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第3讲　绿色植物的光合作用、呼吸作用及对生物圈的作用

人教：七上第三单元第三、四、五章P113～P130　北师大：七上第3单元第5章P66～P84，七上第3单元第7章P118～P121　苏教：七上第3单元第六、七章P89～P126
　绿色植物的光合作用
1.概念：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。
2.场所： 　叶绿体　 。
3.实质：
（1）物质转变：将 　无机物　 转变成 　有机物　 （如淀粉）并释放氧气。
（2）能量转变：将 　光能　 转变成储存在有机物（如淀粉）中的 　化学能　 。
叶绿体
光能
二氧化碳
水
有机物
淀粉
氧气
叶绿体
无机物
有机物
光能
化学能
4.意义：
（1）为植物自身的生长、发育和繁殖提供 　有机物　 。
（2）为生物圈中的其他生物提供了基本的 　食物　 来源。
（3）动植物及人体生活所必需的 　能量　 来源。
（4）维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对平衡，简称 　碳－氧平衡　 。
5.影响光合作用的外界因素：温度、二氧化碳浓度、光照（时间和强度）和水等。
6.光合作用原理在农业上的应用：大棚种植农作物时，常通过延长光照、增加二氧化碳浓度提高农作物的产量；大田生产多采取合理密植和间作套种来提高光的利用率，增强光合作用。
有机物
食物
能量
碳-氧平衡
　下列有关光合作用图示的叙述，错误的是（　C　）
①＋② ③＋④
A.①和②分别指二氧化碳和水
B.③和④分别指氧气和有机物
C.光合作用的条件和场所分别是光照和线粒体
D.光合作用的实质是将光能转变成化学能
C
　绿色植物的呼吸作用
1.定义：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。
2.场所：主要在 　线粒体　 内进行。
3.实质： 　分解有机物，释放能量　 。
4.意义：呼吸作用分解有机物释放出来的能量，是植物进行各项生命活动不可缺少的动力，同时还有一部分有机物转变成热能散发出来。
5.影响呼吸作用的外界因素：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。
6.呼吸作用原理在农业上的应用：农田及时松土、农田被水淹后及时排水，可促进呼吸作用；而贮藏蔬菜、水果、粮食通常在低温下进行，这是为了抑制呼吸作用。
氧
有机物
二氧化碳
水
线粒体
分解有机物，释放能量
易混易错　（1）叶片是绿色植物进行光合作用的主要器官，而不是唯一器官，凡是植物的绿色部分，只要细胞中含有叶绿体，就能进行光合作用。
（2）促进种子萌发的原理是促进种子的呼吸作用，为种子提供适宜的外界条件，即一定的水分、适宜的温度和充足的空气；保存种子的原理是抑制种子的呼吸作用，即晒干、低温和密封。
（3）所有活细胞都要进行呼吸作用，有叶绿体的细胞才能进行光合作用。呼吸作用要消耗氧气，但并不是所有细胞的呼吸作用都会消耗氧气，如酵母菌和乳酸菌都可以进行无氧呼吸。
　绿色植物在生物圈中的作用
1.绿色植物是生态系统中的生产者
绿色植物作为生物圈中的 　生产者　 ，它们制造的有机物通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。
2.绿色植物在维持生物圈 　碳－氧　 平衡中的作用
绿色植物通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，维持了生物圈中二氧化碳和氧的相对平衡，简称 　碳－氧　 平衡，用公式表示：
生产者
碳-氧
碳-氧
3.绿色植物促进生物圈的水循环
（1）生物圈的水循环
在生物圈中，水在陆地、海洋、湖泊、河流、植物和土壤之间进行着周而复始的运动，这就是 　水循环　 。
水循环
（2）水循环过程示意图
②植物的茎、叶承接着雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷，减少 　水土流失。
③树林中的枯枝落叶能够吸纳大量的雨水，也使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。
④一片森林就是一座绿色水库，所以我们要保护森林。
水土流失
（3）绿色植物在水循环中的作用
①绿色植物的 　蒸腾作用　 能够提高大气湿度，增加降水。
蒸腾作用
易混易错　（1）绿色植物通过光合作用制造有机物并储存了能量，但生物圈中能量的最终来源还是太阳能。
（2）绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，同时释放氧气，有效地缓解了温室效应，而不是引起温室效应。
（3）没有绿色植物，生物圈的水循环还是可以进行的，但绿色植物可以促进生物圈的水循环。
光合作用与呼吸作用的区别与联系
　　 　下图是绿色植物生理活动的示意图，下列分析错误的是（　B　）
B
A.过程 1 表示光合作用，过程 2 表示呼吸作用
B.绿色植物吸收的水分绝大多数用于过程 1
C.a 表示二氧化碳，b 表示有机物
D.①表示叶绿体，②主要表示线粒体
科技人员在密闭的玻璃温室里进行植物栽培实验，在晴天环境下对温室内二氧化碳浓度进行24小时测定，并绘制了下图所示的曲线。下列分析正确的是（　C　）
C
A.M点时植物不进行呼吸作用 B.NP段植物光合作用不断增强
C.P点时植物中的有机物比M点时的多 D.P点后植物不再进行光合作用
战术小结
“比较法”区分光合作用与呼吸作用
项目 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，主要在线粒体中
条件 有光才能进行 有光无光均可
原料 二氧化碳、水 有机物、氧
产物 有机物、氧 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 1.光合作用为呼吸作用提供物质基础；2.呼吸作用产生的二氧化碳可被光合作用利用，产生的能量维持所有生命活动；3.呼吸作用与光合作用是相互依存的关系
　验证绿叶在光下制造有机物
　　【实验目的】
　　1.检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
　　2.探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
　　【材料器具】盆栽的天竺葵、黑纸片、曲别针、酒精、碘液、小烧杯、大烧杯、培养皿、酒精灯、三脚架、石棉网、镊子、火柴、清水。
　　1.暗处理：把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。
　　2.对照实验：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。
　　3.几小时以后，摘下叶片，去掉遮光的黑纸片。
　　4.脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。
　　5.漂洗和染色：用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿中，向叶片滴加碘液。
　　6.观察现象：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色发生了什么变化。发现叶片的见光部分变成了蓝色，用黑纸片遮盖的部分未变蓝。这说明见光的部位产生了有机物——淀粉，同时也进一步说明淀粉是光合作用的产物。
　　【实验过程】
　　【实验结论】
　　1.淀粉是光合作用的产物。
　　2.光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
【注意事项】
（1）暗处理的目的是使叶片内原有的淀粉运走、耗尽，不影响后面的实验观察。
　　（2）对照实验遮光要严密，不要使遮光部位露光。
　　（3）脱色要水浴加热，避免因酒精直接与火接触而发生事故。
　探究二氧化碳是不是光合作用的原料
　　【实验目的】
　　1.检测二氧化碳是否是光合作用的原料。
　　2.培养设计实验和解决实验问题的能力。
　　【材料器具】盆栽天竺葵、酒精、碘液、小烧杯、大烧杯、培养皿、三脚架、酒精灯、石棉网、镊子、滴管、火柴、清水、氢氧化钠溶液、密闭透明玻璃罩。
　　【实验过程】
　　1.取两盆生长状况相同的天竺葵，设计好甲、乙两组实验装置（下图所示）。
　　2.将甲、乙两组装置放到黑暗处一昼夜。
　　3.将甲、乙两组装置移到阳光下照射几小时。
　　4.几小时后，分别从甲盆和乙盆天竺葵上各取一片叶片，分别放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。
　　5.用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液。
　　6.稍停片刻，用清水冲掉碘液，比较甲、乙两盆天竺葵叶色的变化。我们会发现，甲装置的叶片不变蓝，乙装置的叶片变蓝。
　　【实验结论】二氧化碳是光合作用必需的原料。
　　【注意事项】
（1）氢氧化钠溶液有腐蚀性，不要让皮肤接触它。
　　（2）玻璃罩要密封，既要透光又要防止气体进入。
　　（3）酒精只能水浴加热，否则将发生危险。
　与植物呼吸作用有关的实验
实验名称 实验设计 实验现象 实验结论
呼吸作用是否放热（甲中是萌发的种子，乙中是煮熟的种子） 甲：温度计读数增大 乙：温度计读数不变 呼吸作用放热
呼吸作用是否释放二氧化碳（瓶中为萌发的种子） 澄清石灰水变浑浊 呼吸作用释放二氧化碳
实验名称 实验设计 实验现象 实验结论
呼吸作用是否吸氧（甲中是萌发的种子，乙中是煮熟的种子） 甲：蜡烛立刻熄灭 乙：蜡烛继续燃烧 呼吸作用吸氧
　　【注意事项】
在探究与植物呼吸作用有关的实验中，探究对象为绿色植物，必须将绿色植物放置在黑暗处或进行遮光，避免绿色植物进行光合作用，对实验产生干扰。
命题热点
某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用和呼吸作用，设计了下图所示的实验装置。请分析并回答下列问题：
（1）乙装置和丙装置能否形成对照实验？ 　否　 （填“能”或“否”）。
否
（2）甲装置和乙装置对照说明 　光照（或光、太阳光）　 是光合作用的必要条件。
（3）有同学利用甲装置进行了进一步探究，实验结果如下表：
光源与试管的距离/厘米 10 20 30 40 50
每分钟产生的气泡数/个 65 35 15 6 1
据实验结果分析，可以采取 　提高光照强度　 的措施提高光合作用的强度。
光照（或光、太阳光）
提高光照强度
（4）利用丁装置探究绿色植物的呼吸作用时，应对装置进行 　遮光（或黑暗、暗）　 处理。一段时间后，玻璃管中的红墨水滴向右移动，原因是 　植物呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，瓶内气压降低　 。
遮光（或黑暗、
暗）
植物呼吸作用
吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，瓶内气压降低
　光合作用
1.（2023·安徽）校园中的腊梅尚未长出绿叶，花就已陆续绽放。推测腊梅在开花过程中需要的有机物主要是由（　C　）
A.根从土壤中吸收并运输的
B.花瓣进行光合作用合成的
C.以前绿叶光合作用合成的
D.树皮进行光合作用合成的
C
　呼吸作用
2.（2023·安徽）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（　C　）
A.有机物分解，储存能量 B.有机物合成，储存能量
C.有机物分解，释放能量 D.有机物合成，释放能量
C
3.（2023·安徽节选）微生物种类繁多，个体微小，结构简单，与人类的关系密切。下图是三种微生物的结构示意图。
（2）许多微生物对人类是有益的，如酵母菌可以把葡萄糖转化为酒精并产生 　二氧化碳　 ，人们利用它的这一特性制作馒头或面包，丰富了人类的食品。
二
氧化碳
　植物三大生理作用的综合考查
4.（2018·安徽）下图是某生物细胞内两种生理活动示意图。下列说法正确的是（　D　）
A.该细胞是动物细胞
B.①过程氧化分解有机物并释放能量
C.②过程利用光能合成储存能量的有机物
D.进行①和②过程的结构都是能量转换器
D
5.（2023·安徽节选）某校同学在学校“种植基地”里种植玉米，并进行观察和研究。下图是玉米的生长发育过程及部分结构示意图。
（2）玉米播种前要适度松土，目的是为种子萌发提供充足的 　空气（或氧气）　 。
空气（或氧气）
（3）玉米叶片通过光合作用制造有机物，供植株生长发育的需要。请根据光合作用的原理，写出一条能提高玉米产量的具体措施： 　适当增加二氧化碳浓度（或适当增强光照强度，适当增加光照时间等）　 。
适当增加二氧化碳浓度（或适
当增强光照强度，适当增加光照时间等）

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