内容正文:
《3.2.3呼吸作用》导学案
一、核心素养目标
(一)生命观念
呼吸作用是生物的基本特征:呼吸作用是植物生命活动的重要组成部分,通过学习呼吸作用,学生能够更加深入地认识生命的奥秘,体会到生命活动的复杂性和有序性,从而树立正确的生命观念,尊重和珍惜生命。
(二)科学思维
· 1.逻辑思维:培养学生的逻辑思维能力,使学生能够分析实验结果,提出合理的解释,学会从数据中得出结论,运用逻辑思维和批判性思维对科学现象进行解释和推理。
· 2.知识联系:帮助学生理解植物呼吸作用与人类呼吸作用之间的联系和区别,以及呼吸作用与光合作用等生物学概念的关系,提升学生对知识的综合运用和理解能力。
(三)探究实践
· 1.实验技能:通过亲手进行植物呼吸作用实验,学生学会如何设置实验、记录数据、分析实验结果,有效提升实验技能。
· 2.合作能力:在小组合作探究和实验操作中,学生学会与他人沟通、协作,提高团队合作能力。
(四)态度责任
让学生认识到绿色植物在自然界中的重要作用,了解植物呼吸作用对环境的影响,增强学生的环保意识,使学生认识到保护植物多样性和生态平衡的重要性。
二、学习重点
1.呼吸作用的定义和意义
让学生理解呼吸作用是绿色植物生命活动中不可或缺的一个过程,它为植物的各种生命活动提供能量。呼吸作用是植物进行新陈代谢的重要环节,对于植物的生长、发育和繁殖起着关键作用。
2.呼吸作用的表达式
强调“有机物 + 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量”这一核心表达式,使学生掌握呼吸作用的化学反应过程。通过这个表达式,学生能够清晰地了解呼吸作用中物质和能量的转化情况。
3.呼吸作用的场所
明确指出呼吸作用发生在细胞内的线粒体,这是呼吸作用发生的具体位置,是教学中的重点内容。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,学生需要理解线粒体在呼吸作用中的重要作用。
4.呼吸作用与光合作用的区别和联系
通过对比分析,让学生理解两者在生物体能量代谢中的不同作用和相互关系。光合作用是将光能转化为化学能并储存起来,而呼吸作用则是将储存的化学能释放出来供植物利用。两者相互依存,共同维持植物的生命活动。
5.呼吸作用的相关实验
说明植物在呼吸作用中能够产生二氧化碳以及消耗氧气。通过实验,学生可以更直观地观察和理解呼吸作用的现象和本质,培养学生的观察及实验推理能力。
三、学习难点
1.呼吸作用条件的理解
学生可能混淆呼吸作用需要氧气和不受光照影响的条件。呼吸作用需要氧气参与,但它不像光合作用那样依赖光照,这一特点与学生日常认知中部分生命活动与光照相关的观念存在冲突,需要通过实验或实例来强调这一点。
· 2.呼吸作用在农业生产中的应用:如何将理论知识与实际应用相结合,让学生理解呼吸作用在农业生产中的具体应用,需要结合实际案例进行讲解。学生在缺乏农业生产实际经验的情况下,很难将呼吸作用的原理与农业生产中的现象和操作联系起来。
· 3.解决实际问题的能力:学生理解呼吸作用与生活实践的关系,并运用所学知识解决实际问题存在一定难度。例如在面对一些实际生活中涉及呼吸作用的现象或问题时,学生可能不知道如何运用呼吸作用的知识去分析和解决。
4.呼吸作用的意义对于学生来说较难把握:呼吸作用消耗有机物却对植物生命活动至关重要,学生可能会疑惑植物进行呼吸作用消耗有机物是否是在白白浪费,需要教师引导学生分析呼吸作用释放的能量对植物各种生命活动的支持,理解呼吸作用是为植物提供能量的关键过程,以及呼吸作用在整个生态系统物质循环和能量流动中的作用。
四、课前预习
1.怎样验证种子的呼吸释放了能量?甲瓶装有萌发的种子,乙瓶装有煮熟的种子,甲瓶比乙瓶温度__,说明萌发的种子释放____;
2.怎样验证萌发的种子释放了二氧化碳?将装有萌发的种子释放的气体通入澄清的石灰水,能使澄清的石灰水______,说明种子萌发时会产生________。
3.怎样验证呼吸作用消耗了氧气?装有萌发的种子的甲瓶中的蜡烛____,说明萌发的种子消耗了____。
4.什么是呼吸作用?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,这个过程叫呼吸作用。呼吸作用主要是在______内进行的。
5.呼吸作用的表达式是什么?_________________________________________
6.呼吸作用的实质是什么?___________________________________________
________所有生物的共同特征,其实质是__________,________。呼吸作用的强弱常常是________强弱的标志。
7.促进呼吸作用的措施有哪些?通过________,遇到涝害时及时____,使植物的根部得到更多的____,满足呼吸作用的需要;
8.降低呼吸作用的措施有哪些?①降低________;②降低__________;③增加_______________等来限制植物的呼吸作用、延缓有机物分解。
五、课堂探究
探究任务(一)植物呼吸作用的原料和产物
1.我们知道,种子萌发时,生命活动开始活跃起来,需要供给能量。下面就以种子的萌发为例,探讨植物通过呼吸作用分解有机物释放能量的过程:
课本P38讨论:种子在萌发时发生了能量的变化吗?
_________________________________________________________________________。
课本P42练习1.联系生活实际想一想:甘薯、白菜堆放久了,为什么会发热?储藏甘薯、白菜的窖,为什么必须留有通风孔?你能说出其中的原因吗?
_________________________________________________________________________。
课本P39实验及讨论:瓶中是萌发的种子,往瓶中注入清水,打开阀门,观察澄清石灰水发生了什么变化?这个实验说明了种子在萌发过程中放出了什么气体?
_________________________________________________________________________。
课本P39讨论:甲瓶中有萌发的种子,乙瓶是煮熟的种子,去掉瓶塞后,把点燃的蜡烛分别放进甲、乙两瓶中,为什么蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况不一样?你从中得出什么结论?
_________________________________________________________________________。
学习任务(二)1.呼吸作用的概念是什么?
_________________________________________________________________________。
2.呼吸作用在细胞的什么结构中进行?
_________________________________________________________________________。
3.呼吸作用需要的氧气和产物二氧化碳是通过植物体什么途径进出的?
_________________________________________________________________________。
4.呼吸作用反应式是什么?
________________________________________________________________。
5.呼吸作用对植物体有什么重要意义?
__________________________________________________________________________。
6.植物的呼吸作用需要光照等条件吗?
__________________________________________________________________________。
7.在不同的细胞、不同的生命时期、不同的条件下,呼吸作用的强弱都是一样的吗?
__________________________________________________________________________。
8.课本P42检测2.栽花或种庄稼都需要松土,这是为什么?
__________________________________________________________________________。
9.相反,有的措施是为了降低呼吸作用的强度。生活中,人们在储存农作物时,有哪些做法限制植物的呼吸作用、以延缓有机物的分解?
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学习任务(三)教师提问:1.呼吸作用在生物圈中的重要意义是什么?
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六、拓展提升
课本P41推理:甲乙两地出产同一种甜瓜,甲地的甜瓜比乙地的含糖量高。经调查,在甜瓜生长季节,甲乙两地的光照条件和栽培条件基本相同,而温度条件差别较大,详见下表:
教师提问:请根据以上资料分析:环境温度对呼吸作用的强弱有什么影响?
__________________________________________________________________________。
七、归纳总结
1.列表归纳验证呼吸作用的原料和产物:
验证实验
现 象
结 论
⑴呼吸作用产生了热量:
萌发的种子
温度____。
说明______分解
时释放出____。
⑵呼吸作用产生了
二氧化碳:
发现____的石灰水变____了。
说明种子萌发过程中放出了______气体。
⑶呼吸作用消耗了氧气:
甲瓶蜡烛很快____,乙瓶____一阵后才熄灭。
说明呼吸作用消耗了____,没有氧气的情况下也能____。只不过有机物分解得______。
2.列表归纳呼吸作用的概念、部位、表达式、意义及其应用:
⑴概念:
细胞利用__,将______分解成________和__,并将____释放出来,
供给________的需要,这个过程叫做呼吸作用。
⑵部位:
在细胞的______内进行,所以它也是“__________”。
呼吸作用需要的氧气和产物二氧化碳通过植物体的途径是____。
⑶表达式
⑷意义:
①对植物体:
❶呼吸作用的实质是通过分解______为植物的生命活动提供____;❷呼吸作用的强弱常常是____________的标志。否则就会影响到植物体的____和____,关系到农作物的____。
②对生物圈:
绿色植物制造的______通过______也为其他生物提供______,即所有生物提供能量的方式都是基本相似的,都是通过细胞的____作用。因此____作用是所有生物的共同特征,其生命的本质都是______分解,提供____的过程。
⑸应用:
①降低________;②降低__________;③增加_______________等
来限制植物的呼吸作用、延缓有机物分解。
3.列表比较光合作用和呼吸作用的区别和联系:
光合作用
呼吸作用
区
别
部位
含有______的细胞
所有的______的______中
条件
__
有光无光____
原料
________、__
______、__
产物
______、__
________、___
能量变化
____有机物,____能量
____有机物,____能量
联 系
相互____、相互____、相互____、缺一不可。
八、例题解析
1.(基础题)夏季末,农民从田间刚收获的新鲜稻谷,由于下雨不能晾晒而堆积到屋内形成谷堆,一段时间后谷堆内出现发热发烫的现象。这是由于新鲜稻谷有较为旺盛的( )
A. 蒸腾作用 B. 呼吸作用 C. 光合作用 D. 吸收作用
【答案】B
【解析】解:植物进行呼吸作用消耗氧气分解有机物,释放能量,而种子内的物质必须先溶解在水里才能被种子利用。夏季末,农民从田间刚收获的新鲜稻谷,由于下雨不能晾晒而堆积到屋内形成谷堆,种子含水多,呼吸作用旺盛,释放了大量的能量,堆在一起会出现发热现象,甚至腐烂,可见B符合题意。
故选:B。
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。
掌握呼吸作用的相关知识是解题的关键。
2.(基础题)小明在栽培花卉时选用了底部带孔的花盆,其目的主要是有利于根( )
A. 进行呼吸作用 B. 及时散热 C. 进行吸收作用 D. 散失水
【答案】A
【解析】解:瓦盆的壁上有许多微小的空隙可以透气透水,而瓷盆的壁上空隙很少透气性较差,花的根系需要呼吸空气中的氧气。空气中的氧气可以较多的透过瓦盆的壁(通过瓷盆的壁的氧气较少)进入盆内的土壤,有利于花卉根系细胞的呼吸作用,促进花的生长。
故选:A。
活细胞利用氧,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,这个过程叫作呼吸作用。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素,据此解答。
解答此类题目的关键是理解根呼吸的是空气中的氧。
3.(提高题)如果经常在绿地上行走,不仅会损伤植物的茎秆,还会造成土壤板结,从而影响绿地植物的生长。土壤板结影响植物生长的主要原因是( )
A. 导致土壤缺少无机盐,影响生长 B. 导致土壤缺少水,影响光合作用
C. 导致土壤缺少氧气,影响根的呼吸 D. 导致根部气孔关闭,影响蒸腾作用
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查植物的呼吸作用相关知识,解题关键是熟知细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程,叫做呼吸作用。呼吸作用受水分、温度、氧气和二氧化碳的影响。
【解答】
植物的呼吸作用吸收的是空气中的氧气,经常在绿地上行走会造成土壤板结,使土壤缝隙减少,土壤中的氧气减少,植物的根无法呼吸,从而影响植物的生长。因此不能在绿地上行走,要保护植物。
故选:C。
4.(提高题)京白梨是唯一冠以“京”字的北京特色果品。果实采收后放置一段时间会出现呼吸高峰,这是果实成熟的标志。图示为不同温度条件下果实呼吸速率与贮藏时间的关系,下列叙述错误的是 ( )
A. 果实的呼吸作用主要在线粒体中进行 B. 呼吸作用会消耗果实中的有机物
C. 12℃条件下贮藏的果实最先成熟 D. 6℃条件有利于果实贮藏
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程,一部分转化为热能。实质是:在氧气的参与下,分解有机物释放能量,供生物的各项生命活动利用。
解答的关键是理解植物的呼吸作用受温度、氧气浓度的影响。
【解答】
A、呼吸作用的场所是线粒体,A正确;
B、呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程,可见呼吸作用会消耗果实中的有机物,B正确;
C、据图中曲线图可见:20℃条件下贮藏的果实最先成熟,C错误;
D、6℃条件下,果实的呼吸作用弱,利于果实贮藏,D正确。
故选:C。
5.(综合题)植物工厂中农技人员通过智能系统精准调控水、温度等因素让蔬菜快速生长。例如,生菜长在下方有管道喷淋营养液的泡沫板上,从小菜苗到收获只需20天。为提高蔬菜产量,以下智能调温方式中更有效的是( )
A. 日出、日落均升温 B. 日出升温,日落降温
C. 日出、日落均降温 D. 日出降温,日落升温
【答案】B
【解析】在植物的生长过程中,光合作用和呼吸作用对产量有重要影响。光合作用制造有机物,呼吸作用消耗有机物。白天适当升高温度可以增强光合作用,增加有机物的合成;夜晚适当降低温度可以减弱呼吸作用,减少有机物的消耗,从而提高蔬菜产量。
解:A、日出、日落均升温,这样在日出和日落时温度升高,会使呼吸作用增强,消耗更多的有机物,不利于提高蔬菜产量,A 错误。
B、日出升温,能提高光合作用强度,增加有机物合成;日落降温,可减弱呼吸作用,减少有机物消耗,这种调温方式有利于提高蔬菜产量,B 正确。
C、日出、日落均降温,会在一定程度上抑制光合作用,不利于有机物的合成,虽然呼吸作用也会减弱,但整体不利于蔬菜产量的提高,C 错误。
D、日出降温会抑制光合作用的进行,不利于有机物的积累;日落升温会增强呼吸作用,消耗更多有机物,不利于提高蔬菜产量,D 错误。
故选:B。
6.(综合题)历经隋、唐、北宋的“含嘉仓”是中国古代最大的粮仓,储有粟、大豆等种子,有“储粮千年而不腐”之功效。含嘉仓仓顶栽有小树苗,仓底铺有席子、谷糠等物质,其仓窖复原模式图如图所示。下列有关推测不合理的是( )
A. 含嘉仓的仓窖建于地下,可为种子储藏提供低温环境
B. 席子、谷糠等的使用,能为种子的储藏提供干燥环境
C. 小树苗的作用是监测窖内温度,以防种子发热或发芽
D. 含嘉仓的仓窖同样适合储藏白菜、甜瓜等蔬菜和水果
【答案】D
【解析】解:A、含嘉仓的粮窖主要位于地下,这样的设计有助于为种子储藏提供稳定的低温环境。温度低能显著减缓粮食的呼吸作用和微生物活动,从而延长储存期限,正确;
B、席子、谷糠等的使用,能有效阻止了水汽的入侵,为种子的储藏提供干燥环境,正确;
C、呼吸作用是生物体吸收氧气,分解有机物为二氧化碳和水,并释放出能量。粮窖中的种子若萌发,则萌发的过程中通过呼吸作用释放出大量的能量,使封土的温度大幅升高,导致树苗生长受到影响而枯黄。因此,小树苗的作用是监测窖内温度,以防种子发热或发芽,正确;
D、蔬菜和水果与粮食在储存过程中有一些不同的需求。例如,蔬菜和水果通常需要更高的空气流通性以保持新鲜,而含嘉仓的仓窖设计可能并不完全满足这一需求。此外,一些蔬菜和水果对于温度和湿度的要求更为严格,因此,含嘉仓的仓窖不适合储藏白菜、甜瓜等蔬菜和水果,错误。
故选:D。
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,这个过程叫做呼吸作用。
掌握粮食储存的原理是解题的关键。
九、课后练习
(一)单项选择题
1.植物的呼吸作用被广泛应用在生产生活中。下列生产生活中采取的措施与原理对应正确的是( )
A. 合理密植——提高呼吸作用的效率 B. 冷藏果蔬——抑制果蔬的呼吸作用
C. 晾晒粮食——促进粮食的呼吸作用 D. 田间松土——抑制根部的呼吸作用
2.下列用来验证植物呼吸作用产生二氧化碳的实验装置是( )
A. B.
C. D.
3.用保鲜膜包装蔬菜可适当延长蔬菜储存时间,主要原因是( )
A. 降低呼吸作用 B. 促进水分散失 C. 抑制吸收作用 D. 降低光合作用
4.在生命的舞台上,植物为我们的世界带来了生机与活力。植物体进行呼吸作用的意义主要在于( )
A. 呼出二氧化碳 B. 为生命活动提供能量
C. 分解有机物 D. 消耗氧气
5.种子萌发时呼吸作用旺盛。将等量萌发种子与干燥种子分别装入甲、乙两个保温瓶中,测量两保温瓶内温度相同,塞紧瓶塞。一段时间后,再次测量甲、乙两个保温瓶内温度,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 甲保温瓶内温度上升比较多 B. 干燥的种子产生热量比较多
C. 保温瓶内热量来源于种子呼吸作用 D. 种子呼吸作用为生命活动提供能量
6.某生物小组测定河南本地玉米一昼夜氧气变化量,一天中玉米有机物积累最多的时间点是( )
A. 6:00 B. 12:00 C. 18:00 D. 24:00
7.气雾栽培是利用喷雾装置将营养液雾化后直接喷施到植物根系的一种无土栽培技术,如图所示。根系直接与空气接触,有利于植物的根进行( )
A. 光合作用 B. 呼吸作用 C. 蒸腾作用 D. 吸收作用
8.航天员开展空间植物栽培实验时,用注射器向栽培基质内注入空气,可让植物的根更好地进行( )
A. 光合作用 B. 呼吸作用 C. 运输作用 D. 蒸腾作用
9.夏季末,农民从田间刚收获的新鲜稻谷,由于下雨不能晾晒而堆积到屋内形成谷堆,一段时间后谷堆内出现发热发烫的现象。这是由于新鲜稻谷有较为旺盛的( )
A. 蒸腾作用 B. 呼吸作用 C. 光合作用 D. 吸收作用
10.将燃烧的蜡烛分别放入甲、乙两瓶, 观察到甲瓶的蜡烛熄灭, 乙瓶蜡烛继续燃烧, 该实验证明种子的呼吸作用( )
A. 消耗了二氧化碳 B. 消耗了氧气 C. 产生了水 D. 消耗了能量
(二)非选择题
11.第十六届中国(寿光)国际蔬菜科技博览会于今年的4月20日至5月30日在山东寿光举行,下图为无土栽培展室的一角。该温室大棚展室中,利用许多塑料管道搭起纵横交错的立体支架,管道内为营养液,蔬菜的根部浸润在营养液中。请回答下列问题:
(1)植物可以进行无土栽培,下列有关说法正确的是 ______ (填代号).
A.土壤与植物的生长无关
B.土壤对植物仅起固定作用
C.植物吸收水分和无机盐只能通过根尖
D.植物的根从土壤中吸收的仅是水分和无机盐
(2)根据图示和所学的生物学知识,可知无土栽培可以更合理地满足植物对各类 ______ 的需要,具有产量高、节约土地和水肥,不受季节限制、 _____________ 等优点。
(3)在栽培管理过程中,除了定期更换营养液或者向营养液中添加某些营养物质,以满足蔬菜对矿质元素的需求外,还要经常向营养液中通入空气,以促进根的 ______ 作用正常进行。下列两个反应式①和②分别表示绿色植物进行的不同生理活动,①式中的a代表的是 ______ ,根据①式可知适当增加温室大棚内 ______ 的含量可提高棚内蔬菜产量;一般要求在晚上适当降低温室棚内的温度,其目的是 ______ ②式表示的生理活动。
①:二氧化碳+水有机物+氧气 ②:有机物+氧气→二氧化碳+水+能量.
十、能力训练
(一)单项选择题
1.下图是探究植物呼吸作用气体变化的装置。下列叙述错误的是( )
A. 装置甲、乙可形成一组对照实验
B. 一段时间后,甲中氧气明显减少
C. 打开开关,挤压瓶身,乙中澄清石灰水变浑浊
D. 实验可证明呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳
2.在一定范围内,增加作物的种植密度扩大叶面积,会使光合产物合成量超过呼吸消耗量,产量增加,但密度过大时,叶片相互重叠,株间透光率降低,会使光合产物合成量少于呼吸消耗量,产量降低。如图表示叶面积指数(指单位土地面积上植物的总叶面积)与光合作用和呼吸作用强度的关系。根据图示信息判断下列叙述错误的是( )
A. 叶面积指数越大,作物产量越高
B. A点时,光合作用强度等于呼吸作用强度
C. 叶面积指数大约为5时,对农作物增产最有利
D. 叶面积指数超过9时,农作物将会减产
3.如图是验证人体呼出气体成分变化的实验。请根据“二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,氧气可助燃”判断下列相关叙述正确的是( )
A. ①②组对照,证明呼出气体中二氧化碳含量高于空气
B. ③④组现象为③组小木条燃烧的时间比④组的长
C. ①④组对照,可验证呼出气体的成分变化
D. 图中四组实验装置可以形成三组对照实验
4.如图是在一个晴天中某植物两种生理活动强度随时间变化的曲线图。曲线a、b分别表示( )
A. 光合作用、呼吸作用 B. 吸收作用、光合作用
C. 蒸腾作用、吸收作用 D. 呼吸作用、蒸腾作用
5.小秦知道了新疆哈密瓜甜的原因后,想探究夜间温度对苹果含糖量(“糖心指数”越高,含糖量越高)的影响,于是在家人的帮助下,选取同一果园长势相近的果树,分两组进行探究。依据下图可得出的结论是( )
A. 夜间温度升高,含糖量降低 B. 1组果实含糖量均高于2组
C. 摘果日期越晚,含糖量越低 D. 1组夜间有机物消耗少于2组
6.农民伯伯在培育黄瓜幼苗时,常采用短时低温处理以提高幼苗的抗寒能力。短时低温对幼苗的呼吸作用有什么影响呢?科研人员用黄瓜幼苗进行了实验、结果如图。相关说法错误的是( )
A. 4℃时幼苗用于生长的能量少 B. 4℃时幼苗呼吸作用散失的热能更多
C. 4℃时幼苗呼吸作用消耗有机物的量少 D. 短时低温处理的幼苗呼吸作用强
7.图甲是植物部分生理活动过程的示意图,A 、B 、C 代表的是三种不同的生理活动,图乙表示该植物一昼夜光合作用和呼吸作用强度变化过程, a 、b 、c 代表的是阴影部分的面积。下列相关分析正确的是 ( )
A. 图甲中A代表植物制造有机物的生理活动
B. 图乙中曲线 I 代表的生理过程是呼吸作用
C. 图甲中C代表的生理过程的另一原料是水
D. 图乙中要提高产量应尽可能减小a的面积
8.下图中的①、②分别代表某植物细胞内的两个生理活动,甲、乙分别为该细胞的某种结构。下列叙述错误的是( )
A. 植物的每个细胞都能进行①、②过程 B. 甲是线粒体,①过程能够分解有机物
C. 乙是叶绿体,②过程需要有光才能进行 D. ①和②过程既有物质变化又有能量变化
9.生物兴趣小组的同学选择某盆栽植物上的两片大小和长势相同的叶子,标记为甲和乙,然后分别用大小相同的不透光和透光的塑料袋密封,如图所示。该实验能得出( )
A. 甲叶片不能进行蒸腾作用
B. 乙叶片只进行光合作用
C. 甲叶片既不能进行光合作用也不能进行呼吸作用
D. 一段时间后甲叶片装置中氧气含量低于乙叶片装置
10.将一株天竺葵置于黑暗环境一昼夜,然后移至光下,如图为天竺葵植株随光照强度增强二氧化碳吸收(释放)量发生变化的坐标曲线图。下面说法错误的是( )
A. 在AB段,随着光照增强,天竺葵植株的光合作用强度越来越强
B. 在B点时,天竺葵植株的光合作用强度等于呼吸作用强度
C. 在C点时,天竺葵植株积累的光合产物最多
D. 在D点时,天竺葵植株叶片制造的有机物,可通过筛管运输到根、茎部位
(二)非选择题
11.精准扶贫是当前新农村建设的首要任务,建造塑料大棚生产有机农产品,可以有效促进农民增收。金乡白梨瓜因无公害、肉质甜脆、口感清爽深受消费者青睐,如图依次为大棚、梨瓜、叶片进行的三项生理过程,晴朗的夏季光合作用和呼吸作用的强度以及大棚内二氧化碳含量的变化曲线。请你联系教材内容学以致用:
(1)为提高坐瓜率,果农会将当日开放的梨瓜雄蕊与雌花的柱头“对花”,该过程在生物学上称为______。
(2)王大爷将取暖用的蜂窝煤炉搬进大棚,升温的同时还可以提高_________的浓度,进而增强梨瓜的______作用。
(3)图三中,梨瓜白天进行的生理活动有_______(填字母)。
(4)图四中,能表示图三C过程的曲线为_______(填标号)。
(5)图五中,梨瓜有机物积累最多的点是________(填字母)。
十一、答案及解析
九、课后练习
(一)单项选择题
1.【答案】B
【解析】合理密植的原理是植物能充分利用光能,提高光合作用的效率,A错误。影响呼吸作用的因素有温度、水分、氧气浓度等。低温以及干燥的条件会抑制细胞的呼吸作用,减少有机物的消耗;在一定范围内,氧气浓度的增加会促进细胞的呼吸作用。因此,冷藏果蔬的原理是通过低温抑制果蔬的呼吸作用,晾晒粮食的原理是通过干燥抑制粮食的呼吸作用,田间松土的原理是通过增加土壤中氧气的浓度促进根部的呼吸作用,B正确,C、D错误。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查光合作用与呼吸作用的过程,掌握各实验的基本操作方法是解题的关键。
(1)光合作用的条件是光照,场所是叶绿体,光合作用必须在光下进行。
(2)呼吸作用是有机物在氧的参与下分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。
【解答】
A.该图实验能验证光合作用产生氧气,金鱼藻在光下进行光合作用,可以产生氧气,A不符合题意。
B.该图实验中有二氧化碳吸收剂,则植物所处的环境中缺少二氧化碳,如果再设计另一套相同的实验装置,将瓶中的液体换成清水,其他条件和设置都相同,则形成一组以二氧化碳为变量的对照实验,可以用来验证光合作用的原料是二氧化碳,B不符合题意。
C.萌发的种子进行呼吸作用,产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,因此该图能够验证萌发的种子产生二氧化碳,C符合题意。
D.该装置中萌发的种子使燃烧的蜡烛熄灭,说明萌发的种子可以消耗氧气,D不符合题意。
故选:C。
3.【答案】A
【解析】解:用保鲜膜把新鲜蔬菜包装起来,蔬菜与外界的空气隔绝,这样可以减少水分散失,也能阻挡微生物的进入还能抑制袋内微生物的呼吸,但主要还是降低了氧气含量使蔬菜的呼吸作用受到抑制,减少有机物的分解,这样就可以适当延长蔬菜储存时间。
故选:A。
呼吸作用要消耗氧气,分解有机物,产生二氧化碳和水同时释放能量。
保鲜指的是通过一定的措施抑制呼吸作用,减少有机物的消耗和水分的散失。
4.【答案】B
【解析】 植物的各种生命活动,如细胞的分裂、生长、物质的运输等,都需要能量来驱动。呼吸作用通过分解有机物释放出的能量,正是满足植物这些生命活动能量需求的关键来源,B符合题意。
5.【答案】B
【解析】呼吸作用会释放热量,甲瓶内是萌发的种子,进行呼吸作用,温度计度数升高,而乙瓶内是干燥的种子,呼吸作用微弱,产生热量很少,温度计度数几乎不变。保温瓶内热量来源于种子呼吸作用。呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量,呼吸作用释放的能量用于各项生命活动。
故选:B。
6.【答案】C
【解析】解:图中在6:00-18:00之间,氧气释放量大于0,植物持续积累有机物;18:00之后,氧气释放量小于0,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,植物开始消耗有机物。因此,18:00是一天中有机物积累最多的时刻,C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
氧气释放量表示净光合速率,即光合作用释放的氧气量减去呼吸作用吸收的氧气量。当氧气释放量大于0时,说明光合作用强度大于呼吸作用强度,植物在积累有机物;当氧气释放量等于0时,说明光合作用强度等于呼吸作用强度;当氧气释放量小于0时,说明光合作用强度小于呼吸作用强度,植物在消耗有机物。
掌握植物的光合作用和呼吸作用是解题的关键。
7.【答案】B
【解析】解:A、光合作用实质上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(如淀粉),并且释放出氧气的过程,A不符合题意。
B、植物的根系需要氧气进行呼吸作用,呼吸作用产生的能量用于维持细胞的正常代谢和功能。气雾栽培是利用喷雾装置将营养液雾化后直接喷施到植物根系的一种无土栽培技术,根系直接与空气接触,有利于植物的根的呼吸作用,B符合题意。
C、蒸腾作用是水分从活的植物体内以水蒸气的状态散失到大气中的过程,C不符合题意。
D、吸收作用是指根系对水分的吸收,D不符合题意。
故选:B。
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始量释放出来,供给生命活动需要,这个过程叫做呼吸作用。
熟练掌握植物三大生理作用的意义是解题的关键。
8.【答案】B
【解析】解:A.光合作用需要叶绿体,根细胞不含叶绿体,无法进行光合作用,故A不符合题意。
B.呼吸作用需要氧气,注入空气可为根细胞提供氧气,促进有氧呼吸,故B符合题意。
C.运输作用依赖导管和筛管,与氧气供应无直接关系,故C不符合题意。
D.蒸腾作用主要通过叶片进行,与供应氧气无关,故D不符合题意。
故选:B。
植物根细胞进行呼吸作用需要氧气,空间站中基质可能缺氧,注入空气可增加氧气供应。
掌握呼吸作用的知识是解题的关键。
9.【答案】B
【解析】解:植物进行呼吸作用消耗氧气分解有机物,释放能量,而种子内的物质必须先溶解在水里才能被种子利用。夏季末,农民从田间刚收获的新鲜稻谷,由于下雨不能晾晒而堆积到屋内形成谷堆,种子含水多,呼吸作用旺盛,释放了大量的能量,堆在一起会出现发热现象,甚至腐烂,可见B符合题意。
故选:B。
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。
掌握呼吸作用的相关知识是解题的关键。
10.【答案】B
【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,加盖并在温暖的地方放置一段时间后,里面的氧气被萌发的种子吸收消耗了,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氧气。
故选:B。
(二)非选择题
11.【答案】(1)D
(2)无机盐;清洁无污染
(3)呼吸;叶绿体;二氧化碳;减弱
【解析】【分析】
(1)无土栽培指的是不用土壤,而是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,用营养液来培养植物。
(2)光合作用:二氧化碳+水有机物+氧气 呼吸作用:有机物+氧气→二氧化碳+水+能量
解题的关键是知道无土栽培和绿色植物的三大生理过程。
【解答】
解:(1)根据分析可知,由于根所吸收的水分和无机盐来自于土壤,而土壤颗粒只是对植物起着固定作用。所以植物可以采取无土栽培的方式进行。
(2)根据图示和所学的生物学知识,可知无土栽培可以更合理地满足植物对各类无机盐的需要,具有产量高、节约土地和水肥,不受季节限制、清洁无污染等优点。
(3)在栽培管理过程中,除了定期更换营养液或者向营养液中添加某些营养物质,以满足蔬菜对矿质元素的需求外,还要经常向营养液中通入空气,以促进根的呼吸作用正常进行。
下列两个反应式①为光合作用,②表示绿色植物的呼吸作用,所以①式中的a代表的是叶绿体,根据①式可知适当增加温室大棚内二氧化碳的含量可提高棚内蔬菜产量;一般要求在晚上适当降低温室棚内的温度,其目的是减弱②式表示的生理活动,即呼吸作用。
十、能力训练
(一)单项选择题
1.【答案】B
【解析】装置甲中是煮熟的黄豆芽,装置乙中是新鲜的黄豆芽,两者除了黄豆芽的状态不同外,其他条件都保持一致,因此装置甲和装置乙可形成一组对照实验,A正确。甲中的黄豆芽是煮熟的,已失去生命活力,不能进行呼吸作用消耗氧气。因此,一段时间后,甲中氧气不会明显减少,B错误。乙中的黄豆芽是新鲜的,有生命活力,能进行呼吸作用产生二氧化碳。打开开关,挤压瓶身,二氧化碳会进入澄清石灰水,使澄清石灰水变浑浊,C正确。该实验中,氧气检测仪可检测到乙中氧气含量减少,打开开关,挤压瓶身后,澄清石灰水变浑浊,而甲装置作为对照组无这些现象,可证明呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳,D正确。
2.【答案】A
【解析】解:A、叶面积指数越大,植物叶片交叉程度越大,没有受到阳光照射的叶子就越多,因此呼吸作用增多,光合作用的效率下降,作物产量越低,A错误。
B、A点时,光合作用和呼吸作用强度相等,B正确。
C、从图中可知,叶面积指数大约为5时,光合作用与呼吸作用差值最大,积累的有机物最多,对农作物增产最有利,C正确。
D、叶面积指数超过9时,光合作用制造的有机物小于呼吸作用分解的有机物,导致农作物体内的有机物减少,农作物将会减产,D正确。
故选:A。
如图表示叶面积指数与光合作用和呼吸作用两个生理过程的关系:真正的光合作用强度=表观光合速率+呼吸速率,两条曲线围成的部分代表有机物的积累量。当光合作用强度大于呼吸作用强度时,利于植物生长。当光合作用强度小于或等于呼吸作用强度时,植物不能正常生长。
真正理解光合作用和呼吸作用的概念,理解它们相互依存的关系,是解题的关键。
3.【答案】A
【解析】二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,①②组对照,可以看出通入呼出气体的澄清石灰水变浑浊,证明呼出气体中二氧化碳含量高于空气,A正确。氧气可助燃,而人体呼出的气体中含有较多的二氧化碳。③④组现象为④组小木条燃烧的时间比③组长,B错误。对照实验应遵循单一变量原则,图中四组实验装置可以形成①②、③④两组对照实验,变量都是不同成分的气体,①④组不能形成对照,C、D错误。
4.【答案】A
【解析】解:光合作用的条件是光,在一天的24小时中只有白天有光的时候进行,大约6时至18时之间进行,而呼吸作用不受光的限制,在24小时中都能进行,所以图中的a表示的是光合作用的曲线,b表示的是呼吸作用的曲线。故A正确。
故选:A。
呼吸作用与光合作用的区别和联系:
区别与联系
光合作用
呼吸作用
区
别
部位
含有叶绿体的细胞
所有的活细胞
条件
光
有光、无光均可
原料
二氧化碳、水
有机物、氧气。
产物
有机物、氧气
二氧化碳、水
能量转变
制造有机物,储存能量
分解有机物,释放能量
联系
如果没有光合作用的有机物,呼吸作用就无法进行。这是因为呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物。呼吸作用所释放的能量正是光合作用储存在有机物中的能量。
如果没有呼吸作用,光合作用也无法进行。这是因为植物进行光合作用的时候,原料和产物的运输所需要的能量,正是呼吸作用释放出来的。
呼吸作用和光合作用是相互依存的关系。
真正理解光合作用和呼吸作用的概念,理解它们相互依存的关系,是解题的关键。实验探究题综合性强,需多个知识点结合解答,认清光合作用和呼吸作用是解题切入点。
5.【答案】A
【解析】A、1组日落盖膜,是为了保持夜间的温度,1组含糖量均低于2组,说明夜间温度升高,含糖量降低,正确。
BD、观察图中数据可以看出1组含糖量均低于2组,说明1组夜间的有机物消耗高于2组,错误。
C、观图中数据可以看出摘果日期越晚,含糖量越高,错误。
6.【答案】C
【解析】解:A、从图中可以看出,4℃时“用于幼苗生长的能量”对应的柱状图高度低于25℃时,说明4℃时幼苗用于生长的能量少,A正确。
B、呼吸作用产生的能量一部分以热能形式散失。结合题图可知,对比25℃,4℃时呼吸作用强度散失的热能占比更多,B正确。
C、呼吸作用消耗有机物产生能量,结合题图可知,4℃时幼苗的耗氧量大,呼吸作用强度强,所以消耗有机物的量多,C错误。
D、由图可知,25℃时耗氧量小于4℃时,耗氧量可在一定程度上反映呼吸作用强度,耗氧量大说明呼吸作用强,所以4℃时幼苗呼吸作用强,短时低温(4℃)处理的幼苗呼吸作用强,D正确。
故选:C。
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。释放出的能量一部分用于维持体温等生命活动,一部分用于生物体的生长、发育和繁殖等。
本题考查温度对呼吸作用影响以及呼吸作用相关知识在实际中的应用。解题关键在于理解呼吸作用过程中能量的产生、分配以及温度对这些过程的影响,并能从图表中获取有效信息进行分析。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查植物的光合作用和呼吸作用,解题的关键是掌握光合作用和呼吸作用的概念、过程和实质,呼吸作用与光合作用的关系。
(1)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,并且释放出氧气的过程。
(2)呼吸作用是指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。
(3)植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。
图甲中:A是呼吸作用,B是蒸腾作用,C是光合作用。
【解答】
AC.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,并且释放出氧气的过程。图甲中A代表植物的呼吸作用,分解有机物,释放能量;图甲中C光合作用代表植物制造有机物的生理活动,另一原料是水,A错误,C正确。
B.光合作用只有在有光的条件下才能进行,呼吸作用有光无光都能进行。因此,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,B错误。
D.图乙中曲线I代表的过程是光合作用。由图可知,a区域表示光合作用制造的有机物被呼吸作用消耗后剩余的部分。所以要提高产量应尽可能增大a区域阴影的面积,D错误。
8.【答案】A
【解析】【分析】①是呼吸作用,②是光合作用,甲是线粒体,乙是叶绿体。
【详解】A.植物的每个细胞都能进行①呼吸作用,但只有绿色部分(含叶绿体)能进行②光合作用,A错误。
B.①箭头从氧气和有机物指向水和二氧化碳,代表呼吸作用,所以甲代表了线粒体,B正确。
C.②箭头从水和二氧化碳指向氧气和有机物,代表光合作用,光合作用必须在光下才能完成,乙就代表了叶绿体,C正确。
D.①呼吸作用过程中,有机物被分解为二氧化碳和水等物质,同时将有机物中储存的化学能释放出来,供细胞利用;②光合作用过程中,二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下转化为有机物和氧气,同时将光能转化为化学能储存在有机物中。所以①和②过程都既有物质变化又有能量变化,D正确。
故选A。
9.【答案】D
【解析】ABC、分析题图可看出,甲叶片处于黑暗环境下,只能进行呼吸作用和蒸腾作用,不能进行光合作用;乙叶片处于光下,能进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用,故ABC不符合题意。
D、甲叶片处于黑暗环境下,不能进行光合作用释放氧气,但要进行呼吸作用消耗氧气,乙叶片处于光下,能进行光合作用释放氧气。因此,一段时间后甲叶片装置中氧气含量低于乙叶片装置,故D符合题意。
故选: D。
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查光合作用和呼吸作用的相互关系,掌握光合作用制造有机物而呼吸作用消耗有机物是解题的关键。
【解答】
由我们所学的知识可以知道:(1)植物光合作用的原料是二氧化碳和水,要吸收二氧化碳使其浓度减少,表达式为:二氧化碳+水有机物(储存能量)+氧。
(2)呼吸作用的公式:有机物+氧→二氧化碳+水+能量,释放出大量的二氧化碳,是二氧化碳的浓度增加。
(3)植物的光合作用与光照强度和二氧化碳的浓度等有关。如果植物的光合作用的强度大于呼吸作用的强度,植物体内的有机物就会积累
如图所示:AB段光合作用逐渐增强,B点光合作用与呼吸作用相等,BCD段光合作用大于呼吸作用
A、在O-B段,随着光照增强天竺葵植株的光合作用强度越来越强,正确。
B、在B点时,天竺葵植株的光合作用强度等于呼吸作用强度,正确。
C、在C点时,天竺葵植株光合作用最强,合成有机物速度最快,但不是天竺葵植株积累光合产物有机物最多的点,错误。
D、在D点时,天竺葵植株叶片制造的有机物,可通过筛管运输到根茎部位,正确。
故选:C。
(二)非选择题
11.【答案】(1)传粉
(2)二氧化碳;光合
(3)ABC
(4)Ⅰ
(5)d
【解析】【分析】
此题考查了植物的传粉、光合作用原理的应用及影响光合作用的因素、植物的三大生理作用、光合作用与呼吸作用的关系。明确植物的传粉、光合作用原理的应用及影响光合作用的因素、植物的三大生理作用、光合作用与呼吸作用的关系是解决此题的关键。
【解答】
(1)花粉落到雌蕊柱头上的过程叫做传粉。果农会将当日开放的梨瓜雄蕊与雌花的柱头“对花”,该过程在生物学上称为人工辅助传粉。
(2)光合作用能制造有机物,二氧化碳是光合作用的原料,王大爷将取暖用的蜂窝煤炉搬进大棚,升温的同时还可以提高二氧化碳的浓度,进而增强梨瓜的光合作用,提高农作物的产量。
(3)光合作用进行的条件是光照,呼吸作用在有光和无光的条件下均在进行,只要是活细胞都在进行。蒸腾作用白天和晚上都在进行,但受光照,温度等因素的影响。图三中,C吸收二氧化碳,释放氧气,表示光合作用;B释放水蒸气,表示蒸腾作用;A吸收氧气产生二氧化碳,表示呼吸作用。所以植物在白天进行A呼吸作用、B蒸腾作用和C光合作用。
(4)光合作用进行的条件是光照,呼吸作用在有光和无光的条件下均在进行,只要是活细胞都在进行。据此可知图四中Ⅰ在白天6点~18点进行,是光合作用,Ⅱ时刻都在进行,是呼吸作用。可见图四中能表示图三C光合作用的是Ⅰ。
(5)据图五可见:6~18点,二氧化碳含量减少,则光合作用的强度大于呼吸作用的强度,植物积累有机物,过了18点,植物的呼吸作用的强度大于光合作用的强度,植物消耗有机物,因此,d点积累有机物最多。
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