内容正文:
专题04 植物的光合与呼吸 根茎叶
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考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
植物光合作用与呼吸作用
1. 概念
光合作用:
原料:CO₂、水;产物:有机物、O₂;条件:光;场所:叶绿体。
表达式:
呼吸作用:
原料:有机物、O₂;产物:CO₂、水;场所:活细胞。
表达式:有机物(储存能量) + O₂ → CO₂ + 水 + 能量
2. 考点
影响因素:
光合作用:光照强度、CO₂浓度、温度(如合理密植增产)。
呼吸作用:温度、O₂浓度(如低温保鲜、松土促根呼吸)。
植物的根茎叶
根:了解根的形态结构,如主根、侧根、不定根的区别,根尖的结构(根冠、分生区、伸长区、成熟区)及各部分的功能。
茎:认识茎的基本结构,如树皮(包括韧皮部)、形成层、木质部、髓等部分的位置和功能,知道导管和筛管的分布及作用,导管运输水分和无机盐,筛管运输有机物。
叶:掌握叶的形态结构,如叶片的表皮(上表皮、下表皮)、叶肉、叶脉的结构特点和功能,理解叶片是光合作用的主要器官,叶肉细胞中含有叶绿体,是进行光合作用的场所。了解气孔的结构和功能,气孔是气体交换和蒸腾作用的门户,保卫细胞控制气孔的开闭。
中考考点聚焦
常考考点
真题举例
光合作用
2023·杭州 台州 金华 湖州……
根茎叶
2023 台州 宁波 绍兴
知识点一 植物的呼吸作用
1.与大部分动物不一样,植物没有明显的 呼吸器官 ,没有明显的呼气和吸气过程,但植物和空气之间也会通过 扩散 作用进行气体交换。
2.植物的各个部分——根、茎、叶、花、果实、种子的每一个 活细胞 每时每刻都在进行呼吸作用。
3 微生物 等其他生物也有呼吸作用。呼吸作用对于生命活动来说十分重要。
生物通过呼吸作用,为生命活动提供所需的能量,因此,呼吸作用是生物的共同特征,对于生物的生命活动来说具有十分重要的意义
知识点二 光合作用的原理
1. 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 氧气 的过程
2.光合作用反应式: 二氧化碳+水 有机物+氧气 。
3.光合作用主要发生在叶肉细胞的 叶绿体 中,它产生的葡萄糖经转化后形成 淀粉 。光合作用所需要的二氧化碳大部分是从 空气 中吸收的,水则主要是从 土壤 中吸收,然后运输到叶片。叶绿体内含有的 叶绿素 等色素,能吸收阳光
4.光合作用一方面把简单的无机物制成了复杂的 有机物 ,并放出 氧气 ,发生了 物质 转化;另一方面,把光能变成储存在有机物里的 化学能 ,实现了 能量 的转化。
5.光合作用的意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅满足了自身 生长 、 发育 、 繁殖 的需要,还为其他生物提供了基本的 食物来源
知识点三 光合作用的条件和产物
1. 植物制造淀粉的实验
(1)把盆栽的银边天竺放在黑暗的地方一昼夜,其目的是 把叶片中原有的淀粉耗尽,避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响
(2)叶片部分用铝箔盖严,其余部分未盖铝箔,此处的变量是 光 。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色,而覆盖铝箔处未变蓝色,这说明叶片的见光部分产生了 淀粉 。这说明光合作用需要 光 。
(3)活动中使用了银边天竺葵,此处想要控制的变量是 叶绿体 。叶片的绿色部位变蓝,而白色部分没有变蓝,这说明光合作用需要 叶绿体 。
(4)该实验通过检验出淀粉的存在,证明光合作用需要 光 和 叶绿体 。
2.光合作用产生的气体能使带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来,这说明光合作用的另一产物是 氧气 。
知识点四 光合作用的原料
1.在证明植物的光合作用需要二氧化碳的实验中,设计改变的因素是 二氧化碳 ,最后观察植物有无淀粉生成。
2.实验步骤:把一株天竺葵放在黑暗处一昼夜。再将两个透明的塑料袋分别套在选定的两片天竺葵的叶片上,一个塑料袋内装入少量 氢氧化钠 溶液,另一个塑料袋内装入等量清水。在阳光下照射4小时后,摘下两片叶子, 酒精 脱色、清水漂洗、滴加 碘液 后,观察叶片颜色。
3.实验现象:装有清水的塑料袋内的叶片 变蓝 ;装有氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片 不变蓝 。
4.实验证明植物光合作用需要 二氧化碳 。科学研究还证明, 水 也是植物光合作用的原料。
知识点五 根尖(根吸水的部位在根尖)的结构
皮层
韧皮部
木质部
根冠
根毛区
根冠
分生区
伸长区
根毛区
液泡较大
细胞壁较厚
液泡较小
细胞壁较薄
没有液泡
细胞核
导管
老根毛
嫩根毛
顶端分生组织
知识点六 水分和无机盐的运输
1.根从土壤中吸收来的水和无机盐是通过 茎 运输的。
2.水分和无机盐被 根尖 吸收后,会进入根部 导管 。由于根和茎中的导管是相互连通的,最后,它们就能进入到 茎 中央的导管
3.水分和无机盐在茎 木质部 的导管中能 自下而上 地向枝端运输。
知识点七 有机物的运输
1. 植物的叶通过光合作用制造的有机物,除小部分留在叶肉细胞外,大部分需转送到 茎 、 根 、果实、种子等部位去。
2.有机物的运输实验:在一株盆栽木本植物上选取一个枝条,在枝条中部剥除约1厘米宽的一圈树皮,露出 木质部 。用刀轻刮木质部表面,然后用少许凡士林涂抹环剥部位。一两个月后,切口 上 方的树皮将膨大而形成枝瘤。这一现象表明有机物是通过树皮 自上而下 运输的。
3.树皮里只有 韧皮部的筛管 是上下相通的,可见,叶制造的有机物是通过筛管 向 下 运输的。
知识点八 叶的结构
1.叶是植物 光合作用 的主要器官,也是 散失水分 的主要器官。
2.叶的 形态 、 结构 和功能等特征与植物生长的 环境 密切相关。
(1)生活在潮湿、阴暗环境下的植物,一般叶片较 大 且叶表面 无 角质层,以 增加 换气的面积。
(2)生活在干旱环境下的植物,叶片一般较 小 甚至退化成 针刺状 (如刺叶石竹)或 小鳞片状(如麻黄),叶表面多覆盖有 蜡质 和不易透水的 角质层 。2·1·c·n·j·y
3.一片叶是由 叶柄 和 叶片 组成的,叶片是由 表皮 、 叶肉 和 叶脉 等结构组成的。
(1)表皮分为 上表皮 和 下表皮 ,表皮是由大量 无色透明 的 表皮细胞 组成的,有利于 光线 的透过和叶内结构的 保护 ;表皮上含有大量的 气孔
(2)叶肉在上、下表皮之间,内含许多叶绿体,是植物体进行 光合作用 的主要场所。
(3)叶脉分布在叶肉中,多由 导管 和 筛管 构成,是水分、无机盐和有机物的运输通道,同时对叶片有 支持 作用
难点一、光合作用与呼吸作用的区别和联系
区
别
项目
光合作用
呼吸作用
①场所
叶绿体
细胞
②条件(与光关系)
在光下才能进行
有光无光都能进行
③气体变化
吸收CO2放出O2
吸入O2呼出CO2
④物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
⑤能量变化
光能→化学能储存在有机物中
消耗能量
联系
呼吸作用所分解的有机物,正是光合作用的产物;呼吸作用释放的能量,正是光合作用储藏在有机物中的能量。
难点二、植物光合作用与呼吸作用的曲线
1、自然状态下一天24小时内,氧气、二氧化碳、有机物的变化趋势
2、光照对植物体吸收和产生二氧化碳、氧气变化的影响
① AB段表示光合作用小于呼吸作用;B点表示光合作用等于呼吸作用。
② BC段表示光合作用大于呼吸作用,植物呈现生长现象。
3、植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化曲线
①0时:植物只进行呼吸作用。
②bc段:植物为了降低蒸腾作用,部分气孔关闭,所以光合作用强度有所下降。
③ad段:光照强度较大,光合作用强度大于呼吸作用强度。
④a、d点:光合作用等于呼吸作用,a点以后有机物开始积累,到d点停止积累有机物,故一昼夜中有机物积累量最多的点是d点。
真题感知
[例题1] (2023•浙江)科学小组在探究光合作用所需条件时,暗处理后,分别对三组天竺葵的叶片做如下处理:①用铝箔包住;②浸没在冷开水中;③切断叶脉。光照一段时间后,经检测发现均无淀粉产生,则三组实验可证明光合作用所需的条件分别是( )
A.叶绿体、光照、水分 B.光照、空气、水分
C.光照、水分、空气 D.空气、叶绿体、水分
[例题2] (2023•杭州)为验证绿色植物在光照下能产生氧气,小金将如图所示装置放在阳光下一段时间,用带火星木条检验试管内气体,出现复燃现象。下列叙述正确的是( )
A.该实验中起对照作用的变量是有无金鱼藻
B.选水生植物金鱼藻作实验材料的优点是便于观察和收集气体
C.该实验证明植物在光照下产生氧气的同时也能吸收二氧化碳
D.该实验若在无光条件下进行,实验结果完全相同
[例题3] (2023•湖州)根据实验目的和原理选择恰当的实验材料,是实验获得成功的关键因素之一。在研究光合作用的实验中,选择银边天竺葵不用普通天竺葵(不带银边),优点是可以在一张叶片上完成验证光合作用条件是否需要 的对照实验:在验证光合作用产物是否有氧气的实验中,不用天竺葵而用金鱼藻(水生植物)的优点是 。
[例题4] (2023•绍兴)为探究光合作用的场所,小敏进行如下实验。
①将一盆阳台上的青菜移到黑暗环境中放置24小时。
②再把该盆青菜放到阳光下照射4小时。
③取该盆中某株青菜上面积相等的茎、叶柄、叶片3个部位,浸入盛有酒精的小烧杯中进行水浴加热,直至叶片完全褪成黄白色。
④取出后用清水洗净,滴上碘液观察各部位的颜色变化。
⑤实验结果:只有叶片部位变蓝,青菜的茎、叶柄部位不变蓝。
请回答下列问题。
(1)步骤①中将青菜移到黑暗环境中放置24小时的目的是 。
(2)实验中选取青菜的茎和叶柄这两个非绿色部位是为了与叶片进行 。
(3)根据实验结果,可得出光合作用的场所是 。
(4)小金直接取阳台上未经暗处理的青菜的茎、叶柄、叶片3个部位,进行脱色处理后,滴加碘液观察各部位颜色变化,发现全部变蓝。得出青菜的茎、叶柄、叶片中都可以进行光合作用的结论。你是否同意小金的结论并说明理由。
[例题5] (2023•台州)图甲是一个“水绵伞”:透明塑料袋中装满水和水绵(水生藻类植物),袋口的吸管能与外界连通,调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后,发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”,置于离光源距离不同的水底(水中各处温度相同且不变),如图乙,以验证光合作用的影响因素。
(1)本实验验证的是 对光合作用的影响。
(2)实验过程中,需要观测的是 。
(3)该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验?(写出一种)
[例题6] (2022•绍兴)人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究:
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响?
【实验探究】
①取三个相同的无色透明玻璃瓶,设置A、B、C三组实验,分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和CO2缓冲液(维持瓶中CO2含量稳定);
②分别在导管中注入一滴红墨水,塞上橡皮塞,关闭活塞,控制红墨水初始位置相同;
③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射(如图所示);
④光照相同时间后,红墨水均向左移动,测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄,且l红>l黄>l绿,多次重复实验后,结果相同(忽略温度对实验的影响)。
【得出结论】 。
【交流拓展】
(1)实验中通过比较 来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)为进一步得出光合作用强度,设置了实验D,将相同装置放于黑暗环境中,其他条件不变。测得红墨水移动距离为l黑。
①装置D中红墨水向 (选填“左”或“右”)移动。
②实验中红光条件下,光合作用的强度值可表示为 (用l红和l黑表示)。
[例题7] (2023•丽水)丽水某学校劳动实践基地利用气雾栽培技术立体种植蔬菜(如图),蔬菜产量比传统技术提高10倍以上。气雾栽培是把植物的根系完全暴露在空气中,营养液以气雾的方式直接喷到根上,更利于吸收。下列说法正确的是( )
A.营养液的主要成分是有机物
B.蔬菜利用种子繁殖属于无性生殖
C.营养液的浓度大于根毛细胞液的浓度
D.根吸收的水分主要通过蒸腾作用散失
[例题8] (2023•台州)以下是研究木质茎结构和功能的两个活动。
(1)将新鲜带叶枝条插人稀释后的红墨水,置于温暖、光照充足的环境中,10分钟后取出,横切枝条的中上部,放大观察,如图甲所示。横切面变红的部位是 (选填图中字母)。
(2)将盆栽木本植物一枝条中部的树皮环剥,一两个月后,切口上方的树皮膨大形成枝瘤,如图乙。这一现象表明有机物在茎中的运输方向是 。
提升专练
1. (2025•衢州一模)在适宜光照条件下,某植物体内与光合作用有关的过程如图所示。图中②代表的物质是( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.水 D.有机物
2. (2025•宁波模拟)在“绿叶在光下制造淀粉”的实验中,先将天竺葵放在黑暗处一昼夜,其目的是( )
A.使叶片内原有的淀粉消耗掉
B.使叶片内的淀粉储存在叶绿体中
C.停止光合作用,使淀粉储存在叶肉细胞中
D.储备养料,准备进行光合作用
3. (2025•滨江区一模)密闭温室内种植了草莓幼苗,某小组通过测定二氧化碳浓度来研究光合作用和呼吸作用的情况。图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况,图乙表示在白天环境条件不变时,不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。下列描述合理的是( )
A.BC段二氧化碳浓度降低是因为植物停止呼吸作用并开始光合作用吸收二氧化碳
B.图甲AE两点对比表明经过这一昼夜草莓幼苗有机物有积累
C.图甲表明从C到D点,呼吸作用强度大于光合作用强度
D.若白天环境条件不变,根据图乙可知夜间温度为30℃比20℃时更能增加有机物的积累
4. (2025•浙江模拟)如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况。下列分析中正确的是( )
A.0~6时附近,植物没有进行呼吸作用
B.该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多
C.a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等
D.12时附近,呼吸作用增强导致光合作用下降
5. (2025春•宁波月考)将盆栽绿色植物放在特定的密闭实验装置中,研究温度对光合作用和呼吸作用影响。实验以测得二氧化碳减少量和增加量为指标,实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
40
光照下CO2减少量(mg/h)
1.0
1.75
2.50
3.25
3.75
3.5
2.9
2.4
黑暗下CO2增加量(mg/h)
0.5
0.75
1.0
1.50
2.25
3.0
3.5
2.90
A.每天光照12小时,温度为15℃比30℃时植物生长快
B.昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是25℃
C.40℃时,有光情况下,光合作用速率比呼吸作用速率快
D.该绿色植物细胞内参与呼吸作用和光合作用的酶最适温度相同
6. (2024秋•慈溪市期末)如图是正常生长的粮食作物光合作用与呼吸作用的关系图,以下分析不正确的是( )
A.Ⅰ是光合作用曲线,Ⅱ是呼吸作用曲线
B.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用和呼吸作用强度相等
C.b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度
D.阴雨天气a区域的面积会增大
7. (2025•上城区一模)如图所示的实验装置,关闭阀门①和②,给予装置充足光照4小时后,打开阀门①和②并挤压塑料袋,观察实验现象。下列说法正确的是( )
A.该实验前必须对植物暗处理以消耗原有有机物
B.实验过程中,Ⅰ袋内的叶片不能进行呼吸作用
C.实验结束后,甲试管中的澄清石灰水一定变浑浊
D.Ⅰ、Ⅱ袋内产生的水珠主要来自植物的蒸腾作用
8. (2025•浙江模拟)某科学实验小组为探究茎运输水和无机盐的部位,设计了如表所示的实验。下列说法错误的是( )
组别
实验处理
实验现象
甲
带叶枝条(不做处理)
处理好后,将每组枝条分别插入3瓶盛有等量稀释红墨水的烧杯中固定,10分钟后取出枝条,用刀片横切枝条的中上部,用放大镜观察横切面的染色部位
木质部被染红
乙
剥去下半部分树皮的带叶枝条
木质部被染红
丙
除去木质部和髓的带叶枝条,只留下树皮
没有被染红
A.设置不做处理的甲组,其目的是作为对照
B.应将这三组枝条放在相同且适宜的环境中
C.叶片会降低蒸腾作用,减少水分的运输
D.结论:木质部中的导管是茎运输水和无机盐的部位
9. (2025•鹿城区校级一模)如图①②③分别表示植物体生理活动,可以使公园内“空气湿润、清新”生理活动主要是( )
A.①③ B.②③ C.①②③ D.①②
10. (2024秋•余姚市期末)取甲、乙两个型号相同的量筒,分别插入一个生长状况相同的天竺葵枝条,摘除其中一个枝条的叶,各注入清水至10毫升,然后将两装置放在光下,每隔10分钟记录量筒液面的读数,结果如图,分析正确的是( )
A.甲组是实验组
B.甲组减少的水分主要用于光合作用
C.乙组的叶片未被摘除
D.实验结果说明叶是蒸腾作用的主要器官
11. (2024秋•余姚市期末)气孔是氧气、二氧化碳出入及水分散失的门户,当保卫细胞含水量多时气孔大(如图甲),含水量少时气孔小甚至关闭(如图乙)。下列叙述中正确的是( )
A.将叶片浸入浓盐水中,气孔将如图甲所示
B.保卫细胞的形状能改变是因为没有细胞壁
C.植物体蒸腾作用强弱与保卫细胞的含水量有关
D.植物体光合作用强弱与保卫细胞的含水量无关
12. (2024•温州二模)小麦是我国重要的粮食作物。如图甲是小麦叶片横切面示意图,图乙表示小麦一昼夜光合作用和呼吸作用强度变化过程。下列分析错误的是( )
A.图甲中①②③细胞内含有大量的叶绿体,是光合作用的主要场所
B.图甲中④是叶脉,属于输导组织,能运输水分、无机盐和有机物
C.图乙中曲线I代表的生理过程是光合作用,曲线Ⅱ代表的生理过程是呼吸作用
D.图乙中要提高产量应尽可能增大a
13. (2025•衢州一模)为解析植物体内水的运输和抗旱机理、选育抗旱品种,科研人员利用茎流传感器监测水在西瓜植株内的运输情况,如图所示。
(1)茎流传感器监测的主要部位是西瓜茎中的 组织。
(2)图乙中,传感器A、B在13~15时流速均减慢。分析其原因可能是:13~15时气温升高,叶片上的部分 关闭,从而减少水分散失。
(3)根据上述实验数据,为满足西瓜果实膨大期对水的需求,同时考虑节约用水,适合西瓜的灌溉时间段为 时。
14. (2024秋•海曙区期末)用以下的实验装置可以研究某些环境因素是如何影响植物枝条失水的。在温度、风速等环境因素相同的情况下进行实验,结果见表:
不同条件下的失水情况
环境条件
失水速度(克/时)
A.光照、潮湿
14
B.光照、干燥
32
C.黑暗、干燥
8
(1)水的表面加上一层油,目的是 。
(2)如果要研究光照对枝条失水速度的影响,应比较哪两组数据? 。
(3)在上述实验基础上,若要探究枝条失水是否通过叶片上的气孔进行的,应增设一个实验进行对照,在保证其他条件相同的情况下,最关键的操作是用凡士林涂盖叶片正反两面的 。通过测定并比较两装置在相同时间内的 来分析得出实验结果。
15. (2024秋•桐乡市校级期中)小金在做了观察人体口腔上皮细胞实验后想到:人体细胞生活在生理盐水中,浓度过高或过低都会使细胞形态发生改变,那么植物细胞是否也会发生这样的改变呢?
(1)小金先在显微镜下观察正常状态下洋葱表皮细胞结构如图1,图中A是 (填结构名称)。
溶液
25%的蔗糖溶液
25%的苏打溶液
25%的食盐溶液
操作
在盖玻片的一侧滴一滴溶液,用吸水纸在另一侧吸引,这样重复三次
“分离”时间
60秒
58秒
25秒
操作
在载玻片的一侧滴一滴清水用吸水纸在另一侧吸引,重复多次
能否“复原”
能
能
不能
(2)接着,小金将洋葱表皮细胞放在25%的蔗糖溶液中浸泡后通过显微镜观察,看到的细胞形状如图2,此时图中箭头①所示的结构名称为: ,老师告诉小金,这是质壁分离现象,细胞的外形没有发生变化,原因是细胞壁具有: 作用。小金把此洋葱表皮细胞重新放在清水中浸泡后,放到显微镜下观察发现细胞又复原了,如图3。
(3)小金用不同的溶液进行了实验,并记录如下现象。
①该实验目的是研究植物细胞的这种“分离”和“复原”与 的关系。
②以上实验结果或现象支持下列哪些观点? (填字母)。
A.三种溶液引起洋葱鳞片叶内表皮细胞“分离”速度不同
B.三种溶液都能引起洋葱鳞片叶内表皮细胞发生“分离”
C.清水都能使已发生“分离”的植物细胞“复原”
16. (2025春•淳安县期中)小金在探究“环境因素对菠菜叶光合作用强度的影响”时,设计了如下实验。
【实验器材】打孔器、菠菜叶、注射器、烧杯、LED灯、秒表、刻度尺、量筒、蒸馏水、0.5%的NaHCO3溶液。
组别
烧杯与LED灯的距离/cm
叶圆片浮起数目的平均值/片
甲
5
7.5
乙
10
5.0
丙
15
4.2
丁
20
0.4
【实验步骤】
步骤1:取菠菜绿叶,用打孔器打出直径为6mm的叶圆片40片,并用注射器抽去叶圆片内的气体(抽气处理使叶圆片内几乎没有气体,在溶液中会下沉)。
步骤2:取4只相同规格的烧杯编号甲乙丙丁,向4只烧杯中各加入20mL0.5%的NaHCO3溶液(可使溶液中的CO2浓度保持恒定);再向各烧杯中放入10片抽气后的叶圆片(均沉底)。
步骤3:取4盏相同规格的冷光源LED灯(不会引起温度变化),将盛叶圆片的4只烧杯置于距光源不同远近的位置,如图所示。
步骤4:10分钟后统计4只烧杯中叶圆片浮起的数目。
重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值,记录在表格中。
(1)该实验通过 来改变光照的强度。
(2)为减少对实验结果的影响,挑选菠菜时应注意的是 。(写出一点即可)
(3)实验中重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值的目的是 。
(4)通过表格小金得出“在一定条件下,光照强度越强,光合作用就越强”的结论,他的依据是 。
17. (2025•钱塘区二模)为探究人体吸入气体与呼出气体中二氧化碳的变化,某小组依据植物吸收二氧化碳进行光合作用产生氧气的事实,设计实验如下。
时间/min
充满人体呼出气体的广口瓶中的气泡数
充满空气的广口瓶中的气泡数
1
23
12
2
22
13
3
21
12
4
19
11
5
18
10
实验材料:水生植物(水蕴草)、透明的广口瓶、玻璃片、导气管、计时器。
实验步骤:
①在两个广口瓶(A、B)中分别加入等量的水,并放入相同数量的水生植物。
②用导气管将一个广口瓶A充满_____(待填),另一广口瓶B充满空气,然后用玻璃片盖住瓶口。
③将两个广口瓶放在光照充足的地方,同时开始计时。
④每隔1min,观察并记录两个广口瓶中水生植物周围气泡产生的数量。
⑤持续观察5min,统计每个广口瓶在不同时间段内气泡产生的总数,结果如表所示。
请根据资料回答问题:
(1)完善步骤② 。
(2)实验中发现部分叶片表面有气泡冒出,推测此气体为氧气,写出此生理过程的文字表达式: 。
(3)在两个广口瓶(A、B)中分别加入等量的水,并放入相同数量的水生植物的目的是: 。
(4)根据上述实验判断,可得到结论: 。
18. (2024•路桥区一模)2023年10月中科大研究团队创制了一种人工光合细胞,实现了可定制化的二氧化碳转化,小科根据该成果,设想了一种人造有机物的装置如图甲,a和b表示某种物质。
(1)图甲中a表示的物质为 。
(2)植物进行光合作用的场所是图乙中的 (填序号)。
(3)图甲中用来模拟叶片上从空气中获取光合作用所需气体原料的结构是 。
A.气泵 B.管道 C.开关
19. (2024春•温岭市期末)学校计划带领八年级学生在新开辟的智慧农场里种植西瓜。小明查阅了西瓜种植攻略后,记录如下。
①种植秧苗前,先翻地,保持土壤疏松。
②搭建大棚,种植时行距要适当。
③在幼苗期间,尽量多施肥使幼苗茁壮成长。
④西瓜开花后的第7天,果实开始迅速膨大是施肥的关键时期。
⑤若要收获大瓜,要进行疏果,可每株留一个瓜。
⑥……
小组成员据此展开讨论:
(1)小组同学认为攻略③不科学,施肥用量过大可能引起土壤溶液浓度 植物细胞液浓度,导致植物失水。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)疏果指的是人为去掉过多的幼果。疏果有利于获得大瓜,主要原因是让有机物通过韧皮部中的 集中运输到剩余的西瓜中。
(3)有成员提出:在大棚内每隔一定距离摆放能释放CO2的装置,有利于提高西瓜产量。他的理由是 。
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专题04 植物的光合与呼吸 根茎叶
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考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
植物光合作用与呼吸作用
1. 概念
光合作用:
原料:CO₂、水;产物:有机物、O₂;条件:光;场所:叶绿体。
表达式:
呼吸作用:
原料:有机物、O₂;产物:CO₂、水;场所:活细胞。
表达式:有机物(储存能量) + O₂ → CO₂ + 水 + 能量
2. 考点
影响因素:
光合作用:光照强度、CO₂浓度、温度(如合理密植增产)。
呼吸作用:温度、O₂浓度(如低温保鲜、松土促根呼吸)。
植物的根茎叶
根:了解根的形态结构,如主根、侧根、不定根的区别,根尖的结构(根冠、分生区、伸长区、成熟区)及各部分的功能。
茎:认识茎的基本结构,如树皮(包括韧皮部)、形成层、木质部、髓等部分的位置和功能,知道导管和筛管的分布及作用,导管运输水分和无机盐,筛管运输有机物。
叶:掌握叶的形态结构,如叶片的表皮(上表皮、下表皮)、叶肉、叶脉的结构特点和功能,理解叶片是光合作用的主要器官,叶肉细胞中含有叶绿体,是进行光合作用的场所。了解气孔的结构和功能,气孔是气体交换和蒸腾作用的门户,保卫细胞控制气孔的开闭。
中考考点聚焦
常考考点
真题举例
光合作用
2023·杭州 台州 金华 湖州……
根茎叶
2023 台州 宁波 绍兴
知识点一 植物的呼吸作用
1.与大部分动物不一样,植物没有明显的 呼吸器官 ,没有明显的呼气和吸气过程,但植物和空气之间也会通过 扩散 作用进行气体交换。
2.植物的各个部分——根、茎、叶、花、果实、种子的每一个 活细胞 每时每刻都在进行呼吸作用。
3 微生物 等其他生物也有呼吸作用。呼吸作用对于生命活动来说十分重要。
生物通过呼吸作用,为生命活动提供所需的能量,因此,呼吸作用是生物的共同特征,对于生物的生命活动来说具有十分重要的意义
知识点二 光合作用的原理
1. 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 氧气 的过程
2.光合作用反应式: 二氧化碳+水 有机物+氧气 。
3.光合作用主要发生在叶肉细胞的 叶绿体 中,它产生的葡萄糖经转化后形成 淀粉 。光合作用所需要的二氧化碳大部分是从 空气 中吸收的,水则主要是从 土壤 中吸收,然后运输到叶片。叶绿体内含有的 叶绿素 等色素,能吸收阳光
4.光合作用一方面把简单的无机物制成了复杂的 有机物 ,并放出 氧气 ,发生了 物质 转化;另一方面,把光能变成储存在有机物里的 化学能 ,实现了 能量 的转化。
5.光合作用的意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅满足了自身 生长 、 发育 、 繁殖 的需要,还为其他生物提供了基本的 食物来源
知识点三 光合作用的条件和产物
1. 植物制造淀粉的实验
(1)把盆栽的银边天竺放在黑暗的地方一昼夜,其目的是 把叶片中原有的淀粉耗尽,避免原来存在的淀粉对实验结果造成影响
(2)叶片部分用铝箔盖严,其余部分未盖铝箔,此处的变量是 光 。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色,而覆盖铝箔处未变蓝色,这说明叶片的见光部分产生了 淀粉 。这说明光合作用需要 光 。
(3)活动中使用了银边天竺葵,此处想要控制的变量是 叶绿体 。叶片的绿色部位变蓝,而白色部分没有变蓝,这说明光合作用需要 叶绿体 。
(4)该实验通过检验出淀粉的存在,证明光合作用需要 光 和 叶绿体 。
2.光合作用产生的气体能使带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来,这说明光合作用的另一产物是 氧气 。
知识点四 光合作用的原料
1.在证明植物的光合作用需要二氧化碳的实验中,设计改变的因素是 二氧化碳 ,最后观察植物有无淀粉生成。
2.实验步骤:把一株天竺葵放在黑暗处一昼夜。再将两个透明的塑料袋分别套在选定的两片天竺葵的叶片上,一个塑料袋内装入少量 氢氧化钠 溶液,另一个塑料袋内装入等量清水。在阳光下照射4小时后,摘下两片叶子, 酒精 脱色、清水漂洗、滴加 碘液 后,观察叶片颜色。
3.实验现象:装有清水的塑料袋内的叶片 变蓝 ;装有氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片 不变蓝 。
4.实验证明植物光合作用需要 二氧化碳 。科学研究还证明, 水 也是植物光合作用的原料。
知识点五 根尖(根吸水的部位在根尖)的结构
皮层
韧皮部
木质部
根冠
根毛区
根冠
分生区
伸长区
根毛区
液泡较大
细胞壁较厚
液泡较小
细胞壁较薄
没有液泡
细胞核
导管
老根毛
嫩根毛
顶端分生组织
知识点六 水分和无机盐的运输
1.根从土壤中吸收来的水和无机盐是通过 茎 运输的。
2.水分和无机盐被 根尖 吸收后,会进入根部 导管 。由于根和茎中的导管是相互连通的,最后,它们就能进入到 茎 中央的导管
3.水分和无机盐在茎 木质部 的导管中能 自下而上 地向枝端运输。
知识点七 有机物的运输
1. 植物的叶通过光合作用制造的有机物,除小部分留在叶肉细胞外,大部分需转送到 茎 、 根 、果实、种子等部位去。
2.有机物的运输实验:在一株盆栽木本植物上选取一个枝条,在枝条中部剥除约1厘米宽的一圈树皮,露出 木质部 。用刀轻刮木质部表面,然后用少许凡士林涂抹环剥部位。一两个月后,切口 上 方的树皮将膨大而形成枝瘤。这一现象表明有机物是通过树皮 自上而下 运输的。
3.树皮里只有 韧皮部的筛管 是上下相通的,可见,叶制造的有机物是通过筛管 向 下 运输的。
知识点八 叶的结构
1.叶是植物 光合作用 的主要器官,也是 散失水分 的主要器官。
2.叶的 形态 、 结构 和功能等特征与植物生长的 环境 密切相关。
(1)生活在潮湿、阴暗环境下的植物,一般叶片较 大 且叶表面 无 角质层,以 增加 换气的面积。
(2)生活在干旱环境下的植物,叶片一般较 小 甚至退化成 针刺状 (如刺叶石竹)或 小鳞片状(如麻黄),叶表面多覆盖有 蜡质 和不易透水的 角质层 。2·1·c·n·j·y
3.一片叶是由 叶柄 和 叶片 组成的,叶片是由 表皮 、 叶肉 和 叶脉 等结构组成的。
(1)表皮分为 上表皮 和 下表皮 ,表皮是由大量 无色透明 的 表皮细胞 组成的,有利于 光线 的透过和叶内结构的 保护 ;表皮上含有大量的 气孔
(2)叶肉在上、下表皮之间,内含许多叶绿体,是植物体进行 光合作用 的主要场所。
(3)叶脉分布在叶肉中,多由 导管 和 筛管 构成,是水分、无机盐和有机物的运输通道,同时对叶片有 支持 作用
难点一、光合作用与呼吸作用的区别和联系
区
别
项目
光合作用
呼吸作用
①场所
叶绿体
细胞
②条件(与光关系)
在光下才能进行
有光无光都能进行
③气体变化
吸收CO2放出O2
吸入O2呼出CO2
④物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
⑤能量变化
光能→化学能储存在有机物中
消耗能量
联系
呼吸作用所分解的有机物,正是光合作用的产物;呼吸作用释放的能量,正是光合作用储藏在有机物中的能量。
难点二、植物光合作用与呼吸作用的曲线
1、自然状态下一天24小时内,氧气、二氧化碳、有机物的变化趋势
① 0~6点:植物主要进行呼吸作用,有机物和氧气减少,二氧化碳增加。
② 6~18点:随着光照增强,光合作用大于呼吸作用,有机物和氧气增加,二氧化碳减少。
③ 18~24点:植物主要进行呼吸作用,有机物和氧气减少,二氧化碳增加。
④ 根据曲线可知,自然状态下的一天,早晨时氧气和营养物质最最少,二氧化碳最多;傍晚时氧气和营养物质最多,二氧化碳最少。
2、光照对植物体吸收和产生二氧化碳、氧气变化的影响
① AB段表示光合作用小于呼吸作用;B点表示光合作用等于呼吸作用。
② BC段表示光合作用大于呼吸作用,植物呈现生长现象。
3、植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化曲线
①0时:植物只进行呼吸作用。
②bc段:植物为了降低蒸腾作用,部分气孔关闭,所以光合作用强度有所下降。
③ad段:光照强度较大,光合作用强度大于呼吸作用强度。
④a、d点:光合作用等于呼吸作用,a点以后有机物开始积累,到d点停止积累有机物,故一昼夜中有机物积累量最多的点是d点。
真题感知
[例题1] (2023•浙江)科学小组在探究光合作用所需条件时,暗处理后,分别对三组天竺葵的叶片做如下处理:①用铝箔包住;②浸没在冷开水中;③切断叶脉。光照一段时间后,经检测发现均无淀粉产生,则三组实验可证明光合作用所需的条件分别是( )
A.叶绿体、光照、水分 B.光照、空气、水分
C.光照、水分、空气 D.空气、叶绿体、水分
【解答】解:①用铝箔包住的叶片无法接受光照,最终无淀粉产生,证明光合作用需要光照;②浸没在冷开水中的叶片缺乏与空气的接触,最终无淀粉产生,证明光合作用需要空气;③切断叶脉的叶片无法进行水的运输,最终无淀粉产生,证明光合作用需要水分。可见B正确。
故选:B。
[例题2] (2023•杭州)为验证绿色植物在光照下能产生氧气,小金将如图所示装置放在阳光下一段时间,用带火星木条检验试管内气体,出现复燃现象。下列叙述正确的是( )
A.该实验中起对照作用的变量是有无金鱼藻
B.选水生植物金鱼藻作实验材料的优点是便于观察和收集气体
C.该实验证明植物在光照下产生氧气的同时也能吸收二氧化碳
D.该实验若在无光条件下进行,实验结果完全相同
【解答】解:A、该实验不是对照实验。A错误。
B、植物的光合作用吸收二氧化碳释放氧气。选水生植物金鱼藻作实验材料的优点是便于观察和收集气体。B正确。
C、该实验证明植物在光照下产生氧气。C错误。
D、该实验若在无光条件下进行,实验结果完全不相同。D错误。
故选:B。
[例题3] (2023•湖州)根据实验目的和原理选择恰当的实验材料,是实验获得成功的关键因素之一。在研究光合作用的实验中,选择银边天竺葵不用普通天竺葵(不带银边),优点是可以在一张叶片上完成验证光合作用条件是否需要 的对照实验:在验证光合作用产物是否有氧气的实验中,不用天竺葵而用金鱼藻(水生植物)的优点是 。
【解答】解:叶片的绿色部分和银边部分,形成以叶绿体为变量的一组对照实验,目的是探究光合作用的场所是叶绿体。在验证光合作用产物是否有氧气的实验中,选择水生绿色植物金鱼藻作为实验材料而不选用天竺葵,其理由天竺葵是陆生植物,其进行光合作用产生的氧气不好收集,而金鱼藻是水生植物,便于观察和收集产生的气体。
故答案为:叶绿体;便于观察和收集气体
[例题4] (2023•绍兴)为探究光合作用的场所,小敏进行如下实验。
①将一盆阳台上的青菜移到黑暗环境中放置24小时。
②再把该盆青菜放到阳光下照射4小时。
③取该盆中某株青菜上面积相等的茎、叶柄、叶片3个部位,浸入盛有酒精的小烧杯中进行水浴加热,直至叶片完全褪成黄白色。
④取出后用清水洗净,滴上碘液观察各部位的颜色变化。
⑤实验结果:只有叶片部位变蓝,青菜的茎、叶柄部位不变蓝。
请回答下列问题。
(1)步骤①中将青菜移到黑暗环境中放置24小时的目的是 。
(2)实验中选取青菜的茎和叶柄这两个非绿色部位是为了与叶片进行 。
(3)根据实验结果,可得出光合作用的场所是 。
(4)小金直接取阳台上未经暗处理的青菜的茎、叶柄、叶片3个部位,进行脱色处理后,滴加碘液观察各部位颜色变化,发现全部变蓝。得出青菜的茎、叶柄、叶片中都可以进行光合作用的结论。你是否同意小金的结论并说明理由。
【解答】解:(1)暗处理的目的是使植物体的淀粉运走耗尽。步骤①中将青菜移到黑暗环境中放置24小时的目的是使青菜耗尽原有淀粉,排除对实验的干扰。
(2)对照实验一般要遵循对照性原则。实验中选取青菜的茎和叶柄这两个非绿色部位是为了与叶片进行对照。
(3)光合作用的场所是叶绿体。叶片的叶肉细胞内含有较多的叶绿体。根据实验结果,可得出光合作用的场所是叶绿体。
(4)不同意小金的说法。茎和叶柄能使碘液变蓝,说明它们确实含有淀粉,但这些淀粉可能是叶片合成后通过筛管运输到茎、叶柄等部位的,不能说明它们能进行光合作用。
[例题5] (2023•台州)图甲是一个“水绵伞”:透明塑料袋中装满水和水绵(水生藻类植物),袋口的吸管能与外界连通,调节配重能使其直立于水底。光照一段时间后,发现“水绵伞”浮到水面。某同学自制了两个相同的“水绵伞”,置于离光源距离不同的水底(水中各处温度相同且不变),如图乙,以验证光合作用的影响因素。
(1)本实验验证的是 对光合作用的影响。
(2)实验过程中,需要观测的是 。
(3)该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮。可如何改进实验?(写出一种)
【解答】解:(1)乙图中的两个“水绵伞”距光距离不同,光照强度不同,本实验的实验变量是光照强度,验证的是光照强度对光合作用的影响。
(2)实验过程中,需要观测的是“水绵伞”上升到水面所需的时间,验证光照强度对光合作用的影响。
(3)如果该同学观察了一整天,都没发现“水绵伞”上浮,可能是配重太重,则应减轻配重,或是因为光合作用产生的氧气不够,则应“增加光照强度”或“增加水绵数量”以产生更多氧气。
故答案为:(1)光照强度;
(2)“水绵伞”上升到水面所需的时间(其他合理答案均可);
(3)减轻配重(“增加光照强度”“增加水绵数量”等其他合理答案均可)。
[例题6] (2022•绍兴)人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。某兴趣小组对光合作用进行进一步探究:
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响?
【实验探究】
①取三个相同的无色透明玻璃瓶,设置A、B、C三组实验,分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和CO2缓冲液(维持瓶中CO2含量稳定);
②分别在导管中注入一滴红墨水,塞上橡皮塞,关闭活塞,控制红墨水初始位置相同;
③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射(如图所示);
④光照相同时间后,红墨水均向左移动,测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄,且l红>l黄>l绿,多次重复实验后,结果相同(忽略温度对实验的影响)。
【得出结论】 。
【交流拓展】
(1)实验中通过比较 来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)为进一步得出光合作用强度,设置了实验D,将相同装置放于黑暗环境中,其他条件不变。测得红墨水移动距离为l黑。
①装置D中红墨水向 (选填“左”或“右”)移动。
②实验中红光条件下,光合作用的强度值可表示为 (用l红和l黑表示)。
【解答】解:【得出结论】本实验探究的是不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响,实验的变量是光线颜色的不同。由于瓶内都有二氧化碳缓冲液,能维持瓶中二氧化碳含量的稳定,那么光合作用产生的氧气会导致瓶内的压强增大,从而使ABC装置导管内的红墨水均向左移动,我们可以根据红墨水移动的距离来判断氧气产生的多少,距离越远说明产生的氧气越多,光合作用的强度越大。测得红墨水移动的距离分别为l红、l绿、l黄,且l红>l黄>l绿,说明红光的光合作用强度最大,绿光的光合作用强度最小,故可以得出结论:不同颜色的光对植物光合作用强度有影响,红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小。
(1)瓶中菠菜叶片光合作用产生的氧气会导致瓶中气体压强的改变,使红墨水移动,所以实验中可通过比较 红墨水移动的距离来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)①为进一步得出光合作用强度,设置了实验D,将相同装置放于黑暗环境中,其他条件不变,由于没有光,光合作用不能进行,菠菜叶只进行呼吸作用,消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳不变,但氧气不断减少,因此瓶内压强减小,装置D导管中的红墨水会向右移动。
②实验中红光条件下测得的l红表示的是净光合强度值,而实际光合强度值=净光合强度值+呼吸强度值,而实验D在黑暗环境中,叶片只进行呼吸作用,测得的l黑可表示为呼吸强度值,因此实验中的实际光合作用强度值是:l红+l黑。
[例题7] (2023•丽水)丽水某学校劳动实践基地利用气雾栽培技术立体种植蔬菜(如图),蔬菜产量比传统技术提高10倍以上。气雾栽培是把植物的根系完全暴露在空气中,营养液以气雾的方式直接喷到根上,更利于吸收。下列说法正确的是( )
A.营养液的主要成分是有机物
B.蔬菜利用种子繁殖属于无性生殖
C.营养液的浓度大于根毛细胞液的浓度
D.根吸收的水分主要通过蒸腾作用散失
【解答】解:A、营养液的主要成分是水和无机盐,属于无机物,A错误;
B、蔬菜开花后,经过传粉、受精,形成受精卵,胚珠发育成种子,种子是由两性生殖细胞结合发育形成的,所以用种子繁殖属于有性生殖,B错误;
C、根据渗透作用原理,细胞液的浓度>周围溶液的浓度时,植物细胞吸水,所以气雾栽培时要保证根毛吸水,营养液的浓度应小于根毛细胞液的浓度,C错误;
D、根吸收的水分除一部分用于完成自身的生理活动,其余大部分主要通过蒸腾作用散失,D正确。
故选:D。
[例题8] (2023•台州)以下是研究木质茎结构和功能的两个活动。
(1)将新鲜带叶枝条插人稀释后的红墨水,置于温暖、光照充足的环境中,10分钟后取出,横切枝条的中上部,放大观察,如图甲所示。横切面变红的部位是 (选填图中字母)。
(2)将盆栽木本植物一枝条中部的树皮环剥,一两个月后,切口上方的树皮膨大形成枝瘤,如图乙。这一现象表明有机物在茎中的运输方向是 。
【解答】解:(1)将新鲜带叶枝条插人稀释后的红墨水,置于温暖、光照充足的环境中,由于蒸腾作用会拉动红墨水分沿木质部导管自下而上运输,10分钟后取出,横切枝条的中上部,放大观察,茎内的主要结构B木质部的导管被染成了红色。
(2)将盆栽木本植物一枝条中部的树皮环剥,一两个月后,切口上方的树皮膨大形成枝瘤,枝瘤形成的原因是叶片光合作用制造的有机物向下运输到切口处不能继续向下运输,就在切口上方积聚起来形成枝瘤,这一现象表明有机物在茎中的运输方向是自上而下。
故答案为:(1)B;
(2)自上而下。
提升专练
1. (2025•衢州一模)在适宜光照条件下,某植物体内与光合作用有关的过程如图所示。图中②代表的物质是( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.水 D.有机物
【解答】解: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,并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。所以,图中①②③代表的物质依次是二氧化碳、氧气、水,B正确,ACD错误。
故选:B。
2. (2025•宁波模拟)在“绿叶在光下制造淀粉”的实验中,先将天竺葵放在黑暗处一昼夜,其目的是( )
A.使叶片内原有的淀粉消耗掉
B.使叶片内的淀粉储存在叶绿体中
C.停止光合作用,使淀粉储存在叶肉细胞中
D.储备养料,准备进行光合作用
【解答】解: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。所以实验前需将植物放在黑暗处一昼夜,其目的是使叶片内原有的淀粉消耗掉。这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的,而不能是叶片在实验前贮存。
故选:A。
3. (2025•滨江区一模)密闭温室内种植了草莓幼苗,某小组通过测定二氧化碳浓度来研究光合作用和呼吸作用的情况。图甲表示密闭温室内一昼夜的二氧化碳浓度变化情况,图乙表示在白天环境条件不变时,不同的夜间温度下温室内二氧化碳浓度的变化情况。下列描述合理的是( )
A.BC段二氧化碳浓度降低是因为植物停止呼吸作用并开始光合作用吸收二氧化碳
B.图甲AE两点对比表明经过这一昼夜草莓幼苗有机物有积累
C.图甲表明从C到D点,呼吸作用强度大于光合作用强度
D.若白天环境条件不变,根据图乙可知夜间温度为30℃比20℃时更能增加有机物的积累
【解答】解:A.植物在整个过程中都进行呼吸作用,BC段二氧化碳浓度降低是因为光合作用强度大于呼吸作用强度,植物吸收二氧化碳的量大于释放二氧化碳的量,故A错误;
B.图甲中E点二氧化碳浓度低于A点,说明经过一昼夜,温室内二氧化碳减少,意味着草莓幼苗光合作用制造的有机物多于呼吸作用消耗的有机物,即有机物有积累,故B正确;
C.图甲中从C到D点,二氧化碳浓度持续下降,表明光合作用强度大于呼吸作用强度,故C错误;
D.由图乙可知,在夜间温度为20℃时,二氧化碳浓度增加量比30℃时少,说明夜间温度为20℃时呼吸作用消耗的有机物少,若白天环境条件不变,夜间温度为20℃比30℃时更能增加有机物的积累,故D错误。
故选:B。
4. (2025•浙江模拟)如图两条曲线分别表示某植株一昼夜内光合作用和呼吸作用强度随时间的变化情况。下列分析中正确的是( )
A.0~6时附近,植物没有进行呼吸作用
B.该植株一昼夜内在b点时有机物总量最多
C.a、c点的光合作用和呼吸作用强度均相等
D.12时附近,呼吸作用增强导致光合作用下降
【解答】解:A、呼吸作用只要是活细胞时时刻刻都在进行,所以0~6时附近,植物仍在进行呼吸作用,A错误;
B、傍晚时分,由于持续了一天的光合作用,制造了大量的有机物,所以c点积累的有机物最多,B正错误;
C、据图可见:a、c点表示的光合作用强度和呼吸作用强度相等,C正确;
D、12时附近,植物为了降低蒸腾作用,关闭部分气孔,所以光合作用强度也有所下降,D错误。
故选:C。
5. (2025春•宁波月考)将盆栽绿色植物放在特定的密闭实验装置中,研究温度对光合作用和呼吸作用影响。实验以测得二氧化碳减少量和增加量为指标,实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
40
光照下CO2减少量(mg/h)
1.0
1.75
2.50
3.25
3.75
3.5
2.9
2.4
黑暗下CO2增加量(mg/h)
0.5
0.75
1.0
1.50
2.25
3.0
3.5
2.90
A.每天光照12小时,温度为15℃比30℃时植物生长快
B.昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是25℃
C.40℃时,有光情况下,光合作用速率比呼吸作用速率快
D.该绿色植物细胞内参与呼吸作用和光合作用的酶最适温度相同
【解答】解:A、每天光照12小时,黑暗条件下12小时,根据表格实验数据,一天中15℃条件下净吸收的CO2=(2.5×12)﹣(1×12)=18mg,30℃条件下净吸收的CO2=(3.5×12)﹣(3×12)=6mg,因此,每天光照12小时,温度为15℃时比30℃时积累的有机物更多,植物生长快,A正确。
B、由表格可知,温度为25℃时,光照下CO2减少量最多,则说明此温度条件下净光合速率最高,故昼夜不停地光照,最有利于该绿色植物生长的温度是25℃,B正确。
C、由表格可知,40℃时,有光情况下,CO2减少量为2.4,即净光合速率大于0,说明此温度条件下,光合作用速率比呼吸作用速率快,C正确。
D、由表格可知,35℃时黑暗下CO2增加量最多,故说明该绿色植物呼吸作用最适宜的温度为35℃;30℃时,该绿色植物消耗的CO2为3.5+3.0=6.5mg/h,则说明此温度条件下该植物的光合作用最强。因此,该绿色植物细胞内参与呼吸作用和光合作用的酶最适温度不同,D错误。
故选:D。
6. (2024秋•慈溪市期末)如图是正常生长的粮食作物光合作用与呼吸作用的关系图,以下分析不正确的是( )
A.Ⅰ是光合作用曲线,Ⅱ是呼吸作用曲线
B.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用和呼吸作用强度相等
C.b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度
D.阴雨天气a区域的面积会增大
【解答】解:A、植物的光合作用需要在光下进行,而呼吸作用有光无光均可进行。图中Ⅰ只在6点~18点有光的条件下进行,因此,Ⅰ是光合作用曲线;Ⅱ在0点~24点全天(有光、无光)都能进行,因此,Ⅱ是呼吸作用曲线。A正确。
B、曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点表示光合作用强度等于呼吸作用强度,B正确。
C、由光合作用与呼吸作用的关系图可知,在b、c区中,曲线Ⅱ位于曲线Ⅰ的上方,所以,b、c区表示呼吸作用的强度大于光合作用的强度。C正确。
D、光是光合作用的必要条件。a区域表示植物的净光合作用的产量。阴雨天气光线较弱,光合作用会减弱,所以,a区域的面积会减小,D错误。
故选:D。
7. (2025•上城区一模)如图所示的实验装置,关闭阀门①和②,给予装置充足光照4小时后,打开阀门①和②并挤压塑料袋,观察实验现象。下列说法正确的是( )
A.该实验前必须对植物暗处理以消耗原有有机物
B.实验过程中,Ⅰ袋内的叶片不能进行呼吸作用
C.实验结束后,甲试管中的澄清石灰水一定变浑浊
D.Ⅰ、Ⅱ袋内产生的水珠主要来自植物的蒸腾作用
【解答】解:A、实验无需检测叶片内是否有淀粉,故该实验前不需对植物暗处理以消耗原有有机物,A错误。
B、呼吸作用和蒸腾作用在有光无光的条件下都能进行,故Ⅰ袋内的叶片能进行呼吸作用,B错误。
C、光合作用的必备条件是光,光合作用吸收二氧化碳,呼吸作用产生二氧化碳,叶片Ⅱ不能进行光合作用,能进行呼吸作用,故挤压塑料袋乙试管中的澄清石灰水变浑浊,C错误。
D、水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程,叫做蒸腾作用。故Ⅰ、Ⅱ袋内产生的水珠主要来自植物的蒸腾作用,D正确。
故选:D。
8. (2025•浙江模拟)某科学实验小组为探究茎运输水和无机盐的部位,设计了如表所示的实验。下列说法错误的是( )
组别
实验处理
实验现象
甲
带叶枝条(不做处理)
处理好后,将每组枝条分别插入3瓶盛有等量稀释红墨水的烧杯中固定,10分钟后取出枝条,用刀片横切枝条的中上部,用放大镜观察横切面的染色部位
木质部被染红
乙
剥去下半部分树皮的带叶枝条
木质部被染红
丙
除去木质部和髓的带叶枝条,只留下树皮
没有被染红
A.设置不做处理的甲组,其目的是作为对照
B.应将这三组枝条放在相同且适宜的环境中
C.叶片会降低蒸腾作用,减少水分的运输
D.结论:木质部中的导管是茎运输水和无机盐的部位
【解答】解:A、一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。即设置不做处理的甲组,其目的是作为对照,A正确。
B、该实验探究茎运输水和无机盐的部位,变量是有无木质部,其它条件都应相同,即应将这三组枝条放在相同且适宜的环境中,B正确。
C、叶片通过蒸腾作用促进水和无机盐的运输,叶片会促进蒸腾作用,增加水分的运输,C错误。
D、根据实验现象可知:木质部中的导管是茎运输水和无机盐的部位,D正确。
故选:C。
9. (2025•鹿城区校级一模)如图①②③分别表示植物体生理活动,可以使公园内“空气湿润、清新”生理活动主要是( )
A.①③ B.②③ C.①②③ D.①②
【解答】解:图中的①呼吸作用、②蒸腾作用、③光合作用。植物的蒸腾作用使空气湿润;光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,使空气清新,所以可以使公园内“空气湿润、清新”生理活动主要是②蒸腾作用和③光合作用,ACD不正确,B正确。
故选:B。
10. (2024秋•余姚市期末)取甲、乙两个型号相同的量筒,分别插入一个生长状况相同的天竺葵枝条,摘除其中一个枝条的叶,各注入清水至10毫升,然后将两装置放在光下,每隔10分钟记录量筒液面的读数,结果如图,分析正确的是( )
A.甲组是实验组
B.甲组减少的水分主要用于光合作用
C.乙组的叶片未被摘除
D.实验结果说明叶是蒸腾作用的主要器官
【解答】解:A、对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。A错误;
B、甲组减少的水分主要用于蒸腾作用,B错误;
C、乙组的叶片被摘除,C错误;
D、由表格中的数据分析可以知道:甲、乙的变量是有无叶,甲有叶,随着时间的推移,液面越来越低,而乙量筒内的叶摘除,随着时间的推移,液面变化不明显,所以得出结论是:叶是植物进行蒸腾作用的器官。D正确。
故选:D。
11. (2024秋•余姚市期末)气孔是氧气、二氧化碳出入及水分散失的门户,当保卫细胞含水量多时气孔大(如图甲),含水量少时气孔小甚至关闭(如图乙)。下列叙述中正确的是( )
A.将叶片浸入浓盐水中,气孔将如图甲所示
B.保卫细胞的形状能改变是因为没有细胞壁
C.植物体蒸腾作用强弱与保卫细胞的含水量有关
D.植物体光合作用强弱与保卫细胞的含水量无关
【解答】解:A、浓盐水的浓度比较高,将叶片浸入浓盐水中,细胞会失水,气孔将会变小甚至关闭,故气孔将如图乙所示,A错误。
B、保卫细胞具有细胞壁,其形状能改变与细胞的含水量有关,B错误。
C、保卫细胞形状能改变与细胞的含水量有关,蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到植物体外的一个过程,故植物体蒸腾作用强弱与保卫细胞的含水量有关,C正确。
D、植物体光合作用所需的二氧化碳需要从气孔进入叶肉细胞,气孔的开闭由保卫细胞控制,当保卫细胞吸水膨胀时,保卫细胞向外弯曲,气孔张开,气体可顺利的出入,因此光合作用的强弱与保卫细胞含水量有关,D错误。
故选:C。
12. (2024•温州二模)小麦是我国重要的粮食作物。如图甲是小麦叶片横切面示意图,图乙表示小麦一昼夜光合作用和呼吸作用强度变化过程。下列分析错误的是( )
A.图甲中①②③细胞内含有大量的叶绿体,是光合作用的主要场所
B.图甲中④是叶脉,属于输导组织,能运输水分、无机盐和有机物
C.图乙中曲线I代表的生理过程是光合作用,曲线Ⅱ代表的生理过程是呼吸作用
D.图乙中要提高产量应尽可能增大a
【解答】解:A、植物体只有绿色部分的细胞才有叶绿体,故图甲中①③不含叶绿体,②含有大量的叶绿体,A错误。
B、图甲中④是叶脉,叶脉中有导管和筛管,属于输导组织,能运输水分、无机盐和有机物,B正确。
C、光合作用的必备条件是光,则光合作用在黑暗条件下会停止;呼吸作用在有光无光条件下都能进行,故图乙中曲线I代表的生理过程是光合作用,曲线Ⅱ代表的生理过程是呼吸作用,C正确。
D、由图乙可知,a区域光合作用强度大于呼吸作用强度,有机物得以积累,小麦的产量增加。因此图乙中要提高产量应尽可能增大a,D正确。
故选:A。
13. (2025•衢州一模)为解析植物体内水的运输和抗旱机理、选育抗旱品种,科研人员利用茎流传感器监测水在西瓜植株内的运输情况,如图所示。
(1)茎流传感器监测的主要部位是西瓜茎中的 组织。
(2)图乙中,传感器A、B在13~15时流速均减慢。分析其原因可能是:13~15时气温升高,叶片上的部分 关闭,从而减少水分散失。
(3)根据上述实验数据,为满足西瓜果实膨大期对水的需求,同时考虑节约用水,适合西瓜的灌溉时间段为 时。
【解答】解:(1)水分和无机盐在植物体内通过导管运输。茎流传感器能监测水在西瓜植株内的运输情况,故监测的主要部位是西瓜茎中的输导组织。
(2)植物叶片上的气孔是蒸腾作用的门户。故传感器A、B在13~15时流速均减慢,原因可能是:13~15时气温升高,西瓜为减少体内水分的蒸发,叶片上的部分气孔关闭,从而减少水分散失。
(3)根据图乙传感器B的数据,9~22时水分主要通过蒸腾作用散失。根据传感器C的数据,22~6时水分主要提供给西瓜生长。故为满足西瓜果实膨大期对水的需求,同时考虑节约用水,适合西瓜的灌溉时间段为22~6时。
14. (2024秋•海曙区期末)用以下的实验装置可以研究某些环境因素是如何影响植物枝条失水的。在温度、风速等环境因素相同的情况下进行实验,结果见表:
不同条件下的失水情况
环境条件
失水速度(克/时)
A.光照、潮湿
14
B.光照、干燥
32
C.黑暗、干燥
8
(1)水的表面加上一层油,目的是 。
(2)如果要研究光照对枝条失水速度的影响,应比较哪两组数据? 。
(3)在上述实验基础上,若要探究枝条失水是否通过叶片上的气孔进行的,应增设一个实验进行对照,在保证其他条件相同的情况下,最关键的操作是用凡士林涂盖叶片正反两面的 。通过测定并比较两装置在相同时间内的 来分析得出实验结果。
【解答】解:(1)水的表面加上一层油,目的是防止水分蒸发,控制单一变量。
(2)B和C形成了以光照为变量的对照实验,如果要研究光照对枝条失水速度的影响,应比较BC两组数据。
(3)气孔是气体交换的窗口,也是蒸腾失水门户。在陆生生物中,大多数叶片的下表皮比上表皮气孔分布多,在上述实验基础上,若要探究枝条失水是否通过叶片上的气孔进行的,应增设一个实验进行对照,在保证其他条件相同的情况下,最关键的操作是用凡士林涂盖叶片正反两面的气孔。通过测定并比较两装置在相同时间内的失水质量来分析得出实验结果。
15. (2024秋•桐乡市校级期中)小金在做了观察人体口腔上皮细胞实验后想到:人体细胞生活在生理盐水中,浓度过高或过低都会使细胞形态发生改变,那么植物细胞是否也会发生这样的改变呢?
(1)小金先在显微镜下观察正常状态下洋葱表皮细胞结构如图1,图中A是 (填结构名称)。
溶液
25%的蔗糖溶液
25%的苏打溶液
25%的食盐溶液
操作
在盖玻片的一侧滴一滴溶液,用吸水纸在另一侧吸引,这样重复三次
“分离”时间
60秒
58秒
25秒
操作
在载玻片的一侧滴一滴清水用吸水纸在另一侧吸引,重复多次
能否“复原”
能
能
不能
(2)接着,小金将洋葱表皮细胞放在25%的蔗糖溶液中浸泡后通过显微镜观察,看到的细胞形状如图2,此时图中箭头①所示的结构名称为: ,老师告诉小金,这是质壁分离现象,细胞的外形没有发生变化,原因是细胞壁具有: 作用。小金把此洋葱表皮细胞重新放在清水中浸泡后,放到显微镜下观察发现细胞又复原了,如图3。
(3)小金用不同的溶液进行了实验,并记录如下现象。
①该实验目的是研究植物细胞的这种“分离”和“复原”与 的关系。
②以上实验结果或现象支持下列哪些观点? (填字母)。
A.三种溶液引起洋葱鳞片叶内表皮细胞“分离”速度不同
B.三种溶液都能引起洋葱鳞片叶内表皮细胞发生“分离”
C.清水都能使已发生“分离”的植物细胞“复原”
【解答】解:(1)观图可知:A是液泡,内含有细胞液。
(2)图2显示质壁分离现象,质壁分离是植物细胞在高浓度溶液中由于水分外渗导致细胞膜与细胞壁分离。箭头①指向的是细胞膜。
细胞外形没有变化是因为细胞壁形态保持不变,具有支持作用。
(3)①此实验通过向植物细胞中加入不同种类的溶液(例如25%的蔗糖溶液、25%的苏打溶液、25%的食盐溶液),观察质壁分离和复原的过程,因此该实验的目的是研究植物细胞的质壁分离和复原与溶液种类的关系。
②A.由实验结果可知,洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离的时间分别是60秒、58秒和25秒;因此,质壁分离速度不同,A正确。
B.实验结果表明,三种溶液均能引起洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离,B正确。
C.由表格数据可知,25%的食盐溶液引起的质壁分离无法复原,因此清水未能使所有已分离的细胞发生复原,C错误。
故选:AB。
16. (2025春•淳安县期中)小金在探究“环境因素对菠菜叶光合作用强度的影响”时,设计了如下实验。
【实验器材】打孔器、菠菜叶、注射器、烧杯、LED灯、秒表、刻度尺、量筒、蒸馏水、0.5%的NaHCO3溶液。
组别
烧杯与LED灯的距离/cm
叶圆片浮起数目的平均值/片
甲
5
7.5
乙
10
5.0
丙
15
4.2
丁
20
0.4
【实验步骤】
步骤1:取菠菜绿叶,用打孔器打出直径为6mm的叶圆片40片,并用注射器抽去叶圆片内的气体(抽气处理使叶圆片内几乎没有气体,在溶液中会下沉)。
步骤2:取4只相同规格的烧杯编号甲乙丙丁,向4只烧杯中各加入20mL0.5%的NaHCO3溶液(可使溶液中的CO2浓度保持恒定);再向各烧杯中放入10片抽气后的叶圆片(均沉底)。
步骤3:取4盏相同规格的冷光源LED灯(不会引起温度变化),将盛叶圆片的4只烧杯置于距光源不同远近的位置,如图所示。
步骤4:10分钟后统计4只烧杯中叶圆片浮起的数目。
重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值,记录在表格中。
(1)该实验通过 来改变光照的强度。
(2)为减少对实验结果的影响,挑选菠菜时应注意的是 。(写出一点即可)
(3)实验中重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值的目的是 。
(4)通过表格小金得出“在一定条件下,光照强度越强,光合作用就越强”的结论,他的依据是 。
【解答】解:(1)由表格可知,实验通过烧杯与LED灯的距离来改变光照的强度。
(2)为减少菠菜自身因素对光合作用的影响,挑选菠菜时应注意的是:菠菜是否新鲜、生长是否旺盛、颜色是否绿色等。
(3)实验测得的数据往往存在误差,因此需要设置重复组,也就是同一个实验在相同的条件下要重复做几次。如果重复组的实验数据十分相近,则说明这个实验的结果排除了偶然因素的影响。实验结果应当取各重复组的平均值。因此,实验中重复多次实验,计算各组叶圆片浮起数目的平均值的目的是减少偶然因素对实验的影响,提高实验结论的准确性。
(4)由表格可知,甲组叶圆片浮起数目的平均值最高,其次是乙组、丙组、丁组,则实验的结论是:在一定条件下,光照强度越强,光合作用就越强。依据是:烧杯与LED灯的距离越近,叶圆片浮起数目的越多。
17. (2025•钱塘区二模)为探究人体吸入气体与呼出气体中二氧化碳的变化,某小组依据植物吸收二氧化碳进行光合作用产生氧气的事实,设计实验如下。
时间/min
充满人体呼出气体的广口瓶中的气泡数
充满空气的广口瓶中的气泡数
1
23
12
2
22
13
3
21
12
4
19
11
5
18
10
实验材料:水生植物(水蕴草)、透明的广口瓶、玻璃片、导气管、计时器。
实验步骤:
①在两个广口瓶(A、B)中分别加入等量的水,并放入相同数量的水生植物。
②用导气管将一个广口瓶A充满_____(待填),另一广口瓶B充满空气,然后用玻璃片盖住瓶口。
③将两个广口瓶放在光照充足的地方,同时开始计时。
④每隔1min,观察并记录两个广口瓶中水生植物周围气泡产生的数量。
⑤持续观察5min,统计每个广口瓶在不同时间段内气泡产生的总数,结果如表所示。
请根据资料回答问题:
(1)完善步骤② 。
(2)实验中发现部分叶片表面有气泡冒出,推测此气体为氧气,写出此生理过程的文字表达式: 。
(3)在两个广口瓶(A、B)中分别加入等量的水,并放入相同数量的水生植物的目的是: 。
(4)根据上述实验判断,可得到结论: 。
【解答】解:(1)根据实验目的,需要对比水生植物在不同气体环境下的光合作用强度,因此需要在广口瓶A中加入人体呼出气体,以观察二氧化碳对光合作用的影响。
(2)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(如淀粉),并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。反应式为:二氧化碳+水有机物(储存着能量)+氧气。
(3)为了控制单一变量,在两个广口瓶(A、B)中分别加入等量的水,并放入相同数量的水。
(4)根据实验结果,可以得出结论:人体呼出气体中含有较多的二氧化碳。
18. (2024•路桥区一模)2023年10月中科大研究团队创制了一种人工光合细胞,实现了可定制化的二氧化碳转化,小科根据该成果,设想了一种人造有机物的装置如图甲,a和b表示某种物质。
(1)图甲中a表示的物质为 。
(2)植物进行光合作用的场所是图乙中的 (填序号)。
(3)图甲中用来模拟叶片上从空气中获取光合作用所需气体原料的结构是 。
A.气泵 B.管道 C.开关
【解答】解:(1)光合作用的反应式为:二氧化碳+水有机物(储存能量)+氧气,图甲中a表示的物质为水。
(2)②叶绿体能将光能转化成化学能,是植物进行光合作用的场所。
(3)二氧化碳是光合作用的原料,二氧化碳从气泵处进入,因此,图甲中用来模拟叶片上从空气中获取光合作用所需气体原料的结构是气泵,故选:A。
19. (2024春•温岭市期末)学校计划带领八年级学生在新开辟的智慧农场里种植西瓜。小明查阅了西瓜种植攻略后,记录如下。
①种植秧苗前,先翻地,保持土壤疏松。
②搭建大棚,种植时行距要适当。
③在幼苗期间,尽量多施肥使幼苗茁壮成长。
④西瓜开花后的第7天,果实开始迅速膨大是施肥的关键时期。
⑤若要收获大瓜,要进行疏果,可每株留一个瓜。
⑥……
小组成员据此展开讨论:
(1)小组同学认为攻略③不科学,施肥用量过大可能引起土壤溶液浓度 植物细胞液浓度,导致植物失水。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)疏果指的是人为去掉过多的幼果。疏果有利于获得大瓜,主要原因是让有机物通过韧皮部中的 集中运输到剩余的西瓜中。
(3)有成员提出:在大棚内每隔一定距离摆放能释放CO2的装置,有利于提高西瓜产量。他的理由是 。
【解答】解:(1)若一次性给农作物施肥过多,会使土壤溶液浓度过高,大于植物细胞溶液的浓度,植物细胞不能吸水,反而会失水,导致植物因失水而萎蔫,就是俗称的“烧苗”。
(2)水和无机盐是通过木质部的导管向上运输的,有机物是通过韧皮部的筛管向下运输的。疏果有利于获得大瓜,主要原因是让有机物通过韧皮部中的筛管集中运输到剩余的西瓜中,使其品种和产量提升。
(3)二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料,增加二氧化碳浓度可以促进植物更高效地进行光合作用,从而提高产量。
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