第一节光合作用吸收二氧化碳释放氧气

教材知识全解
知识点一　光合作用利用二氧化碳作为原料
1．普利斯特利的实验
(1)实验过程分析

(2)实验结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。
(3)科学实验证明
蜡烛燃烧或动物呼吸排出的二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，而植物的光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。
２.探究：二氧化碳是光合作用必需的原料吗？
(1)提出问题：二氧化碳是光合作用必需的原料吗？
(2)作出假设：二氧化碳是光合作用必需的原料。
(3)制订和实施计划：
①取甲、乙两套装置（如图3-5 -1-1），在小烧杯中各放人一株叶片数目及生理状况相同的植物，在甲装置的水槽中放人氢氧化钠溶液（氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳），乙装置的水槽中放入等量的清水。

②把它们同时放在黑暗处一昼夜，然后一同移到光下。
③几小时后，各取甲、乙装置中的一个叶片，分别编号为A、B，放在酒精中隔水加热，脱去叶绿素，然后用清水冲洗。
④在A、B叶片上各滴上两滴碘液。注意观察有什么现象产生。
(4)实验现象：A叶片未变蓝，B叶片变为蓝色。
(5)实验分析：甲、乙两套装置的唯一区别是甲装置的水槽中放的是氢氧化钠溶液，乙装置的水槽中放的是清水，由于氢氧化钠溶液将甲装置内的二氧化碳全吸收了，甲装
置中缺少二氧化碳，所以甲装置内的植物不能进行光合作用产生淀粉，遇碘液不变蓝色。
(6)实验结论：二氧化碳是光合作用必需的原料。
例1 （2016山东烟台中考）生物小组将放置暗处一昼夜的银边天竺葵做如图3-5-1-2处理，光照一段时间后，取A、B两叶片脱色、漂洗、滴加碘液，对实验现象及解释正确的是 ( )

　 A．叶片A中间变蓝而边缘不变蓝，说明光合作用的场所是叶绿体
　B．叶片B变蓝，说明光合作用的产物是淀粉
　C．叶片B变蓝，说明二氧化碳是光合作用的原料
　D．叶片A变蓝，叶片B不变蓝，说明透明塑料袋阻隔了阳光
解析　叶片A中间与边缘，唯一不同的变量是叶绿体，叶片A中间变蓝而边缘不变蓝，说明光合作用的场所是叶绿体，A的解释正确。氢氧化钠能吸收二氧化碳，透明塑料
袋内没有二氧化碳，因此叶片B不能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液不变蓝，B、C的解释错误。叶片A中间变蓝，叶片B不变蓝，说明二氧化碳是光合作用的原料，而不是透明塑料袋阻隔了阳光，D的解释错误。
答案A
知识点二　光合作用还能产生氧气
　1．验证光合作用产生氧气

名师点睛　判断氧气是否存在的方法：氧气具有助燃的特性，将快要熄灭的卫生香或木条伸入盛有收集气体的试管口，看其是否复燃，若复燃，证明该气体是氧气。
例2（2016广东江门新会中考冲刺）某实验小组试图采用图①~④部分装置来探究“光照是光合作用的必要条件”，实验以观察倒置的装满水的试管中有无气泡产生作为指标。最简便的装置组合为 ( )

A．①② B.②③ C．②④ D．③④
解析　该实验探究“光照是光合作用的必要条件”，变量是有无光照，而其他变量必须相同。①②装置组合，变量是有无金鱼藻，不是光照。②③装置组合，变量是有无光。②④装置组合，变量是光和金鱼藻，变量不唯一。③④装置组合，变量是金鱼藻。
答案B
　2．光合作用的实质

名师点睛　如果将绿色植物比喻为制造有机物的“工厂”，那么“厂房”是叶肉细胞，“车间”是叶绿体，“动力”是光，“原料”是二氧化碳和水。
例3（2015云南官渡二模）下列关于光合作用的说法，正确的是 ( )
A．原料是二氧化碳和氧气，产物是有机物和能量
B．原料是二氧化碳和光能，产物是化学能和氧气
C．原料是二氧化碳和水，产物是有机物（储存着能量）和氧气
D．原料是有机物（储存着能量）和氧气，产物是二氧化碳和水
解析　光合作用是绿色植物把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，条件是光，场所是叶绿体。
答案C
　 (1)合理密植：指种植作物时，既不要过稀，也不要过密。合理密植既充分利用了单位面积上的光照，避免造成光源浪费，又不至于让叶片相互遮挡，影响光合作用。

知识点三　光合作用原理在农业生产上的应用
　1．充分利用光照

(2)进行套种（立体种植）：套种就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长市场供应的目的。
2 增加二氧化碳浓度
二氧化碳是植物光合作用的主要原料，空气中二氧化碳浓度一般是0.03%，当空气中二氧化碳的浓度为0.5%~ 0.6%时，农作物的光合作用就会显著增强，从而使产量有较大的提高。
在温室中，增加二氧化碳浓度的方法有很多。例如，增施有机肥料（农家肥），利用微生物分解有机物放出二氧化碳；喷施储存在钢瓶中的二氧化碳等。
3．其他方面
植物光合作用还受其他诸多因素的影响。最大限度地满足农作物进行光合作用时对水、无机盐、温度等方面的要求，农业生产就能获得丰收。
名师点睛　农产品丰收法（促进光合作用）可概括为“三增”：增光、增水、增二氧化碳。
例4（2016山东威海中考）下列农业生产措施与所依据生物学原理的对应关系，错误的是 ( )
A．向蔬菜大棚中施气肥——促进蔬菜的呼吸作用
B．幼苗带土移栽——保护幼根和根毛
C．合理密植——提高光合作用的效率
D．春季早播覆盖地膜——提高地表温度，利于种子萌发
解析　“气肥”实质上是二氧化碳气体，有些菜农在大棚里增施“气肥”，是为了提高植物光合作用的强度．A的分析错误。
答案A

经典例题全解
题型区分光合作用吸收和放出的气体
例（2015江苏盐城中考）绿色植物被称为巨大的“空气净化器”，是由于它能 ( )
A．吸收氧气产生有机物
B．吸收氧气放出二氧化碳
C．吸收二氧化碳产生有机物
D．吸收二氧化碳放出氧气
解析　绿色植物通过光合作用，能够不断消耗大气中的二氧化碳气体，制造氧气排到大气中，维持生物圈中的碳一氧平衡，从而为人类和一切需氧生物的生存创造了必
要条件。因此，我们把绿色植物称为“空气净化器”。
答案D
点拨　植物的光合作用能吸收二氧化碳和释放氧气，从而维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。

易错易混全解
易错点　影响光合作用的因素
1．光照
光照增强，光合作用会随之加强，但当光照增强到一定程度后，光合作用则不再加强。例如，夏季中午光照最强的时候，并不是绿色植物光合作用最强的时候。
2．温度
在一定的温度范围内，光合作用会随温度的升高而增强，但在适宜温度范围之外，即温度过低或过高，光合作用则会降低，甚至停止。
例（2016湖北咸宁中考）用水草进行实验的装置如图3-5-1-5，定时记录试管顶端的气体量，本实验主要研究　( )

A．光照对光合作用速率的影响
B．水温对光合作用速率的影响
C．水量对呼吸作用速率的影响
D．光照对呼吸作用速率的影响
解析　从图中看出，两装置唯一不同的变量是水温．除水温不同外，其他条件如光照、水量、水草等都相同。因此本实验主要研究水温对光合作用速率的影响。
答案B

第二节绿色植物的呼吸作用

教材知识全解
知识点一 与呼吸作用有关的实验
1.实验一：釉子萌发时会产生热
(1)实验过程：用两个暖水瓶装种子，甲瓶中装的是萌发的种子，乙瓶中装的是煮熟的种子。往瓶中各插入一支温度计。过一段时间，观察温度计显示的温度变化（如图3-5-2-1所示）。

(2)实验现象：甲瓶中温度计显示温度升高，乙瓶中温度计显示温度不变。
(3)实验结论：萌发的种子释放出了热量。
(4)实验分析：种子在萌发过程中，其中的有机物发生了变化，释放出能量，一部分能量用于种子的萌发，还有一部分能量以热能的形式散失了。
名师点睛　选用萌发的种子作为实验材料，是因为种子不能进行光合作用。若用绿色植物代替萌发的种子，此实验应该在遮光的条件下进行。
　2.实验二：种子萌发过程中放出二氧化碳
(1)实验过程：如图3-5-2-2所示，瓶中是萌发的种子（瓶内的种子也可用新鲜的豆苗代替）。实验开始时阀门是关闭的。过一段时间以后，往瓶子里注入清水，打开阀门，使瓶内的气体进入试管。观察澄清的石灰水发生了什么变化。

(2)实验现象：萌发的种子产生的气体能使试管中澄清的石灰水变浑浊。
(3)实验结论：萌发的种子放出了二氧化碳。
(4)实验分析：二氧化碳具有使澄清的石灰水变浑浊的特性。上述实验中澄清的石灰水变浑浊，说明种子萌发时放出了二氧化碳。科学实验证明，二氧化碳来自种子里的
有机物。有机物在彻底分解时不仅产生二氧化碳，还产生水。
3.实验三：种子萌发时吸收氧
(1)实验过程：如图3-5-2-3所示，甲瓶装有萌发的种子，乙瓶装有等量的煮熟的种子（甲瓶内可改用新鲜的豆苗，乙瓶内可改用经沸水烫过的豆苗），把甲、乙两瓶同时放
到温暖的地方。24小时以后，观察蜡烛在甲、乙两瓶中的燃烧情况。

(2)实验现象：甲瓶中的蜡烛熄灭，乙瓶中的蜡烛正常燃烧。
(3)实验结论：萌发的种子消耗了氧气。
(4)实验分析：燃烧的蜡烛放进甲瓶里，火焰立刻熄灭了，这是因为甲瓶里缺少氧。甲瓶里的氧被萌发的种子吸收了。科学实验证明，有机物在彻底分解成二氧化碳和水
时，需要氧的参与。
例1 （2016江苏连云港中考）人们在清晨刚进入种植蔬菜的密闭大棚内，会感到气闷，主要原因是 ( )
A．蔬菜的呼吸作用使温度降低
B．蔬菜的呼吸作用消耗了氧气
C．蔬菜的光合作用制造了氧气
D．人体呼出气体中含有二氧化碳
解析　夜间无光，蔬菜不能进行光合作用制造氧气，能进行呼吸作用消耗氧气，导致种植蔬菜的密闭大棚内氧气减少，因此人们在清晨刚进入种植蔬菜的密闭大棚内会感到气闷。
答案B

知识点二　呼吸作用
1．呼吸作用

2．影响呼吸作用的外界因素
　温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
(1)温度。温度适当升高，呼吸作用加强；温度过高，呼吸作用减弱。
(2)水分。植物含水量增加，呼吸作用加强。
(3)氧气。一定范围内，随氧气浓度的增加，呼吸作用（有氧呼吸）显著加强。
(4)二氧化碳。二氧化碳浓度过大，抑制呼吸作用。在贮藏蔬菜、水果、粮食时采用低温、干燥、充加二氧化碳等措施，延长贮藏时间。
3．呼吸作用在农业生产上的应用
在不同的细胞、不同的生命时期，呼吸作用的强弱是有差别的。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志，影响着植物体的生长发育，关系到农作物的产量和品质。
(1)中耕松土
给农作物中耕松土可增加土壤中氧气的含量。根部氧气供应充足时，呼吸作用旺盛，有利于根的生长和对无机盐等养料的吸收。
(2)增加昼夜温差
在温室栽培瓜果蔬菜时，适当降低夜间温度，可减少植物呼吸作用对有机物的消耗，达到提高农作物中营养物质含量的目的。
(3)延长水果、蔬菜的贮藏时间
贮藏农产品时，应尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗。因此，可采用降低环境温度、减少氧气含量的方法延长水果、蔬菜的贮藏时间。
名师点睛　农产品保存法（抑制呼吸作用）可概括为“三低”：低温、低氧、低含水量。
4.呼吸作用是生物的共同特征
呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。任何活细胞都在不停地进行呼吸作用，一旦呼吸作用停止，就意味着生命的终结。
知识拓展　无氧呼吸
一般情况下，呼吸作用都需要氧气，但在特殊情况下，细胞内有机物的分解在没有氧气的参与下也可以进行，只是分解得不够彻底，释放出的能量较少。例如，人体细胞进
行的无氧呼吸可以产生乳酸，这就是突然剧烈运动会导致肌肉酸痛的原因；酵母菌的无氧呼吸可以产生酒精，依据这个原理可以酿酒。
例2 （2016湖南湘潭中考）花卉养殖爱好者经常给花松土，这样做的目的是 ( )
A．促进植物的蒸腾作用 B．促进根的呼吸作用
C．抑制植物的蒸腾作用 D．抑制根的呼吸作用
解析　经常松土，可以使土壤疏松，土壤缝隙中的空气增多，有利于根的呼吸，促进根的生长。
答案B

知识点三　碳-氧平衡
　1.碳-氧平衡
生物的呼吸作用、自然界中有机物的分解以及燃料的燃烧，都要消耗氧气，排出二氧化碳，而绿色植物通过光合作用，能不断消耗大气中的二氧化碳，释放氧气，对维持生
物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡（简称碳一氧平衡）起了重要作用。
2．碳一氧平衡的现状及改善措施
(1)现状
从19世纪后半叶起，随着工厂、汽车、飞机、轮船等迅速增多，人类大量使用燃料，排人大气的二氧化碳量日益增加，已经出现超过生物圈自动调节能力的趋势。大气中二
氧化碳浓度不断增加，对气候的影响日益加剧，导致温室效应愈演愈烈。例如，冰川加速融化，干旱、洪涝灾害频发，全球许多地方都出现异常气候。
知识拓展　温室效应又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的，二氧化碳也被称为温室气体。
(2)人类为维持生物圈中碳一氧平衡采取的主要措施
①保护现有森林，并大力植树造林，充分发挥绿色植物消耗二氧化碳、制造氧气的功能。
②开展国际合作，减少二氧化碳的排放。
例3（2016广东中考）下列做法对维持生物圈中碳一氧平衡不利的是 ( )
A．对草原实施轮牧并控制放牧数量
B．大力开展植树造林，增加绿化面积
C．倡导“使用一次性木筷”和“互赠贺卡”
D．合理使用燃料，减少二氧化碳排放量
解析　绿色植物进行光合作用，消耗大气中的二氧化碳，产生的氧又以气体的形式进入大气，这样就使得生物圈中的氧气和二氧化碳的浓度处于相对的平衡状态。倡导
“使用一次性木筷”和“互赠贺卡”会破坏森林，不利于维持碳一氧平衡。
答案C

经典例题全解
题型综合分析植物的生理作用
例（2016河北沧州中考）图3-5-2-4中①②③④分别表示不同的物质，箭头表示物质进出叶片的方向，以下说法正确的是（）

A．若①代表二氧化碳，②代表氧气，说明叶片正在进行呼吸作用
B．若③代表水分，②代表水蒸气，说明叶片正在进行蒸腾作用
C．若叶片正在进行光合作用，则①代表氧气，④代表有机物
D．此叶片在白天只能进行光合作用，晚上只能进行呼吸作用
解析若①代表二氧化碳，②代表氧气，④代表有机物，说明叶片正在进行光合作用，A、C的说法错误。若③代表水分，②代表水蒸气，说明叶片正在进行蒸腾作用．B的说法正确。植物在白天进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用，在夜晚进行呼吸作用和蒸腾作用，D的说法错误。
答案B
点拨　植物的光合作用原理是：在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在制造的有机物里。若为光合作用示意图，则①②③④分别是二氧化碳、氧气、水、有机物。呼吸作用的原理是：在线粒体里，在氧气的作用下把有机物分解成二氧化碳和水，同时释放能量。若为呼吸作用示意图，则①②③④分别是氧气、二氧化碳、有机物、水。植物体内的水分以气体的形式散失到空气中的过程叫蒸腾作用，若为蒸腾作用示意图，则②指的是水蒸气。

易错易混全解
易错点　光合作用和呼吸作用

例（2016安徽阜阳中考）隆冬时节，瓜农为提高黄瓜产量，在大棚内放置了三个煤球炉。甲的做法是：在天气晴朗的白天，三个煤球炉同时烧着，晚上烧两个；而乙的做法是：在天气晴朗的白天烧两个，晚上烧三个。你认为这两个人的做法及理由合理的是 ( )
A．乙，因为晚上烧三个能提高大棚的温度，有利于黄瓜的光合作用
B．乙，因为白天烧两个能提高大棚的温度，有利于黄瓜的呼吸作用
C．甲，因为白天煤球炉能释放二氧化碳和提高大棚温度，有利于植物的光合作用
D．甲，因为晚上煤球炉能释放二氧化碳和提高大棚温度，有利于植物的呼吸作用
解析　二氧化碳的浓度可以影响植物的光合作用，在一定范围内，二氧化碳的浓度越高，光合作用越强，制造的有机物越多，所以在大棚内烧煤球炉是为了增加大棚内二
氧化碳浓度，并适当提高大棚内的温度，增加光合作用的强度，提高黄瓜的产量。植物的呼吸作用受温度的影响，温度越低呼吸作用越弱，分解的有机物就越少，所以夜间适当降低大棚内的温度可以抑制植物的呼吸作用，降低植物体内有机物的消耗。
答案C