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(共43张PPT)
第4讲　光合作用和呼吸作用
生 物
2026
第3单元
内容索引
考点 梳理整合
考题 自测体验
考法 分类全析
考点 梳理整合
一、光合作用
1.普利斯特利的实验
(1)结论:①蜡烛燃烧会__________,使小鼠窒息而死;②绿色植物在光照下能净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得______________。
(2)后来,科学家们研究发现,光照下的绿色植物能够释放__________,同时吸收空气中的__________。
(3)检验氧气的方法:氧气可以使带火星的卫生香或木条复燃。
污染空气
污浊的空气
氧气
二氧化碳
2.验证绿叶在光下合成淀粉
(1)暗处理:把天竺葵放到黑暗处2~3 d。目的是把叶片里原有的_________全部转运和消耗掉。这样实验中用碘液检验的淀粉只是叶片在实验过程中制造的,而不可能是叶片在实验前贮存的。
(2)遮光:用不透光纸从上、下两面遮盖住叶片的一部分。目的是作______实验,观察照光的部位和不照光的部位是不是都产生__________。
(3)脱色:光照几个小时后取一片部分遮光的叶片,除去不透光纸,放入盛有酒精的小烧杯中隔水加热。目的是脱色,溶解叶片中的__________。
淀粉
对照
淀粉
叶绿素
(4)染色:用清水漂洗后滴加__________染色,片刻后,再用清水洗去染液,观察叶色的变化。
(5)结果:遮光部分__________,见光部分呈深蓝色。
(6)结论:①__________是光合作用的产物;②__________是光合作用的必需条件。
碘液
不变色
淀粉
光
3.叶片的基本结构和功能
(1)表皮:上、下表皮都由一层细胞构成,除保卫细胞外均不含__________,起保护作用。表皮属于__________组织,气孔是__________交换和水分散失的门户,由成对的保卫细胞围成,保卫细胞吸水膨胀,气孔__________;保卫细胞失水收缩,气孔__________。
(2)叶肉:栅栏组织细胞呈_________形,接近_________,含叶绿体________,排列得比较紧密和__________。海绵组织接近__________,细胞形状__________,含叶绿体__________,排列比较__________。叶肉属于营养组织,叶绿体是光合作用的场所。
(3)叶脉(有_______________作用):导管输导_______________,筛管输导__________。
叶绿体
保护
气体
张开
关闭
圆柱
上表皮
较多
整齐
下表皮
不规则
较少
疏松
输导和支持
水和无机盐
有机物
4.植物的光合作用
(1)光合作用的概念:绿色植物通过____________利用____________,把______________转变成贮存__________的有机物(主要是淀粉),并且释放__________的过程。人和动物细胞都不能进行光合作用,植物体内只有含叶绿体的细胞在有光照时才能进行光合作用。
(2)光合作用的反应式:二氧化碳+水 淀粉(贮存能量)+氧气。
(3)光合作用的实质:合成有机物,贮存能量。这包含两个转变过程:一是物质转变,即二氧化碳和水等简单的________转变成淀粉等复杂的________;二是能量转化,即__________转化为贮存在有机物中的__________。
叶绿体
光能
二氧化碳和水
能量
氧气
无机物
有机物
光能
能量
(4)光合作用的意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物,不仅满足了植物自身生长发育和繁殖的需要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的__________和能量来源;绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持大气中的__________和__________的含量相对稳定。
(5)光合作用原理的应用:在农作物种植技术上,可以采取多种措施增大单位空间的叶总面积,以提高光能利用的效率。立体种植是充分利用光能的典型实例之一。
食物
氧气
二氧化碳
二、呼吸作用
1.呼吸作用的概念:绿色植物吸收__________,将__________分解成______________,同时释放__________的过程。
2.呼吸作用的反应式:有机物(贮存能量)+氧气 二氧化碳+水+能量。
3.植物的呼吸现象:(1)放出热量;(2)释放出二氧化碳;(3)吸收氧气。
呼吸作用主要在________________里进行,实质是___________________。
4.呼吸作用的意义:呼吸作用释放的__________,一部分用于各种生命活动(如细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等),一部分转化成__________散失。
氧气
有机物
二氧化碳和水
能量
活细胞的线粒体
分解有机物,释放能
能量
热量
5.呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使_________流通,以利于植物根部进行__________。植物的呼吸作用要分解有机物,因此在贮存植物的种子或其他器官时,要尽可能抑制其呼吸作用。比如,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等。
空气
呼吸作用
考题 自测体验
1.(2024四川眉山)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
B
2.(2024河北)为研究施肥深度对干旱条件下小麦光合作用的影响,研究人员在相同条件下,选择符合实验标准的三块试验田施肥、播种,长出植株后进行检测,实验数据如下表所示。下列说法错误的是(　　)。
实验处理 浅施(15 cm) 中施(30 cm) 深施(45 cm)
叶绿素含量/(mg·g-1) 1.8 2.1 2.5
气孔导度/(mmol·m-2·s-1) 0.12 0.15 0.18
光合作用速率/(μmol·m-2·s-1) 18.5 22.3 26.7
注:气孔导度数值越大,表示气孔开放程度越大。
A.本实验控制的变量是施肥深度
B.随着施肥深度增加,小麦蒸腾作用减弱
C.小麦的光合作用速率与气孔开放程度、叶绿素含量有关
D.干旱条件下深施肥提高了小麦的光合作用速率
B
3.(2023山东日照) 下列措施中不利于提高大棚蔬菜产量的是(　　)。
A.昼夜温度一致　　　 B.阴天补充光照
C.白天通风 D.使用有机肥
4.(2023甘肃白银)黄河蜜瓜汁水饱满,清甜可口,深受人们喜爱。黄河蜜瓜果实中的有机物主要来源于(　　)。
A.根系从土壤中吸收的 B.果实自身合成的
C.叶片的呼吸作用 D.叶片的光合作用
A
解析:白天温度高,光合作用强,制造的有机物多;晚上温度低,呼吸作用弱,分解的有机物少,适当增大大棚内昼夜温差,有利于有机物的积累。如果保持昼夜温度一致,夜晚呼吸作用过强,不利于有机物的积累,不利于增产。
D
5.(2023山东青岛)某生物兴趣小组对植物的某些生理活动进行探究,先将整株植物放在黑暗处一昼夜,再选取大小一致的两个叶片分别套上透明塑料袋和黑色塑料袋,标为A、B(如图所示),光照一段时间。下列分析错误的是(　　)。
A.A收集到的气体中氧气含量变高
B.B中气体可使澄清的石灰水变浑浊
C.A和B可用来验证水是光合作用的原料
D.A和B内壁上的水珠来自植物的蒸腾作用
C
解析:A套上的是透明塑料袋,叶片能进行光合作用,且光合作用强度大于呼吸作用强度,故收集到的气体中氧气含量变高,A项正确。B套上的是黑色塑料袋,叶片不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,呼吸作用释放大量的二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,B项正确。本实验的变量是光,可用来验证光是光合作用的条件,C项错误。蒸腾作用在有光或者无光条件下均可进行,所以A和B内壁上的水珠来自植物的蒸腾作用,D项正确。
6.(2023湖北荆州)某同学为探究绿色植物和种子的生命活动,进行了如图所示的实验。下列相关叙述正确的是(　　)。
A.甲装置可探究光合作用的场所是叶绿素
B.乙装置中试管收集的气体不能使带火星的木条复燃
C.丙装置中澄清的石灰水变浑浊,说明萌发的种子呼吸作用产生了二氧化碳
D.将丁装置中萌发的种子换成煮熟的种子,燃烧的蜡烛也会立刻熄灭
C
解析:甲装置中叶片的遮光部分和见光部分,形成了一组以光为变量的对照实验,可用来验证绿叶在光下合成淀粉或者光合作用需要光,A项错误。乙装置收集的气体是金鱼藻通过光合作用产生的氧气,氧气具有助燃的特性,可以使带火星的木条复燃,B项错误。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此,丙装置中澄清的石灰水变浑浊,说明萌发的种子呼吸作用产生了二氧化碳,C项正确。只有活的细胞才能进行呼吸作用,煮熟的种子不能进行呼吸作用,不能消耗氧气,因此蜡烛会照常燃烧,D项错误。
7.(2023湖北荆州)黑暗条件下,将金鱼藻放在盛有水的试管中,将试管先后放在离灯不同距离处,观察试管中产生的气泡数量,得到的实验数据如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　)。
试管与灯的距离/厘米 每分钟产生的气泡数量/个
10 60
20 25
30 10
40 5
A.实验中的气泡最有可能是氧气
B.如果不提供光照,预测试管中将没有气泡冒出
C.实验中接受光照的金鱼藻只进行光合作用,不进行呼吸作用
D.根据本实验结果得出的结论是在一定范围内,光照越强,光合作用越强
C
解析:实验中接受光照的金鱼藻既进行光合作用,也进行呼吸作用。
8.(2022广东)水族箱中的气泵能够为观赏鱼的呼吸作用提供氧气。下列有关呼吸作用的说法,错误的是(　　)。
A.分解有机物 B.产生二氧化碳
C.产生水 D.贮存能量
9.(2022四川成都)向种植蔬菜的温室大棚中通入“气肥”来增加二氧化碳浓度,能够提高蔬菜产量。这是因为“气肥”能够(　　)。
A.增强蒸腾作用 B.提高大棚湿度
C.增强光合作用 D.增强呼吸作用
D
解析:呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量。
C
解析:二氧化碳是植物进行光合作用的原料,向种植蔬菜的温室大棚中通入“气肥”来增加二氧化碳浓度,能够增强光合作用。
10.(2023山东临沂)建造塑料大棚生产有机农产品,可以促进农民增收。番茄又名西红柿,生长周期短,其秧苗培育简便,是大棚种植常选的果蔬作物。请根据图示回答下列问题。
图4-4
图4-5
图4-6
(1)图4-4为番茄叶片横切面示意图,根据对叶片结构的观察,你认为叶所属的结构层次是__________;番茄鲜嫩多汁、酸甜可口,果实中有多粒种子是因为子房中有多个__________;有机物的合成主要发生在图4-4中的[　]__________。
(2)图4-5为番茄叶片进行的生命活动模式图,能为番茄的生命活动提供能量的是[　]__________。
(3)图4-6为番茄叶片在夏季晴朗的一天内吸收和释放二氧化碳量随时间变化的曲线图,曲线中的E点在中午时分,此时二氧化碳吸收量下降的主要原因是图4-4 中的部分[　]__________关闭。
器官
胚珠
②　叶肉
C　呼吸作用
⑤　气孔
(4)若夜间适当降低大棚内的温度,图4-6中的A点会__________(填“上移”或“下移”)。图4-5中B所示生理过程对应图4-6曲线的__________ (用图中字母表示)段(不包括端点)。
(5)大棚种植番茄时,施肥是必要的,其目的是给番茄的生长提供________。
上移
BH
无机盐
11.(2022广东)光照是植物制造有机物不可缺少的条件。某科研团队在同一农场内,连续3年研究不同光照强度对某品种玉米产量的影响。实验分甲组(自然光照)、乙组(遮阴处理)和丙组(自然光照,如遇阴天开灯补光),每组均常规田间管理。各组产量统计结果如下表所示。按照科学探究的一般过程分析并回答问题。
组别 玉米产量/(千克/公顷) 2019年 2020年 2021年
甲 10 906 12 095 10 886
乙 2 287 4 770 4 361
丙 12 317 12 923 12 285
(1)【提出问题】不同光照强度对玉米产量是否有影响
【作出假设】光合作用是绿色植物通过细胞中的__________利用光能把水和__________转变成有机物。光照强度能影响植物的光合作用,进而可能影响玉米的__________。
(2)【制订并实施计划】本实验的变量是__________;实验过程中,各组环境中气温、二氧化碳浓度等条件应保持__________;甲组与乙组、丙组可形成_________;该实验连续重复做了3年,目的是_________________。
(3)【分析结果,得出结论】根据3年的实验结果可知,玉米产量最高的都是________组,表明提高光照强度能增加玉米产量。由此可见,种植玉米遇阴天时可通过适当_______________以保产增产。
(4)【进一步探究】在此研究基础上,还可以探究_____________________对玉米产量的影响。
叶绿体
二氧化碳
产量
光照强度
相同且适宜
对照实验
避免偶然现象,使结果更可信
丙
增加光照强度
光照时间、温度、二氧化碳浓度等因素
12.(2022四川成都)四川是全国大豆生产和消费大省,种植面积居全国第四位,产量居全国第三位。四川省耕地资源有限,正在积极推广大豆新品种、新技术、新模式,力争涌现一批大豆种植能手和高产典型。图4-7是大豆叶中某些生命活动的示意图,图4-8是大豆叶片横切结构示意图。请回答下列问题。
图4-7
图4-8
(1)大豆叶片进行生命活动所需要的水,主要由大豆植株的__________(填器官名称)从土壤中吸收而来。水的吸收和运输由植物的__________作用提供动力。图4-8中运输水分和有机物的结构是[　](填图中标号)。
(2)叶是进行光合作用的主要器官。若图4-7 中的气体Y是光合作用释放到空气中的气体,则气体Y是__________;气体X和Y进出叶片的门户是图4-8中的[　](填图中标号)。如图4-8所示,叶肉中的栅栏组织具有“细胞排列紧密、含叶绿体多”的特点,这些特点有利于叶片______________________。
(3)大豆叶片是由种子胚中的________发育而来的。种子萌发时需要充足的空气,这是因为____________________________________。
根
蒸腾
③
氧气
④
吸收更多的光能进行光合作用
胚芽
种子萌发需要呼吸作用提供能量,呼吸作用需要充足的氧气
考法 分类全析
1.影响光合作用的因素
增加光照强度和延长光照时间,提供适量的水分和适宜的温度,适当提高二氧化碳浓度,在一定范围内都能促进光合作用。
光照增强时,光合作用也随之加强。但是,当光照强度增加到一定程度后,光合作用就不再增强。如夏季炎热的中午,植物为了保持体内水分,气孔关闭,二氧化碳的吸收受影响,光合作用强度下降。二氧化碳的浓度也会影响光合作用强度,所以温室种植蔬菜时可适当通入二氧化碳,以提高蔬菜产量。
【例1】下图表示植物在不同光照强度下产生氧气与消耗氧气的情况(不考虑温度因素的影响)。A、B、C为曲线上的三个点,D为横轴上的点。请分析回答下列问题。
(1)绿色植物进行的与产生氧气有关的生理活动
是__________,此过程发生的场所是__________。
(2)在A点,植物进行的与消耗氧气有关的生理活动是__________,此过程发生的主要场所是__________。
(3)B点为曲线与横轴的交点,该点表示植物消耗氧气的量和产生氧气的量__________。
(4)C点表示绿色植物产生氧气的量大于消耗氧气的量,说明此时_________的强度大于__________的强度。
光合作用
叶绿体
呼吸作用
线粒体
相等
光合作用
呼吸作用
方法总结解题关键是根据曲线的变化趋势,分析光合作用过程中氧气产生量和呼吸作用过程中氧气消耗量的变化。
解析:从A点到C点,随着光照强度的增加,光合作用增强,产生的氧气增多。B点表示植物呼吸作用消耗的氧气量与光合作用产生的氧气量相等。
触类旁通1 下图是植物的叶释放或吸收氧气的量(相对值)随时间变化的曲线图。下列叙述错误的是(　　)。
A.AB段,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用
B.BD段(不包括B点),植物光合作用与呼吸作用都进行
C.C点时,光合作用释放氧气的量与呼吸作用吸收氧气的量相等
D.DE段,光合作用释放氧气的量小于呼吸作用吸收氧气的量
D
解析:AB段,植物只吸收氧气,不释放氧气,且氧气的吸收量是保持不变,表明没有进行光合作用。BD段(不包括B点),曲线呈上升趋势,植物除了进行呼吸作用,还进行光合作用。C点,氧气的吸收量等于释放量,表示光合作用和呼吸作用的强度相等。DE段,氧气的释放量大于吸收量,所以光合作用释放氧气的量应大于呼吸作用吸收氧气的量。
2.光合作用与呼吸作用是相互对立、相互依存的关系
(1)联系:如果没有光合作用制造有机物,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通过光合作用贮存在有机物中的能量。
(2)区别
项目 光合作用 呼吸作用
场所 含叶绿体的细胞 所有的活细胞
条件 在光下才能进行 有光、无光都能进行
气体 吸收二氧化碳,放出氧气 吸收氧气,放出二氧化碳
实质 制造有机物,贮存能量 分解有机物,释放能量
【例2】 我们可以利用图4-11所示装置来比较植物的光合作用强度和呼吸作用强度。已知其他条件适宜,请据图回答下列问题。
图4-11
图4-12
图4-13
(1)图4-11所示装置内,当甲处二氧化碳气体的浓度低于乙处时,植物的光合作用强度__________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用强度。
(2)图4-11所示装置处于黑暗时,甲处测到的增加的二氧化碳主要来自______________________、________________________等。
(3)图4-11所示装置内,将光线由暗逐步调亮,测得甲处二氧化碳量下降;光照强度与甲处二氧化碳量的关系如图4-12所示,在AB段范围内,随着光照强度的增强,植物光合作用的强度__________。
(4)1771年英国科学家普利斯特利通过图4-13所示实验证实绿色植物能更新污浊的空气。可有人于黑暗环境中重复他的实验却得出相反的结论:植物和动物同样会使空气变污浊。据他们的实验和学过的知识,你得出的结论是_______________________________________________________。
大于
植物的呼吸作用
土壤中微生物的呼吸作用
增强
植物只有在光照条件下才能进行光合作用,植物在进行光合作用的同时也进行呼吸作用
(5)步入生态园区,你会被塑料大棚中的反季节蔬菜所吸引。请你从有利于种子萌发、植株生长的角度考虑,塑料大棚的主要作用是__________。大棚中施加有机肥,可适当增加大棚内二氧化碳的浓度,从而提高蔬菜__________作用的效率,提高农产品的产量。夜间适当降低大棚内温度,可抑制蔬菜的__________作用,减少有机物的消耗。
保温
光合
呼吸
解析:(1)乙处气体成分与空气相同,甲处气体中二氧化碳浓度减小,是因为植物光合作用消耗的二氧化碳多于呼吸作用释放的二氧化碳,说明植物的光合作用强度大于呼吸作用强度。(2)题图4-11所示装置处于黑暗时,植物不能进行光合作用,只能进行呼吸作用和蒸腾作用,蒸腾作用与二氧化碳气体的变化无关。(5)冬天和早春气温较低,塑料大棚有保温的作用,有利于种子萌发、植株生长。二氧化碳是光合作用的原料,增加大棚内二氧化碳的浓度,能提高蔬菜光合作用的强度,从而提高农产品的产量。温度是影响呼吸作用强弱的主要因素。温度低时,呼吸作用弱,所以夜间适当降低大棚内的温度,可抑制蔬菜的呼吸作用。
方法总结以光合作用、呼吸作用的相关实验为载体,复习光合作用和呼吸作用的原料、产物、条件、实质及注意事项,并设计表格比较两者的异同。思考日常生活中与光合作用、呼吸作用有关的问题,如要适时给农作物松土的原因,并根据所学知识进行分析回答,培养理论联系实际的能力和综合运用知识的能力。
触类旁通2 下图表示发生在绿色植物体内的某些生理过程。其中①代表氧气,②代表二氧化碳,A、B、C分别表示植物的不同生理过程。请据图回答下列问题。
(1)A表示的生理过程是__________作用。
(2)C表示的生理过程是__________作用,在叶肉细胞的__________中进行。
(3)B表示的生理过程是__________作用,它能降低叶面温度并促进根对水的吸收。根吸收水和无机盐的主要部位是根尖的__________区。植物体内的大部分水分通过叶表皮的__________散失到大气中。
呼吸
光合
叶绿体
蒸腾
成熟
气孔
解析:A是指叶片吸收氧气、排出二氧化碳的过程,为呼吸作用;C是指植物吸收二氧化碳、释放氧气的过程,为光合作用;B是指水分从植物体的气孔散失出来,为蒸腾作用。

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