資源簡介

第1課時　呼吸作用與光合作用
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一、人體的呼吸(a)
1．人體呼吸系統
由__呼吸道__(鼻、咽、喉、氣管、支氣管)和__肺__組成的。呼吸道是氣體進出肺的通道。肺是__氣體交換__的器官。
2．呼吸運動
吸氣過程：肋間外肌、膈肌等呼吸肌__收縮__，引起胸廓擴大，胸腔內容積增大，導致肺擴張，于是肺內氣壓__小于__外界大氣壓，外界氣體進入肺泡。
呼氣過程：肋間外肌、膈肌等呼吸肌__舒張__，引起胸廓縮小，胸腔內容積減小，導致肺回縮，于是肺內氣壓__大于__外界大氣壓，肺泡內的氣體排出體外。
二、呼吸作用(a)
呼吸作用
能量轉化
釋放能量(化學能→其他形式的能)
反應式
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量
物質轉化
將有機物分解成無機物
新陳代謝
屬于異化作用
發生條件
在有光和無光的條件下都能進行
發生場所
在所有活細胞中都能進行
【知識拓展】
1．呼吸作用是生物體生命活動的基本特征，無論有無光照，活著的生物體必定進行著呼吸作用。
2．驗證植物呼吸作用的產物時，對植物進行遮光的目的是防止植物進行光合作用干擾實驗。
三、光合作用(b)
1．理解光合作用
光合作用
能量轉化
儲存能量(光能→化學能)
反應式
6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
物質轉化
將無機物合成為有機物
新陳代謝
屬于同化作用
發生條件
在光下才能進行
發生場所
只在含有__葉綠體__的細胞中進行
2．探究綠葉在光下制造淀粉
原理
淀粉遇碘變藍色
實驗過程
①實驗前應對綠葉進行暗處理，目的是__消耗完葉片中原有的淀粉__；
②實驗過程中應對同一葉片的不同部位進行對照實驗；
③驗證時應先將葉片放入盛有酒精的燒杯中水浴加熱以溶解葉片中含有的葉綠素；除去葉綠素的葉片呈__黃白色__；
④用清水漂洗后放入培養皿中滴加碘液；
⑤清水沖洗碘液，觀察、記錄、分析得出結論。
四、光合作用意義與碳－氧平衡(b)
綠色植物進行光合作用制造有機物的作用：滿足自身生長、發育、繁殖的需要，而且為生物圈中的其他生物提供基本的食物來源。綠色植物在光合作用中制造的氧氣，超過了自身呼吸作用對氧氣的需要，其余的氧氣排放到大氣中；綠色植物通過光合作用，不斷消耗大氣中的二氧化碳，這樣就維持了生物圈中二氧化碳和氧氣的相對平衡。
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類型一　人體的呼吸
典例1 [2019·杭州校級三模]表中為某人平靜呼吸時，吸入氣(吸入的氣體)、呼出氣(呼出的氣體)、肺泡氣(肺泡內的氣體)中O2、CO2、N2三種成分的體積分數。下列說法正確的是(　B　)
O2
CO2
N2
吸入氣
21%
0.04%
78%
呼出氣
16%
4.0%
78%
肺泡氣
14%
5.6%
78%
A.導致肺泡氣與吸入氣中體積分數差異的原因是肺毛細血管中O2通過擴散作用進入肺泡內
B．該人平靜呼吸時，一次吸入的氣體不會全部進入肺泡，其中有部分留在了氣管和支氣管中
C．若該人深呼吸一次，則吸入氣中CO2體積分數將低于0.04%
D．肺泡氣是吸入氣與呼出氣的混合氣體，因此其CO2體積分數最高
跟蹤訓練1 [2019·寧波江北區一模]呼吸是人體重要的生理活動，下列說法正確的是(　B　)
A．呼出的氣體中含量最多的是二氧化碳
B．肺適于進行氣體交換的結構特點是肺泡壁和毛細血管壁均由一層上皮細胞構成
C．血液經過肺部氣體交換后，氧氣和血紅蛋白結合，血液變成了靜脈血
D．呼吸作用是指外界與肺泡之間的氣體交換
【解析】 呼出的氣體中含量最多的是氮氣。血液經過肺部氣體交換后，氧氣和血紅蛋白結合，血液變成了動脈血。呼吸作用是指生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳和水或其他產物，并且釋放出能量的總過程。
類型二　呼吸作用
典例2 [2019·衢州]為研究植物呼吸作用，小科進行了以下實驗：
Ⅰ.選取兩份等量且生長狀況相同、具有完整根莖葉的新鮮菠菜，編號為甲組和乙組。甲組菠菜用開水燙2～3min，乙組不作處理。然后將兩份菠菜分別放入兩個不透光且密閉的相同恒溫箱中，將氧氣和二氧化碳濃度傳感器探頭置于箱內(如圖1)。
Ⅱ.連接計算機、數據采集器和傳感器探頭，采集24h裝置內氧氣和二氧化碳濃度數據，并自動生成兩種氣體濃度隨時間變化圖像，如圖2和圖3。(不考慮微生物呼吸作用對本實驗的影響)
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圖1－1
實驗分析與評價：
(1)實驗中采用的箱子是不透光的，目的是__避免光合作用對實驗的干擾__。
(2)菠菜呼吸作用所需的氧氣和產生的二氧化碳是通過圖4中的__A__(填字母)進出植物體的。
(3)根據圖2和圖3可知，乙組氧氣濃度先降低得快后降低得慢，二氧化碳濃度先升高得快后升高得慢，原因是隨著呼吸作用的進行，裝置內氧氣濃度降低，二氧化碳濃度升高，從而導致菠菜呼吸作用__減慢__。
【解析】 (1)光合作用會吸收二氧化碳并釋放氧氣，對實驗產生影響，因此應將箱子進行遮光處理。(2)氣孔是植物體與外界進行氣體交換的“窗口”。(3)呼吸作用需要消耗氧氣，氧氣濃度低時，呼吸作用會減弱。
跟蹤訓練2 [2019·杭州校級模擬]為了探究植物呼吸作用，小金設計了如圖所示的實驗裝置：
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圖1－2
(1)該實驗的關鍵在于保證裝置的密封性，尤其是橡皮塞和試管的連接處。實驗前，判斷此裝置密封性良好的操作和依據是__用手握住試管，觀察到紅色水滴向外移動了一段距離，放手后又能回到原位置__。
(2)靜止一段時間后，甲裝置內紅色水滴會向右移動，是因為試管內的__O2__(填化學式)減少，而導致氣壓減小的緣故。
(3)小金用天平分別稱出甲、乙兩個裝置的質量，若前后質量有變化，即可證明種子進行了呼吸作用。你贊同他的做法嗎？說明你的理由。__不贊同。不論是甲裝置，還是乙裝置，它們的裝置均密閉，前后質量沒有變化，因此小金的做法不能證明種子進行了呼吸作用__。
類型三　光合作用
典例3 [2019·安吉模擬]把等量的天竺葵和紫羅蘭的新鮮葉片放在無色透明的封閉容器中，并將它們置于不同顏色的光照條件下(其他條件均適宜并相同)。經過8h后，測量容器中氧氣的增加量，得到表中所示的實驗數據。
容器
植物
光的顏色
氧氣的增加量(mL)
1
天竺葵
紅
120
2
天竺葵
綠
15
3
紫羅蘭
紅
80
4
紫羅蘭
綠
10
據表回答：
(1)該實驗通過測定__8h內容器中氧氣的增加量__，來判斷光合作用的反應速率。
(2)上述實驗結果可以得出的結論是__8h內，紫羅蘭在紅光條件下比綠光條件下光合作用釋放的氧氣多；8h內，天竺葵在紅光條件下比綠光條件下光合作用釋放的氧氣多；8h內，紅光條件下天竺葵比紫羅蘭光合作用釋放的氧氣多；8h內，綠光條件下天竺葵比紫羅蘭光合作用釋放的氧氣多(任選2條即可)__。(寫2條)
(3)除表中所示因素外，列舉2條影響紫羅蘭和天竺葵光合作用反應速率的因素：__CO2濃度、光照強度、溫度、葉的幼嫩程度等(任選2條即可)__。
跟蹤訓練3 [2019·溫州]為驗證植物光合作用需要光，小明將某植株在黑暗處放置一晝夜后，用鋁箔將一張葉片部分遮光，再光照4h(如圖)。去掉鋁箔，經脫色、漂洗并用碘液處理后，將觀察到(　B　)
選項
遮光部位
未遮光部位
A
不變藍
不變藍
B
不變藍
變藍
C
變藍
不變藍
D
變藍
變藍
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圖1－3
【解析】 碘液遇淀粉變藍，植物進行光合作用產生淀粉需要光。
類型四　碳－氧平衡
典例4 [2019·德清校級一模]森林是“地球之肺”，每一棵樹都是一個氧氣發生器和二氧化碳吸收器。森林能涵養水源，在水的自然循環中發揮重要的作用。它使林區空氣濕潤，降水增加，冬暖夏涼，這樣它又起到了調節氣候的作用。森林可提供生物各種食物，同時也為生物提供氧氣，請問在森林周圍氧氣濃度最高的時間是__傍晚__，(選填“清晨”“正午”“傍晚”或“深夜”)并說明理由：__植物在生長過程中要進行光合作用和呼吸作用，光合作用吸收二氧化碳放出氧氣，呼吸作用消耗氧氣放出二氧化碳。白天在陽光照射下植物的光合作用強度大于呼吸作用，光合作用產生的氧氣比呼吸作用消耗的氧氣多，氧氣的濃度逐漸增加。到了晚上植物不進行光合作用只進行呼吸作用，氧氣濃度下降，所以傍晚氧氣的濃度最高(合理即可)__。
跟蹤訓練4 [2019·杭州校級模擬]陽臺園藝是一種新興的都市農業新形態，請回答下列相關問題：
(1)早春季節，小明與小蘭同學一起在陽臺上播種青菜種子，播種后蓋上透明的薄膜，這樣做的目的是__保溫(使種子有適宜的溫度)__。
(2)用培養液培養植物時，在培養液中加入的水為HO，塑料大棚中的二氧化碳氣體為C16O2，結果在大棚內檢測到了18O2，18O2在植物細胞中具體產生部位是__葉綠體__，說明光合作用時產生的氧氣中的氧元素來自于__水__。
(3)冬季，為了增加大棚內作物的產量，通常采取的措施是人工增加光照，適當提高溫室內的溫度，采取這些措施能增加大棚內作物的產量的原因是__增加了光合作用的速率，有機物積累增多__。
類型五　光合作用和呼吸作用
典例5 [2019·紹興]甘蔗是我國南方重要農作物。
(1)如圖表示晴朗白天甘蔗田間CO2濃度隨高度變化的示意圖，請結合所學知識對圖中信息作出解釋。
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圖1－4
(2)農民常常通過施農家肥來提高甘蔗產量，請寫出該方法蘊含的科學原理。
【答案】 (1)甘蔗中上部陽光充足，光合作用強度大于呼吸作用強度，二氧化碳被消耗，濃度降低；下部光線弱，光合作用強度小于呼吸作用強度。二氧化碳密度比空氣大，往下運動，所以下部二氧化碳濃度高。
(2)農家肥中含有豐富的有機物，在土壤生物的作用下產生二氧化碳，為光合作用提供原料；農家肥中含有多種營養元素，有利植物的生長；有機物分解后可以形成腐殖質，為土壤動物提供食物，有利于改良土壤結構。(合理即可)
跟蹤訓練5 [2019·杭州富陽區期中]如圖兩條曲線分別表示某植株一晝夜內光合作用和呼吸作用強度隨時間的變化情況，下列分析錯誤的是(　C　)
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圖1－5
A．影響該植物呼吸作用變化的因素之一是溫度
B．a～c段，植物體內有機物的含量增多
C．b～c段，植物的光合作用一直在減弱，合成的有機物一直在減少
D．c點以后，植物體內有機物的含量減少
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1．[2019·杭州富陽區期中]如圖是“探究綠葉在光照下制造有機物”實驗的部分步驟，對各步驟的解釋不正確的是(　D　)
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圖1－6
A．步驟①是為了消耗掉葉片原有的淀粉
B．步驟②的處理是設置對照實驗
C．步驟③為了脫去葉片的色素
D．步驟④葉片不見光部分變成了藍色
2．如圖所示裝置，經數小時后，U形管A、B兩處的液面會出現的情況是(注：實驗裝置足以維持實驗期間小白鼠的生命活動，瓶口密封，忽略水蒸氣和溫度的影響)(　C　)
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圖1－7
A．A處上升、B處下降
B．A、B兩處都下降
C．A處下降，B處上升
D．A、B兩處都不變
3．[2019·杭州濱江區二模]興趣小組進行光合作用實驗，選取生長狀況相同的同種植物葉，分成4等份，分別在不同溫度下暗處理1h，接著在相同光照下放置1h，測定每份葉中有機物質量的變化，制成圖甲所示圖表。請完成下列問題。
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圖1－8
(1)實驗中，葉在28℃時通過光合作用產生的有機物量是__7__mg。
(2)圖乙是29℃時，該植物二氧化碳吸收(釋放)量隨光照強度變化的曲線，則b點的含義是__29℃時，此光照強度下，光合作用吸收的CO2量和呼吸作用釋放的CO2量相等__。
(3)若溫度由29℃改為27℃，圖乙中相應的a點在原位置__上__方(選填“上”或“下”)。
(4)請寫出由植物葉片氣孔釋放的氣體：__氧氣、二氧化碳、水蒸氣__。
4．[2019·衢州校級一模]為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進行如下實驗：用少量NaHCO3(水溶液呈弱堿性)和BTB加水配制成藍色溶液(BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高由藍變綠再變黃)，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中，其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實驗處理和結果見表。
試管編號
1
2
3
4
5
6
7
水草
無
有
有
有
有
有
有
距日光燈的距離(cm)
20
*遮光
100
80
60
40
20
50min后試管中溶液的顏色
淺綠色
X
淺黃色
黃綠色
Y
淺藍色
藍色
*遮光是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100cm的地方。
若不考慮其他生物因素對實驗結果的影響，回答下列問題：
(1)50min后1號試管的溶液仍然是淺綠色，2至7號試管的顏色有所變化的原因是__水草的光合作用與呼吸作用__。
(2)表中2號試管的溶液的顏色X應該為黃色，你判斷的依據是__該試管遮光，水草不能進行光合作用，只能進行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管__。
(3)小組同學根據50min后5號試管中的溶液顏色判斷在其所處的光照強度下光合作用強度等于呼吸作用強度，你認為他們觀察到的顏色Y應該為__淺綠色__。
【解析】 (1)水草的光合作用會使溶液中的CO2減少，呼吸作用會使溶液中的CO2增多，BTB的水溶液顏色會隨溶液中CO2含量的變化而變化。(3)5號試管中光合作用強度等于呼吸作用強度，溶液中CO2含量不變，溶液的顏色應和未加水草的試管(1號試管)中溶液的顏色相同，為淺綠色。

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