資源簡介

植物體內的物質轉化與運輸專題
一、光合作用與呼吸作用的區別和聯系
1.光合作用和呼吸作用包含兩方面的變化：(1)物質轉化：光合作用把簡單的無機物制成了復雜的有機物，并釋放氧氣；呼吸作用是把有機物轉化成無機物，同時消耗氧氣。(2)能量轉換：光合作用把太陽能轉換成儲存在有機物里的化學能；而呼吸作用消耗了有機物的化學能，轉換成其他形式的能。
2.光合作用是光照條件下在含有葉綠體的細胞中進行，而呼吸作用在體內任何活細胞中都能進行，并且與光照無關。
3.在光照條件下，植物的光合作用和呼吸作用同時進行，所以環境中CO2和O2含量的變化是光合作用和呼吸作用共同引起的，有以下三種情況：
(1)光合作用強于呼吸作用時，環境中的CO2含量減少，O2含量增加。環境中減少的CO2的量是光合作用吸收的CO2的量與呼吸作用釋放的CO2的量的差，環境中增加的O2的量是光合作用釋放的O2的量與呼吸作用吸收的O2的量的差。
(2)光合作用與呼吸作用兩者強度相同時，環境中的CO2含量和O2含量沒有變化。此時，光合作用吸收的CO2的量與呼吸作用釋放的CO2的量相等，光合作用釋放的O2的量與呼吸作用吸收的O2的量也相等。
(3)光合作用弱于呼吸作用時，環境中的CO2含量增加，O2含量減少。環境中增加的CO2的量是呼吸作用釋放的CO2的量與光合作用吸收的CO2的量的差，環境中減少的O2的量是呼吸作用吸收的O2的量與光合作用釋放的O2的量的差。
二、光合作用和呼吸作用的影響因素
1.光合作用的影響因素有光照強度、溫度、CO2濃度、水分、礦質元素和O2濃度等。
(1)光合作用的速率一般隨著光照強度的增加而加快，但光照強度應在一定范圍內，光照強度過強，光合作用速率就不再增加。
(2)光合作用的速率也是在一定范圍內隨著溫度的上升而加快，一般在25℃以上時植物的光合作用速率就會下降，40℃~50℃時就會完全停止。
(3)水分、二氧化碳是光合作用的原料，二氧化碳濃度越高、水分越充足，光合作用的速率越快。
(4)礦質元素對光合作用的影響主要是對吸收光能的葉片的大小、數目及葉片中葉綠素含量的影響，氮元素、鎂元素的含量都會影響光合作用。
(5)氧氣的含量越高，對植物光合作用的抑制效應越明顯。
2.呼吸作用的影響因素有溫度、O2濃度、CO2濃度等。
溫度對呼吸作用的影響主要是對呼吸酶活性的影響，一般情況下，在一定的溫度范圍內，呼吸作用的強度隨著溫度的升高而增強。氧氣是植物正常呼吸的重要影響因素。絕大多數綠色植物在完全缺氧條件下，就會進行無氧呼吸生成酒精和二氧化碳，從而對細胞產生毒害作用，生產生活中會影響蔬菜、水果的貯藏保鮮，故貯存水果蔬菜時應適當降低氧氣的濃度，但不能降得太低。二氧化碳對呼吸作用有明顯的抑制作用。
三、植物對水、無機鹽的吸收和體內的物質運輸
1.植物對水、無機鹽的吸收
根的根毛區有大量根毛進行吸水。大量根毛可以增加根吸水的表面積，提高根吸水的效率。移栽植物時，帶土移栽可以保護根和根毛。根吸水的動力來自于葉片的蒸騰作用，根吸收的水99%用于蒸騰作用，剩下的1%用于光合作用等生命活動。
2.植物體內的物質運輸
(1)莖的木質部中有導管，可自下而上運輸水和無機鹽。
(2)莖的韌皮部中有篩管，可自上而下運輸有機物。
四、蒸騰作用的影響因素及運用
1.一般情況下，葉片周圍如果氣溫高、濕度小、光照強，則蒸騰作用強；反之則弱。
但氣溫、光照過強時，蒸騰作用反而減弱。如夏天中午光照強，氣孔閉合，蒸騰作用減弱，從而達到減少水分散失和保護葉片的作用。
2.空氣的流動速度對蒸騰作用也有影響，空氣流動速度越快，蒸騰作用越強。
3.移栽植物時要摘掉部分葉片，或者向葉片上灑水，目的是減弱蒸騰作用。
例題精析
例1.如圖所示為光照強度與光合作用強度之間關系的曲線，該曲線是通過實測同一葉片在不同光照強度條件下的CO2吸收和釋放情況得到的。下列選項中代表細胞中發生的情況與曲線中AB段(不包括點A和點B)相符的一項是(
)。
思路點撥：由曲線圖可知AB段(不包括點A和點B)有光照，所以植物肯定在進行光合作用，同時植物也在進行呼吸作用。此時CO2的吸收值為負值，即植物總體來說是釋放CO2。圖D表示從外界吸收CO2，不符合題意；圖C表示植物進行光合作用的CO2只需從內部吸收，即呼吸作用釋放的CO2剛好供給光合作用，應是曲線圖中點B的情況；圖B表示植物的細胞通過呼吸作用釋放CO2，而不需吸收CO2，應是曲線圖中點A的情況；只有圖A表示AB段(不包括點A和點B)，既進行呼吸作用釋放CO2，又進行光合作用吸收CO2，總體還有CO2多余，這些多余的CO2釋放到空氣中。
參考答案：A
方法歸納：本題考查植物的光合作用與呼吸作用在不同時刻的強度大小關系，需從細胞結構中找到氣體的吸收和釋放情況。
易錯誤區：AB段(不包括點A和點B)表示的光合作用和呼吸作用的關系不清楚。
例2如圖所示為通過測量一段樹枝(例如柳樹)的吸水情況來研究蒸騰作用的實驗裝置。裝置是連通的、內裝有清水，并用白熾燈照射。下列預測中，不可能成立的是(
)。
A.該裝置可以定性地研究影響柳樹枝條蒸騰作用速率的因素
B.在無風且潮濕的空氣中，小氣泡將緩慢地向左移動
C.在高溫及干燥的空氣中，小氣泡將快速地向左移動
D.單位時間內消耗水的量，就是該柳樹枝條蒸騰的水量
思路點撥：如果溫度適當上升，那么蒸騰作用增強，會使氣泡移動，用圖中的刻度尺測量氣泡在單位時間內移動的距離，就可定性地研究影響柳樹枝條蒸騰作用速率的因素，故選項A成立；在無風且潮濕的空氣中，植物蒸騰作用很弱，蒸發水分的速度很慢，小氣泡將會緩慢地向左移動，故選項B成立；在高溫及干燥的空氣中，植物蒸騰作用很強，蒸發水分的速度很快，小氣泡將快速地向左移動，故選項C成立；植物吸收的水有99%用于蒸騰作用，而不是100%用于蒸騰作用，同時還會用于光合作用等，故選項D不成立。
參考答案：D
方法歸納：本題考查探究植物蒸騰作用的影響因素。解答本題的關鍵是了解實驗裝置的使用原理和方法。
易錯誤區：植物吸收的水有99%用于蒸騰作用，但不是100%用于蒸騰作用。
例3.【紹興】無土栽培是利用營養液栽培作物的一項技術，營養液中含有作物生長所需的無機鹽。
(1)式①和式②分別表示綠色植物進行的不同生理活動。一般要求無土栽培溫室棚內，晚上的溫度低些，目的是
(填“減弱”或“增強”)式②表示的生理活動。式①中的a是
。
式①：二氧化碳+水有機物+氧氣
式②：有機物+氧氣二氧化碳+水+能量
(2)若圖甲溫室中只有綠色植物，在不通入CO2的情況下，每天只在6：00～18：00接受日光照射。請在如圖乙所示的坐標中，畫出6：00～24：00該溫室內CO2濃度的大致變化曲線(0：00～6：00的曲線已經繪出)。
思路點撥：(1)式①和式②分別為綠色植物的光合作用和呼吸作用的表達式；植物的呼吸作用受溫度的影響，在一定范圍內植物的呼吸作用隨著溫度的升高而增強，因此夜晚的溫度低些，可以降低植物的呼吸作用，減少植物體內有機物的消耗；式①中的a表示光合作用的場所——葉綠體。
(2)植物的光合作用是吸收二氧化碳，釋放氧氣，呼吸作用是吸收氧氣，釋放二氧化碳；在不通入二氧化碳的情況下，裝置乙在光照的條件下，二氧化碳的濃度會逐漸降低；在黑暗環境中，植物只進行呼吸作用釋放二氧化碳，因此二氧化碳的濃度又會逐漸增加，即在6：00～24：00時間段內，二氧化碳在坐標上表現為先降低再升高，又因為裝置內一部分二氧化碳被植物通過光合作用合成了有機物儲存在植物體內，因此裝置內的二氧化碳的總含量會逐漸減少。所作圖像為：①6：00~18：00為下降曲線，18：00~24：00為上升曲線；②18：00和24：00時均低于起始點。
參考答案：
(1)減弱
葉綠體
(2)如下圖所示
方法歸納：本題考查光合作用和呼吸作用及其在農業生產上的應用。在解答本題時，需要掌握光合作用和呼吸作用的原理，并清楚兩者之間的區別和聯系。光合作用需要二氧化碳，但是溫室中沒有通入二氧化碳，所以在分析時就必須考慮光合作用和呼吸作用進行的條件和時間，因為在沒有光照的條件下，光合作用無法進行，而呼吸作用可以照常進行，以此來分析曲線的走勢。
易錯誤區：作圖時請注意18:00和24:00時CO2濃度均低于起始點。
小李做了如下實驗：如圖所示，在甲、乙兩個大小相同的燒杯中各加入等量的藍墨水和紅墨水，將芹菜的葉柄從基部沿中間切開，分別插入兩個燒杯中。一段時間后他發現左側的葉片顯現出藍色，右側的葉片顯現出紅色。請分析并回答下列問題：
(1)在Y處將葉柄橫切，觀察到橫切面上有許多紅點，這些紅點出現的部位就是導管所在的位置，說明導管的作用是
。
(2)若在X處將葉柄橫切，橫切面上看到的現象是
(填字母)。
A.左邊藍點多紅點少，右邊紅點多藍點少
B.周圍的一圈是藍點，中間是紅點
C.藍點和紅點混合，均勻分布
D.左邊是藍點，右邊是紅點
(3)小李繼續進行下列實驗：在甲、乙兩燒杯中加入等量的紅墨水，將兩燒杯放在溫度較高的同一地方，但只在乙燒杯中插入新鮮的芹菜。一段時間后，液面下降較快的是
燒杯，該燒杯液面下降較快主要是由于葉片發生了
作用。
思路點撥：(1)乙燒杯中添加的是紅墨水，在與乙燒杯相連的莖(導管)中發現紅點，表明紅墨水被吸上來了，從而說明導管具有自下而上運輸水分和無機鹽的作用。(2)根據導管的細胞特點或實驗中兩邊葉片的顏色，可以判斷出X中的導管切開后形成兩個吸水部分，并且一一對應，所以與甲燒杯相連的莖呈藍點，與乙燒杯相連的莖呈紅點。(3)由于植物在溫度較高的環境中會增強蒸騰作用來降低葉片溫度，所以有芹菜的乙燒杯中的水散失快，沒有芹菜的甲燒杯中的水散失慢。
參考答案：
(1)自下而上運輸水分和無機鹽
(2)D
(3)乙
蒸騰
方法歸納：本題考查莖中導管的作用和導管運輸時的特點，解題時要認真分析所給條件。
易錯誤區：分析X處的顏色時，容易出現錯選A的情況，認為同一莖對水的吸收是會混合在一起的，而事實并非如此。
例5.為驗證光合作用能釋放氧氣，某同學在互聯網上查到了一種指示劑——焦性沒食子酸，該指示劑在堿性(NaOH)環境下遇氧分子會由無色變為褐色。該同學利用焦性沒食子酸設計了如圖所示的一組實驗，具體步驟為：
①在4只500mL的平底燒瓶中分別裝入煮沸的蒸餾水300mL，冷卻后，滴幾滴植物油，在水面上形成一層油膜，并編號。
②通過油膜向1號、3號、4號燒瓶中加入等量的NaHCO3溶液(能提供CO2)。
③通過油膜向2號、3號、4號燒瓶中加入大小相似、生長狀況相同的金魚藻枝條，用黑紙將3號瓶包住，把4只燒瓶放在光下照射30min。
④取一支試管，加5mL煮沸的蒸餾水，冷卻后向試管內加入極少量的焦性沒食子酸(備用)。
⑤最后向每一只燒瓶中先加入1mL
1%的NaOH溶液，再加入1mL新配制的焦性沒食子酸溶液，然后加入煮沸冷卻的蒸餾水至500mL，立即觀察顏色的變化。
請回答下列問題：
(1)能立即變為褐色的是
號瓶，原因是
。
(2)設置1號瓶的作用是
，它可說明
。
(3)實驗中蒸餾水煮沸后冷卻使用的原因是
，油膜的作用是
。
(4)本實驗中只需
號和
號瓶，就可說明光合作用釋放氧氣。
思路點撥：
(1)根據光合作用的原料(CO2和水)和條件(光照)可知，只有4號瓶會立即產生氧氣，使指示劑變色。2號瓶缺少CO2，3號瓶缺少光照。
(2)1號瓶中沒有植物，不可能產生氧氣使指示劑變色，由此可知它是作為對照組存在的，它可說明指示劑只在光照條件下是不會變色的。
(3)蒸餾水煮沸時氣體溶解度下降，使得氧氣大量逸出，水中就沒有氧分子了，防止水中原有的氧氣對實驗產生干擾；油膜的作用是防止空氣中的氧氣和二氧化碳進入水中，同時防止水中產生的氧氣和二氧化碳逸出。
(4)根據探究的目的可知：氧氣是本實驗的因變量，即一組產生氧氣，另一組不能產生氧氣，符合條件的只有3號瓶和4號瓶，因為能使指示劑變色(也就是產生氧氣)的只有4號瓶，能和4號瓶形成對照的只有3號瓶，2號瓶的變量是沒有二氧化碳氣體，它與4號瓶能說明光合作用需要二氧化碳，與氧氣無關。
參考答案：
(1)4
光合作用產生氧氣，在堿性環境中，使焦性沒食子酸變褐色
(2)對照
光照不會使焦性沒食子酸變色
(3)除去溶于水中的氧分子
防止瓶中氣體與瓶外氣體進行交換
(4)3
4
方法歸納：本題考查探究光合作用的原料、產物和影響因素等。在所給的實驗裝置中有沒有控制變量、控制了哪些變量、能不能說明一個或幾個問題等都需要認真分析。
易錯誤區：在四個實驗裝置中哪個是對照組，每個裝置又分別控制了哪個變量，這些注意點就是解答本題的關鍵，較易混淆。
專項集訓
A組
1.關于綠色植物在生物圈中的作用，下列說法中錯誤的是(
)。
A.綠色植物能夠吸收太陽能，通過光合作用將它轉換為儲存在有機物中的能量
B.綠色植物具有凈化空氣的作用，是保護生態環境的綠色屏障
C.綠色植物能制造溫
效應，使大氣中的二氧化碳濃度增加
D.綠色植物通過蒸騰作用提高大氣濕度，增加降水量，促進生物圈的水循環
2.在生物體內可產生下列反應(反應條件省略)：①C6H12O6＋6O2
6CO2＋6H2O＋能量;②6CO2＋6H2O
C6H12
O6貯存能量)＋6O2。下列能完成①和②兩個反應式所表示的過程的生物是(
)。
A.青蛙
B.蝗蟲
C.青霉菌
D.水稻
（第3題）
3.【煙臺】科學興趣小組的同學將放置在暗處一晝夜的銀邊天竺葵做如圖所示的處理，光照一段時間后，取A、B兩葉片脫色、漂洗、滴加碘液。下列有關的實驗現象及解釋中，正確的是(
)。
A.葉片A中間變藍而邊緣不變藍，說明光合作用的場所是葉綠體
B.葉片B變藍，說明光合作用的產物是淀粉
C.葉片B變藍，說明CO2是光合作用的原料
D.葉片A變藍，葉片B不變藍，說明透明塑料袋阻隔了陽光
（第4題）
4.如圖所示為某興趣小組的同學探究植物呼吸作用的某項操作示意，實驗現象是塑料袋內的氣體使澄清的石灰水變渾濁。下列有關分析中，正確的是(
)。
A.擠壓袋內氣體到澄清石灰水前應將裝置放在光下一段時間
B.袋內氣體能使澄清石灰水變渾濁，這種氣體是氧氣
C.將袋內枝葉換成煮熟的種子，實驗現象是澄清石灰水不變渾濁
D.實驗中發現塑料袋內壁上有小水珠，這主要是植物呼吸作用產生的
(第5題)
5.【東營】圖示可以簡潔、直觀地表示生物的生理過程。如圖所示為一片正常進行生理活動的葉片，圖中①②③④分別代表與不同生理活動有關的物質，箭頭表示物質進出的方向。下列有關說法中，錯誤的是(
)。
A.若為光合作用示意圖，則①②③④分別是二氧化碳、氧氣、水、有機物
B.若為呼吸作用示意圖，則①②③④分別是氧氣、二氧化碳、有機物、水
C.若為蒸騰作用示意圖，則②指的是水蒸氣
D.綠色植物在白天進行光合作用和蒸騰作用，晚上進行呼吸作用
6.已知白菜葉下表皮氣孔數多于上表皮，現甲乙丙丁四片大小、質量相同的新鮮白菜葉，做如下表所示的處理：
再將四片葉置于通風處，5h后稱重，其重量從重到輕的順序是(
)。
A.丁→丙→乙→甲B.甲→乙→丙→丁
C.丁→乙→甲→丙D.甲→丁→乙→丙
7.如下表所示為某地小麥不同發育期的天數和需水總量的統計，請據此回答下列問題：
（1）小麥生長需要的水分靠
從土壤中吸收，然后經植物體莖內的
（填“導管”或“篩管”）運輸至植物各處。
（2）小麥吸收的水分主要通過
作用散失。
（3）小麥種子中的有機物是由小麥葉片通過作用制造的，此作用的文字表達式為
。
8.閱讀資料，分析并回答下列問題：
資料一：1642年，布魯塞爾的醫生海爾蒙特把一株2.3kg重的柳樹種在90.8kg的干土中，用雨水澆灌，5年后小柳樹長成了重76.7kg的植株，而土壤重量僅比實驗開始時減少57g。
資料二：1771年，英國人普利斯特利發現將薄荷枝條和燃燒著的蠟燭放在一個密封的鐘罩內，蠟燭不易熄滅；將小鼠與綠色植物放在同一鐘罩內，小鼠也不易窒息死亡。接著，荷蘭醫生英格豪斯證實，植物只有在光下才能“凈化”空氣。于是，人們把1771年定為發現光合作用的年代。
資料三：1864年，德國的薩克斯把一株盆栽植物放在黑暗處一晝夜，然后把其中一片葉的一半曝光、一半遮光，過一段時間后用碘蒸氣處理葉片，發現遮光那一半沒有發生顏色的變化，曝光的那一面則成深藍色。
(1)普利斯特利的實驗有時成功，有時失敗。在
條件下，實驗會失敗，這時鐘罩內的蠟燭很快熄滅，小白鼠很快死亡的原因是
。
(2)薩克斯為何要將植物進行一晝夜的暗處理？
。
(3)海爾蒙特認為建造植物體的原料只是水。實際上，植物進行光合作用還需要另一種原料，請你像科學家一樣，設計實驗加以驗證。你的實驗方案是
。
結論是
。
9.在探究“植物體水分的散失”時，小明設計了如下實驗：萴L。晚上8時記錄液面的刻度，連續6天。測得的數據如下表所示，請分析數據并回答下列問題：
(1)在這6天中，氣溫最高的是第
天。
(2)實驗中，作為對照組的是
量筒。
(3)甲量筒第四天通過葉片散失的水分是
mL。
(4)若要根據上述數據得出實驗結論，應分別計算甲、乙、丙三個量筒6天測量數據的
，然后進行比較。
(5)根據對上表數據的分析，可得出的結論是
。
B組
1.【濟寧】烤地瓜軟香甜、口感好、易消化，且營養豐富，很受市民的歡迎。地瓜中的淀粉來自(
)。
A.根細胞利用無機物自身合成的
B.根細胞從土壤中吸收并積累而成的
C.葉肉細胞制造后運輸到根部的
D.根細胞合成后并進一步轉化而成的
2.【潮州】小龍在驗證光是光合作用的必需條件時，設計了一組實驗（如圖所示）：將甲、乙兩裝置同時放在室外3～4h后，取出試管，用帶火星的木條伸入試管內。結果伸入①試管的木條復燃，伸入②試管的木條不復燃。下列選項中，不正確的是(
)。
甲
乙
(第2題)
A.伸入①試管的木條復燃，說明金魚藻在光下能進行光合作用，產生O2
B.伸入②試管的木條不復燃，說明金魚藻在暗處不能進行光合作用
C.設計乙裝置的目的是設置對照實驗，其變量是溫度
D.該組實驗得出的結論是：光是光合作用的必需條件
(第3題)
3.如圖所示為在光照強度一定的情況下，溫室中某種蔬菜光合作用和呼吸作用的強度(用單位時間合成或分解的有機物量來表示)受溫度影響的曲線圖。據圖可得出的結論是(
)。
A.光合作用的強度隨著溫度的升高而增大
B.植物生長最快時的溫度就是光合作用強度最大時的溫度
C.在0℃時，光合作用和呼吸作用的強度為0
D.在一定的溫度范圍內，提高溫度能增大光合作用和呼吸作用的強度
4.【日照】俗話說的“梨樹砍三刀，樹枝壓彎腰”，是指在果樹的“坐果”期，果農給果樹的莖做半環狀剝皮，以增加坐果量。“半環狀剝皮”的生物學意義是(
)。
A．促進果樹的光合作用
B．限制水分向莖葉運輸
C．限制有機物向根部運輸
D．制造“傷口刺激”促進細胞分裂
(第5題)
5.某科學研究小組對栽培在密閉玻璃溫室中的植物進行研究，用紅外線測量儀對室內空氣中的CO2含量進行24h測定，并繪制了溫室內的CO2濃度與時間關系的曲線(如圖所示)。根據曲線所得到的結論是(
)。
A.光合速率等于呼吸速率的是b點和c點
B.光合速率最大的是b點，最小的是c點
C.b點的光合速率為零，c點光合速率最大
D.光合速率最低的是c點，呼吸速率最高是b點
6.將某一綠色植物置于密閉的玻璃容器中，在一定條件下不給光照，CO2的含量增加8mg/h。給予充足的光照后，容器內CO2的含量減少36mg/h。據實驗測定，上述光照條件下光合作用能產生葡萄糖30mg/h。請回答：
(1)上述條件下，光照時呼吸作用強度與黑暗時呼吸作用強度的大小關系是
。
(2)在光照時植物的葡萄糖凈生產量是
mg/h。
(3)若一晝夜中先光照4h，接著放置在黑暗條件下20h，則該植物體內有機物含量的變化是
。
7.如圖所示，甲、乙兩個實驗裝置都是用來觀察植物的蒸騰作用的。根據圖示回答下列問題：
(第7題)
(1)植物的蒸騰作用是水以
狀態從植物體內散發到體外的過程，主要發生在植物的
上。
(2)將圖示裝置放置在陽光下一段時間后，你能觀察到的現象是
。
(3)比較甲、乙兩個實驗裝置，你認為其中比較正確的是
，原因是
。
(4)如果將圖示的裝置放在陽光下一段時間后，用一定的方式將塑料袋內的氣體引入到某一試管中，再將點燃的火柴伸進試管，此時出現的現象是
，原因是
。
8.如圖所示為研究植物水分代謝的實驗裝置。取同株植物上4枝大小相同、葉片等量的嫩枝條進行如圖甲所示的處理。
開始實驗時，將各裝置的質量都調到100
g，其后每隔一段時間對各裝置稱量，記錄并畫出相應曲線，如圖乙所示。
(第8題)
(1)曲線Ⅰ代表A、B、C、D四個裝置中的哪兩個裝置的實驗結果？
，原因是
。
(2)曲線Ⅱ代表
裝置的實驗結果，曲線Ⅲ代表
裝置的實驗結果。
(3)若將裝置A放入密封玻璃鐘罩內，則對實驗結果的影響是
。
若將裝置A放在低溫環境中，則實驗結果的變化是
。

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