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第一篇　生命科学
第5课　呼吸作用与光合作用
科学
一、人体的呼吸
1.人体呼吸系统
由__________(鼻、咽、喉、气管、支气管)和________组成。
呼吸道是气体进出肺的通道。肺是__________的器官。
肺泡壁很薄，仅由一层上皮细胞构成，有利于进行气体交换。
呼吸道
肺
气体交换
2.呼吸运动
吸气过程：肋间外肌、膈肌等呼吸肌__________，引起胸廓扩大，胸腔内容积增大，导致肺扩张，于是肺内气压__________外界大气压，外界气体进入肺泡。
呼气过程：肋间外肌、膈肌等呼吸肌__________，引起胸廓缩小，胸腔内容积减小，导致肺回缩，于是肺内气压_________外界大气压，肺泡内的气体排出体外。
收缩
小于
舒张
大于
二、呼吸作用
呼吸作用 能量转化 释放能量(化学能→其他形式的能)
反应式 C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量
物质转化 将有机物分解成无机物
新陈代谢 属于异化作用
发生条件 在有光和无光的条件下都能进行
发生场所 在所有活细胞中都能进行
【知识拓展】
1.呼吸作用是生物体生命活动的基本特征，活着的生物体必定进行着呼吸作用。植物无论有无光照，都在进行呼吸作用。
2.验证植物呼吸作用的产物时，对植物进行遮光的目的是防止植物进行光合作用干扰实验。
三、光合作用
1.理解光合作用
光合作用 能量转化 储存能量(光能→化学能)
反应式 6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
物质转化 将无机物合成为有机物
新陈代谢 属于同化作用
发生条件 在光照下才能进行
发生场所 只在含有__________的细胞中进行
叶绿体
2.探究绿叶在光下制造淀粉
原理 淀粉遇碘变蓝色
实验 过程 ①实验前应对绿叶进行暗处理，目的是_____________
_______________。
②实验过程中应根据探究目的合理设置对照实验。
③验证时应先将叶片放入盛有酒精的烧杯中水浴加热以溶解叶片中含有的叶绿素；除去叶绿素的叶片呈__________。
④用清水漂洗后放入培养皿中滴加碘液。
⑤清水冲洗碘液，观察、记录、分析得出结论。
消耗完叶片中
原有的淀粉
黄白色
【知识拓展】
1.在进行有关植物光合作用探究过程中，如何控制变量进行对照实验是实验设计的关键，在实验方案设计中需要体现控制变量对照实验的思想。
2.植物体内有机物的积累量是由光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物的差量决定的，当光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物时，有机物积累量增加。
3.光合作用的强度与呼吸作用的强度可用二氧化碳的吸收量与释放量表示，当二氧化碳吸收量多于释放量时，表示光合作用强度大于呼吸作用强度。
四、光合作用的意义与碳－氧平衡
绿色植物进行光合作用制造有机物的作用：满足自身生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供基本的食物来源。绿色植物在光合作用中制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需求，其余的氧气排放到大气中；绿色植物通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，这样就维持了生物圈中二氧化碳和氧气含量的相对平衡。
[山海联盟联考]如表所示为制作的“人体呼吸模型”的评价量表。
类型一　人体的呼吸
人体呼吸模型评价量表 评价 指标 优秀 合格 待改进
指标一 结构完整，能实现气体进出和胸腔体积变化 结构完整，能实现气体进出但不能实现胸腔体积变化 结构不完整，不能实现气体进出和胸腔体积变化
指标二 材料能体现结构的特征 部分材料能体现结构的特征 材料无法体现结构的特征
某小组利用吸管、木板、气球和铁丝等材料制作模型，用保鲜膜将整个装置包住形成一个密闭环境，如图所示。
(1)模型中模拟人体器官肺的材料是_______。
(2)该同学将铁丝向上抬起，使“密闭环境”
的容积增大，该操作是演示__________(选填
“吸气”或“呼气”)过程。
(3)如果把保鲜膜改为弹性更好的橡皮膜，可以使以上哪个评价指标更优秀：__________。
气球
吸气
指标二
跟踪训练1 [嘉兴南湖区一模]“海姆立
克急救法”是全球抢救异物误入气管的
标准方法，被称为“生命的拥抱”。它
的原理如图所示，当异物堵在人体喉部
时，突然用力压迫两肺下部膈肌，使肺
部残留空气形成一股气流，气流冲击异物将堵在喉部的异物驱除，使人获救。
下列说法错误的是(　　)
A.喉由软骨做支架，保持气流畅通
B.用力压迫两肺下部膈肌后肺内部气压会变小
C.肺内形成的气流对异物的力与异物对肺内气流的力大小相等
D.异物堵塞呼吸道时，导致患者呼吸困难，窒息死亡
【解析】 用力压迫两肺下部膈肌后，胸腔容积缩小，肺内气压大于外界气压，形成较大的气流把阻塞物冲出。
B
[杭州校级模拟]如图所示为证明动物需要呼吸的实验装置，该装置放在室温的环境中静置一段时间，会产生明显的不同现象。请回答下列问题：
类型二　探究生物的呼吸作用
甲 乙
(1)一段时间后，装置甲的着色水滴向_________移动的距离将
更大，理由是_________________________________________
______________________________________________________
___________。
(2)动物的呼吸还受温度的影响，请设计该实验的实验步骤：______________________________________________________
______________________________________________________
_____________________________________________________。
左
活蟑螂吸入氧气，呼出二氧化碳，碱石灰吸收
了试管内的二氧化碳，使试管内气压降低，大气压将着色水滴压向左侧
取与甲相同的装置5套，分别标为A、B、C、D、E，将A、B、C、D、E分别置于10℃、15℃、20℃、25℃、30℃环境中，其他条件相同且适宜，5min后观察各组着色水滴的移动距离
跟踪训练2 [温州校级模拟]小科用如图所示的装置探究酵母菌的呼吸作用。关闭活栓后，根据U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化(其他原因引起的容积变化忽略不计)。
下列有关实验设计的描述不正确的是(　　)
A.葡萄糖溶液可为酵母菌繁殖提供营养物质
B.NaOH浓溶液可以吸收二氧化碳
C.若观察到U形管右管液面上升，说明酵母菌进行了有氧呼吸
D.若观察到U形管左右液面都不变，说明酵母菌一定失活
D
[绍兴中考]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24h；
②再把该盆青菜放到阳光下照射4h；
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。
类型三　探究植物的光合作用
请回答下列问题：
(1)步骤①中将青菜移到黑暗环境中放置24h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__________。
使青菜
耗尽原有淀粉，排除对实验的干扰
对照
叶绿体
(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：_____________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
不同意。
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
【解析】 (1)该实验中步骤①为暗处理，其目的是把叶片中原有的淀粉全部转运和消耗，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，而不是叶片在实验前贮存的。(2)该实验目的在于探究植物光合作用的场所，采用的控制变量法必须设置对照实验，即有叶绿体受光部位(叶片)与无叶绿体受光部位(茎、叶柄)形成对照。(3)根据步骤⑤中的实验结果分析：有叶绿体受光部位的叶片产生了淀粉，无叶绿体受光部位的茎和叶柄没有产生淀粉，说明叶片可以进行光合作用，得出植物光合作用的场所是叶绿体。(4)需考虑到在小金实验中，植物茎对于有机物的运输会影响到实验结果。
跟踪训练3 某科学兴趣小组在学习光合作用后，利用课后服务实践活动时间，开展了“利用光合作用绘制小熊画”的趣味实验，部分操作如图所示。请据此回答以下问题：

①黑色不透明卡纸剪出小熊卡片 ②固定小熊卡片后光照数小时 ③暗处理叶片数小时 ④碘液染色，查看小熊画绘制情况
(1)上述操作的正确顺序是_____________。
(2)操作③暗处理的作用是_____________________________；操作④碘液染色之前，要用酒精作__________处理。
(3)若该实验成功绘制出小熊画，则其同时也验证了绿叶在光下合成__________，且光是光合作用的__________条件。
(4)操作④染色后，叶片部分区域呈浅色，构建出小熊轮廓，完成小熊画绘制，这些浅色区域出现的原因是________________ _____________________________________。
③①②④
消耗或转运叶片中原有的淀粉
脱色
淀粉
必要
遮光部分无法进
行光合作用制造淀粉，滴加碘液不变蓝
[温州模拟]“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请回答下列问题：
(1)如图所示为密闭试验舱存在的一个碳－氧循环过程，图中
“ ”处是指研究员的__________作用。
类型四　碳－氧平衡
呼吸
(2)用学科观念分析碳循环和氧循环，下列说法正确的是
__________(可多选)。
A.变化观：每个生物都在动态参与碳－氧循环
B.守恒观：碳－氧循环过程中各元素种类不变
C.平衡观：碳－氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
ABC
跟踪训练4 [湖州德清县校级一模]森林是“地球之肺”，每一
棵树都是一个氧气发生器和二氧化碳吸收器。森林能涵养水源，
在水的自然循环中发挥重要的作用。它使林区空气湿润，降水
增加，冬暖夏凉，这样它又起到了调节气候的作用。森林可为
生物提供各种食物，同时也为生物提供氧气，森林周围氧气浓
度最高的时间是__________(选填“清晨”“正午”“傍晚”
或“深夜”)，
傍晚
并说明理由：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
植物在生长过程中要进行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳放出氧气，呼吸作用消耗氧气放出二氧化碳。白天在阳光照射下植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气比呼吸作用消耗的氧气多，氧气的浓度逐渐增加。到了晚上植物不进行光合作用只进行呼吸作用，氧气浓度下降，所以傍晚森林周围的氧气的浓度最高(合理即可)
[舟山五校联考]精准扶贫是新农村建设的任务，建造塑料大棚生产有机农产品，可以有效促进农民增收。如图甲、乙、丙、丁依次为大棚农业，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：
类型五　探究光合作用和呼吸作用的关系
(1)图丙中，能表示图乙C过程的曲线为__________(填标号)。
(2)图丁中，植物有机物积累最多的点是__________(填字母)。
Ⅰ
d
跟踪训练5 [浙江多校联考]下列关于植物光合作用和呼
吸作用的叙述正确的是(　　)
A.光合作用释放能量，呼吸作用储存能量
B.蔬菜大棚夜间进行光照是为了促进植物的呼吸作用
C.储藏粮食的仓库留有通风窗，是为了促进植物细胞的光合
作用
D.栽培绿植的花盆底部通常有小孔，是为了促进植物根细胞的
呼吸作用
D
[金华一模]黄栌树叶在
温度降低时会将叶绿素分解，叶片转为
鲜艳夺目的红色。北京香山红叶林中主
要树种就是黄栌。某一黄栌品种在8~11
月份的蒸腾速率显著降低，更适应北京
地区秋季的干燥气候。园林工作者研究
了该品种黄栌的光合速率(光合速率是指
1m2的叶片每秒消耗的二氧化碳量)，得
到结果如图所示。
类型六　关于植物生长的综合分析
请综合题中信息及所学知识，分析8~11月份该品种黄栌的光合速率逐步下降的原因。
【答案】 秋季温度降低，黄栌叶片会分解叶绿素，使叶片中叶绿素含量减少，光合作用能力减弱。另外，北京气候在秋季①降水量逐渐减少；②气温逐渐降低；③日照时间逐渐变短，光照强度变弱，这些条件都不利于植物光合作用，使植物光合作用速率下降。
跟踪训练6 [温州校级模拟]
如图表示玉米的种植密度
与光合作用及呼吸作用强度的
关系曲线。为提高玉米的产量，
最适合的种植密度是(　　)
A.a B.b
C.c D.d
B
类型七　实验方案设计：探究植物的光合作用和呼吸作用
[杭州临平区一模]近年来，我国许多省份雾霾天气频发，造成阳光被遮挡。为探究雾霾遮挡阳光对植物光合作用影响，进行如下实验：
①在三个玻璃瓶中分别加入等量2%碳酸氢钠溶液(维持溶液中
二氧化碳浓度不变)。
②用打孔器在菠菜叶上打出直径1cm的叶圆片30片，进行抽气
处理(抽出叶圆片细胞间隙的空气，使其能沉入水底。将叶圆
片平均分为三组，放入三个玻璃瓶中，密封处理。
③如图所示，将玻璃瓶分别放入甲、乙、丙3个密闭玻璃罩中。
甲中不放卫生香，乙中点燃1根卫生香，丙中点燃2根卫生香。
④打开台灯照射30min后，观察并记录甲、乙、丙装置内叶圆片浮起的数量依次为10片、4片和2片。请回答下列问题：
(1)本实验说明雾霾遮挡阳光对植物光合作用会有影响的证据是_________________________________________________________________。
(2)有同学提出卫生香燃烧除了模拟雾霾环境外，产生大量二氧化碳会干扰实验，你如何评价 ___________________________
__________________________________________________________________________________。
相同时间内，叶圆片浮起的数量不同：甲为10片，乙为4片，丙为2片
不会干扰，因为叶片在水中进
行光合作用，且水中的二氧化碳浓度因碳酸氢钠存在而不受空气中二氧化碳浓度影响
(3)若要研究光照强度对植物光合作用的影响，本实验在甲装置上除了更换灯泡的功率外，请写出一种方法：______________ __________________________。
调整灯与玻璃
瓶之间的距离(合理即可)
跟踪训练7 [绍兴校极模拟]某兴趣小组利用如图装置，在透明密闭小室内放置一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液(可使小室内CO2的量保持恒定)进行了有关实验。在不同强度光照条件下，根据毛细管内水柱的移动距离测量小室内气体体积变化。请分析回答：
(1)该小组为了探究光照强度对光合作用强度的影响，实验过程中要改变光照强度，可进行的操作是______________________ _______________________。
改变光源与装置的距离
或改变光源的亮度等
(2)实验后需将数据进行矫正，矫正后结果如表所示，分析其中数据可得，光照强度与光合作用强度的关系是______________ ___________________________________________________________________________________________________。
光照强度(klx) 0 5 10 20 30 40
气体体积变化量[μL /(cm2·min)] －0.25 ＋0.5 ＋1.2 ＋1.7 ＋1.7 ＋1.7
在一定光照范
围内，随着光照强度的增强，光合作用逐渐增强，当达到一定光强后，再增加光照强度，光合作用不再增强
(3)若用此装置测定叶片呼吸作用的速率，则需对装置做哪些改进 ___________________________________________________ ________。
在黑暗条件下(关掉灯泡)且二氧化碳缓冲液改为NaOH
溶液
【方法指导】
1.光合作用和呼吸作用是中考的重点内容。考查方向侧重于实验的设计、实验的具体操作过程、实验的检验。需掌握教材中光合作用、呼吸作用有关实验的细节。
2.实验探究过程需要注意：分析对照组与实验组的单一变量；收集是否进行光合作用或呼吸作用的证据。
3.对于植物能否正常生长的说理解释，需要分析在一昼夜内，植物积累的有机物是否多于消耗的有机物。容易出现的错误：通过光合作用与呼吸作用强度的比较来判断植物能否正常生长。因为活着的植物体始终在进行呼吸作用，无光照时只进行呼吸作用，但只要植物生成的有机物多于消耗的有机物，植物就能正常生长。

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