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第3講光合作用和呼吸作用 綠色植物的光合作用 1 概念 綠色植物通過葉綠體 利用 把 和 轉(zhuǎn)化成儲存著能量的 主要是淀粉 并且釋放 的過程 2 原料 和 場所 條件 產(chǎn)物 和 光照 二氧化碳 水 有機物 氧氣 二氧化碳 水 葉綠體 光照 有機物 氧氣 3 反應(yīng)式 4 意義 為植物自身和自然界其他生物提供 為植物自身和自然界其他生物提供 為整個自然界提供 5 在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 間作套種和 6CO2 6H2O光葉綠體C6H12O6 6O2 營養(yǎng)物質(zhì) 能量 氧氣 合理密植 例1 下列關(guān)于 植物在光照下制造淀粉實驗 的相關(guān)描述不正確的是 A 把天竺葵放在暗處一晝夜 目的是運走 耗盡葉片內(nèi)的淀粉B 天竺葵在光照下既能進行光合作用又能進行呼吸作用C 將葉片放在酒精中隔水加熱的原因之一是避免酒精溫度過高引起燃燒D 葉片經(jīng)脫色 清洗 滴加碘液 再清洗 遮光部分顯藍色 D 解析 A 把天竺葵放到黑暗處一晝夜 使葉片內(nèi)的淀粉運走耗盡 以排除原有的淀粉對實驗的干擾 保證實驗結(jié)果所檢測到的淀粉是實驗過程中形成的 A正確 B 光合作用必須有光才能進行 呼吸作用有光無光都能進行 所以白天有光 天竺葵在光照下既能進行光合作用又能進行呼吸作用 B正確 C 將葉片放在酒精中隔水加熱的原因是酒精易燃 易揮發(fā) 使用水浴對酒精進行加熱 起到控溫作用 以免酒精燃燒發(fā)生危險 C正確 D 將葉片部分遮光 陽光下照射2 3小時 取葉片脫色 特定化學(xué)試劑檢測發(fā)現(xiàn)遮光部分不變藍 原因是沒有進行光合作用 沒有產(chǎn)生淀粉 不遮光部分被染成藍色 說明綠色植物進行光合作用能夠制造淀粉 D錯誤 例2 在驗證 光合作用需要光照 的實驗中 對于如何設(shè)置對照組 同學(xué)們提出了三種方案 取兩株生長相近的天竺葵 放在黑暗處一晝夜后 將其中一株繼續(xù)遮光 另一株光照4小時 然后分別摘其葉片進行實驗對比 取一株天竺葵 放黑暗處一晝夜后 將其中一張葉片作遮光處理 然后光照4小時 分別摘其有無遮光的兩張葉片進行實驗對比 取一株天竺葵 放黑暗處一晝夜后 將其中一張葉片作部分遮光處理 然后光照4小時 摘取這張葉片 將見光部分和遮光部分進行實驗對比 1 上述三種方案中 最合理的是 2 將天竺葵放在黑暗處一晝夜的目的是 3 如圖 有同學(xué)對葉片脫綠的操作進行了微型化改造 很快完成了實驗 請說出這個微型實驗的一個優(yōu)點或缺點 耗盡 運走葉中原有的淀粉 優(yōu)點如省時方便 用量少成本低 操作簡單 節(jié)能等 缺點如可能存在安全隱患 裝置不易固定等 解析 1 方案 是不同植物 方案 是不同葉片 生理狀況可能有所區(qū)別 所得的實驗結(jié)果可能不準確 因此采用方案 同一葉片一半進行遮光處理 另外一半進行見光處理更加合理準確 更能排除無關(guān)變量的干擾 2 由于光合作用產(chǎn)生淀粉等有機物 因此若要驗證光合作用需要光 首先進行暗處理 以消耗葉片中原有的有機物 3 在驗證 光合作用需要光照 的實驗中 要用酒精脫去葉綠素 把葉片放入盛有酒精的小燒杯中 隔水加熱 使葉片中的葉綠素溶解到酒精中 葉片變成黃白色 避免受到葉綠素的顏色干擾 使實驗現(xiàn)象更明顯 但是脫色時 酒精要隔水加熱是因為酒精的燃點低 防止酒精燃燒發(fā)生危險 通過比較該同學(xué)對葉片脫綠操作的微型化改造 該微型實驗的優(yōu)點有 省時方便 用量少成本低 操作簡單 節(jié)能等 缺點有 可能存在安全隱患 裝置不易固定等 1 上個世紀 科學(xué)家希爾為了探究光合作用在哪里進行 曾經(jīng)設(shè)計類似下圖的實驗 把剛采摘的且生長旺盛的樹葉搗碎 采用某種方法獲得含有葉綠體的濾液 分成三等份 把其中兩份直接放入A B培養(yǎng)皿 第三份除去葉綠體后放入C培養(yǎng)皿 將三個培養(yǎng)皿置于同一地點 A C培養(yǎng)皿接受光照 B培養(yǎng)皿遮光處理 一段時間后 觀察到A培養(yǎng)皿中產(chǎn)生氣泡 其中的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃 B C培養(yǎng)皿中未產(chǎn)生氣泡 結(jié)合所學(xué)知識 分析判斷下列敘述 其中不正確的是 B A 培養(yǎng)皿A中氣泡內(nèi)的氣體是氧氣B 培養(yǎng)皿B中無氣泡產(chǎn)生是因為缺乏二氧化碳C 通過比較A C培養(yǎng)皿中的現(xiàn)象 可知光合作用的場所是葉綠體D 通過比較A B培養(yǎng)皿中的現(xiàn)象 可知光照是光合作用的必要條件 2 右圖為光合作用示意圖 據(jù)圖分析 下列說法正確的是 A X表示氧氣B Y表示二氧化碳C 光照是光合作用的必要條件D 有機物是光合作用的原料 C 綠色植物的呼吸作用 1 呼吸作用 是生物體內(nèi)的 在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解 最終生成 或其他產(chǎn)物 并且釋放出 的總過程 呼吸作用是一切細胞生物都具有的生命活動 是生物體獲得生命活動所需能量的重要生理作用 2 生物的呼吸作用包括 和 兩種類型 有氧呼吸分解產(chǎn)物是 無氧呼吸分解產(chǎn)物是 有氧呼吸釋放能量 無氧呼吸釋放能量 是高等動物和植物進行呼吸作用的主要形式 因此 通常所說的呼吸作用就是指有氧呼吸 有機物 二氧化碳 能量 有氧呼吸 無氧呼吸 二氧化碳和水 酒精或者乳酸 較多 較少 有氧呼吸 3 植物光合作用和呼吸作用的關(guān)系 例3 在探究植物的呼吸作用實驗中 所用的保溫瓶已作滅菌處理 保溫瓶內(nèi)的環(huán)境條件適宜 將適量 等質(zhì)量的正在萌發(fā)和煮熟過的種子分別裝入兩個保溫瓶后密閉 多次測定有關(guān)的量 并繪制成如圖曲線 下列判斷符合客觀事實的是 A 若y表示瓶內(nèi)溫度 則a表示萌發(fā)的種子B 若y表示瓶內(nèi)氧氣量 則c表示煮熟過的種子C 若y表示種子的質(zhì)量 則b表示萌發(fā)的種子D 若y表示瓶內(nèi)二氧化碳量 則c表示煮熟過的種子 A 解析 萌發(fā)的種子進行呼吸作用釋放出大量的熱量 所以瓶內(nèi)溫度升高 而進行呼吸作用消耗氧 所以瓶內(nèi)的氧氣的含量逐漸減少 煮熟的種子不進行呼吸作用 所以瓶內(nèi)的溫度和氧氣的含量都不會發(fā)生變化 若a是萌發(fā)的種子 則a中的種子進行呼吸作用 呼吸作用釋放出大量的熱量 所以瓶內(nèi)溫度升高 而進行呼吸作用也消耗氧 所以瓶內(nèi)的氧氣的含量逐級減少 例4 據(jù) 中國歷史 介紹 1969年 人們發(fā)現(xiàn)了隋朝修建的大型儲糧倉庫含嘉倉 在其中一個窖里 發(fā)現(xiàn)北宋時放進的50萬斤谷子 大都顆粒完整 經(jīng)考察 含嘉倉儲糧窖一般在地下7 9米 窖底 窖壁修得平整 光滑 堅實 用火燒烤后還鋪設(shè)了木板 草 糠 席等物 窖頂為圓錐形 最外層是厚厚的黃泥 如圖 含嘉倉能長期儲存糧食的原因是 A 整個倉窖防潮 密封 溫度低 谷子很難萌發(fā)B 儲糧窖修在較深的地方 可以保持較高溫度 谷子不易腐爛C 窖頂修成圓錐形 外層敷上黃泥 氧氣很難出入窖倉 谷子不能進行光合作用D 在窖底 窖壁鋪設(shè)木板 草 糠 席等物品 使得窖內(nèi)很干燥 谷子不能形成胚根 A 解析 要長期保存糧食 就要抑制種子的呼吸作用 減少有機物的分解 在低溫 干燥和缺氧的環(huán)境中 種子的呼吸作用很微弱 含嘉倉的設(shè)計很好地滿足了這些條件 例5 如圖所示是研究植物某一生命活動過程的裝置 下列說法錯誤的是 A 該實驗可用于檢驗植物呼吸作用產(chǎn)生CO2B 裝置甲的作用是吸收鼓入空氣中的CO2 避免對實驗造成干擾C 裝置丙中的植物換成萌發(fā)的種子 裝置丁中也會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象D 若裝置丙不遮光 從裝置丁出來的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃 D 解析 A 在遮光的情況下 植物主要發(fā)生呼吸作用 釋放出二氧化碳 所以將丙中的氣體鼓入丁中 澄清石灰水變渾濁 則說明呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳 故A說法正確 B 氫氧化鈉溶液可以和二氧化碳反應(yīng) 為了防止空氣中的二氧化碳干擾實驗現(xiàn)象 而將空氣通過裝置甲將二氧化碳吸收 然后再鼓入裝置丙中 故B說法正確 C 種子萌發(fā)要進行呼吸作用 釋放出二氧化碳 所以裝置丁中也會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象 故C說法正確 D 即使丙裝置不遮光 由于缺乏光合作用的原料之一二氧化碳 也不會產(chǎn)生氧氣 不能使帶火星的木條復(fù)燃 故D說法錯誤 例6 如圖表示一段時間內(nèi)某植物葉片吸收二氧化碳與光照強度關(guān)系示意圖 以下分析正確的是 A ac段表示該植物的光合作用不斷地增強B b點表示該植物既不進行光合作用 也不進行呼吸作用C 當光照強度 n1 時 該植物開始進行光合作用D 當光照強度 n2時 表示該植物不再進行光合作用 A 解析 光合作用的原料之一是二氧化碳 植物吸收二氧化碳多 說明光合作用強度大 從圖示可以看出 在ac段 葉片吸收的二氧化碳逐漸增多 說明該植物的光合作用不斷地增強 所以A正確 b點表示該植物進行光合作用吸收的二氧化碳的量和進行呼吸作用釋放的二氧化碳的量相等 所以B錯誤 植物體在生命活動過程中一直進行呼吸作用 在光照強度弱時 植物的光合作用速率低于呼吸作用速率 植物光合作用吸收的二氧化碳的量少于呼吸作用釋放的二氧化碳的量 因此出現(xiàn)圖示ab段的情況 所以C錯誤 當光照強度達到n2時 光合作用強度達到最大 且光照強度不再是光合作用的限制因素 并不是不再進行光合作用 所以D錯誤 3 下列各種生活現(xiàn)象中 不能表明植物進行呼吸作用的是 A 貯存大量蔬菜的地窖比空地窖暖和得多B 地窖內(nèi)的蔬菜因腐爛而散發(fā)出霉味C 萌發(fā)種子釋放出的氣體可使澄清的石灰水變渾濁D 進入貯存水果的倉庫 發(fā)現(xiàn)點燃的蠟燭燃燒不旺4 下列有關(guān)呼吸作用的敘述中 正確的是 A 細胞中的物質(zhì)都能作為呼吸作用的原料B 有機物分解所釋放的能量完全被細胞利用C 有機物只能在有氧的情況下才能被分解D 呼吸作用發(fā)生在所有活細胞中 B D 5 將手插入未曬干并堆放一段時間的谷堆 感到發(fā)熱和潮濕 這主要是因為 A 谷物蒸騰作用釋放了熱量和水分B 谷物光合作用釋放了熱量和水分C 谷物呼吸作用釋放了熱量和水分D 細菌真菌分解谷物釋放了熱量和水分6 如圖是植物的葉釋放氧氣的量隨時間t變化的曲線 下列對該圖的描述 正確的一項是 A AB段植物的葉只進行呼吸作用 不進行光合作用B B點時植物的葉不進行光合作用C CD段植物的葉只進行光合作用 不進行呼吸作用D B點過后 植物的葉的光合作用強于呼吸作用 D C 7 為探究綠色植物的生理活動 某興趣小組設(shè)計并完成了以下實驗步驟 按如圖連接好實驗裝置 關(guān)閉閥門 后放到黑暗處一晝夜 將整個裝置移到適宜的陽光下照射數(shù)小時 光照前阻斷葉片間有機物的運輸 打開閥門 將透明塑料袋中的氣體通入甲試管 待氣體收集滿后 打開橡皮塞 用帶火星的木條檢測 打開閥門 將黑色塑料袋中的氣體通入乙試管進行檢測 取下葉片A B 用酒精脫色處理 漂洗葉片后滴加碘液 觀察顏色變化 請分析回答 1 步驟 暗處理的目的是 2 步驟 木條能復(fù)燃 則該氣體是 3 步驟 中澄清的石灰水變渾濁 該氣體來自植物的 填生理活動 4 步驟 中 若只有A葉片變藍色 則結(jié)論是 把葉片內(nèi)原有的淀粉運走或耗盡 氧氣 呼吸作用 光照是光合作用 的條件 呼吸系統(tǒng)的組成及氣體交換過程 1 人的呼吸系統(tǒng)包括 和 兩部分 前者包括鼻 喉 支氣管等器官 是氣體進出肺的通道 并對吸入的空氣有 和清潔的作用 是呼吸系統(tǒng)的主要器官 它是進行 的場所 2 呼吸運動是指胸廓有節(jié)律地擴大和縮小 它包括 和 兩個動作 3 吸氣 肋間外肌 肋間內(nèi)肌舒張 使胸廓的左右徑和前后徑 同時膈肌 膈頂部下降 使胸廓的體積 所以整個胸廓的容積增大 肺擴張 肺的容積增加 肺內(nèi)氣壓 外界空氣進入肺 呼吸道 肺 咽 氣管 溫暖 濕潤 肺 氣體交換 吸氣 呼氣 收縮 增大 收縮 增大 降低 4 呼氣 肋間外肌 肋間內(nèi)肌收縮 使胸廓的左右徑和前后徑 同時膈肌 膈頂部上升 使胸廓的體積 所以整個胸廓的容積縮小 肺回縮 肺的容積減小 肺內(nèi)氣壓 迫使肺泡內(nèi)的氣體排出體外 5 人體細胞內(nèi)的有機物在 的參與下被分解 產(chǎn)生 和水同時釋放出 用于進行各項生命活動和維持體溫 所以呼吸作用的意義在于為各項生命活動提供 和維持人體 恒定 舒張 縮小 舒張 減小 升高 氧 二氧化碳 能量 能量 體溫 注意 呼吸運動指胸廓有節(jié)律地擴大和縮小 包括吸氣和呼氣 呼吸指生物體與外界進行氣體交換的過程 包括肺與外界氣體交換 肺泡內(nèi)氣體交換 氣體在血液中的運輸 組織內(nèi)氣體交換 呼吸作用是一切細胞生物所具有的生命活動 是生物體獲得生命活動所需能量的重要生理作用 從物質(zhì)轉(zhuǎn)變的特點來看 呼吸作用是細胞內(nèi)有機物在多種酶的催化下被氧化分解的過程 例7 2013年2月 全國多地 多日出現(xiàn)霧霾天氣 致使空氣中PM2 5嚴重超標 部分PM2 5顆粒能通過呼吸道和肺進入血液 危害人體健康 PM2 5顆粒經(jīng)過鼻 咽 喉以后 進入血液之前 經(jīng)過的結(jié)構(gòu)依次是 A 氣管 肺泡 支氣管B 氣管 支氣管 肺泡C 支氣管 肺泡 氣管D 肺泡 支氣管 氣管 解析 呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺兩部分組成 如圖所示 鼻腔 咽 喉 氣管 支氣管是氣體進出肺的通道 稱為呼吸道 因此PM2 5顆粒經(jīng)過的結(jié)構(gòu)依次是鼻腔 咽 喉 氣管 支氣管 B 例8 為什么人的肺不是一個大的囊泡 而是由很多小的肺泡構(gòu)成的呢 用下列切蘿卜的模擬實驗可幫助理解 如圖 將一大塊蘿卜不斷等分 測量切塊的邊長 計算切塊的表面積并求和 通過 切塊表面積之和 這一數(shù)據(jù)的變化可以說明 由于許多肺泡的存在增大了肺的表面積 從而提高 的效率 解析 肺是氣體交換的主要場所 肺泡的數(shù)目很多 其外面纏繞著豐富的毛細血管和彈性纖維 肺泡壁和毛細血管壁都很薄 各由一層上皮細胞組成 這些結(jié)構(gòu)特點都有利于進行氣體交換 氣體交換 8 下列關(guān)于人體呼吸道的敘述 不正確的是 A 我們吐出的痰是在呼吸道內(nèi)形成的B 呼吸道都有骨或軟骨作支架 能保證氣流通暢C 北歐人的鼻子明顯比生活在赤道附近的人大 這有利于預(yù)熱冬天寒冷的空氣D 在患重感冒時 往往用嘴呼吸 這對吸入的空氣起到了充分的預(yù)熱和清潔作用 D 9 為了探究 小鼠生命活動釋放熱量的快慢與空氣中氧氣含量有怎樣的關(guān)系 小明設(shè)計以下實驗 取圖甲所示的三個相同裝置 取大小相近 年齡相同 新陳代謝旺盛的同種小鼠若干只 按圖乙設(shè)置實驗 將三個裝置放在相同的適宜環(huán)境中進行實驗 1 針對小明探究的問題 提出一個可檢驗的假設(shè) 2 本實驗可通過液柱移動的快慢來比較小鼠生命活動釋放熱量的快慢 請分析其原理 3 為了使實驗現(xiàn)象更明顯 可從哪些方面對實驗進行改進 寫兩點 空氣中氧氣含量越高 小鼠生命活動釋放熱量越快 小鼠生命活動釋放熱量越快 溫度升高越快 導(dǎo)致玻璃泡內(nèi) 氣體膨脹越快 液柱移動越快 增加小鼠數(shù) 量 換用更細的導(dǎo)管 1 有關(guān)光合作用和呼吸作用說法不正確的是 A 光合作用的場所是葉綠體 呼吸作用主要場所是線粒體B 光合作用只在白天進行 呼吸作用只在夜晚進行C 光合作用是合成有機物儲存能量 呼吸作用是分解有機物釋放能量D 合理密植和中耕松土分別是光合作用和呼吸作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用2 馬鈴薯露出地面的部分常常會變成綠色 而地下部分則不會 這個事實直接說明 A 葉綠體中含葉綠素B 光合作用能制造淀粉C 葉綠素只有在光下才能合成D 葉綠素在光下才能進行光合作用 B C 3 下列關(guān)于光合作用與呼吸作用的說法 正確的是 A 光合作用和呼吸作用是生物的共同特征B 植物白天進行光合作用 晚上進行呼吸作用C 綠色植物的所有細胞都能進行光合作用和呼吸作用D 光合作用產(chǎn)生的氣體和呼吸作用需要的氣體是相同的4 做 綠葉在光下制造淀粉 的實驗時 涉及如下操作步驟 選葉遮光 酒精水浴 黑暗處理 碘酒顯影 清水漂洗 觀察變化 該實驗正確的操作順序是 A B C D D B 5 驗證 綠葉在光下制造有機物 步驟如下 先將天竺葵進行黑暗處理 用黑紙片把葉片的一部分上下兩面遮蓋 移到光下照射后 用酒精脫色 取出葉片漂洗 滴加碘液驗證 請回答下列問題 1 此實驗驗證光合作用所需的條件是 制造的有機物主要是 2 將葉片放入盛有酒精的小燒杯中 隔水加熱后 葉子變成黃白色 酒精的顏色會變?yōu)?色 3 用清水漂洗后 把葉片放到培養(yǎng)皿里 向葉片滴加碘液 填 見光 或 不見光 部分變成藍色 4 綠色植物通過光合作用 不僅能制造有機物 同時吸收大氣中的 釋放 維持生物圈中的碳 氧平衡 光 淀粉 綠 見光 二氧化碳 或CO2 氧氣 或O2 6 某生物興趣小組為探究綠色植物的光合作用和呼吸作用 設(shè)計了如下實驗裝置 請分析作答 1 若要探究光是光合作用的必要條件 應(yīng)該選擇的實驗裝置組合是 若要探究氧氣是由綠色植物在光下產(chǎn)生的 應(yīng)該選擇的實驗裝置組合是 2 甲裝置試管中收集的氣體可以使帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃 說明綠色植物的光合作用釋放出 甲乙 甲丙 氧氣 3 有同學(xué)利用甲裝置進行了進一步探究 實驗結(jié)果如下表 據(jù)實驗結(jié)果分析 若要提高大棚作物的產(chǎn)量 可以采取的措施是 4 利用丁裝置探究綠色植物的呼吸作用時 應(yīng)對裝置進行 處理 一段時間后 玻璃管中的紅墨水滴向 填 左 或 右 移動 5 請你寫出呼吸作用反應(yīng)式 適當增加 光照強度 增加人工光照 遮光 黑暗 右 有機物 氧氣 二氧化碳 水 能量 7 東營市十大名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品 臨合蜜瓜 香甜清脆 瓜肉肥厚 深受消費者喜愛 臨合蜜瓜多采用溫室大棚栽培 春末上市 如圖 請聯(lián)系相關(guān)知識回答下列問題 1 蜜瓜播種后通常采用地膜覆蓋 其目的是 提高種子的萌發(fā)率 2 果實慢慢成熟的過程的中 需要大量的水分和無機鹽 它們是通過植株根尖的 吸收 吸收的水分主要用于 提高 地表 溫度 成熟區(qū) 或根毛區(qū) 蒸騰作用 3 如圖是某溫室從0點開始持續(xù)密封24小時 測得的溫室內(nèi)氧氣濃度的變化情況 曲線AB段大幅度上升的原因是 曲線BC段下降的原因是 植物進行光合作用產(chǎn)生 了大量氧氣 無光 光合作用停止 植物 呼吸作用繼續(xù)消耗了氧氣