内容正文:
学业内容(六) 植物的新陈代谢及平衡
(1)知道植物的营养器官根、茎、叶的结构。
(2)描述无机盐和水对生命活动的作用,说出植物体对无机盐的吸收、运输过程,说出植物体对水分的吸收利用和散失过程。
(3)知道光合作用的原料、条件、产物及简要过程,认识光合作用过程中物质和能量的转化及其重要意义。
(4)知道植物的呼吸作用。
(5)知道植物体内的物质和能量的转换原理对农业生产的影响。
要点1 知道绿色植物根、茎、叶的结构
1.根:根尖由根冠、分生区、伸长区、根毛区组成(图1)。 是植物吸水最主要的部位。
2.茎:茎由树皮、 、木质部、 等组成(图2)。树皮具有保护作用,其中韧皮部中有输导 。有机物在叶中形成后,在茎的树皮中由上而下地运输。木质部中有输导 。水分和无机盐在茎中央的导管中自下而上地向枝端运输。
3.叶:叶片由叶表皮、叶肉、叶脉组成。表皮上有半月形的 ,保卫细胞中间的小孔是 。图3是叶片结构示意图,a指的是叶脉,有输导和支持作用;b指的是表皮,有保护作用;c指的是叶肉,有制造和贮藏营养的作用。
要点2 概述植物体对水分和无机盐的吸收、利用和散失过程
1.水和无机盐的吸收
(1)水分的吸收方式: 吸水。
(2)吸收水和无机盐的部位:器官是 。主要区域是根尖的 ,主要细胞是 。
(3)水分的吸收条件:根毛细胞的细胞液浓度 土壤溶液浓度。
2.水和无机盐的运输
(1)运输水和无机盐的结构:木质部中的 。
(2)运输方向:自下而上的,从 → → 。
3.水的利用和散失
(1)水的利用:约1%用于 。
(2)水的散失:约99%通过 散失。
4.蒸腾作用
(1)概念:植物体内的液态水以水蒸气的形式通过叶表皮的气孔散失到大气中的现象。
(2)气孔:气孔是由 细胞形成的,是 等物质进出植物的门户。
(3)蒸腾作用的应用
①带土移栽并浇水,增强吸水的功能。
②剪去部分枝叶,遮阳,尽量在傍晚移栽——减弱蒸腾作用,防止植物失水枯死。
(4)蒸腾作用的意义
①有效降低叶片温度。
②根部吸水的主要动力。
③有利于植物对 的吸收和运输。
④有利于溶解在水中的无机盐在植物体内的运输。
5.含氮、磷、钾等矿物质元素的无机盐对植物生长的作用
植物的一生中需要量最大的是 等元素。不同的元素对植物生长起不同的作用,植物在不同的生长期需求量也不同。
无机盐
对植物的作用
缺乏的症状
氮
使枝叶茂盛
矮小瘦弱,叶片发黄
磷
促进生长发育和开花,促使果实种子提前成熟
生长缓慢,矮小,叶暗绿,花、果实、种子少
钾
使茎秆坚韧,块根肥大
茎秆细弱、易倒伏,叶黄
易错易混
1、蒸腾作用≠蒸发,蒸腾作用是植物体的一种生理现象,是水分以水蒸气的形式由气孔散失到空气中的过程,而蒸发是一种物理现象。
2、叶片不是光合作用和蒸腾作用的唯一器官:叶柄和幼嫩的茎也能进行光合作用和蒸腾作用。
例1 某植株在前后两天通过蒸腾作用散失的水量如图所示。据图分析,与第一天相比,该植物第二天( )
A.水分吸收少,无机盐运输慢
B.水分吸收少,无机盐运输快
C.水分吸收多,无机盐运输慢
D.水分吸收多,无机盐运输快
例2 如图①~③是根尖结构的不同区域。下列叙述正确的是( )
A.①②③中的细胞均来源于根冠细胞
B.③细胞数量增多是细胞分裂的结果
C.②细胞由小变大是细胞分化的结果
D.①中根毛的形成是细胞生长的结果
要点3 有机物的合成——光合作用的过程
1.光合作用:绿色植物通过 ,利用 能,把 和 转化成 ,同时释放出 的过程。
2.光合作用的反应式:
CO2+H2OC6H12O6+O2。
3.影响光合作用的主要因素:光照强度、二氧化碳浓度、温度等。
4.光合作用的意义
光合作用实现了地球上最重要的两个变化:一是把简单的 合成为复杂的 ,实现了 ;二是把 转变成 储存在有机物中,实现了 。
(1)光合作用为所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。
(2)光合作用与生物的细胞呼吸以及各种燃烧反应相反,它消耗二氧化碳,放出氧气,因此在维持大气中的氧气和二氧化碳含量的稳定方面有巨大的作用。
实验:探究绿叶在光下制造有机物(淀粉)
“绿叶在光下制造有机物”的实验步骤是:①暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜(天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗);
②部分遮光:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖(作对照,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉);
③照光:光照数小时后隔水加热(用酒精脱去叶绿素便于观察);
④清水漂洗;
⑤滴加碘液染色(有淀粉的部位遇碘变蓝色):
⑥结果:遮光部分不变蓝,见光部分变蓝;
⑦证明(结论):绿叶只有在光下才能制造有机物——淀粉
解题技巧
1、光照增强≠光合作用增强:在一定光照范围内,光照增强光合作用增强,当光照过强时,光合作用反而减弱,如夏季中午光照最强时,部分气孔会关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用反而下降。
2、验证绿叶在光下制造淀粉的实验:
(1)酒精能溶解叶绿素,而水不能溶解叶绿素。因此,为了除去叶绿素对实验现象的干扰,必须将叶片放在酒精中脱色。
(2)实验中共用清水漂洗了两次叶片,洗去的分别是酒精、碘液。
3、把光合作用比喻为工业生产,绿叶就是光合作用的“工厂”,叶肉细胞就是“厂房”,“原料”是二氧化碳和水,“产物”是有机物和氧气,“动力”是光能。
解题技巧
1、绿色植物在白天既进行光合作用,也进行呼吸作用和蒸腾作用,夜间(无光下)只进行呼吸作用和蒸腾作用。
2、易误认为呼吸作用夜间强,白天弱:呼吸作用受温度等因素的影响,白天温度比夜间高,故白天呼吸作用的强度大于夜间,只是白天绿色植物呼吸作用释放出的二氧化碳被光合作用吸收,所以白天呼吸作用不明显。
例3 如图是绿叶在光下制造淀粉的实验步骤,相关说法不正确的是( )
A.步骤①是为了耗尽叶片内的全部有机物
B.步骤③是酒精脱色排除干扰
C.步骤⑤是滴加碘液检测淀粉
D.步骤⑥显示遮光部分不变蓝
例4 如图是“绿叶在光下制造有机物”实验的方法步骤图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.步骤①的目的是为了耗尽叶片中的淀粉
B.步骤②是用黑纸片把叶片一部分的上面遮盖起来
C.步骤④的目的是使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中
D.步骤⑥能观察到叶片未遮光部分遇到碘液变成了蓝色
要点4 有机物的分解——呼吸作用的过程
1.呼吸作用:生物体利用 将 进行氧化分解,生成 和 ,同时释放 的过程。
2.呼吸作用的反应式: 。
3.影响呼吸作用的主要因素:温度、氧气浓度。
4.呼吸作用的意义:呼吸作用能够为生物体的各项生命活动提供 。
例5 为探究某绿色植物的光合作用和呼吸作用,设计甲、乙两个装置(说明:密闭装置中NaOH溶液能吸收CO2,CO2缓冲液可使装置内CO2浓度保持恒定,装置气密性良好),丙为乙内植物释放O2的量随光照强度变化的曲线。下列说法错误的是( )
A.甲在黑暗条件下,红色液滴向右移动
B.甲在黑暗条件下,红色液滴在单位时间内移动的距离可代表呼吸作用速率
C.乙在丙图的A点光照条件下,红色液滴不移动
D.乙在丙图的B点光照条件下,红色液滴向右移动
例6 为研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,兴趣小组在光照和黑暗条件下分别测定该植物在密闭环境中每小时吸收或释放CO2(二氧化碳)的量,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.光照下,温度高于25℃时,植物每小时积累的有机物量开始减少
B.在5℃~35℃范围内,呼吸作用的强度随着温度的升高而增强
C.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物量与30℃相等
D.两曲线的交叉点表示植物光合作用强度与呼吸作用强度相等
要点5 知道植物光合作用和呼吸作用的区别
比较项目
光合作用
呼吸作用
进行场所
活细胞内
发生条件
有光无光均可
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
→有机物中的化学能
→其他形式的能量
反应式
CO2+H2OC6H12O6+O2
C6H12O6+O2CO2+H2O+能量
联系
光合作用为呼吸作用提供原料,呼吸作用为光合作用提供动力,两者相互依存
例7 周末,彤彤帮妈妈做“豆芽炒肉”这道菜时,对豆芽的得来产生了浓厚的兴趣。她在老师的指导下,在4个培养皿的底部铺上吸水纸,分别放上黄豆种子,进行了下表的实验。 下列有关该实验的叙述,正确的是( )
装置
条件
结果
一组
光照
23℃
潮湿
发芽
二组
光照
23℃
干燥
不发芽
三组
黑暗
23℃
潮湿
发芽
四组
黑暗
23℃
干燥
不发芽
A.一组和三组形成对照实验,说明光照影响种子萌发
B.每个培养皿中都随机选取了1粒种子进行实验
C.三组和四组形成了对照,说明黄豆种子萌发需要适量的水分
D.该实验结论是:黄豆种子萌发需要适宜的温度、适量的水分,与光照无关
例8 研究者测量了一棵灰树18小时内水分的运输速率和水分的吸收速率,并绘制曲线(如图),分析正确的是( )
A.水分的运输速率大于吸收速率
B.水分的运输和吸收速率都与蒸腾作用无关
C.水分运输和吸收的最高速率相同
D.水分的运输速率和吸收速率存在相关性
要点6 植物体内物质和能量的转换原理对农业生产技术(合理灌溉、合理施肥、种子处理等)的影响
1.合理灌溉和合理施肥
(1)水、无机盐是细胞构成的基本成分和生理活动的重要参与者,应根据植物的需求规律,适时、适量地进行灌溉、施肥。
(2)过多的水分会影响根部等器官的 ,从而导致烂根等现象的出现。过多的无机盐会引起烧苗,缺乏时会影响植物的正常发育。
2.合理密植
根据 ,在一定面积的土地上,为了提高农作物的产量,应尽量让阳光照射到农作物上,少照射到地面上,并尽量避免农作物之间的相互遮光。
3.种子处理
成熟的种子,时刻进行呼吸作用,为了有效提高种子的储藏时间,可采取 、 等方法,降低种子的 。
例9 下列关于农业生产原理的分析中,错误的是( )
A.合理密植——促进呼吸作用
B.经常松土——促进根系呼吸
C.下雨后及时排涝——避免根系缺氧
D.移栽幼苗时根部保留土坨——保护幼根
例10 “劳动是一切知识的源泉”,很多生产生活经验都是劳动人民智慧的结晶。以下说法正确的是( )
A.“种豆肥田”——具有固氮作用的根瘤菌寄生在豆科植物根部
B.合理密植——促进作物的呼吸作用
C.幼苗移栽时根部留土坨——降低蒸腾作用
D.农田及时排涝——保证根的正常呼吸
1、某农科所技术人员将某块农田分成面积相等的四小块,进行田间实验。除施肥不同外,其他田间处理措施均相同。实验结果如表所示,从表格相关的数据进行分析,该农田最可能缺少的是( )
地块
甲
乙
丙
丁
施肥情况
含氮的无机盐
含钾的无机盐
含磷的无机盐
不施肥
小麦产量/千克
55.60
65.50
56.3233
55.32
A.含钾的无机盐 B.含氮的无机盐
C.含磷的无机盐 D.无法确定
2、为探究植物蒸腾作用速率,某实验小组的同学们利用幼嫩的枝条设计了如图装置,将该装置放在光下,相关叙述错误的是( )
A.实验过程中装置内的气泡会向左移动
B.装置右侧的油层可减少水的蒸发
C.实验中水的出口是叶片上的气孔
D.植物吸收的水大部分用于光合作用
3、工人师傅们移栽植物时,会将一种无色的塑料液体喷到叶片上,这种液体能形成一层二氧化碳可以通过而水分子不能通过的薄膜,提高了移栽植物的成活率。这主要是因为薄膜能( )
A.降低蒸腾作用,减少水分散失
B.增加蒸腾作用的面积
C.为叶片提供营养物质
D.保温,帮助植物适应低温环境
4、植物从土壤中吸收的水分绝大部分通过叶片蒸腾作用散失到环境中。该过程中,这部分水依次经过的主要结构是( )
A.根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管
B.根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
C.根尖根毛区→根中筛管→茎中筛管→叶脉筛管→叶片气孔
D.根尖分生区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
5、细胞去除水分后的净重称为细胞干重,细胞含水时的质量称为细胞鲜重,如图是大豆种子萌发成幼苗过甲程中,细胞干重和鲜重的变化曲线,下列有关叙述错误的是( )
A.曲线甲代表大豆种子萌发过程中细胞鲜重的变化
B.曲线甲中a→b变化是因为种子萌发时吸收了大量水分
C.曲线乙中c→d变化是因为有机物在植物体内逐渐积累
D.大豆种子萌发时,胚轴伸长,发育成茎
6、某研究小组利用如图装置进行无土栽培的实践探索。下列叙述错误的是( )
A.用充气泵向培养液中通入空气,有利于植株根的呼吸作用
B.在泡沫板上按合理的间距固定植株,有利于植株充分接受光照
C.培养液中缺含氮的无机盐,植株就会矮小瘦弱,叶片发黄
7、利用下列实验装置验证植物的呼吸作用(把装置放在适宜的环境中,一天后进行观察),分析并回答下列问题。
(1)A装置:甲瓶内温度计示数 (填“低于”、“高于”或“等于”)乙瓶内温度计示数,说明萌发的种子进行呼吸作用 (填“储存”或“释放”)能量。
(2)B装置:打开阀门使种子萌发时产生的气体进入试管,会发现澄清的石灰水变 ,说明萌发的种子进行呼吸作用放出了 。
(3)C装置:燃烧的蜡烛放进甲瓶内立即熄灭,放进乙瓶内继续燃烧,说明萌发的种子进行呼吸作用吸收 。
8、绿色植物在生物圈中发挥着巨大作用。图1中的A、B、C表示植物的生理过程,图2为叶片横截面示意图,图3是植物在夏季晴朗的一天中二氧化碳的吸收与释放情况。
请据图作答:
(1)植物根吸收的水分,主要通过图1中 过程散失(填字母)。
(2)图2中能同时进行图1中A、C过程的细胞有 (填序号)。
(3)图3中cd段下降的主要原因是叶片的部分 ,导致二氧化碳吸收量减少。
(4)一天中,植物幼苗从外界吸收的二氧化碳量 (填“大于”、“小于”或“等于”)释放的二氧化碳量,才能正常生长。
(5)下列关于图3的说法正确的有 (多选)
A.a点表示既不进行光合作用也不进行呼吸作用
B.b点表示开始进行光合作用
C.图中cd段光合作用强度大于呼吸作用强度
D.f点表示光合作用强度等于呼吸作用强度
E.f点(18时)之前,光合作用强度一直大于呼吸作用强度
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学业内容(六) 植物的新陈代谢及平衡
(1)知道植物的营养器官根、茎、叶的结构。
(2)描述无机盐和水对生命活动的作用,说出植物体对无机盐的吸收、运输过程,说出植物体对水分的吸收利用和散失过程。
(3)知道光合作用的原料、条件、产物及简要过程,认识光合作用过程中物质和能量的转化及其重要意义。
(4)知道植物的呼吸作用。
(5)知道植物体内的物质和能量的转换原理对农业生产的影响。
要点1 知道绿色植物根、茎、叶的结构
1.根:根尖由根冠、分生区、伸长区、根毛区组成(图1)。根毛区是植物吸水最主要的部位。
2.茎:茎由树皮、形成层、木质部、髓等组成(图2)。树皮具有保护作用,其中韧皮部中有输导有机物的筛管。有机物在叶中形成后,在茎的树皮中由上而下地运输。木质部中有输导水和无机盐的导管。水分和无机盐在茎中央的导管中自下而上地向枝端运输。
3.叶:叶片由叶表皮、叶肉、叶脉组成。表皮上有半月形的保卫细胞,保卫细胞中间的小孔是气孔。图3是叶片结构示意图,a指的是叶脉,有输导和支持作用;b指的是表皮,有保护作用;c指的是叶肉,有制造和贮藏营养的作用。
要点2 概述植物体对水分和无机盐的吸收、利用和散失过程
1.水和无机盐的吸收
(1)水分的吸收方式:渗透吸水。
(2)吸收水和无机盐的部位:器官是根。主要区域是根尖的根毛区,主要细胞是根毛细胞。
(3)水分的吸收条件:根毛细胞的细胞液浓度大于土壤溶液浓度。
2.水和无机盐的运输
(1)运输水和无机盐的结构:木质部中的导管。
(2)运输方向:自下而上的,从根→茎→叶。
3.水的利用和散失
(1)水的利用:约1%用于光合作用等生命活动。
(2)水的散失:约99%通过蒸腾作用散失。
4.蒸腾作用
(1)概念:植物体内的液态水以水蒸气的形式通过叶表皮的气孔散失到大气中的现象。
(2)气孔:气孔是由保卫细胞形成的,是氧气、二氧化碳、水蒸气等物质进出植物的门户。
(3)蒸腾作用的应用
①带土移栽并浇水,增强吸水的功能。
②剪去部分枝叶,遮阳,尽量在傍晚移栽——减弱蒸腾作用,防止植物失水枯死。
(4)蒸腾作用的意义
①有效降低叶片温度。
②根部吸水的主要动力。
③有利于植物对水的吸收和运输。
④有利于溶解在水中的无机盐在植物体内的运输。
5.含氮、磷、钾等矿物质元素的无机盐对植物生长的作用
植物的一生中需要量最大的是氮、磷、钾等元素。不同的元素对植物生长起不同的作用,植物在不同的生长期需求量也不同。
无机盐
对植物的作用
缺乏的症状
氮
使枝叶茂盛
矮小瘦弱,叶片发黄
磷
促进生长发育和开花,促使果实种子提前成熟
生长缓慢,矮小,叶暗绿,花、果实、种子少
钾
使茎秆坚韧,块根肥大
茎秆细弱、易倒伏,叶黄
易错易混
1、蒸腾作用≠蒸发,蒸腾作用是植物体的一种生理现象,是水分以水蒸气的形式由气孔散失到空气中的过程,而蒸发是一种物理现象。
2、叶片不是光合作用和蒸腾作用的唯一器官:叶柄和幼嫩的茎也能进行光合作用和蒸腾作用。
例1 某植株在前后两天通过蒸腾作用散失的水量如图所示。据图分析,与第一天相比,该植物第二天( )
A.水分吸收少,无机盐运输慢
B.水分吸收少,无机盐运输快
C.水分吸收多,无机盐运输慢
D.水分吸收多,无机盐运输快
【答案】D
【解析】据图分析,与第一天相比,该植物第二天蒸腾作用散失的水量更多,说明蒸腾作用更强。而蒸腾作用能促进根对水分的吸收以及对水分、无机盐的运输,因此该植物第二天水分吸收多,无机盐运输快。故选:D。
例2 如图①~③是根尖结构的不同区域。下列叙述正确的是( )
A.①②③中的细胞均来源于根冠细胞
B.③细胞数量增多是细胞分裂的结果
C.②细胞由小变大是细胞分化的结果
D.①中根毛的形成是细胞生长的结果
【答案】B
【分析】图中的①成熟区、②伸长区、③分生区。
【解析】A.分生区细胞有很强的分裂能力,能不断分裂产生新细胞,向上补充伸长区细胞,向下补充根冠细胞。因此①成熟区、②伸长区、③分生区中的细胞均来源于③分生区细胞,A错误。
B.细胞分裂时先是细胞核一分为二,随后细胞质分成两份,每份含一个细胞核,最后在原来的细胞的中央形成新的细胞膜,植物细胞还形成新的细胞壁,于是一个细胞就分裂成两个细胞。因此,细胞分裂的结果是细胞数目增多。因此③分生区细胞数量增多是细胞分裂的结果,B正确。
C.细胞生长使细胞体积增大,因此②伸长区细胞由小变大是细胞生长的结果,C错误。
D.细胞分化形成的不同形态、结构和功能的细胞,因此根毛是细胞分化的结果,D错误。 故选B。
要点3 有机物的合成——光合作用的过程
1.光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成有机物,同时释放出氧气的过程。
2.光合作用的反应式:
CO2+H2OC6H12O6+O2。
3.影响光合作用的主要因素:光照强度、二氧化碳浓度、温度等。
4.光合作用的意义
光合作用实现了地球上最重要的两个变化:一是把简单的无机物合成为复杂的有机物,实现了物质的转化;二是把太阳能转变成化学能储存在有机物中,实现了能量的转化。
(1)光合作用为所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。
(2)光合作用与生物的细胞呼吸以及各种燃烧反应相反,它消耗二氧化碳,放出氧气,因此在维持大气中的氧气和二氧化碳含量的稳定方面有巨大的作用。
实验:探究绿叶在光下制造有机物(淀粉)
“绿叶在光下制造有机物”的实验步骤是:①暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜(天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗);
②部分遮光:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖(作对照,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉);
③照光:光照数小时后隔水加热(用酒精脱去叶绿素便于观察);
④清水漂洗;
⑤滴加碘液染色(有淀粉的部位遇碘变蓝色):
⑥结果:遮光部分不变蓝,见光部分变蓝;
⑦证明(结论):绿叶只有在光下才能制造有机物——淀粉
解题技巧
1、光照增强≠光合作用增强:在一定光照范围内,光照增强光合作用增强,当光照过强时,光合作用反而减弱,如夏季中午光照最强时,部分气孔会关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用反而下降。
2、验证绿叶在光下制造淀粉的实验:
(1)酒精能溶解叶绿素,而水不能溶解叶绿素。因此,为了除去叶绿素对实验现象的干扰,必须将叶片放在酒精中脱色。
(2)实验中共用清水漂洗了两次叶片,洗去的分别是酒精、碘液。
3、把光合作用比喻为工业生产,绿叶就是光合作用的“工厂”,叶肉细胞就是“厂房”,“原料”是二氧化碳和水,“产物”是有机物和氧气,“动力”是光能。
解题技巧
1、绿色植物在白天既进行光合作用,也进行呼吸作用和蒸腾作用,夜间(无光下)只进行呼吸作用和蒸腾作用。
2、易误认为呼吸作用夜间强,白天弱:呼吸作用受温度等因素的影响,白天温度比夜间高,故白天呼吸作用的强度大于夜间,只是白天绿色植物呼吸作用释放出的二氧化碳被光合作用吸收,所以白天呼吸作用不明显。
例3 如图是绿叶在光下制造淀粉的实验步骤,相关说法不正确的是( )
A.步骤①是为了耗尽叶片内的全部有机物
B.步骤③是酒精脱色排除干扰
C.步骤⑤是滴加碘液检测淀粉
D.步骤⑥显示遮光部分不变蓝
【答案】A
【解析】A.步骤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。所以“探究绿叶在光下制造有机物”实验中,将叶片暗处理一昼夜的目的是通过呼吸作用消耗叶片原有淀粉,而不是全部有机物,A错误。
B.步骤三烧杯③中内分别盛有酒精、清水,目的是使叶片内的叶绿素溶解到酒精中,叶片变成黄白色,避免受到叶绿素的颜色干扰,使实验现象更明显,B正确。
C.淀粉遇到碘液变蓝色,步骤⑤是滴加碘液检测淀粉,C正确。
D.没有遮光的部分能进行光合作用产生淀粉,遇碘变蓝;遮光的部分不能进行光合作用产生淀粉,遇碘不变蓝。步骤⑥显示遮光部分不变蓝,D正确。故选:A。
例4 如图是“绿叶在光下制造有机物”实验的方法步骤图,下列相关叙述错误的是 ( )
A.步骤①的目的是为了耗尽叶片中的淀粉
B.步骤②是用黑纸片把叶片一部分的上面遮盖起来
C.步骤④的目的是使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中
D.步骤⑥能观察到叶片未遮光部分遇到碘液变成了蓝色
【答案】B
【解析】A.在实验之前,把天竺葵放于暗处的目的是消耗叶片中的淀粉,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。因此,进行步骤①的目的是让叶片中原有的淀粉运走或耗尽,故A正确。
B.骤②是用黑纸片把叶片一部分的上、下两面遮盖起来,遮光和见光部分形成对照实验,不能只上面遮盖,故B错误。
C.叶绿素溶解于酒精,而不能溶解水中,所以步骤④的目的是使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中,避免受到叶绿素的颜色干扰,使实验现象更明显,故C正确。
D.步骤⑥叶片的见光(未遮盖)部分遇到碘溶液变成蓝色,叶片接受光照进行光合作用制造淀粉,遮盖叶片的部分遇碘溶液不变蓝色,因为缺少光照没有进行光合作用制造淀粉,说明光是光合作用制造淀粉的条件,淀粉是光合作用的产物,故D正确。
要点4 有机物的分解——呼吸作用的过程
1.呼吸作用:生物体利用氧气将有机物进行氧化分解,生成二氧化碳和水,同时释放能量的过程。
2.呼吸作用的反应式:C6H12O6+O2CO2+H2O+能量
3.影响呼吸作用的主要因素:温度、氧气浓度。
4.呼吸作用的意义:呼吸作用能够为生物体的各项生命活动提供能量。
例5 为探究某绿色植物的光合作用和呼吸作用,设计甲、乙两个装置(说明:密闭装置中NaOH溶液能吸收CO2,CO2缓冲液可使装置内CO2浓度保持恒定,装置气密性良好),丙为乙内植物释放O2的量随光照强度变化的曲线。下列说法错误的是( )
A.甲在黑暗条件下,红色液滴向右移动
B.甲在黑暗条件下,红色液滴在单位时间内移动的距离可代表呼吸作用速率
C.乙在丙图的A点光照条件下,红色液滴不移动
D.乙在丙图的B点光照条件下,红色液滴向右移动
【答案】A
【解析】A、甲在黑暗条件下,植物没有光合作用,只进行呼吸作用,消耗瓶内氧气,释放的CO2被NaOH溶液吸收,红色液滴向左移动,A错误。
B、由A分析可知,甲在黑暗条件下,红色液滴在单位时间内移动的距离可代表呼吸作用速率,B正确。
C、由于 CO2缓冲液维持装置中的 CO2含量不变,所以引起装置中气压变化的原因是 O2的变化。乙在丙图的A点光合速率等于呼吸速率,呼吸作用消耗的 O2等于光合作用产生的 O2,红色液滴不移动,C正确。
D、由于 CO2缓冲液维持装置中的 CO2含量不变,所以引起装置中气压变化的原因是 O2的变化。乙在丙图的B点光照条件下,光合速率大于呼吸速率,光合作用产生的O2大于呼吸作用消耗的 O2,红色液滴向右移动,D正确。故选:A。
例6 为研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,兴趣小组在光照和黑暗条件下分别测定该植物在密闭环境中每小时吸收或释放CO2(二氧化碳)的量,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.光照下,温度高于25℃时,植物每小时积累的有机物量开始减少
B.在5℃~35℃范围内,呼吸作用的强度随着温度的升高而增强
C.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物量与30℃相等
D.两曲线的交叉点表示植物光合作用强度与呼吸作用强度相等
【答案】D
【解析】A、图中光照下CO2的吸收量表示净光合速率,由图中虚线的变化趋势可知:在25℃条件下,净光合速率最大,植物积累的有机物的量最多,温度高于25℃时,每小时光合作用积累的有机物量开始减少。A正确。
B、黑暗中CO2的释放量表示呼吸速率,由图中实线的变化趋势可知:在5℃~35℃范围内,呼吸作用的强度随着温度的升高而增强。B正确。
C、总光合速率=净光合速率+呼吸速率。光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物为3.0+3.5=6.5mg/h,30℃时光合作用制造的有机物为3.5+3.0=6.5mg/h,所以,光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物量与30℃相等。C正确。
D、两曲线的交点表示光合作用积累的有机物的量(净光合速率)与呼吸作用消耗的有机物的量(呼吸速率)相等,还可以表示光合作用制造的有机物(总光合速率)是呼吸作用消耗的有机物量(呼吸速率)的两倍。D错误。故选:D。
要点5 知道植物光合作用和呼吸作用的区别
比较项目
光合作用
呼吸作用
进行场所
叶绿体
活细胞内
发生条件
有光
有光无光均可
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
光能→有机物中的化学能
有机物中的化学能→其他形式的能量
反应式
CO2+H2OC6H12O6+O2
C6H12O6+O2CO2+H2O+能量
联系
光合作用为呼吸作用提供原料,呼吸作用为光合作用提供动力,两者相互依存
例7 周末,彤彤帮妈妈做“豆芽炒肉”这道菜时,对豆芽的得来产生了浓厚的兴趣。她在老师的指导下,在4个培养皿的底部铺上吸水纸,分别放上黄豆种子,进行了下表的实验。 下列有关该实验的叙述,正确的是( )
装置
条件
结果
一组
光照
23℃
潮湿
发芽
二组
光照
23℃
干燥
不发芽
三组
黑暗
23℃
潮湿
发芽
四组
黑暗
23℃
干燥
不发芽
A.一组和三组形成对照实验,说明光照影响种子萌发
B.每个培养皿中都随机选取了1粒种子进行实验
C.三组和四组形成了对照,说明黄豆种子萌发需要适量的水分
D.该实验结论是:黄豆种子萌发需要适宜的温度、适量的水分,与光照无关
【答案】C
B.每组只有1粒种子,这样会导致实验具有偶然性,实验结果不准确,每组应随机选取10 粒左右黄豆种子进行实验,B错误。
C.三组和四组形成了对照,变量是水分,说明黄豆种子萌发需要适量的水分,C正确。
D.一组和二组对照、三组和四组对照都说明黄豆种子萌发受水分影响;一组和三组对照、说明黄豆种子萌发与光照无关。该实验结论是:黄豆种子萌发需要适量的水分,与光照无关,D错误。故选C。
例8 研究者测量了一棵灰树18小时内水分的运输速率和水分的吸收速率,并绘制曲线(如图),分析正确的是( )
A.水分的运输速率大于吸收速率
B.水分的运输和吸收速率都与蒸腾作用无关
C.水分运输和吸收的最高速率相同
D.水分的运输速率和吸收速率存在相关性
【答案】D
【解析】A.根据曲线图可知:在上午6时至下午约5时,水分的运输速率大于吸收速率;下午5时两者相等;在下午5时至午夜0时,水分的运输速率小于吸收速率,A错误。
B.植物的蒸腾作用是一种“泵”的原理。它为根吸水提供了向上的拉力,同时溶解在水中的无机盐也一同被向上运输。可见,水分的运输和吸收速率都与蒸腾作用有关,B错误。
C.根据曲线图可知,两条曲线的最高点不在一条水平线上,所以水分运输和吸收的最高速率并不相同,C错误。
D.水分的运输速率和吸收速率通常存在一定的相关性,因为植物的水分运输和吸收是相互协调的过程,以维持植物体内水分平衡,D正确。 故选D。
要点6 植物体内物质和能量的转换原理对农业生产技术(合理灌溉、合理施肥、种子处理等)的影响
1.合理灌溉和合理施肥
(1)水、无机盐是细胞构成的基本成分和生理活动的重要参与者,应根据植物的需求规律,适时、适量地进行灌溉、施肥。
(2)过多的水分会影响根部等器官的有氧呼吸,从而导致烂根等现象的出现。过多的无机盐会引起烧苗,缺乏时会影响植物的正常发育。
2.合理密植
根据光合作用原理,在一定面积的土地上,为了提高农作物的产量,应尽量让阳光照射到农作物上,少照射到地面上,并尽量避免农作物之间的相互遮光。
3.种子处理
成熟的种子,时刻进行呼吸作用,为了有效提高种子的储藏时间,可采取低温、干燥等方法,降低种子的呼吸作用。
例9 下列关于农业生产原理的分析中,错误的是( )
A.合理密植——促进呼吸作用
B.经常松土——促进根系呼吸
C.下雨后及时排涝——避免根系缺氧
D.移栽幼苗时根部保留土坨——保护幼根
【答案】A
【解析】A、合理密植可以让植物最大限度的接受阳光,提高对光的利用率,从而提高光合作用,A错误;
B、适时松土会提高土壤中氧气的含量,从而提高根部细胞的呼吸作用,避免烂根,B正确;
C、及时排涝是避免根部长时期浸在水中,缺少氧气无法进行呼吸作用,C正确;
D、移栽幼苗时根部保留土坨是为了避免在移栽时幼根被破坏,幼根被破坏会导致新移栽的植物体难以吸水,从而降低存活率,D正确。
例10 “劳动是一切知识的源泉”,很多生产生活经验都是劳动人民智慧的结晶。以下说法正确的是( )
A.“种豆肥田”——具有固氮作用的根瘤菌寄生在豆科植物根部
B.合理密植——促进作物的呼吸作用
C.幼苗移栽时根部留土坨——降低蒸腾作用
D.农田及时排涝——保证根的正常呼吸
【答案】D
【解析】A、根瘤菌能与豆科植物共生形成根瘤。根瘤菌能将空气中的氮还原成氨供植物利用,使土壤中含氮的无机盐的含量增高;植物能够给根瘤菌提供有机物。可见,“种豆肥田”的原理是:具有固氮作用的根瘤菌共生(不是寄生)在豆科植物根部,A错误;
B、合理密植是使植株行间距和株距科学合理,使植物的叶片互不遮挡。合理密植,有利于农作物充分利用光能,提高光合作用效率。种植过密,植物叶片相互遮盖,只有上部叶片进行光合作用,种植过稀,部分光能得不到利用,光能利用率低,B错误;
C、移栽植物时,总是保留根部的土坨,目的是为了保护幼根和根毛,提高植物的吸水能力,从而提
高移栽的成活率,C错误;
D、植物的根呼吸的是空气中的氧气。农田淹水后,水把土壤缝隙中的空气排挤出来了,使土壤中的氧气过少,根毛无法呼吸,导致根烂掉。因此,农田淹水以后必须及时排涝,是为了让植物的根得到足够的氧气,维持根的正常呼吸,D正确。
1、某农科所技术人员将某块农田分成面积相等的四小块,进行田间实验。除施肥不同外,其他田间处理措施均相同。实验结果如表所示,从表格相关的数据进行分析,该农田最可能缺少的是( )
地块
甲
乙
丙
丁
施肥情况
含氮的无机盐
含钾的无机盐
含磷的无机盐
不施肥
小麦产量/千克
55.60
65.50
56.3233
55.32
A.含钾的无机盐 B.含氮的无机盐
C.含磷的无机盐 D.无法确定
【答案】A
【解析】从表中看到,乙地块施用了含钾的无机盐,其小麦产量为65.50千克,是所有地块中产量最高的,而其他施用不同肥料或不施肥的地块产量都比较接近。因此,可以推测该农田最可能缺少的是含钾的无机盐,故BCD错误,A正确。故选A。
2、为探究植物蒸腾作用速率,某实验小组的同学们利用幼嫩的枝条设计了如图装置,将该装置放在光下,相关叙述错误的是( )
A.实验过程中装置内的气泡会向左移动
B.装置右侧的油层可减少水的蒸发
C.实验中水的出口是叶片上的气孔
D.植物吸收的水大部分用于光合作用
【答案】D
【解析】A.蒸腾作用的主要器官使叶,水分会从作出叶的气孔散失到大气中;因此,水分会向左侧运输,故实验过程中装置的气泡会向左移动,A不符合题意。
B.由于油的密度比水小,油会浮在水面,这样层油就形成了一层保护膜阻止了水分的蒸发;故上侧装置的油层可减少水分的蒸发,B不符合题意。
C.气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”;因此,实验中水分的出口是叶片上的气孔,C不符合题意。
D.植物吸收的水大部分用于蒸腾作用,D符合题意。故选D。
3、工人师傅们移栽植物时,会将一种无色的塑料液体喷到叶片上,这种液体能形成一层二氧化碳可以通过而水分子不能通过的薄膜,提高了移栽植物的成活率。这主要是因为薄膜能( )
A.降低蒸腾作用,减少水分散失
B.增加蒸腾作用的面积
C.为叶片提供营养物质
D.保温,帮助植物适应低温环境
【答案】A
【解析】A.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大气中去的一个过程 。这种薄膜水分子不能通过,就可以有效阻止植物体内水分通过叶片气孔散失到外界,从而降低了蒸腾作用,减少了水分散失。在移栽植物时,植物的根系会受到一定损伤,吸水能力减弱,减少水分散失有利于提高移栽植物的成活率,A正确。
B.该薄膜的作用是限制水分通过,而不是增加蒸腾作用的面积。增加蒸腾作用面积会使植物散失更多水分,这对于移栽后根系吸水能力较弱的植物来说是不利的,会降低移栽植物的成活率,与题目中提高成活率不符合,B错误。
C.题目中明确说明这种薄膜是二氧化碳可以通过而水分子不能通过,它的作用主要是控制气体和水分的通过,并没有提及能为叶片提供营养物质。叶片获取营养物质主要通过光合作用合成有机物,以及通过根系从土壤中吸收矿质元素等途径,并非通过这种薄膜,C错误。
D.题干中未提及温度相关信息,该薄膜主要是控制二氧化碳和水分子的通过,没有体现出保温功能。其核心作用是减少水分散失,而非帮助植物适应低温环境,D错误。故选A。
4、植物从土壤中吸收的水分绝大部分通过叶片蒸腾作用散失到环境中。该过程中,这部分水依次经过的主要结构是( )
A.根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管
B.根尖根毛区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
C.根尖根毛区→根中筛管→茎中筛管→叶脉筛管→叶片气孔
D.根尖分生区→根中导管→茎中导管→叶脉导管→叶片气孔
【答案】B
【解析】根尖根毛区:植物吸收水分的主要部位是根尖的根毛区。根毛区有大量的根毛,这增加了根与土壤的接触面积,有利于水分和无机盐的吸收。土壤中的水分首先通过根毛细胞进入根尖根毛区;根中导管:水分进入根毛细胞后,会通过细胞间的渗透作用进入根中的导管。导管是由长形、管状的死细胞组成,上下细胞间的细胞壁消失,形成中空的管道,其功能是自下向上运输水和无机盐;茎中导管:根中的导管与茎中的导管相互连通,水分在根中导管的基础上,继续通过茎中导管向上运输;叶脉导管:茎中导管的水分会运输到叶脉导管,叶脉中的导管将水分输送到叶片的各个部位;叶片气孔:水分到达叶脉导管后,会通过叶肉细胞间隙到达叶片表面的气孔。气孔是植物表皮所特有的结构,是植物与外界进行气体交换和水分散失的通道。植物通过蒸腾作用,将水分以水蒸气的形式通过气孔散失到大气中。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
5、细胞去除水分后的净重称为细胞干重,细胞含水时的质量称为细胞鲜重,如图是大豆种子萌发成幼苗过甲程中,细胞干重和鲜重的变化曲线,下列有关叙述错误的是( )
A.曲线甲代表大豆种子萌发过程中细胞鲜重的变化
B.曲线甲中a→b变化是因为种子萌发时吸收了大量水分
C.曲线乙中c→d变化是因为有机物在植物体内逐渐积累
D.大豆种子萌发时,胚轴伸长,发育成茎
【答案】D
【解析】A.种子萌发过程中吸收大量水分,鲜重增加,曲线甲质量总体呈上升趋势,代表大豆种子萌发过程中细胞鲜重的变化,A正确。
B.曲线甲中a→b段质量快速上升,是因为种子萌发时吸收了大量水分,使鲜重增加,B正确。
C.曲线乙代表干重,种子萌发初期,呼吸作用消耗有机物,干重下降,之后幼苗长出绿叶能进行光合作用制造有机物,有机物逐渐积累,所以c→d段干重增加,C正确。
D.大豆种子萌发时,胚轴伸长,发育成连接根和茎的部分,而不是发育成茎,茎是由胚芽发育而来的,D错误。故选D。
6、某研究小组利用如图装置进行无土栽培的实践探索。下列叙述错误的是( )
A.用充气泵向培养液中通入空气,有利于植株根的呼吸作用
B.在泡沫板上按合理的间距固定植株,有利于植株充分接受光照
C.培养液中缺含氮的无机盐,植株就会矮小瘦弱,叶片发黄
【答案】D
【解析】A.根也许吸收氧气进行呼吸,用充气泵向培养液中通入空气,有利于植株根的呼吸,故A正确。
B.在泡沫板上按合理的间距固定植株,使植物的叶片互不遮挡,有利于植株充分利用光能,提高光合作用效率,故B正确。
C.含氮的无机盐能使植物的枝叶繁茂,如果培养液中缺含氮的无机盐,植株就会矮小瘦弱,叶片发黄,故C正确。
D.无土栽培要依据植物生活所需无机盐的种类和数量的多少,将无机盐按照一定的比例配成营养液,因为同种植物在不同生长发育期所需的营养成分和比例是不同的,故D错误。故选D。
7、利用下列实验装置验证植物的呼吸作用(把装置放在适宜的环境中,一天后进行观察),分析并回答下列问题。
(1)A装置:甲瓶内温度计示数 (填“低于”、“高于”或“等于”)乙瓶内温度计示数,说明萌发的种子进行呼吸作用 (填“储存”或“释放”)能量。
(2)B装置:打开阀门使种子萌发时产生的气体进入试管,会发现澄清的石灰水变 ,说明萌发的种子进行呼吸作用放出了 。
(3)C装置:燃烧的蜡烛放进甲瓶内立即熄灭,放进乙瓶内继续燃烧,说明萌发的种子进行呼吸作用吸收 。
【答案】(1)高于 释放(2)浑浊 二氧化碳(3)氧气
【解析】(1)装置A:甲瓶中是萌发的种子,萌发的种子进行呼吸作用释放能量,所以温度会升高;乙暖水瓶内的种子是煮熟的种子,呼吸作用已经停止,所以温度没有变化,本实验是验证种子呼吸作用释放热量。
(2)装置B:瓶中是萌发的种子,萌发的种子进行呼吸作用,消耗瓶中的氧气,释放二氧化碳,过一段时间后,往瓶子里注入清水,打开阀门,使瓶子内的二氧化碳会进入试管使澄清的石灰水变得浑浊。二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,这是二氧化碳的特性。
(3)装置C:氧气具有支持燃烧的特性,燃烧的蜡烛放进甲瓶内立即熄灭,放进乙瓶内继续燃烧,说明萌发的种子进行呼吸作用,消耗瓶中的氧气。
8、绿色植物在生物圈中发挥着巨大作用。图1中的A、B、C表示植物的生理过程,图2为叶片横截面示意图,图3是植物在夏季晴朗的一天中二氧化碳的吸收与释放情况。
请据图作答:
(1)植物根吸收的水分,主要通过图1中 过程散失(填字母)。
(2)图2中能同时进行图1中A、C过程的细胞有 (填序号)。
(3)图3中cd段下降的主要原因是叶片的部分 ,导致二氧化碳吸收量减少。
(4)一天中,植物幼苗从外界吸收的二氧化碳量 (填“大于”、“小于”或“等于”)释放的二氧化碳量,才能正常生长。
(5)下列关于图3的说法正确的有 (多选)
A.a点表示既不进行光合作用也不进行呼吸作用
B.b点表示开始进行光合作用
C.图中cd段光合作用强度大于呼吸作用强度
D.f点表示光合作用强度等于呼吸作用强度
E.f点(18时)之前,光合作用强度一直大于呼吸作用强度
【答案】(1)B(2)②③⑦(3)气孔关闭(4)大于(5)CD
【分析】(1)光合作用是绿色植物利用光能,在叶绿体内,把二氧化碳和水转化成贮存能量的有机物,并释放出氧气的过程,图1中,C表示光合作用。
(2)呼吸作用是细胞内的有机物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,图1中,A表示呼吸作用。
(3)水分以气体状态通过叶片表皮上的气孔从植物体内散失到植物体外的过程叫做蒸腾作用,图1中,B表示蒸腾作用。
(4)图2中,①是上表皮,②是栅栏组织,③是海绵组织,④是下表皮,⑤是叶脉,⑥是气孔,⑦是保卫细胞。
【解析】(1)根吸收的水分主要通过蒸腾作用散失。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大气中去的一个过程,蒸腾作用能够带动植物体对水分向上运输,图1中的B就是指蒸腾作用。
(2)根据分析可知,图1中A表示呼吸作用,C表示光合作用,同时进行光合作用和呼吸作用需要细胞中既含有叶绿体,有含有线粒体。图2是叶片结构图,叶片中的叶肉细胞和保卫细胞既含有叶绿体又含有线粒体,因此,图2中能同时进行图1中A、C过程的细胞有②栅栏组织、③海绵组织和⑦保卫细胞。
(3)夏季中午,当气温过高时,叶片过度失水,气孔关闭,以减弱蒸腾作用。由于气孔关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用强度反而下降,图3中cd段下降的主要原因是叶片的部分气孔关闭。
(4)根据分析,绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳合成有机物,呼吸作用分解有机物释放二氧化碳,只有当光合作用强度大于呼吸作用强度时,从外界吸收的二氧化碳量大于释放的二氧化碳量,有机物才能得以积累,植物才能生长。
(5)A.图3中,a点植物在释放二氧化碳,因此进行着呼吸作用,故A说法错误。
B.曲线图中,b点是的二氧化碳吸收和释放二氧化碳的量为0,说明植物的呼吸作用强度等于光合作用强度,不是开始进行光合作用,故B说法错误。
C.图中cd段表示光合作用的强度有所下降,但此时二氧化碳的吸收量为正数,表示光合作用强度大于呼吸作用强度,故C说法正确。
D.图中的b、f点都表示植物吸收二氧化碳和释放二氧化碳的量为0,说明光合作用强度等于呼吸作用强度,D说法正确。
E.曲线图中,bc段、cd段、de段、ef段它们的二氧化碳的吸收量为正数,表示光合作用强度大于呼吸作用强度;ab段、18~24时这两段,植物在释放二氧化碳,说明呼吸作用的强度大于光合作用的强度,因此,E说法错误。故图3中说法正确的有CD。
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