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第三单元 植物的生活
第一章 被子植物的一生
重要概念梳理
一、种子的萌发
1.种子萌发的条件
(1)环境条件：适宜的温度、适量的水和充足的空气。
(2)自身条件：具有完整的胚，胚具有活性，已度过休眠期。
2.【实验探究】在探究种子萌发的环境条件时，要探究3个环境条件，必须要设计3组对照实验，每组对照实验只能有1个要探究的环境条件不同，其他条件都要相同且适宜种子萌发。
在探究种子萌发的环境条件时，设计了如下表所示的对照实验。
培养皿编号 大豆种子数量 水量 温度 空气
1号 10粒 不加水 室温 充足的空气
2 号 10 粒 适量的水 低温 充足的空气
3号 10粒 较多的水，种子完全浸没 室温 缺少空气
4 号 10粒 适量的水 室温 充足的空气
本探究活动设计了3组对照实验，1号和4号为一组，变量为水；2号和4号为一组，变量为温度；3号和4号为一组，变量为空气。其中4号为对照组。
3.种子萌发的过程
二、植株的生长
1.幼根的生长
(1)根尖的结构(图 B3-2)
【教材图片解读】
(2)幼根生长的原因：一方面靠分生区细胞的分裂增加细胞的数量，另一方面主要靠伸长区细胞的伸长增加细胞的体积。
2.枝条的发育
(1)芽的分类(按着生位置)
①顶芽：着生在主干顶端或侧枝顶端的芽。
②侧芽：着生在主干侧面或侧枝侧面的芽。
(2)叶芽的结构及其发育
(3)枝条的形成
①叶芽在发育时，分生组织的细胞分裂和分化，形成新的枝条。枝条是由茎、叶和芽构成的，其上的芽还能发育成新的枝条。
②茎的加粗生长是茎的形成层(分生组织)细胞不断分裂和分化的结果，与年轮的形成有关。
3.植株生长需要的营养物质
(1)植株生长需要的营养物质：水、无机盐和有机物。水和无机盐由根毛从土壤中吸收，有机物由叶等通过光合作用制造。
(2)植物的生长需要多种无机盐，其中需要量最多的是含氮的、含磷的、含钾的无机盐。
(3)几种无机盐的作用及缺乏时的症状
①含氮的无机盐：植物在营养器官生长时期需要大量含氮的无机盐；缺少氮时，植株矮小、瘦弱，老叶先发黄。
②含磷的无机盐：植物在开花结果时期需要更多含磷的无机盐；缺少磷时，植株矮小，叶片上会出现紫色。
③含硼的无机盐：缺少含硼的无机盐，油菜只开花不结果。
三、开花和结果
1.花的结构
花的主要结构是雄蕊和雌蕊。雄蕊的花药里面有花粉，雌蕊下部的子房里有胚珠。
2.传粉和受精
被子植物要形成果实和种子，必须要完成的两个重要的生理活动是传粉和受精。
(1)传粉：花粉从花药中散放而落到雌蕊柱头上的过程。
传粉方式有自花传粉和异花传粉两种类型。异花传粉需要有一定的媒介，这种媒介主要是风和昆虫。
(2)受精(图 B3-6)
过程：花粉落到柱头上以后，在柱头上黏液的刺激下开始萌发，长出花粉管。花粉管穿过花柱，进入子房，一直到达胚珠。花粉管中的精子随着花粉管的伸长而向下移动，最终进入胚珠内部。胚珠里面的卵细胞，与来自花粉管中的精子结合，形成受精卵的过程，称为受精。
3.果实和种子的形成
4.为了弥补自然状态下传粉的不足，人们常常给植物进行人工授粉。
易错概念辨析
1.光照不是种子萌发所必需的条件。光照能影响某些植物种子的萌发，如烟草种子在有光条件下萌发较好，而苋菜种子在无光条件下萌发较好。大多数种子的萌发与光照关系不大，无论是在有光条件下还是在无光条件下都能正常萌发。
2.探究种子萌发的环境条件时，所用的种子应该是经过挑选的，都应是颗粒饱满，且渡过休眠期的；测定种子的发芽率时，不能挑选种子，应该做到随机取样。
3.种子萌发时，利用的是自身的子叶或胚乳中储存的营养物质，不需要从外界环境中获取营养物质。
4.同种植物生长的不同时期，需要无机盐的量是不同的。不同种植物的生长所需要的无机盐也是不同的。
5.植物受精完成以后，花瓣、花萼、雄蕊以及雌蕊的柱头和花柱都纷纷凋落，但也有少数植物的花萼不凋落，例如：草莓、茄子。
6.一个果实中的种子数目是由其子房中的胚珠的数目决定的。
7.俗语中的果皮和生物学中的果皮不同，生物学中的果皮指的是种子之外的部分，而我们通常所说的果皮指的是果实的外皮，这层外皮在生物学中仅仅是指外果皮。
第二章 植物体内的物质与能量变化
重要概念梳理
一、水的利用与散失
1.植物对水的吸收和运输
(1)水的吸收：主要部位是根尖的成熟区。该部位适于吸水的结构特点是生有大量根毛，增大吸收面积。
(2)水的运输(无机盐溶解在水中随水运输)
①运输水的管道————导管，属于输导组织，分布于根、茎、叶脉内，相互连接。
②水在植物体内运输途径：土壤→根部成熟区的根毛细胞→根中的导管→茎中导管→叶、花、果实等各个器官。
2.植物的蒸腾作用
(1)概念：水从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫蒸腾作用。
(2)主要部位：叶片。
【教材图片解读】
(3)影响蒸腾作用的因素：蒸腾作用的强弱与光照强度和温度等有关。在一定温度范围内，温度越高，蒸腾作用越强。在一定光照强度范围内，光照强度越强，蒸腾作用越强。
(4)蒸腾作用对植物自身的意义：拉动水和无机盐在体内的运输，保证各组织器官对水和无机盐的需要；降低叶片表面的温度，避免被过高的气温灼伤。
(5)生活链接
①在阴天或傍晚移栽植物，且移栽植物时剪掉一部分叶片的原因：降低植物的蒸腾作用，减少水的散失。
②秋冬季节落叶阔叶树落叶的原因：降低蒸腾作用，防止植物被冻伤或冻死，从而适应冬天寒冷的天气。针叶树不落叶的原因：叶片细小，蒸腾作用弱，不落叶也可以适应冬天寒冷的天气。
二、光合作用
(一)绿叶在光下制造有机物
【实验探究】探究绿叶在光下制造有机物
(1)方法步骤
①暗处理(在黑暗处放置一昼夜)。(目的：把叶片中原有的淀粉转运或耗尽。)
②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。(目的：形成对照实验。)
③几小时后，摘下叶片，去掉遮光的黑纸片。
④将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯置于水浴锅中加热。(叶片放入酒精中的目的：酒精可以溶解叶绿素，使叶片变成黄白色，便于观察。水浴加热的原因：酒精易燃，如果直接用酒精灯加热，酒精沸腾后溅出容易引发火灾。)
⑤清水漂洗，滴加碘液。(漂洗目的：冲掉叶片上的酒精，避免酒精对实验结果造成影响。滴碘液目的：验证植物制造的有机物是不是淀粉，因为淀粉遇碘会变成蓝色。)
⑥稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察。(清水冲洗的目的：洗掉叶片上的碘液，便于观察。)
(2)实验现象：叶片的遮光部分不变蓝，见光部分变蓝。
(3)实验结论：①淀粉是光合作用的产物；②光是植物制造淀粉(有机物)不可缺少的条件。
2.光合作用的部位
(1)植物进行光合作用的主要部位是叶片，原因是该部位细胞里的叶绿体中含有能捕获太阳光的叶绿素等色素。植物利用光能，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并把光能转变为化学能，储存在有机物中。
(2)叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。
(二)光合作用吸收二氧化碳释放氧气
1.普里斯特利实验
得出结论：植物能更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得“污浊”的空气。
后来的科学实验证明，蜡烛燃烧和动物呼吸都会消耗氧气、产生二氧化碳，而植物的光合作用能够消耗二氧化碳、释放氧气。
2.光合作用能产生氧气(图 B3-10)
(1)实验现象：金鱼藻在阳光下放出气泡，收集的气体可使快要熄灭的卫生香(或竹签)复燃(氧气具有助燃的作用)。
(2)实验结论：氧气是光合作用的产物。
3.【实验探究】二氧化碳是光合作用必需的原料
(1)实验步骤：①取两盆生长状况相同的天竺葵在黑暗处放置一昼夜；②实验装置如图 B3-11所示，向甲装置的小烧杯中倒入一定量的质量分数为25%的氢氧化钠溶液(作用：吸收二氧化碳)，乙装置的小烧杯中倒入等量的清水，然后在两装置外面都加盖上玻璃罩；③将甲、乙两装置移至阳光下照射3~4小时。然后，移去玻璃罩，从两盆天竺葵上各取一片叶，经过酒精脱色处理后，分别滴加碘液观察颜色变化。
(2)实验变量：二氧化碳。
(3)实验现象：甲装置中取下的叶片滴加碘液后不变蓝，乙装置中取下的叶片滴加碘液后变蓝。
(4)实验结论：二氧化碳是植物进行光合作用的原料。
4.海尔蒙特的柳树生长实验
根据海尔蒙特的柳树生长实验可以推测，水在柳树生长过程中参与制造了有机物。后来，科学家通过更加严谨的实验证明，水是光合作用的原料。
(三)光合作用的实质
1.光合作用概念：植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成为储存着能量的有机物(如淀粉)，并且释放出氧气的过程。(实质：制造有机物，储存能量)
2.光合作用过程表达式：二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气
3.条件：光；场所：叶绿体；主要器官：叶；原料：二氧化碳、水；产物：有机物、氧气。
(四)有机物的运输及其作用
1.有机物的运输：筛管是被子植物中运输有机物的管状结构，由一系列长筒形的细胞首尾连接而成。叶片光合作用制造的有机物通过它运输到植物体各处。
2.有机物的作用：有机物能为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官和整个植物体。
(五)光合作用原理在农业生产上的应用
提高作物产量的措施：①合理密植，使作物的叶片充分地接受光照；②适当增加二氧化碳浓度；③适当延长光照时间，适当增加光照强度；④大棚生产可以适当提高白天温度。
三、呼吸作用
1.植物呼吸作用相关的实验
实验 装置 现象及结论
甲暖水瓶中装有萌发的种子，乙暖水瓶中装有煮熟并晾凉的种子 实验现象：甲暖水瓶中的温度计示数升高，乙暖水瓶中的温度计示数不变 实验结论：萌发的种子进行呼吸作用释放出大量的能量
瓶中装有萌发的种子 实验现象：澄清的石灰水变浑浊(原理：二氧化碳具有使澄清的石灰水变浑浊的特性) 实验结论：萌发的种子进行呼吸作用产生了二氧化碳
甲瓶装有萌发的种子，乙瓶装有等量的煮熟的种子 实验现象：甲瓶的蜡烛熄灭，乙瓶的蜡烛继续燃烧 实验结论：萌发的种子进行呼吸作用消耗了氧气
总结：植物的呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，并释放出能量
2.呼吸作用的实质
(1)呼吸作用的概念：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，供生命活动利用，这个过程叫呼吸作用。
(2)呼吸作用的实质：分解有机物，释放能量。
呼吸作用过程表达式：有机物(储存着能量)+氧→二氧化碳+水+能量
原料：有机物、氧气；主要场所：线粒体(将有机物中的能量释放出来)；产物：二氧化碳、水。
(3)呼吸作用的意义：为生物的生命活动提供能量。呼吸作用是生物的共同特征。
3.呼吸作用原理的应用
呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，呼吸作用影响着植物体的生长发育，关系到作物的产量和品质。
(1)从促进呼吸作用的角度：①农田适时松土；②遇到涝害时及时排水。
(2)从抑制呼吸作用的角度
①降低温度；
②降低氧气浓度或增加二氧化碳浓度；
③减少植物细胞含水量(原因：细胞含水量少时，细胞内的新陈代谢会减慢，呼吸作用也会减弱)。储藏粮食时，保持低温和干燥；储藏蔬菜、水果时，降低温度或氧气浓度。
4.光合作用和呼吸作用的区别与联系
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(主要在线粒体中进行)
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
实质 制造有机物，储存能量 分解有机物，释放能量
联系 二者相互依存
四、植物在自然界中的作用
1.植物可以为其他生物提供有机物
植物制造的有机物，通过生物之间吃与被吃的复杂关系，以及被细菌、真菌分解利用等，养育了其他生物。
2.植物参与生物圈的水循环
(1)地球上适合生物生存的地方只有表面的一薄层，这一薄层叫生物圈。它的范围包括大气圈的底部、岩石圈的表面和整个水圈。
(2)植物的蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水，促进水循环；植物的茎、叶承接雨水，能减缓雨水对地面的冲刷；枯枝落叶能够吸纳大量雨水，使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。
3.植物参与维持生物圈的碳氧平衡
(1)维持碳氧平衡：植物通过光合作用，不断吸收大气中的二氧化碳，又将氧气释放到大气中，对维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡(简称碳氧平衡)起了重要作用。
(2)实现碳中和，需要从以下两方面付出巨大努力。一是实行节能减排、能源转型，如减少二氧化碳的排放量，大力发展太阳能、风能等新能源；二是植树造林，进行生态保护，通过植物吸收更多的二氧化碳，还可以通过工程技术手段捕获和封存大气中的二氧化碳。
4.从我做起，保护植被
(1)我国颁布施行了《中华人民共和国森林法》和《中华人民共和国草原法》，对森林和草原实行依法治理和科学化管理。
(2)开展全民义务植树、种草活动，植树节是每年的3月12日。
易错概念辨析
1.表皮细胞内无叶绿体，保卫细胞内有叶绿体。
2.叶是植物进行蒸腾作用的器官，但不是唯一器官，如幼嫩的茎等部位也能进行蒸腾作用。
3.蒸腾作用无论对于植物自身来说，还是对于生物圈来说，都具有重要的意义，所以蒸腾作用是物体重要的生理过程，而不是一种浪费。
4.对叶片进行遮光处理时，要确保叶片同一部位上下两面相同范围被遮盖起来，并且同时被遮盖起来。
5.在酒精脱去叶绿素之后和碘液染色之后，都需要用清水进行漂洗。
6.植物进行光合作用产生的有机物不只有淀粉，还有其他的糖类物质、蛋白质、脂肪等。
7.植物进行光合作用利用的光能，不仅仅来自太阳光，也可以来自灯光等其他光源。
8.植物体中，除了叶片外，其幼嫩的茎和嫩的果实等绿色部位也能进行光合作用。
9.探究与植物呼吸作用相关的实验，选择萌发的种子作为实验材料，是因为种子不能进行光合作用。若选择绿色植物代替萌发的种子，该实验就需要在黑暗环境中进行。
10.对生物体而言，全身所有的活细胞都能进行呼吸作用。
11.植物白天有光时进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用，夜晚无光时进行呼吸作用和蒸腾作用，不进行光合作用。
12.碳氧平衡不是指生物圈中二氧化碳和氧气各占50%，而是指两种气体的含量维持在一定范围内，处于动态平衡状态。

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