🌿 生物圈中的绿色植物
🎨 核心概念图解
图1：叶片结构与光合作用
图2：光合作用与呼吸作用关系
图3：花的结构与果实形成
图4：菜豆种子与玉米种子结构对比
图5：根尖的结构
图6：植物类群进化关系
# 模块三：生物圈中的绿色植物
模块地位：核心重点模块，分值占比约 12%~18% 难度：⭐⭐⭐（中等） 常考题型：选择题、实验探究题、综合应用题（光合作用与呼吸作用综合是压轴题常客）
考纲要求
- 描述种子萌发的条件和过程
- 描述芽的发育和根的生长过程
- 概述开花和结果的过程
- 说明绿色植物的生活需要水和无机盐
- 描述绿色植物的蒸腾作用
- 阐明绿色植物的光合作用
- 举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用
- 描述绿色植物的呼吸作用
- 说明绿色植物有助于维持生物圈中的碳—氧平衡
给初学者的话
💡 本章怎么学？ 1. 先通读一遍，把不认识的词圈出来； 2. 对照课本插图，理解每个结构在哪里、有什么用； 3. 把加粗的关键句读三遍； 4. 最后做几道课后练习检验一下。 不用一开始就把所有拓展内容都弄懂，先把基础部分掌握扎实。
本章学习目标
学完本章，你应该能：
- 说出植物各类群的主要特征和代表植物；
- 描述种子的结构和萌发条件；
- 理解光合作用和呼吸作用的原料、产物、条件和场所；
- 能区分光合作用与呼吸作用，并联系实际应用。
一、绿色植物的分类
| 类群 | 代表植物 | 主要特征 | 繁殖方式 |
|---|---|---|---|
| 藻类植物 | 海带、紫菜、水绵、衣藻 | 没有根、茎、叶的分化，大多生活在水中 | 孢子生殖 |
| 苔藓植物 | 葫芦藓、地钱 | 有茎和叶，但无导管，根为假根，生活在阴湿处 | 孢子生殖 |
| 蕨类植物 | 肾蕨、卷柏、满江红、桫椤 | 有根、茎、叶，有输导组织，生活在阴湿处 | 孢子生殖 |
| 裸子植物 | 松、柏、杉、银杏、苏铁 | 种子裸露，无果皮包被，有根、茎、叶、种子 | 种子生殖 |
| 被子植物 | 绿色开花植物 | 种子外有果皮包被，有六大器官，最高等 | 种子生殖 |
📚 课本原话：藻类植物没有根、茎、叶的分化；苔藓植物一般都很矮小，通常具有类似茎和叶的分化，但是茎中没有导管，叶中也没有叶脉，根非常简单，称为假根；蕨类植物有根、茎、叶的分化，在这些器官中有专门运输物质的通道——输导组织。
🔥 进化趋势：藻类 → 苔藓 → 蕨类 → 裸子 → 被子 （从水生到陆生，从简单到复杂，从低等到高等）
检测空气污染指示植物：苔藓植物（叶片只有一层细胞，二氧化硫等有毒气体易侵入）
⚠️ 老师提醒：孢子植物（藻类、苔藓、蕨类）靠孢子繁殖；种子植物（裸子、被子）靠种子繁殖。裸子植物和被子植物统称为种子植物。
二、种子的结构与萌发
1. 种子的结构
菜豆种子（双子叶植物）结构：
| 结构 | 特点 | 功能 |
|---|---|---|
| 种皮 | 种子最外层 | 保护胚 |
| 胚 | 新植物的幼体 | 发育成新植株 |
| 胚芽 | 胚的顶端 | 发育成茎和叶 |
| 胚轴 | 连接胚芽和胚根 | 发育成连接根和茎的部分 |
| 胚根 | 胚的下端 | 发育成根 |
| 子叶 | 两片，肥厚 | 储存营养物质 |
玉米种子（单子叶植物）结构：
| 结构 | 特点 | 功能 |
|---|---|---|
| 果皮和种皮 | 紧密结合 | 保护 |
| 胚 | 新植物的幼体 | 发育成新植株 |
| 胚乳 | 储存营养物质 | 为胚的发育提供营养 |
| 子叶 | 一片 | 转运营养物质 |
📚 课本原话：胚是新植物的幼体，由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成。
🔬 实验要点：观察玉米种子结构时，用刀片将玉米种子从中央纵向剖开，在剖面上滴一滴碘液，胚乳部分会变蓝色，说明胚乳中含有淀粉（淀粉遇碘变蓝）。
⚠️ 老师提醒：胚乳不是胚的组成部分，胚只包括胚芽、胚轴、胚根和子叶。双子叶植物营养物质储存在子叶中，单子叶植物营养物质储存在胚乳中。
💡 例题精讲：面粉主要来自小麦种子的哪一结构？豆油主要来自大豆种子的哪一结构？ 解析：小麦是单子叶植物，营养物质储存在胚乳中，面粉主要来自胚乳；大豆是双子叶植物，营养物质储存在子叶中，豆油主要来自子叶。答案：胚乳；子叶。
2. 种子萌发的条件
种子萌发必须同时满足自身条件和环境条件。
| 条件类型 | 具体要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 环境条件 | 适宜的温度 | 不同植物种子萌发温度不同 |
| 一定的水分 | 使种皮变软，胚根易突破种皮；激活酶的活性 | |
| 充足的空气 | 供胚呼吸，释放能量 | |
| 自身条件 | 胚是完整的、有活力的 | 胚死亡或受损不能萌发 |
| 不在休眠期 | 有些种子有休眠特性 | |
| 有供胚发育的营养物质 | 子叶或胚乳储存营养物质 |
📚 课本原话：种子萌发需要适宜的温度、一定的水分和充足的空气。种子萌发还需要自身条件：胚是完整的、活的，并且不在休眠期。
🔬 实验要点：探究“种子萌发需要的环境条件”时，可设计多组对照实验：①有水分与无水；②适宜温度与低温；③充足空气与缺空气（水淹没种子）。注意每组只能有一个变量。
⚠️ 老师提醒：大多数种子萌发不需要光照，因此光照不是种子萌发的必要环境条件。但少数种子萌发需要光。
3. 种子萌发的过程
- 吸水膨胀：种子吸收水分，体积膨胀，种皮变软。
- 胚根突破种皮：胚根最先发育，突破种皮，形成根。
- 胚轴伸长：胚轴伸长，将胚芽托出土壤。
- 胚芽发育成茎和叶：胚芽逐渐发育成茎和叶。
📚 课本原话：种子萌发时，首先要吸收水分。随后，子叶或胚乳中的营养物质逐渐转运给胚根、胚芽、胚轴。胚根发育，突破种皮，形成根；胚轴伸长；胚芽发育成芽，芽进一步发育成茎和叶。
💡 例题精讲：种子萌发时，最先突破种皮的结构是（ ） A. 胚芽 B. 胚轴 C. 胚根 D. 子叶 解析：胚根最先突破种皮，形成根，便于固定和吸收水分。答案：C。
🚀 高中衔接（选读）：种子萌发过程中，细胞呼吸作用增强，有机物总量减少、种类增多。萌发初期主要进行无氧呼吸，氧气充足后转为有氧呼吸。激素调控也参与其中，如赤霉素促进种子萌发，脱落酸抑制萌发。
三、植株的生长
1. 根的生长
根的生长主要靠两个区域：分生区和伸长区。
| 区域 | 位置 | 特点 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 根冠 | 根尖最顶端 | 细胞较大，排列不整齐 | 保护分生区 |
| 分生区 | 根冠上方 | 细胞小，排列紧密，分裂能力强 | 不断分裂产生新细胞 |
| 伸长区 | 分生区上方 | 细胞迅速伸长 | 根生长最快的部位 |
| 成熟区 | 伸长区上方 | 表皮细胞向外突起形成根毛 | 吸收水分和无机盐的主要部位 |
📚 课本原话：根生长最快的部位是伸长区。根吸收水分和无机盐的主要部位是成熟区，因为成熟区有大量的根毛，增大了吸收面积。
🔬 实验要点：观察根尖时，可用放大镜或显微镜观察根尖各区域细胞特点；根毛是成熟区表皮细胞向外突起形成的，数量多、表面积大，有利于吸收水和无机盐。
⚠️ 老师提醒：根生长一方面靠分生区细胞分裂增加细胞数量，另一方面靠伸长区细胞体积增大。根生长最快的部位是伸长区，不是分生区。
💡 例题精讲：移栽植物时为什么要带土坨？为什么要去掉部分叶片？ 解析：带土坨是为了保护幼根和根毛，减少对根吸收功能的损伤；去掉部分叶片是为了降低蒸腾作用，减少水分散失。答案：保护根毛；降低蒸腾作用。
2. 枝条的发育
枝条是由芽发育而来的。
| 芽的结构 | 发育结果 |
|---|---|
| 幼叶 | 叶 |
| 芽轴 | 茎 |
| 芽原基 | 芽 |
| 生长点 | 使芽轴不断伸长 |
📚 课本原话：枝条是由芽发育成的。芽中有分生组织，芽在发育时，分生组织的细胞分裂和分化，形成新的枝条。
⚠️ 老师提醒：茎的加粗生长与茎中的形成层有关。形成层细胞不断分裂，向内形成木质部，向外形成韧皮部，使茎逐年加粗。单子叶植物茎一般没有形成层，不能逐年加粗。
3. 植株的生长需要营养物质
植物生长需要水、无机盐和有机物。
- 水：是植物细胞的重要组成部分，参与各种生理活动。
- 无机盐：植物需要量最多的是含氮、磷、钾的无机盐。
| 无机盐 | 作用 | 缺乏症状 |
|---|---|---|
| 含氮无机盐 | 促进细胞分裂和生长，使枝叶繁茂 | 植株矮小瘦弱，叶片发黄 |
| 含磷无机盐 | 促进幼苗发育和花的开放，使果实、种子提早成熟 | 植株特别矮小，叶片暗绿或紫色 |
| 含钾无机盐 | 使茎秆健壮，促进淀粉的形成和运输 | 茎秆软弱，易倒伏，叶片边缘褐色 |
📚 课本原话：植物的生长需要多种无机盐，其中需要量最多的是含氮的、含磷的和含钾的无机盐。
💡 例题精讲：植物叶片发黄，应主要施加什么肥料？ 解析：叶片发黄通常缺乏含氮无机盐，应施加氮肥。答案：氮肥。
四、开花和结果
1. 花的结构
花的基本结构包括：
| 结构 | 组成 | 功能 |
|---|---|---|
| 花柄 | 连接花和茎 | 支持花，输送营养物质 |
| 花托 | 花的各部分着生处 | 支撑花的各部分 |
| 花被 | 花萼和花冠 | 保护花蕊，吸引昆虫 |
| 雄蕊 | 花药和花丝 | 花药中产生花粉 |
| 雌蕊 | 柱头、花柱和子房 | 子房内有胚珠，发育成果实和种子 |
📚 课本原话：花的主要结构是雄蕊和雌蕊，雄蕊花药里面有花粉，雌蕊下部的子房里有胚珠。
⚠️ 老师提醒：花的主要结构是雄蕊和雌蕊（合称花蕊），因为它们与果实和种子的形成有直接关系。
2. 传粉和受精
传粉：花粉从花药落到雌蕊柱头上的过程。
| 传粉类型 | 特点 | 举例 |
|---|---|---|
| 自花传粉 | 花粉落到同一朵花的柱头上 | 小麦、豌豆 |
| 异花传粉 | 花粉落到另一朵花的柱头上 | 玉米、桃花 |
- 异花传粉需要借助媒介，如昆虫（虫媒花：颜色鲜艳、有香味、有花蜜）或风力（风媒花：花粉多而轻、柱头有黏液）。
📚 课本原话：花粉从花药中散放而落到雌蕊柱头上的过程，叫做传粉。
受精：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。
受精过程：
- 花粉落到柱头上，受柱头黏液刺激萌发，长出花粉管。
- 花粉管穿过花柱，进入子房，到达胚珠。
- 花粉管中的精子与胚珠中的卵细胞结合，形成受精卵。
📚 课本原话：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。
⚠️ 老师提醒：一个子房内可能有多个胚珠，每个胚珠受精后形成一粒种子。因此果实中种子的数目取决于子房中胚珠的数目。
3. 果实和种子的形成
受精完成后，花瓣、雄蕊、柱头、花柱等凋落，子房继续发育成果实。
| 花的结构 | 发育结果 |
|---|---|
| 子房 | 果实 |
| 子房壁 | 果皮 |
| 胚珠 | 种子 |
| 珠被 | 种皮 |
| 受精卵 | 胚 |
| 受精极核 | 胚乳 |
📚 课本原话：受精完成后，花瓣、雄蕊以及柱头和花柱都纷纷凋落，子房继续发育成果实。其中子房壁发育成果皮，子房里面的胚珠发育成种子，胚珠里面的受精卵发育成胚。
💡 例题精讲：桃子的果肉和桃仁分别由花的什么结构发育而来？ 解析：桃子的果肉属于果皮，由子房壁发育而来；桃仁是种子，由胚珠发育而来。答案：子房壁；胚珠。
⚠️ 老师提醒：我们吃的西瓜瓤是果皮（由子房壁发育），西瓜子是种子（由胚珠发育）。带壳的果实如桃子、苹果等，食用部分多为果皮。
五、绿色植物与生物圈的水循环
1. 植物对水分的吸收和运输
- 根吸收水分的主要部位是根尖成熟区（根毛区）。
- 水分在植物体内通过导管自下而上运输。
- 运输途径：土壤 → 根毛 → 根内导管 → 茎内导管 → 叶脉导管 → 叶片气孔 → 大气。
📚 课本原话：根吸收水分的主要部位是根尖的成熟区。成熟区有大量的根毛，这使得根尖具有巨大的吸收面积，因而具有强大的吸水能力。
🔬 实验要点：观察“茎的输导作用”时，将带叶的枝条插入稀释的红墨水中，在阳光下照射一段时间后，茎的木质部被染成红色，说明导管位于木质部中，运输方向是自下而上。
2. 蒸腾作用
概念：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫做蒸腾作用。蒸腾作用主要通过叶片上的气孔进行。
气孔：由一对保卫细胞围成的空腔，是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。
| 状态 | 保卫细胞变化 | 气孔变化 |
|---|---|---|
| 吸水 | 保卫细胞膨胀，内壁弯曲 | 气孔张开 |
| 失水 | 保卫细胞收缩 | 气孔闭合 |
📚 课本原话：气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。它是由一对半月形的细胞——保卫细胞围成的空腔。
⚠️ 老师提醒：陆生植物叶片下表皮气孔多于上表皮，有利于减少水分过度散失。水生植物如睡莲，上表皮气孔较多。
蒸腾作用的意义：
- 促进水分和无机盐在植物体内的运输。
- 降低叶片表面温度，避免植物被灼伤。
- 增加大气湿度，促进生物圈的水循环。
📚 课本原话：蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水。植物的茎叶承接着雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷；树林中的枯枝落叶就像一层厚厚的海绵，能够吸纳大量的雨水，使得雨水更多地渗入地下，补充地下水。
💡 例题精讲：为什么移栽幼苗时往往要剪掉部分叶片，或在阴天、傍晚进行？ 解析：都是为了降低蒸腾作用，减少水分散失，提高移栽成活率。答案：降低蒸腾作用，减少水分散失。
🚀 高中衔接（选读）：水分在植物体内的运输动力主要来自蒸腾作用产生的蒸腾拉力。无机盐随水分在导管中运输，但运输是选择性吸收，与根细胞主动运输有关。保卫细胞的吸水和失水与细胞液浓度变化有关，光照、CO₂浓度、水分状况等因素都会影响气孔开闭。
六、绿色植物的光合作用
1. 光合作用的概念
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2. 光合作用的公式
光能
二氧化碳 + 水 ───────→ 有机物（储存能量）+ 氧气
叶绿体📚 课本原话：光合作用实质上是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。
3. 光合作用的实质
- 物质转化：无机物（CO₂和H₂O）→ 有机物
- 能量转化：光能 → 化学能（储存在有机物中）
4. 光合作用的意义
- 为自身和其他生物提供有机物和氧气。
- 将光能转化为化学能，储存在有机物中，是生物能量的最终来源。
- 维持生物圈中的碳—氧平衡。
5. 探究光合作用的经典实验
实验一：绿叶在光下制造有机物
步骤：
- 暗处理：把天竺葵放到黑暗处一昼夜，目的是将叶片中原有的淀粉运走耗尽。
- 部分遮光：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，设置对照实验，变量是光。
- 光照：移到阳光下照射几小时。
- 酒精脱色：摘下叶片，去掉黑纸片，放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。
- 漂洗加碘：用清水漂洗叶片，再滴加碘液。
- 观察：见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝。
🔬 实验要点：酒精隔水加热是因为酒精易燃，直接加热易引发危险；脱色后叶片呈黄白色，便于观察碘液变蓝现象。
📚 课本原话：叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，说明叶片的见光部分产生了淀粉。淀粉是光合作用的产物。叶片见光部分产生了淀粉，遮光部分没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
实验二：探究二氧化碳是光合作用必需的原料
- 设置对照：一组提供正常二氧化碳（空气），另一组用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳。
- 结果：无二氧化碳组叶片不能进行光合作用，滴加碘液不变蓝。
📚 课本原话：氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳。如果设计一组对照实验，除了要研究的二氧化碳条件不同以外，其他条件都应当相同，则可以证明二氧化碳是光合作用必需的原料。
实验三：探究光合作用产生氧气
- 将金鱼藻放在盛有清水的大烧杯中，倒置漏斗收集气体，用带火星的细木条检验。
- 现象：带火星的细木条复燃，说明光合作用产生了氧气。
⚠️ 老师提醒：
- 验证光合作用产淀粉用碘液，淀粉遇碘变蓝。
- 验证光合作用产生氧气用带火星的木条，氧气能使带火星的木条复燃。
- 验证光合作用需要二氧化碳用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳。
💡 例题精讲：在“绿叶在光下制造有机物”实验中，叶片遮光部分滴加碘液不变蓝，说明什么？ 解析：说明遮光部分没有进行光合作用，没有产生淀粉，从而证明光是光合作用不可缺少的条件。答案：光是光合作用的必要条件。
6. 光合作用原理在生产上的应用
| 措施 | 原理 |
|---|---|
| 合理密植 | 充分利用光照，提高光合作用效率 |
| 间作套种 | 充分利用光能和土地 |
| 适当增加CO₂浓度 | 提高光合作用原料供应 |
| 适当延长光照时间 | 增加光合作用时间 |
| 温室大棚白天适当升温 | 提高光合作用酶活性 |
📚 课本原话：种植农作物时，既不能过稀，也不能过密，应该合理密植。合理密植可以使作物的叶片充分地接受光照，提高光能利用率。
🚀 高中衔接（选读）：光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，将光能转化为ATP和NADPH中的化学能，并释放氧气；暗反应在叶绿体基质中进行，利用CO₂合成有机物。C₃植物（如水稻、小麦）CO₂先与C₅结合形成C₃，再被还原；C₄植物（如玉米、甘蔗）有“花环型”结构，能更有效地固定CO₂，适应高温强光环境。
七、绿色植物的呼吸作用
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，供生命活动需要的过程。
2. 呼吸作用的公式
有机物（储存能量）+ 氧气 ──→ 二氧化碳 + 水 + 能量
📚 课本原话：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，供给生命活动的需要，这个过程叫做呼吸作用。
3. 呼吸作用的实质
- 分解有机物，释放能量。
- 为生物体的各项生命活动提供能量。
4. 呼吸作用的部位
呼吸作用主要在线粒体中进行，在细胞的各个活细胞中都能进行。
⚠️ 老师提醒：呼吸作用是活细胞时刻都在进行的，有光无光都能进行。光合作用只在含叶绿体的细胞中进行，呼吸作用在所有活细胞中都能进行。
5. 呼吸作用的意义
- 为生物体的生命活动提供能量。
- 呼吸作用释放的能量，一部分用于维持体温，一部分用于各项生命活动。
6. 探究呼吸作用的实验
实验一：呼吸作用释放二氧化碳
- 将萌发的种子放入澄清石灰水中，或用导管将气体通入澄清石灰水。
- 现象：澄清石灰水变浑浊。
- 结论：呼吸作用产生二氧化碳。
🔬 实验要点：实验装置中应设置对照，用煮熟的种子作为对照，排除其他因素干扰。
实验二：呼吸作用消耗氧气
- 将萌发的种子放入密闭瓶中，用燃烧的蜡烛检验瓶内气体。
- 现象：燃烧的蜡烛熄灭。
- 结论：呼吸作用消耗氧气。
实验三：呼吸作用释放能量
- 将萌发的种子放入保温瓶中，插入温度计。
- 现象：温度升高。
- 结论：呼吸作用释放能量。
📚 课本原话：萌发的种子呼吸作用旺盛，吸收了氧气，放出二氧化碳。同时释放出的能量一部分以热能的形式散失出来，所以温度升高了。
💡 例题精讲：为什么刚收获的粮食堆在一起会发热？ 解析：刚收获的粮食种子细胞仍具有活性，呼吸作用旺盛，释放能量，其中一部分以热能形式散失，使粮堆温度升高。答案：呼吸作用释放能量。
7. 呼吸作用原理在生产生活中的应用
| 措施 | 原理 |
|---|---|
| 田间松土 | 增加土壤氧气含量，促进根的呼吸作用 |
| 及时排水 | 避免水涝导致根部缺氧，影响呼吸 |
| 低温储存粮食、水果 | 降低呼吸作用强度，减少有机物消耗 |
| 降低氧气浓度储存 | 抑制呼吸作用，延长保鲜时间 |
| 温室夜间适当降温 | 减弱呼吸作用，减少有机物消耗 |
📚 课本原话：储藏粮食时，要保持干燥和低温；储藏水果、蔬菜时，为了降低呼吸作用强度，可以采取降低温度或氧浓度的方法。
🚀 高中衔接（选读）：有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段在细胞质基质中，葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段在线粒体基质中，丙酮酸与水反应生成CO₂和[H]，释放少量能量；第三阶段在线粒体内膜上，[H]与氧结合生成水，释放大量能量。无氧呼吸在细胞质基质中进行，植物无氧呼吸一般产生酒精和二氧化碳，动物细胞无氧呼吸产生乳酸。
八、光合作用与呼吸作用的对比
| 比较项目 | 光合作用 | 呼吸作用 |
|---|---|---|
| 场所 | 叶绿体 | 线粒体 |
| 条件 | 需要光 | 有光无光都进行（时刻进行） |
| 原料 | 二氧化碳、水 | 有机物、氧气 |
| 产物 | 有机物、氧气 | 二氧化碳、水 |
| 能量变化 | 储存能量 | 释放能量 |
| 物质变化 | 合成有机物 | 分解有机物 |
| 联系 | 相互依存，互为原料和产物 |
🔥 综合题高频： - 白天：光合作用 ＞ 呼吸作用 → 有机物积累 - 夜晚：只进行呼吸作用 → 有机物消耗 - 一天中有机物积累最多的时候是傍晚（日落前） - 温室大棚：白天适当升温（增强光合），夜间适当降温（减弱呼吸）→ 增产
💡 例题精讲：一天中，植物体内有机物积累最多的时刻是什么时候？为什么？ 解析：傍晚（日落前）。因为从清晨到傍晚，光合作用持续制造有机物，而呼吸作用全天消耗有机物；到傍晚时，光合作用积累的有机物达到一天中的最大值。夜晚只进行呼吸作用，有机物会减少。答案：傍晚（日落前）。
九、绿色植物与生物圈的碳-氧平衡
- 绿色植物通过光合作用消耗二氧化碳，释放氧气
- 生物通过呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳
- 二者维持相对平衡 → 碳—氧平衡
- 温室效应：人类大量使用燃料，导致CO₂增多，气候变暖
- 维持碳—氧平衡的措施：植树造林、减少化石燃料使用、低碳生活
📚 课本原话：绿色植物通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，又将氧气排放到大气中，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。
🚀 高中衔接（选读）：碳循环中，CO₂通过光合作用进入生物群落，通过呼吸作用、分解作用和化石燃料燃烧返回大气。植树造林可增大碳汇，减少化石燃料燃烧可减少碳源，是实现碳中和的重要途径。
十、真题链接
【选择题示例】
- 种子萌发所需的外界条件不包括（ ）
A. 适宜的温度 B. 一定的水分 C. 充足的空气 D. 充足的光照
答案：D
- 光合作用的产物是（ ）
A. 二氧化碳和水 B. 有机物和氧气 C. 有机物和二氧化碳 D. 水和氧气
答案：B
⚠️ 老师提醒：光合作用原料是CO₂和H₂O，产物是有机物和O₂；呼吸作用原料是有机物和O₂，产物是CO₂和H₂O，不要混淆。
【实验探究题示例】
在“绿叶在光下制造有机物”实验中，某同学将天竺葵暗处理后，用黑纸片遮盖叶片一部分，光照数小时后，取下叶片进行酒精脱色、漂洗、滴加碘液。请问：
（1）暗处理的目的是什么？
（2）该实验的变量是什么？
（3）实验现象是什么？可得出什么结论？
答案：
（1）将叶片中原有的淀粉运走耗尽，避免对实验结果造成干扰。
（2）变量是光。
（3）见光部分变蓝，遮光部分不变蓝；说明光合作用需要光，淀粉是光合作用的产物。
💡 例题精讲：探究实验题答题时，要明确实验变量、对照组、实验现象和结论，结论要用课本规范语言表述。
【综合题示例】
某温室大棚中，白天适当升温、夜间适当降温，可以提高作物产量。请解释原因。
答案：白天适当升温可增强光合作用强度，制造更多有机物；夜间适当降温可减弱呼吸作用强度，减少有机物消耗。因此昼夜温差大有利于有机物积累，提高产量。
十一、本模块易错点汇总
| 易错点 | 正确理解 |
|---|---|
| 种子萌发需要光 | 大多数种子萌发不需要光 |
| 胚乳是胚的一部分 | 胚乳不是胚的结构，胚只包括胚芽、胚轴、胚根、子叶 |
| 根生长最快的是分生区 | 伸长区生长最快 |
| 根吸收水的主要部位是伸长区 | 成熟区（有根毛） |
| 植物只在白天呼吸 | 活细胞时刻都在呼吸 |
| 光合作用只在叶肉细胞进行 | 含叶绿体的细胞都能进行 |
| 气孔只进行蒸腾作用 | 也是气体交换的窗口（CO₂、O₂进出） |
| 上表皮气孔多 | 下表皮气孔多（陆生植物） |
| 光合作用白天进行，呼吸作用晚上进行 | 光合有光才进行，呼吸全天进行 |
| 温室只升温就能增产 | 白天升温（促光合）+ 夜间降温（抑呼吸）才增产 |
✅ 掌握程度自测：能独立默写出光合作用和呼吸作用的公式 → 已掌握； 能说出天竺葵实验的步骤和原理 → 已掌握； 能分析光合+呼吸综合曲线题 → 已掌握。
课本实验精讲
实验一：探究种子萌发需要的环境条件
提出问题：种子萌发需要哪些环境条件？
变量设计：
- 1号瓶：适量的水、适宜的温度、充足的空气 → 对照组
- 2号瓶：无水 → 探究水分的影响
- 3号瓶：水淹没种子（缺空气） → 探究空气的影响
- 4号瓶：放入冰箱（低温） → 探究温度的影响
实验结论：种子萌发需要一定的水分、适宜的温度和充足的空气。
实验二：绿叶在光下制造有机物
实验步骤：
- 暗处理：把天竺葵放到黑暗处一昼夜，目的是耗尽叶片中原有的淀粉。
- 选叶遮光：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。
- 脱色：几小时后摘下叶片，去掉黑纸片，把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中。
- 漂洗染色：用清水漂洗叶片，再滴加碘液。
- 观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶色变化。
实验现象：见光部分变蓝色，遮光部分不变蓝。
实验结论：淀粉是光合作用的产物，光是光合作用不可缺少的条件。
实验三：探究二氧化碳是光合作用必需的原料
实验设计：
- 甲装置：清水
- 乙装置：氢氧化钠溶液（吸收二氧化碳）
实验现象：甲装置叶片变蓝，乙装置叶片不变蓝。
实验结论：二氧化碳是光合作用的原料。
核心概念辨析表
| 概念 | 含义/特点 |
|---|---|
| 单子叶植物 | 种子有一片子叶，叶脉多为平行脉，须根系 |
| 双子叶植物 | 种子有两片子叶，叶脉多为网状脉，直根系 |
| 导管 | 运输水和无机盐，自下而上，死细胞 |
| 筛管 | 运输有机物，自上而下，活细胞 |
| 光合作用 | 合成有机物，储存能量，释放氧气 |
| 呼吸作用 | 分解有机物，释放能量，产生二氧化碳 |
🚀 高中衔接（选读）
1. 光合作用的过程
光合作用分为两个阶段：
- 光反应阶段：在类囊体薄膜上进行，需要光，将水分解成氧气和[H]，同时合成 ATP。
- 暗反应阶段：在叶绿体基质中进行，不需要光，利用 ATP 和[H]将二氧化碳还原成有机物。
总反应式：
CO₂ + H₂O →（光能、叶绿体）→ (CH₂O) + O₂
2. 有氧呼吸的三个阶段
- 第一阶段：在细胞质基质中，葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量。
- 第二阶段：在线粒体基质中，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量。
- 第三阶段：在线粒体内膜上，[H]和氧气结合生成水，释放大量能量。
3. 影响光合作用和呼吸作用的因素
- 光照强度、二氧化碳浓度、温度、水分
- 储存粮食、水果时要降低呼吸作用：低温、低氧、干燥
综合例题精讲
例题 1：某同学设计了如下实验：将等量的小麦种子分别放在甲、乙两个培养皿中，甲培养皿放在温暖处，乙培养皿放在冰箱中。其他条件相同。几天后，甲培养皿中的种子萌发了，乙培养皿中的种子没有萌发。这个实验说明种子萌发需要（ ）
A. 一定的水分 B. 充足的空气 C. 适宜的温度 D. 光照
解析：两组实验的唯一区别是温度（温暖 vs 低温），因此变量是温度。
答案：C
例题 2：为了提高大棚蔬菜的产量，可采取哪些措施？
解析：增产就是增强光合作用、减弱呼吸作用。
- 适当增加二氧化碳浓度
- 适当增强光照
- 适当提高白天温度，降低夜间温度
- 合理密植
学习自评清单
- [ ] 能说出种子的结构及各部分发育结果
- [ ] 能说出种子萌发所需的环境条件和自身条件
- [ ] 能描述根尖的结构和功能
- [ ] 能说出花的结构和果实形成过程
- [ ] 能写出光合作用和呼吸作用的公式
- [ ] 能区分光合作用和呼吸作用
- [ ] 能解释农业生产中提高产量的措施
拓展加油站（可选读）
📌 本节内容是为想多了解一些的同学准备的，基础考试不一定考。如果时间紧，可以先跳过，以后有余力再回来看。
📘 一、学优生拓展（知识丰富学生）
🚀 高中衔接（选读）： 1. 光合作用光反应与暗反应：光反应在类囊体薄膜上，将光能转化为ATP和NADPH，分解水释放氧气；暗反应在叶绿体基质中，CO₂先被固定为C₃，再被还原为有机物。 2. 有氧呼吸三阶段：第一阶段葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸；第二阶段丙酮酸在线粒体基质与水反应生成CO₂；第三阶段[H]在线粒体内膜与氧结合生成水。三个阶段均有能量释放，第三阶段释放最多。 3. C₃植物与C₄植物：C₃植物（小麦、水稻）在叶肉细胞中直接固定CO₂；C₄植物（玉米、甘蔗）先在叶肉细胞中固定CO₂为四碳化合物，再运输到维管束鞘细胞中释放CO₂进行光合作用，适应干旱、高温环境。
📗 二、中等生巩固（知识一般学生）
重点复习：
- 种子萌发条件和过程；
- 根尖各区域名称和功能；
- 光合作用、呼吸作用公式、条件、场所；
- 绿叶在光下制造有机物实验步骤；
- 果实和种子形成过程。
📙 三、教师视角（专业生物老师）
本章教学应注重：
- 通过实验探究帮助学生理解光合作用和呼吸作用；
- 强调对比分析光合作用和呼吸作用的异同；
- 结合生产实践，让学生理解光合作用原理的应用；
- 引导学生关注碳—氧平衡与环境保护。
📕 四、跨模块联系
本章光合作用、呼吸作用的知识与“生物体的结构层次”中叶绿体、线粒体的功能相呼应；与“生物与环境”中碳循环、生态系统的物质和能量流动相联系。理解本章内容是学好初中生物的关键。