蜡烛熄灭,乙瓶蜡烛继续燃烧,该实验证明种子的呼吸作用( )
A.产生了水 B.产生了二氧化碳 C.消耗了有机物 D.消耗了氧气
2.学校生物兴趣小组的学生设计的几种实验装置(如图)。能验证植物呼吸作用消耗氧气的装置是( )
A.
B.
C.
3.为探究植物器官呼吸作用强度,选择不同器官材料各 30g 置于密闭容器中,9 小时后测定 容器中氧气含量,数据如图。下列叙述正确的是 ( )
A.重复测三次取最大值绘图 B.各组实验统一放光下进行
C.植物种子消耗氧气量最少 D.应选取同种植物的各器官
考向03 植物呼吸作用产生二氧化碳的探究
1.在实验中常用溴麝香草酚蓝(BTB)溶液作为检测二氧化碳的试剂。该溶液在自然状态下呈蓝色,遇到二氧化碳后逐渐变成黄色。向装有等量金鱼藻的A、B试管中放入等量的BTB溶液并密封。A试管置于光照条件下,B试管置于黑暗条件下,其他条件相同且适宜(如下图)。一段时间后观察两支试管中BTB溶液的颜色变化,下列对实验现象和结论的分析正确的是( )
A.A试管呈蓝色,说明绿色植物在进行光合作用时释放了氧气
B.B试管呈蓝色,说明绿色植物在进行呼吸作用时释放了氧气
C.A试管呈黄色,说明绿色植物进行光合作用时吸收了二氧化碳
D.B试管呈黄色,说明绿色植物进行呼吸作用时释放了二氧化碳
2.如图所示,是验证“种子呼吸过程中释放什么气体”的实验,图Ⅰ中澄清的石灰水变浑浊说明种子呼吸过程中产生的气体是( )
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.一氧化碳
3.将等量萌发和煮熟的小麦种子分别装入甲、乙两瓶中,并用注射器吸取等量的澄清石灰水倒插入瓶塞中,在温暖的地方放置一夜后观察。下列分析不合理的是( )
A.甲瓶和乙瓶形成了一组对照实验
B.选择等量的种子是为了控制单一变量
C.乙瓶中澄清石灰水变浑浊,甲瓶不变
D.实验验证了种子萌发会释放二氧化碳
考向04 植物呼吸作用释放能量的探究
1.一个密闭的暖水瓶中装有正在萌发的种子。下面是每隔一段时间测定其中的温度和氧气含量绘制成的曲线。如果横轴表示时间,纵轴表示温度(a)和氧气(b)含量,正确的是( )
A. B.
C. D.
2.为探究植物体的呼吸作用,兴趣小组做了实验,一段时间后,如图所示。相关叙述错误的是( )
A.甲瓶内的温度高于乙瓶内的温度
B.乙中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C.将保温瓶倒置可以使瓶内的热量不易散失
D.实验前甲乙两瓶内种子的大小、数量应该相同
3.某同学在探究种子呼吸作用时,将萌发的种子装入一个密闭的实验装置内,每隔一段时间测定装置内部的温度和氧气含量,并将结果绘制成如图曲线,下列有关分析正确的是( )
A.图中表示氧气含量变化的曲线是a
B.种子在萌发过程中能释放氧气
C.图中表示装置内温度变化的曲线是b
D.种子在萌发过程中能释放能量
考向05 生物体对呼吸作用释放能量的利用
1.呼吸作用分解有机物,为生命活动提供( )
A.糖类 B.蛋白质 C.氧气 D.能量
2.人体每个细胞都进行呼吸作用,释放能量。下列有关叙述错误的是( )
A.呼吸作用产生的二氧化碳最终通过呼气排出体外
B.每次呼气排出的二氧化碳都来自细胞的呼吸作用
C.释放的能量一部分用于维持体温的恒定
D.释放的能量一部分用于推动各项生命活动
3.动物的运动需要消耗能量。下图为鸟类飞行的能量来源示意图,据图下列说法正确的是
A.图中的X是各类有机物 B.呼吸作用释放出的能量都转化为热能
C.鸟类飞行的能量直接来源于食物 D.图中的X为鸟类飞行直接提供能量
考向06 呼吸作用原理在生产、生活中的应用
1.放置时间过长的萝卜有的会出现空心现象,与之相关的主要生理过程是( )
A.呼吸作用 B.运输作用
C.吸收作用 D.光合作用
2.下列生产生活中的措施与促进植物呼吸作用有关的是( )
A.小麦种子晒干入库
B.低温贮藏蔬菜、水果
C.农田及时松土
D.贮藏粮食的密封仓内充加二氧化碳
3.如图是水果存放时二氧化碳的释放量与氧气浓度和温度的关系曲线,你认为存放水果的最佳条件是( )
A.低温低氧 B.低温无氧
C.适温低氧 D.适温无氧
一、综合题
呼吸作用的概念和实质
(1)概念:细胞利用 ,将 分解成 和水,并且将储存在有机物中的 释放出来,供给生命活动需要的过程,这个过程叫做呼吸作用。
反应式:
(2)实质:分解 ,释放 。
影响因素:水分、氧气浓度、二氧化碳浓度、温度等。
意义:为各项生命活动提供能量。
二、实验探究题
为了探究植物的呼吸作用是否产生二氧化碳,生物兴趣小组进行了如下实验:
①将新鲜的和用沸水烫2至3分钟以后的同一种蔬菜各100克分别装入两个不漏气的大小相同的黑色塑料瓶中,插入软管后封紧瓶口,并用止水夹夹紧软管,分别标注为A组和B组。
②三个小时后,分别将A组和B组的软管插入盛有澄清的石灰水的锥形瓶中,移开止水夹,轻轻地挤压塑料瓶,将瓶中的气体挤入石灰水中。观察澄清石灰水的变化,发现A组澄清石灰水变浑浊,B组澄清石灰水变化不明显。
请分析实验并回答下列问题:
(1)设置“沸水烫后蔬菜”的塑料瓶,是为了与“新鲜蔬菜”的塑料瓶形成 实验。
(2)实验中使用不透光黑色塑料瓶的主要原因是:为了防止植物利用 能,将二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物,同时释放 ,对实验产生干扰。
(3)A组澄清石灰水变浑浊,B组澄清石灰水变化不明显,根据实验可以判断出 瓶装入的是新鲜蔬菜,这也能说明植物的呼吸作用产生了大量的 。
三、资料分析题
阅读材料,回答下列问题:
生态旅游农业是以农业生产为依托,开发具有旅游价值的农业资源、农产品、田园风光,是一种新型的“农业+旅游业”性质的生态农业模式,也是一种新型园林形式一观光农业的形式。
(1)步入生态园区,会被塑料大棚中的反季节蔬菜所吸引。请你从有利于种子萌发、植株生长的角度考虑,冬天和早春塑料大棚的主要作用是保温。大棚中施加有机肥,可适当提高棚内 的含量,此过程中在土壤中起关键作用的生物是 。从而提高了蔬菜的 作用的效率。提高了农产品的产量。
(2)夜间适当降低大棚内温度,可抑制蔬菜 作用,减少 的消耗。
(3)来到盆景花卉区,你会被这里的美景迷住。一位游客忍不住在栀子树下剪下一段带叶的枝条,先将其插在稀释的红墨水中,再把装置放在阳光下照晒至叶脉微红。最后将枝条纵向切开,观察到红色部分像一根
根长长的管子。说明水分和无机盐是通过 来运输的。
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