初中生物知识点清单(七年级上册)¶
依据《义务教育生物学课程标准(2022年版)》及人教版教材整理,涵盖七年级上册全部章节的知识点解析、能力要求与典型示例。
第一单元 生物和生物圈¶
本单元是初中生物学习的起点,核心概念包括:生物的基本特征、生物圈的组成与功能、细胞的结构与功能、生物体的结构层次。通过本单元学习,学生应建立”生物体具有一定的结构层次,能够完成各项生命活动”“生物与环境相互依存、相互影响”等大概念。
第一章 认识生物¶
1. 生物的基本特征¶
解析:生物具有区别于非生物的基本特征,主要包括以下七个方面:
(1)需要营养:植物通过光合作用制造有机物,动物通过摄取食物获得营养,微生物通过分解或吸收获取营养物质。营养是生物进行生命活动的物质和能量基础。
(2)能进行呼吸:绝大多数生物在生命活动中都要吸入氧气,呼出二氧化碳,通过呼吸作用释放能量,供生命活动需要。需要注意的是,并非所有生物的呼吸都需要氧气,如某些厌氧菌可以在无氧条件下进行无氧呼吸。
(3)能排出体内产生的废物:生物在生活过程中,体内会不断产生废物,这些废物需要及时排出体外。动物可以通过出汗、呼气、排尿等途径排出废物;植物可以通过落叶等方式排出部分废物。
(4)能对外界刺激作出反应:生物能对各种刺激作出有规律的反应,称为应激性。如含羞草受触碰叶片合拢、向日葵向光生长、人的手碰到烫的东西立刻缩回等。应激性是生物适应环境的基本方式之一。
(5)能生长和繁殖:生物能由小长大,发育到一定阶段时,可以产生后代,使种族得以延续。繁殖方式分为有性繁殖和无性繁殖两大类。
(6)都有遗传和变异的特性:亲代与子代之间既具有相似性(遗传),也存在差异(变异)。遗传保持物种的稳定性,变异为生物进化提供材料。遗传和变异是生物进化的基础。
(7)除病毒外,生物都是由细胞构成的:病毒没有细胞结构,由蛋白质外壳和内部核酸组成,但病毒必须寄生在活细胞中才能繁殖。其余所有生物——从单细胞的草履虫到多细胞的人体,均由细胞构成。近年也有将”具有严整的结构”“能适应和影响环境”列为生物特征的说法。
判断一个物体是否为生物,不能仅凭单一特征,需要综合分析。例如,机器人能对外界刺激作出反应,但不具备其余生物特征;钟乳石能”生长”,但不能繁殖,不具备生物的基本特征。
能力要求:
- 了解:能说出生物的七大基本特征,理解每项特征的基本含义。
- 理解:能区分生物与非生物的根本区别,理解判断生物的依据是综合特征而非单一特征。
- 应用:能运用生物的基本特征判断具体对象是否属于生物,能分析生活中的现象是否体现生物的某一特征。
示例:
例题1(中考真题改编)下列各项中,属于生物的是( )
A. 珊瑚 B. 珊瑚虫 C. 钟乳石 D. 机器人
分析与解答:珊瑚是珊瑚虫分泌的外壳堆积而成,本身不具有生命特征;钟乳石虽能”生长”但不具备生物的基本特征;机器人能对外界刺激作出反应,但不具备营养、呼吸、繁殖等特征。珊瑚虫是动物,具备生物的全部基本特征。答案:B
例题2下列现象中,体现生物”能对外界刺激作出反应”这一特征的是( )
A. 植物的种子萌发成幼苗
B. 含羞草受到触碰时叶片合拢
C. 鲸鱼浮出水面呼气
D. 母猫生下小猫
分析与解答:A体现”能生长”,B体现”能对外界刺激作出反应”(应激性),C体现”能进行呼吸”,D体现”能繁殖”。答案:B
2. 调查周边环境中的生物¶
解析:调查是科学探究的常用方法之一。生物调查是指为了解某一区域生物的种类、数量和分布等情况,运用科学的方法进行观察、记录和分析的过程。
科学调查的基本方法包括:
(1)明确调查目的和调查对象:调查前首先要确定”调查什么”“为什么调查”,使调查具有针对性。
(2)制定调查方案:包括确定调查范围(如校园、公园、农田等)、设计调查路线、准备调查工具(如放大镜、望远镜、照相机、记录本、检索表等)、设计调查记录表格等。调查范围较大时,需要采取抽样调查的方法,即从总体中抽取部分个体作为样本进行估计。当调查范围较小、个体数量较少时,可以采用全面调查(普查)。
(3)实施调查:按照预定方案进行实地观察和记录。调查过程中要注意:如实记录观察到的现象和数据;注意分类记录,如按植物、动物、其他生物分类;对于不认识的生物,可以拍照后查阅图鉴或请教专家;注意安全,不要破坏生物的生活环境。
(4)整理和分析数据:对调查收集到的数据进行归类整理,统计各类生物的种类和数量,绘制统计图表,分析生物的分布规律及其与环境的关系。
(5)撰写调查报告:将调查目的、方法、过程、结果、分析和结论等内容整理成报告。
调查过程中要注意保护环境,不随意采摘植物、捕捉动物,不破坏生物的栖息地。同时要注意个人安全,避免前往危险区域或接触有毒生物。
能力要求:
- 了解:知道调查是科学探究的基本方法之一,了解调查的一般步骤。
- 理解:区分全面调查和抽样调查的适用条件,理解调查方案设计的关键要素。
- 应用:能根据实际情况设计简单的生物调查方案,运用观察、记录、分类等方法完成调查,并撰写基本的调查报告。
示例:
例题(中考真题改编)某校生物兴趣小组要调查校园内植物的种类和数量,下列做法最合理的是( )
A. 将校园内所有植物连根拔起带回实验室鉴定
B. 在校园不同区域设置样方进行抽样调查,记录植物种类和数量
C. 通过上网搜索获得该地区常见植物种类
D. 随意在校园中走一圈,凭记忆记录看到的植物
分析与解答:调查应遵循科学方法,不可破坏生物及其生存环境(A错);网上搜索不能反映校园实际情况(C错);凭记忆记录不严谨、不全面(D错)。合理做法是设置样方进行抽样调查,如实记录。答案:B
第二章 了解生物圈¶
3. 生物与环境的关系¶
解析:生物在环境中生存,与环境之间存在着密不可分的联系。生物与环境的关系可从三个层面理解:
(一)环境影响生物
环境中影响生物生活和分布的因素称为生态因素,分为非生物因素和生物因素两类。
①非生物因素:包括光、温度、水、空气等。
- 光:光照影响植物的光合作用和生长分布,也影响动物的活动节律。如向阳处植物生长茂盛,向阴处植物叶大而薄;猫头鹰等夜行性动物昼伏夜出。
- 温度:温度影响生物的分布和生命活动。如苹果、梨不宜在热带栽种,香蕉、菠萝不宜在寒带栽种;某些动物有冬眠习性(如青蛙、蛇、熊)。
- 水:水是生命活动不可缺少的条件,影响生物的分布和数量。如沙漠地区生物种类少,热带雨林地区生物种类丰富。
②生物因素:指影响某种生物生活的其他所有生物。生物之间的关系包括:
- 种内关系:同种生物个体之间的关系,如种内互助(蚂蚁、蜜蜂群体分工合作)和种内斗争(同种个体间争夺食物、领地、配偶等)。
- 种间关系:不同种生物之间的关系,常见的有:
- 捕食关系(如狼吃羊、鹰吃鼠):一种生物以另一种生物为食。
- 竞争关系(如水稻与杂草争夺阳光、水分和养料):两种生物需求相同,争夺共同资源。
- 共生关系(如豆科植物与根瘤菌互利共生):两种生物共同生活,相互依赖,彼此有利。
- 寄生关系(如蛔虫寄生在人体肠道内):一种生物寄生在另一种生物体表或体内,从中获取营养并对宿主造成损害。
(二)生物适应环境
生物在长期进化过程中形成了与环境相适应的形态结构和生理特征,使自身能够更好地在特定环境中生存。
- 形态结构适应:如骆驼刺有非常发达的根系(适应干旱沙漠环境);仙人掌叶退化为刺(减少水分散失);北极熊有厚厚的毛皮和脂肪层(适应寒冷环境);海豹的流线型身体(适应水中游泳)。
- 生理功能适应:如骆驼能耐饥渴、可以长时间不饮水;某些沙漠动物昼伏夜出以避高温。
(三)生物影响环境
生物的生命活动也会反过来影响和改变环境。
- 如蚯蚓在土壤中活动可以疏松土壤,提高土壤肥力;植物的根系可以保持水土,防风固沙;沙地上栽种植物可以防风固沙、改良土壤;地衣能加速岩石风化,促进土壤形成。这些说明生物不仅能适应环境,还能影响和改变环境。
总结:环境影响生物,生物适应环境,生物影响环境——三者是一个辩证统一的关系。
能力要求:
- 了解:能说出生态因素的概念和分类,列举光、温度、水等非生物因素对生物的影响。
- 理解:能区分生物因素中的不同种间关系(捕食、竞争、共生、寄生),并能判断具体实例属于哪种关系。
- 分析:能分析具体生物的形态结构或生理特征与环境之间的适应关系,理解”生物适应环境”的含义。
- 应用:能运用”环境影响生物、生物适应环境、生物影响环境”的观点分析实际问题。
示例:
例题1(中考真题改编)下列现象中,主要由温度因素引起的是( )
A. 蛾类在夜间活动
B. 仙人掌的叶退化成刺
C. 寒带地区没有柑橘分布
D. 沙漠地区植物稀少
分析与解答:A与光有关(夜行性受光照影响),B和D主要与水有关(减少散失/缺水),C因寒带温度低不适合柑橘生长,属于温度因素的影响。答案:C
例题2下列生物之间的关系属于共生关系的是( )
A. 狼捕食兔子
B. 水稻和杂草争夺养分
C. 豆科植物与根瘤菌
D. 蛔虫寄生在人体肠道
分析与解答:A为捕食关系,B为竞争关系,D为寄生关系。豆科植物为根瘤菌提供有机物,根瘤菌为豆科植物提供含氮无机盐,双方互利互惠、相互依赖,属于共生关系。答案:C
4. 生物与环境组成生态系统¶
解析:
(一)生态系统的概念
在一定空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。如一片森林、一块农田、一个池塘、一条河流,甚至一个城市,都可以看作一个生态系统。生态系统的范围可大可小,没有绝对的边界。一个生态系统中,生物与环境、生物与生物之间通过物质循环和能量流动紧密联系在一起。
(二)生态系统的组成
一个生态系统由非生物部分和生物部分组成。
①非生物部分:包括阳光、温度、空气、水、土壤等,为生物提供生存所需的物质和能量条件。
②生物部分:根据在生态系统中作用的不同,分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。
- 生产者:主要是绿色植物,通过光合作用将无机物制造成有机物,将光能转化为化学能储存在有机物中,为自身和其他生物提供物质和能量。生产者是生态系统的基石。
- 消费者:主要是动物,自己不能制造有机物,直接或间接以植物为食,获取物质和能量。
- 分解者:主要是细菌和真菌,能将动植物遗体和遗弃物中的有机物分解为无机物,供植物重新利用。分解者对物质循环至关重要。
三者关系:生产者制造有机物 → 消费者消耗有机物 → 分解者分解有机物为无机物 → 供生产者再次利用,形成物质循环。
(三)食物链和食物网
- 食物链:在生态系统中,生产者和消费者之间通过吃与被吃的关系形成的链状结构。书写食物链的规则:
①必须以生产者(植物)为起点;
②箭头方向指向捕食者(即”被吃→吃”);
③只包含生产者和消费者,不含分解者和非生物部分;
④是捕食关系的链条,不含其他关系(如寄生、竞争)。
示例:草→兔→狐
-
食物网:一个生态系统中,很多食物链彼此交错连接,形成食物网。食物网反映了生态系统中生物之间复杂的营养关系。
-
在食物链(网)中,某种生物数量的变化会引起其他生物数量的变化。一般规律:食物链中某一环节的生物减少,以其为食的生物数量先减少(因食物减少),它所捕食的上一环节生物数量先增多(因天敌减少)。但由于生态系统具有自动调节能力,最终各生物数量会趋于相对稳定。
(四)物质循环和能量流动
-
物质循环:组成生物体的物质(如碳、氢、氧、氮等元素)在生物与无机环境之间反复循环。如碳循环:植物光合作用吸收二氧化碳制造有机物 → 动物吃植物获取含碳有机物 → 动植物呼吸释放二氧化碳 → 分解者分解遗体释放二氧化碳 → 二氧化碳重新被植物吸收利用。物质在生态系统中是循环往复的。
-
能量流动:生态系统中能量的输入、传递和散失过程。能量流动的起点是生产者通过光合作用固定太阳能;能量沿着食物链逐级传递;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,传递效率约为10%~20%。因此,食物链一般不超过4~5个营养级。
(五)生态系统的自动调节能力
生态系统具有一定的自动调节能力,在一定限度内,能通过自我调节维持自身的相对稳定。自动调节能力的大小取决于生态系统中生物种类的多少和营养结构的复杂程度:生物种类越多、食物网越复杂,自动调节能力越强,生态系统越稳定。但是,生态系统的自动调节能力是有一定限度的,当外力干扰超过一定限度时,生态系统就会遭到破坏。
能力要求:
- 了解:能说出生态系统的概念和组成(非生物部分、生产者、消费者、分解者),知道食物链和食物网的含义。
- 理解:能正确书写食物链,理解食物链的书写规则;理解生态系统中物质循环和能量流动的基本过程和特点。
- 分析:能分析食物链(网)中某一种群数量变化对其他种群的影响;能分析生态系统的自动调节能力与稳定性的关系。
- 应用:能运用生态系统的知识解释和解决实际问题,如分析外来物种入侵的危害、分析人为因素对生态系统的影响等。
示例:
例题1(中考真题改编)某草原生态系统的食物网如下:草→鼠→蛇→鹰,草→兔→鹰,草→兔→狐。若该草原上蛇的数量大量减少,短期内兔的数量变化趋势是( )
A. 增多 B. 减少 C. 不变 D. 先增多后减少
分析与解答:蛇以鼠为食,蛇减少后鼠的天敌减少,鼠数量增多;鼠和兔都以草为食,鼠增多会消耗更多草资源,兔的食物减少,因此兔数量减少。答案:B
例题2下列关于生态系统的叙述,正确的是( )
A. 生态系统由生产者、消费者和分解者组成
B. 一条完整的食物链包括非生物部分和分解者
C. 生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的
D. 生态系统中生物种类越少,自动调节能力越强
分析与解答:A错,生态系统还包括非生物部分;B错,食物链不含非生物部分和分解者;D错,生物种类越少,自动调节能力越弱。C正确,能量流动的特点是单向流动、逐级递减。答案:C
5. 生物圈是最大的生态系统¶
解析:
(一)生物圈的概念和范围
生物圈是地球上最大的生态系统,包括地球上全部生物及其生活环境的总和。生物圈的范围:
- 向上可达:以大气圈的底部为界,向上约10千米高空有细菌、真菌孢子等。鸟类、昆虫等能飞翔的动物主要活动在大气圈底部。
- 向下可达:以岩石圈表面为界,大多数生物生活在地表,往下数千米少数微生物也能生存。如深海热泉附近有特殊生物群落。
- 向四周延伸:整个地球表面。
实际上,生物圈并不是一层”均匀”的圈层,生物最集中的地方是水圈的大部、岩石圈的表面和大气圈的底部,即三圈交界处。
(二)生态系统的类型
根据地形、气候等自然条件的不同,地球上存在多种类型的生态系统:
- 森林生态系统:分布在湿润和半湿润地区,是陆地上最复杂的生态系统,动植物种类繁多,能涵养水源、保持水土、调节气候,被称为”绿色水库”。
- 草原生态系统:分布在干旱和半干旱地区,以草本植物为主,动植物种类相对较少,是重要的畜牧业基地。
- 海洋生态系统:约占地球表面积的71%,是地球上最大的生态系统(按面积计),能调节全球气候,提供丰富的海洋资源。海洋中的植物主要为浮游植物。
- 淡水生态系统:包括河流、湖泊、池塘等,为人类提供饮用水和水资源。
- 湿地生态系统:如沼泽、滩涂等,具有净化水质、蓄洪防旱的功能,被称为”地球之肾”。
- 农田生态系统:人工建立的以农作物为主的生态系统,动植物种类较少,稳定性较差。
- 城市生态系统:以人为主体的生态系统,消费者多而生产者少,对其他生态系统依赖性强,自动调节能力弱。
(三)保护生物圈
生物圈是人类和其他生物共同生活的家园,保护生物圈就是保护人类自己。当前生物圈面临的主要威胁包括:森林砍伐、草原退化、水土流失、沙漠化、环境污染、生物多样性减少、气候变暖等。保护生物圈需要全球各国合作,从我做起,从身边小事做起,如节约资源、减少污染、植树造林、保护野生动植物等。
能力要求:
- 了解:知道生物圈的概念和范围,了解各种生态系统的类型及其特点。
- 理解:理解生物圈是最大的生态系统,理解不同类型生态系统的功能特征。
- 应用:能运用生态平衡的原理分析人类活动对生物圈的影响,提出保护环境的合理建议。
示例:
例题(中考真题改编)下列关于生物圈的叙述,错误的是( )
A. 生物圈是地球上最大的生态系统
B. 生物圈包括全部生物及其生活环境
C. 生物圈的范围包括大气圈底部、水圈大部和岩石圈表面
D. 农田生态系统比森林生态系统自动调节能力更强
分析与解答:A、B、C均正确。农田生态系统以农作物为主,生物种类较少,营养结构简单,自动调节能力弱于森林生态系统。D错误。答案:D
第三章 细胞¶
6. 细胞的基本结构和功能——显微镜的使用¶
解析:显微镜是研究生物微观结构的重要工具。掌握光学显微镜的使用方法是初中生物学习的基础实验技能。
(一)显微镜的结构
普通光学显微镜的主要结构包括:
- 光学部分:目镜(放大物像)、物镜(放大物像)、反光镜(反射光线进入镜筒,一面为平面镜用于强光,一面为凹面镜用于弱光)或遮光器(调节光线强弱,有大光圈和小光圈)。
- 机械部分:镜筒、转换器(安装和转换物镜)、载物台(放置玻片标本,中央有通光孔)、压片夹(固定玻片)、粗准焦螺旋(大幅度升降镜筒)、细准焦螺旋(小幅度升降镜筒,使物像更清晰)、镜臂、镜座。
放大倍数 = 目镜放大倍数 × 物镜放大倍数。
(二)显微镜的使用步骤
①取镜和安放:一手握镜臂,一手托镜座,轻拿轻放。将显微镜放在距实验台边缘约7厘米处,略偏左,便于左眼观察、右眼画图。
②对光:转动转换器,使低倍物镜对准通光孔;转动遮光器,选择较大光圈(或使用凹面镜)对准通光孔;左眼注视目镜内,转动反光镜,直到看到一个明亮、均匀的圆形视野。
③放置玻片标本:将需要观察的玻片标本放在载物台上,用压片夹压住,使标本正对通光孔的中心。
④观察:先转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降(此时从侧面注视物镜,防止物镜压碎玻片),直到物镜接近玻片标本;然后左眼向目镜内看,同时反方向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直到看到物像;再微微转动细准焦螺旋,使物像更加清晰。
⑤整理:观察完毕,取下玻片,转动转换器把物镜偏到两旁,将镜筒降到最低处,将反光镜竖直放置,将显微镜放回原处。
(三)显微镜使用的注意事项
- 显微镜下看到的物像是倒像(上下颠倒、左右相反)。如玻片上放的是字母”p”,在视野中看到的是”d”。移动玻片的方向与物像移动方向相反——若物像在视野左上方,需将玻片向左上方移动才能将其移到视野中央。
- 放大倍数越大,看到的物像越大,但看到的细胞数目越少,视野越暗。
- 由低倍镜换高倍镜时,只需转动转换器换用高倍物镜,再微调细准焦螺旋即可(不能用粗准焦螺旋)。
能力要求:
- 了解:认识显微镜各部分结构的名称和功能,知道放大倍数的计算方法。
- 理解:理解显微镜成像原理(倒像),理解放大倍数与视野、细胞数目的关系。
- 应用:能正确使用显微镜观察玻片标本,掌握对光、放置标本、调焦观察的操作步骤。
- 分析:能根据视野中物像的位置判断玻片的移动方向,能判断显微镜视野中观察到的物像与实物的关系。
示例:
例题1(中考真题改编)用显微镜观察玻片标本时,如果在视野中看到的物像位于左上方,要将其移至视野中央,玻片应向哪个方向移动?( )
A. 右下方 B. 左上方 C. 右上方 D. 左下方
分析与解答:显微镜呈倒像,物像与实际移动方向相反。要将左上方的物像移到中央,必须向左上方移动玻片。简记:物像在哪方,玻片就向哪方移。答案:B
例题2某同学用显微镜观察洋葱表皮细胞,低倍镜下视野中有64个细胞,若换用放大4倍的物镜(其他条件不变),视野中能看到的细胞数目约为( )
A. 4个 B. 8个 C. 16个 D. 256个
分析与解答:放大倍数变为原来的4倍,视野面积变为原来的1/16,因此看到的细胞数为原来的1/16。64÷16=4。答案:A
7. 细胞的基本结构和功能——植物细胞和动物细胞¶
解析:
(一)植物细胞的基本结构
植物细胞通常由以下几部分组成:
| 结构 | 功能 |
|---|---|
| 细胞壁 | 位于细胞最外层,起支持和保护作用,使植物细胞具有较为固定的形态 |
| 细胞膜 | 紧贴细胞壁内侧,非常薄,控制物质进出细胞,保证细胞内部环境的相对稳定 |
| 细胞质 | 不断流动,能加速物质交换,内含多种细胞器 |
| 细胞核 | 含有遗传物质,贮存着遗传信息,是细胞遗传和代谢的控制中心 |
| 液泡 | 成熟的植物细胞中有一个大液泡,内含细胞液,细胞液中溶解着糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质。西瓜的甜味、花瓣的颜色等都与液泡中的细胞液有关 |
| 叶绿体 | 存在于植物绿色部分的细胞中,是光合作用的场所,能将光能转变为化学能 |
(二)动物细胞的基本结构
动物细胞没有细胞壁、没有大液泡、没有叶绿体,其基本结构包括:
| 结构 | 功能 |
|---|---|
| 细胞膜 | 控制物质进出细胞 |
| 细胞质 | 进行多种生命活动的场所 |
| 细胞核 | 含有遗传物质,是遗传信息库 |
(三)动植物细胞结构的比较
| 比较项目 | 植物细胞 | 动物细胞 |
|---|---|---|
| 细胞壁 | 有 | 无 |
| 细胞膜 | 有 | 有 |
| 细胞质 | 有 | 有 |
| 细胞核 | 有 | 有 |
| 叶绿体 | 有(绿色部分细胞) | 无 |
| 液泡 | 有(通常有一个大液泡) | 无(或很小) |
相同点:动植物细胞都具有细胞膜、细胞质和细胞核。
不同点:植物细胞特有细胞壁、叶绿体和(大)液泡,而这些动物细胞没有。植物细胞由于有细胞壁,形态较为固定(多为规则的方形或长方形);动物细胞没有细胞壁,形态多样且不规则。
(四)观察细胞实验要点
- 制作洋葱表皮细胞临时装片:擦→滴(清水)→撕→展→盖(防止产生气泡)→染(碘液)→吸。
- 制作人口腔上皮细胞临时装片:擦→滴(生理盐水,维持细胞正常形态)→刮→涂→盖→染→吸。
两者区别:洋葱表皮细胞滴的是清水(植物细胞有细胞壁,不会因吸水涨破);人口腔上皮细胞滴的是生理盐水(0.9%NaCl溶液,维持细胞正常形态,防止细胞吸水涨破或失水皱缩)。
能力要求:
- 了解:能说出动植物细胞各结构的名称。
- 理解:理解细胞各结构的功能,理解动植物细胞结构的异同及其原因。
- 应用:能制作临时装片并使用显微镜观察细胞结构,能根据细胞结构判断细胞类型。
- 分析:能分析某些生命现象与细胞结构的关系(如植物细胞为什么不会因吸水过度而涨破、叶片为什么是绿色的等)。
示例:
例题1(中考真题改编)下列结构中,植物细胞有而动物细胞没有的是( )
①细胞壁 ②细胞膜 ③细胞质 ④细胞核 ⑤叶绿体 ⑥液泡
A. ①⑤⑥ B. ②③④ C. ①②③ D. ④⑤⑥
分析与解答:细胞膜、细胞质、细胞核是动植物细胞共有的结构;细胞壁、叶绿体、液泡是植物细胞特有的结构。答案:A
例题2制作人口腔上皮细胞临时装片时,应在载玻片中央滴加的液体是( )
A. 清水 B. 碘液 C. 生理盐水 D. 稀盐酸
分析与解答:动物细胞没有细胞壁,若滴清水会导致细胞吸水膨胀甚至涨破;需滴加0.9%生理盐水,维持细胞正常形态。答案:C
8. 细胞的生活¶
解析:
(一)细胞中的物质
细胞中含有多种物质,从化学组成上可分为两大类:
①无机物:分子比较小,一般不含碳。包括水、无机盐、氧、二氧化碳等。水是细胞中含量最多的物质,占细胞鲜重的70%~90%;无机盐对维持细胞正常生命活动有重要作用。
②有机物:分子比较大,一般含碳。包括糖类、脂质、蛋白质、核酸等。糖类是主要的能源物质;脂质包括脂肪(储能物质)、磷脂等;蛋白质是生命活动的主要承担者;核酸是遗传信息的携带者。
(二)细胞膜控制物质进出
细胞膜将细胞内部与外部环境分隔开,具有重要的功能:
- 让有用物质进入细胞:如水、氧气、葡萄糖、氨基酸等。
- 阻挡有害物质进入细胞:如某些毒素、病原体等。
- 排出细胞产生的废物:如二氧化碳、尿素等。
- 细胞膜对物质进出具有选择性,并非所有物质都能自由通过。
(三)能量转换器
细胞中有两种重要的能量转换器:
①叶绿体(植物细胞特有):进行光合作用的场所。叶绿体能将光能转变为化学能,储存在有机物(如葡萄糖)中。表达式:光能 →(叶绿体)→ 有机物中的化学能。
②线粒体(动植物细胞共有):进行呼吸作用的场所。线粒体能将有机物中的化学能释放出来,供细胞利用。表达式:有机物中的化学能 →(线粒体)→ 供生命活动利用的能量(+热能散失)。
叶绿体和线粒体的关系:叶绿体——“能量储存站”(光合作用储存能量);线粒体——“动力工厂”(呼吸作用释放能量)。两者共同完成细胞中能量的转换。
(四)细胞核是遗传信息库
细胞核中有遗传物质(主要是DNA),储存着指导细胞生命活动的全部遗传信息,是细胞的控制中心。
- DNA(脱氧核糖核酸):主要的遗传物质,呈双螺旋结构。
- 基因:DNA分子上有遗传效应的片段称为基因,每个DNA分子上有许多个基因。基因控制着生物体的各种特征。
- 染色体:由DNA和蛋白质组成。在细胞核中,DNA与蛋白质结合形成染色体。每种生物的体细胞中染色体的数目是恒定的,如人体体细胞中有23对染色体。
DNA、基因与染色体的关系:染色体由DNA和蛋白质组成 → DNA是染色体的主要成分 → 基因是DNA上有遗传效应的片段。可以简单理解为:染色体 > DNA > 基因(包含关系)。一条染色体上有一个DNA分子(细胞分裂时),一个DNA分子上有多个基因。
能力要求:
- 了解:能区分无机物和有机物,知道线粒体和叶绿体的功能。
- 理解:理解细胞膜控制物质进出的原理和选择性;理解叶绿体和线粒体在能量转换中的不同作用;理解DNA、基因、染色体之间的关系。
- 应用:能运用细胞中物质和能量的知识解释生活中的现象(如运动后为什么需要补充能量)。
- 分析:能分析细胞结构与其功能相统一的关系。
示例:
例题1(中考真题改编)细胞的生命活动需要能量,植物细胞中能将光能转化为化学能的结构和能将化学能释放出来的结构分别是( )
A. 线粒体、叶绿体 B. 叶绿体、线粒体 C. 细胞核、叶绿体 D. 液泡、线粒体
分析与解答:叶绿体能将光能转化为化学能储存在有机物中;线粒体能将有机物中的化学能释放出来供细胞利用。答案:B
例题2下列关于DNA、基因和染色体关系的叙述,正确的是( )
A. 染色体由DNA和基因组成
B. 基因是DNA上有遗传效应的片段
C. 一条染色体上有多个DNA分子
D. 每个基因只控制一种性状
分析与解答:A错,染色体由DNA和蛋白质组成;B正确,基因是DNA上有遗传效应的片段;C错,通常一条染色体上有一个DNA分子;D过于绝对,基因与性状的关系比较复杂。答案:B
9. 细胞的分裂与分化¶
解析:
(一)细胞分裂
细胞分裂是一个细胞分成两个细胞的过程。细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。
细胞分裂的基本过程:
1. 细胞核先由一个分成两个。在分裂过程中,细胞核内的染色体先经过复制加倍,然后平均分配到两个新细胞中。
2. 随后,细胞质也分成两份,每份各含一个细胞核。
3. 对于植物细胞,在原细胞的中部形成新的细胞壁和细胞膜,将一个细胞分成两个子细胞;对于动物细胞,细胞膜从细胞中部向内凹陷,缢裂为两个子细胞。
染色体的变化规律:
- 细胞分裂时,染色体先复制加倍,然后均等分配到两个子细胞中。
- 这样保证了新细胞与原细胞具有相同数目和种类的染色体,从而保持遗传信息的稳定传递。
- 例如,人体体细胞中有46条(23对)染色体,经过细胞分裂产生的新细胞中仍有46条染色体。
细胞分裂的意义:
- 使单细胞生物个体数增加(繁殖)。
- 使多细胞生物体内的细胞数目增多,促使生物体由小长大。
- 产生新细胞来替代衰老、死亡的细胞。
(二)细胞分化
细胞分裂产生的新细胞在发育过程中,其形态、结构和生理功能发生变化,形成具有不同形态、结构和功能的细胞群,这个过程叫做细胞分化。
细胞分化的结果:形成不同的组织。
细胞分化是在细胞分裂的基础上进行的:细胞先通过分裂增加数目,然后通过分化形成不同类型的细胞,进而形成组织。分裂是分化的基础,分化是分裂的结果和发展方向。
需要理解的是,细胞分裂产生的新细胞,刚开始时与原细胞相同,在内外因素的作用下,一些基因选择性地表达,导致细胞逐渐产生形态、结构和功能上的差异,最终分化为不同种类的细胞。
能力要求:
- 了解:知道细胞分裂和细胞分化的概念,了解细胞分裂的基本过程。
- 理解:理解细胞分裂时染色体的变化规律及其意义;理解细胞分裂与细胞分化的区别和联系。
- 应用:能运用细胞分裂和分化的知识解释生物体生长、发育过程中的现象。
- 分析:能分析染色体数目保持稳定的原理及其对遗传的意义。
示例:
例题1(中考真题改编)细胞分裂过程中,变化最明显的是( )
A. 细胞膜 B. 细胞质 C. 细胞壁 D. 细胞核
分析与解答:细胞分裂过程中变化最明显的是细胞核,因为染色体先复制加倍,然后均等分配到两个新细胞中,这一过程在细胞核中进行。答案:D
例题2人的体细胞中有46条染色体,一个体细胞经过一次分裂后,形成两个新细胞,每个新细胞中的染色体数目是( )
A. 23条 B. 46条 C. 92条 D. 69条
分析与解答:细胞分裂时,染色体先复制加倍,再均等分配到两个子细胞中,因此每个新细胞中的染色体数目与原细胞相同,仍为46条。这是保持遗传稳定性的关键。答案:B
第四章 生物体的结构层次¶
10. 细胞分裂产生新细胞¶
解析:细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。关于细胞分裂产生新细胞,有以下要点:
-
细胞通过分裂增加数目:受精卵经过多次分裂,形成许多细胞,构成胚胎。生物体由小到大的生长过程中,不断有新细胞产生来替代衰老死亡的细胞。
-
新细胞与原细胞的染色体数目相同:细胞分裂过程中,染色体复制后平均分配到两个子细胞中,保证遗传信息的完整和稳定。这是生物遗传的基础——子代细胞获得了与亲代细胞相同的遗传物质。
-
细胞分裂与生物体生长的关系:生物体的生长既依赖细胞体积的增大,更依赖细胞数目的增多。对于多细胞生物来说,细胞分裂使细胞数目增多是生物体生长的重要原因。
-
细胞不能无限长大:细胞体积越大,需要的营养物质越多,排出的废物也越多,而细胞通过表面吸收物质和排出废物的速率有限(表面积与体积之比随体积增大而减小)。因此,细胞长到一定大小就会停止生长,通过分裂产生新细胞来满足生长需要。
能力要求:
- 了解:知道细胞通过分裂产生新细胞,新细胞与原细胞染色体数目相同。
- 理解:理解细胞分裂对生物体生长和遗传稳定性的意义,理解细胞不能无限长大的原因。
- 应用:能运用细胞分裂的知识解释生物体的生长现象。
示例:
例题关于细胞分裂产生的新细胞,下列说法正确的是( )
A. 新细胞的染色体数目是原细胞的一半
B. 新细胞的染色体数目是原细胞的两倍
C. 新细胞的染色体数目与原细胞相同
D. 新细胞与原细胞完全没有任何关系
分析与解答:细胞分裂时染色体先复制加倍,再均等分配,因此新细胞染色体数目与原细胞相同。答案:C
11. 动物体的结构层次¶
解析:动物体(人体)从微观到宏观的结构层次为:
细胞 → 组织 → 器官 → 系统 → 动物体
(一)组织
组织是由形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。细胞分化产生不同的组织。
人体(动物体)的四大基本组织:
| 组织类型 | 主要特征 | 分布 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 上皮组织 | 细胞排列紧密,细胞间质少 | 皮肤表面、各管腔内表面(消化道、呼吸道等) | 保护、分泌 |
| 结缔组织 | 种类多,细胞间隙大,细胞间质发达 | 骨、血液、脂肪、肌腱等 | 支持、连接、保护、营养 |
| 肌肉组织 | 由肌细胞构成 | 骨骼肌、心肌、平滑肌(内脏器官壁中) | 收缩和舒张,使机体产生运动 |
| 神经组织 | 由神经细胞(神经元)和神经胶质细胞构成 | 脑、脊髓及全身神经中 | 接受刺激、产生和传导兴奋 |
四大组织特点的记忆要点:
- 上皮组织——“保护膜”,细胞紧密排列,像墙砖。
- 结缔组织——“骨肉相连”,种类最多、分布最广,包括骨、血液、脂肪等。
- 肌肉组织——“运动队”,能收缩舒张。
- 神经组织——“通讯网”,能感受刺激传导兴奋。
(二)器官
器官是由不同的组织按照一定次序结合在一起构成的。不同的组织按一定顺序排列组合,共同完成特定功能,就构成了器官。如心脏、胃、肝脏、肺、肾等。
以胃(消化器官)为例:胃的内表面有上皮组织(分泌胃液);胃壁中有肌肉组织(胃蠕动);有结缔组织(构成胃壁的支架);还有神经组织(调节胃的活动)。四种组织共同构成胃,完成消化功能。
(三)系统
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官,按照一定的次序组合在一起构成系统。人体有八大系统:消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、运动系统、生殖系统、神经系统、内分泌系统。各大系统密切配合、协调统一,共同完成人体的各项生命活动。
(四)动物体
由八大系统构成一个完整的动物体(人体)。各系统之间相互联系、相互配合,使人体成为一个统一的整体。例如:运动时,运动系统完成动作,呼吸系统加快呼吸以供氧,循环系统加快运输,神经系统统一指挥。
能力要求:
- 了解:知道动物体的结构层次(细胞→组织→器官→系统→动物体),知道人体的四大基本组织及其分布。
- 理解:理解组织、器官、系统的概念及它们之间的构成关系,理解四大基本组织的结构特点与功能的适应关系。
- 应用:能判断某一器官由哪些组织构成,能分析某一系统的组成器官及其功能。
- 分析:能分析各系统之间的协调配合关系,理解人体是一个统一的整体。
示例:
例题1(中考真题改编)下列结构属于组织的是( )
A. 心脏 B. 血液 C. 血管 D. 循环系统
分析与解答:心脏和血管是器官,循环系统由多个器官组成是系统,血液是结缔组织,由血细胞和血浆构成,属于组织层次。答案:B
**例题2】人体观察到胃壁内有肌肉组织,能进行收缩和舒张。构成胃壁的组织包括( )
A. 上皮组织、结缔组织
B. 肌肉组织、神经组织
C. 上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织
D. 上皮组织、肌肉组织
分析与解答:胃是消化器官,其壁由四种基本组织共同构成——内表面有上皮组织,胃壁中有肌肉组织(使胃蠕动),有结缔组织作为支架,有神经组织发挥调节作用。答案:C
12. 植物体的结构层次¶
解析:植物体从微观到宏观的结构层次为:
细胞 → 组织 → 器官 → 植物体
(注意:植物体没有”系统”这一层次,这是动植物结构层次的主要区别。)
(一)植物的主要组织
| 组织类型 | 主要特征 | 分布 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 分生组织 | 细胞小、细胞壁薄、细胞核大、细胞质浓 | 根尖、茎的形成层、芽的顶端 | 具有强烈的分裂能力,能不断产生新细胞 |
| 保护组织 | 细胞排列紧密 | 根、茎、叶的表面(如表皮) | 保护内部组织 |
| 营养组织 | 细胞壁薄、液泡大 | 各器官中均有分布 | 储藏营养物质(如叶肉细胞含有叶绿体,能进行光合作用) |
| 输导组织 | 细胞呈管状 | 根、茎、叶等处 | 运输物质(导管运输水和无机盐,筛管运输有机物) |
此外,还有机械组织等。
分生组织是植物组织中最重要的组织之一,具有持续分裂能力。根尖的分生区、茎的形成层、芽的顶端分生组织等都具有分生能力,是植物能持续生长的细胞学基础。分生组织分裂产生的新细胞,一部分继续保持分裂能力,另一部分则分化为保护组织、营养组织、输导组织等。
(二)植物的器官
被子植物(绿色开花植物)有六大器官,可分为两个类别:
①营养器官(与植物的营养和生长有关):
- 根:吸收水分和无机盐。
- 茎:运输水分、无机盐和有机物,支持植物体。
- 叶:进行光合作用和蒸腾作用。
②生殖器官(与植物的繁殖有关):
- 花:形成果实和种子的繁殖器官。
- 果实:保护种子并帮助种子传播。
- 种子:繁殖新个体的结构。
(三)动植物体结构层次的比较
| 比较项目 | 动物体 | 植物体 |
|---|---|---|
| 结构层次 | 细胞→组织→器官→系统→动物体 | 细胞→组织→器官→植物体 |
| 是否有系统 | 有 | 无 |
| 组织类型 | 上皮、结缔、肌肉、神经 | 分生、保护、营养、输导(等) |
| 器官数量 | 多 | 六大器官 |
主要区别是植物体没有”系统”这一层次,且动植物的组织类型不同。
能力要求:
- 了解:知道植物体的结构层次(细胞→组织→器官→植物体),知道植物的主要组织类型,知道植物的六大器官及其分类。
- 理解:理解分生组织的特点和作用,理解各种组织与功能的适应关系;理解营养器官和生殖器官的区分。
- 应用:能判断某种植物结构属于哪个结构层次,能将六大器官正确分类为营养器官或生殖器官。
- 分析:能比较动植物体结构层次的异同,分析原因。
示例:
例题1(中考真题改编)下列植物结构中属于器官的是( )
A. 番茄果肉 B. 洋葱表皮 C. 番茄 D. 番茄种子中的胚
分析与解答:A(果肉)和D(胚)属于组织或更小层次,B(洋葱表皮)是保护组织,C(番茄,即番茄果实)是生殖器官。答案:C
例题2下列关于植物体结构层次的叙述,正确的是( )
A. 植物体由六大器官构成,六大器官都是营养器官
B. 根、茎、叶属于营养器官,花、果实、种子属于生殖器官
C. 植物具有分生组织、保护组织、肌肉组织和神经组织
D. 植物体结构层次与动物体完全相同
分析与解答:A错,六大器官分营养器官和生殖器官;B正确;C错,肌肉组织和神经组织是动物特有的组织;D错,植物体没有”系统”层次。答案:B
13. 单细胞生物¶
解析:
(一)单细胞生物的概念
单细胞生物是身体只由一个细胞构成的生物,包括单细胞动物和单细胞植物等。单细胞生物虽然只有一个细胞,却能独立完成营养、呼吸、排泄、运动、生殖等各项生命活动,说明一个细胞也能完成全部生命活动。
常见的单细胞生物有:草履虫(动物)、变形虫(动物)、眼虫(介于动物和植物之间)、衣藻(植物)、酵母菌、细菌(原核生物)等。
(二)草履虫的结构和功能
草履虫是经典的单细胞生物,生活在有机质丰富的淡水中。草履虫的形态像倒转的草鞋底,因此得名。其结构及功能如下:
| 结构 | 功能 |
|---|---|
| 表膜(细胞膜) | 维持形态,进行呼吸(吸收氧气、排出二氧化碳),具有排泄功能 |
| 纤毛 | 运动(纤毛摆动使草履虫前进),辅助摄食(纤毛摆动将细菌等食物送入口沟) |
| 口沟 | 食物由此进入体内 |
| 胞咽 | 将食物送入食物泡 |
| 食物泡 | 随细胞质流动,消化食物(消化酶消化细菌等,不能消化的残渣从胞肛排出) |
| 胞肛 | 排出不能消化的食物残渣 |
| 收集管和伸缩泡 | 收集体内过多的水分和含氮废物,通过伸缩泡排出体外,维持体内水分平衡 |
| 细胞核 | 包括大核(营养核,与代谢有关)和小核(遗传核,与生殖有关) |
草履虫的食物主要是细菌,所以草履虫对净化污水有一定作用。
(三)单细胞生物与人类的关系
- 有益方面:许多单细胞生物是鱼类的天然饵料;有些可用于科学研究;草履虫能吞噬细菌,对净化水质有一定作用;酵母菌用于酿酒、发酵面包等。
- 有害方面:有些单细胞生物是人类和动物的寄生虫,如疟原虫(引起疟疾);有些单细胞生物大量繁殖会引发赤潮,危害渔业生产。
能力要求:
- 了解:知道单细胞生物的概念,了解草履虫的结构和基本功能。
- 理解:理解单细胞生物能独立完成各项生命活动的原因,理解草履虫各结构与功能之间的适应关系。
- 应用:能识别草履虫的基本结构并说明其功能,能举例说明单细胞生物与人类的关系。
示例:
例题1(中考真题改编)草履虫在水中运动和摄食依靠的结构依次是( )
A. 纤毛、口沟 B. 表膜、食物泡 C. 伸缩泡、胞肛 D. 细胞核、收集管
分析与解答:草履虫依靠纤毛的摆动进行运动,同时也靠纤毛摆动将食物送入口沟。运动靠纤毛,摄食的起始部位是口沟,两者密切相关。答案:A
例题2下列关于单细胞生物的叙述,正确的是( )
A. 单细胞生物只有一个细胞,不能完成生命活动
B. 草履虫能独立完成运动、摄食、呼吸、排泄等生命活动
C. 所有的单细胞生物都是植物
D. 单细胞生物对人类只有益处没有害处
分析与解答:A错,单细胞生物虽只有一个细胞但能独立完成各项生命活动;B正确;C错,单细胞生物分动物、植物、微生物等;D错,有些单细胞生物有害(如疟原虫、引发赤潮的生物等)。答案:B
第二单元 生物圈中的绿色植物¶
本单元以被子植物为重点,学习植物的主要类群、被子植物的一生(从种子萌发到开花结果)、绿色植物与水循环的关系、光合作用和呼吸作用的过程及意义、以及植被保护。核心大概念包括:”植物能制造有机物供给自身和其他生物”“植物的生命活动需要水”“绿色植物对维持生物圈的碳氧平衡和水循环起重要作用”。
第一章 植物的主要类群¶
14. 藻类、苔藓和蕨类植物¶
解析:
(一)藻类植物
- 生活环境:大多生活在水中(海水或淡水),少数生活在潮湿的陆地上。
- 形态特征:结构简单,有单细胞的(如衣藻),也有多细胞的(如水绵、海带、紫菜)。藻类植物没有根、茎、叶的分化,也没有专门的输导组织。整个植物体都能吸收水分和无机盐,都能进行光合作用。
- 代表植物:淡水中有衣藻、水绵等;海水中有海带、紫菜、裙带菜等。
- 与人类的关系:①藻类植物能进行光合作用,释放氧气,是大气中氧气的重要来源(约占地球上氧气总量的90%以上来源于藻类);②许多藻类可供食用(海带、紫菜等);③有些藻类可提取碘、琼脂等工业原料;④若水体中藻类大量繁殖(如赤潮、水华),会消耗大量水中氧气,造成鱼类等水生生物死亡。
(二)苔藓植物
- 生活环境:大多生活在阴湿的陆地环境中。
- 形态特征:植株矮小,具有茎和叶的分化,但没有真正的根(只有假根起固定作用,不能吸收水分和无机盐);没有专门的输导组织;叶只有一层细胞,能直接从环境中吸收水分和无机盐。
- 代表植物:葫芦藓、地钱等。
- 与人类和环境的关系:①苔藓植物的叶只有一层细胞,对有毒气体十分敏感,可作为监测空气污染程度的指示植物;②苔藓植物密集丛生,能蓄积大量水分,对保持水土有一定作用;③苔藓植物对沼泽地的形成和演替有重要作用。
(三)蕨类植物
- 生活环境:生活在森林和山野的阴湿环境中。
- 形态特征:植物体有根、茎、叶的分化,体内有专门的输导组织,比苔藓植物更高等。但蕨类植物不产生种子,靠孢子繁殖后代。
- 代表植物:肾蕨、卷柏、满江红、贯众等。
- 与人类的关系:①有些蕨类植物可供食用(如蕨的嫩叶);②有些可做药用;③古代蕨类植物的遗体经过漫长的地质年代,逐渐变成了煤,是人类重要的化石能源;④满江红可与蓝藻共生固氮,可做绿肥。
三类植物的进化趋势(比较):
| 特征 | 藻类植物 | 苔藓植物 | 蕨类植物 |
|---|---|---|---|
| 生活环境 | 水中 | 阴湿的陆地 | 阴湿的陆地 |
| 根茎叶分化 | 无 | 有茎、叶,无真正根 | 有根、茎、叶 |
| 输导组织 | 无 | 无 | 有 |
| 繁殖方式 | 孢子繁殖 | 孢子繁殖 | 孢子繁殖 |
从藻类→苔藓→蕨类,体现了植物从水生到陆生、从简单到复杂的进化趋势。
能力要求:
- 了解:了解藻类、苔藓、蕨类植物的生活环境、形态特征和代表植物。
- 理解:理解三类植物之间的区别与进化关系;理解苔藓植物作为空气污染指示植物的原理。
- 应用:能根据植物的特征判断其所属类群,能举例说明各类植物与人类生活的关系。
- 分析:能分析三类植物形态结构与生活环境的适应关系,总结植物进化趋势。
示例:
例题1(中考真题改编)下列植物中,具有根、茎、叶分化且有输导组织的是( )
A. 海带 B. 葫芦藓 C. 肾蕨 D. 衣藻
分析与解答:海带和衣藻属于藻类植物,无根茎叶分化,无输导组织;葫芦藓属于苔藓植物,有茎叶分化但无真正的根,无输导组织;肾蕨属于蕨类植物,有根茎叶分化,有输导组织。答案:C
例题2在空气质量较差的地方很难找到苔藓植物,原因是( )
A. 苔藓植物没有根,不能从土壤中吸收水分
B. 苔藓植物的叶只有一层细胞,对有毒气体敏感
C. 苔藓植物没有输导组织
D. 苔藓植物靠孢子繁殖
分析与解答:苔藓植物的叶只有一层细胞,有毒气体可直接进入叶细胞造成伤害,因此苔藓植物对空气污染特别敏感,可作为空气污染的指示植物。答案:B
15. 种子植物¶
解析:种子植物是以种子繁殖后代的植物类群,与藻类、苔藓、蕨类用孢子繁殖不同,种子植物是更高等的植物类群。种子植物分为裸子植物和被子植物两大类。
(一)裸子植物
- 特征:种子裸露,外面没有果皮包被。裸子植物的根、茎、叶都很发达,有输导组织,能适应干旱环境。
- 代表植物:松、杉、柏、银杏、苏铁等。其中银杏被称为”活化石”,是国家一级保护植物。
- 特点:裸子植物大都是高大的乔木,能适应干旱贫瘠的陆地环境。
(二)被子植物
- 特征:种子外面有果皮包被,形成果实。被子植物具有根、茎、叶、花、果实、种子六大器官,是植物界中最高等、种类最多、分布最广的植物类群。
- 代表植物:水稻、小麦、玉米、大豆、苹果、桃、月季、番茄等,几乎包括了所有常见的农作物、花卉和果树。
- 被子植物是最高等植物类群的原因:
①具有六大器官,结构最完善;
②种子外面有果皮保护,有利于种子的传播和保护;
③有果实有利于种子的传播(如借助风力、水力、动物等进行传播),扩大分布范围;
④具有双受精现象等更完善的繁殖方式;
⑤输导组织更加发达,运输效率更高。
(三)裸子植物与被子植物的比较
| 比较项目 | 裸子植物 | 被子植物 |
|---|---|---|
| 种子 | 裸露,无果皮包被 | 有果皮包被 |
| 花和果实 | 无真正的花和果实 | 有花和果实 |
| 器官 | 根、茎、叶、种子 | 根、茎、叶、花、果实、种子(六大器官) |
| 种类 | 约800种 | 约25万种以上 |
| 分布 | 主要分布在温带 | 分布广泛 |
(四)种子的结构(以菜豆种子和玉米种子为例)
虽然种子结构的学习放在第二单元第二章,但理解被子植物时需了解种子结构:
- 菜豆种子(双子叶植物):由种皮和胚组成。胚包括胚芽、胚轴、胚根、子叶(两片,储存营养物质)。
- 玉米种子(单子叶植物):由种皮(与果皮愈合)、胚和胚乳组成。胚乳储存营养物质;胚包括胚芽、胚轴、胚根、子叶(一片,不储存营养,转运营养物质)。
能力要求:
- 了解:知道裸子植物和被子植物的特征及代表植物,了解种子植物的分类。
- 理解:理解裸子植物和被子植物种子的区别(有无果皮包被),理解为什么被子植物是最高等的植物类群。
- 应用:能根据植物特征判断属于裸子植物还是被子植物,能分析种子有果皮包被的优越性。
示例:
例题1(中考真题改编)被子植物比裸子植物更高等的主要原因是( )
A. 被子植物个体高大
B. 被子植物有花和果实,种子有果皮包被保护
C. 被子植物种类多
D. 被子植物寿命长
分析与解答:被子植物更高等的根本原因是种子有果皮包被形成果实,更好地保护种子,有利于种子传播和繁殖后代;同时具有六大器官,结构更完善。答案:B
例题2下列植物都属于裸子植物的是( )
A. 银杏、桃 B. 松、杉、柏 C. 水稻、玉米 D. 月季、玫瑰
分析与解答:桃、水稻、玉米、月季、玫瑰都是被子植物(种子有果皮包被,有花和果实);银杏、松、杉、柏都是裸子植物(种子裸露,无果皮包被)。答案:B
第二章 被子植物的一生¶
16. 种子的萌发¶
解析:
(一)种子萌发的条件
种子萌发需要满足环境条件和自身条件两方面。
环境条件:
①适宜的温度——种子内酶的活性需要适宜温度,过低或过高都会抑制种子萌发。
②适量的水分——种子吸水后才能使种皮变软、胚突破种皮,种子内的营养物质才能溶解被利用。
③充足的空气(氧气)——种子萌发时呼吸作用旺盛,需要大量氧气分解有机物释放能量。
自身条件:
①种子必须是完整的、胚必须是活的——胚是种子的核心部分,胚若死亡,种子就不能萌发。
②种子必须已经度过休眠期——有些种子成熟后需要经过一段休眠才能萌发,休眠是植物适应环境的一种方式。
③种子内要有足够的营养物质——供胚在萌发初期(尚不能进行光合作用时)利用。
(二)探究实验:种子萌发的环境条件
探究实验的基本设计采用对照实验法,每次只改变一个变量,其他条件保持一致。
| 组别 | 温度 | 水分 | 空气 | 结果 |
|---|---|---|---|---|
| 1号瓶 | 室温 | 适量(湿润) | 充足 | 萌发 |
| 2号瓶 | 室温 | 过少(干燥) | 充足 | 不萌发→水的作用 |
| 3号瓶 | 低温 | 适量(湿润) | 充足 | 不萌发→温度的作用 |
| 4号瓶 | 室温 | 过多(浸没种子) | 不足 | 不萌发→空气(氧气)的作用 |
1号瓶是对照组,2、3、4号瓶分别与1号瓶构成对照,探究水、温度、空气各自对种子萌发的影响。
实验中需要注意:每组种子数量要多一些(如100粒),避免偶然因素的影响;种子要有生命力;重复实验以确保结果可靠。
(三)种子萌发的过程
- 种子吸水膨胀,种皮变软。
- 胚根首先突破种皮,发育成根。
- 胚轴伸长,把胚芽推出地面。
- 胚芽发育成茎和叶。
- 子叶或胚乳中的营养物质逐渐被消耗,转移到胚的生长部位。
- 当幼苗长出绿叶能进行光合作用后,开始独立生活。
发育顺序:胚根→根,胚芽→茎和叶,胚轴→连接根和茎的部位。
能力要求:
- 了解:知道种子萌发的环境条件和自身条件,了解种子萌发的基本过程。
- 理解:理解各项萌发条件的必要性,理解胚的结构在种子萌发中的作用。
- 应用:能设计”探究种子萌发条件”的对照实验,能根据实验结果进行分析。
- 分析:能分析农业生产中促进种子萌发的措施,分析种子不萌发的可能原因。
示例:
例题1(中考真题改编)种子萌发不需要的外界条件是( )
A. 适量的水分 B. 适宜的温度 C. 充足的空气 D. 充足的阳光
分析与解答:种子萌发的环境条件是适量水分、适宜温度和充足空气(氧气)。种子萌发初期不需要阳光,因为萌发时利用的是自身储存的营养物质,而非光合作用。答案:D
例题2一粒种子煮熟后种到土里不能萌发,原因是( )
A. 种子没有完整的胚
B. 种子的胚已死亡,没有生命力
C. 没有适宜的环境条件
D. 营养物质不足
分析与解答:种子煮熟后,胚已死亡,丧失了生命力,不满足种子萌发的自身条件,因此不能萌发。答案:B
17. 植株的生长¶
解析:
(一)根的生长
根是植物吸收水分和无机盐的主要器官。根的生长包括两个方面:根的伸长和根的分支。
根尖的结构(从尖端到基部):
| 部位 | 细胞特点 | 功能 |
|---|---|---|
| 根冠 | 细胞较大,排列不整齐 | 保护作用(保护分生区不受摩擦损伤) |
| 分生区 | 细胞小、排列紧密、细胞核大、细胞质浓 | 具有强烈的分裂能力,不断产生新细胞(属于分生组织) |
| 伸长区 | 细胞迅速伸长,是根生长最快的部位 | 根生长的主要区域 |
| 成熟区 | 细胞分化成熟,表皮细胞向外突起形成根毛,内部形成导管 | 吸收水分和无机盐的主要部位 |
根的生长是分生区细胞分裂和伸长区细胞伸长共同作用的结果。分生区不断分裂产生新细胞,新细胞向下发展成根冠,向上发展进入伸长区,在伸长区细胞迅速伸长,使根不断向下生长。成熟区表皮细胞形成大量根毛,极大地增加了吸收面积,是根吸收水分和无机盐最有效的区域。
(二)枝条的发育
枝条是由芽发育而来的。芽的类型按着生位置可分为顶芽(位于枝条顶端)和侧芽(位于叶腋处)。
芽的结构及发育:
- 芽轴 → 发育成茎
- 幼叶 → 发育成叶
- 芽原基 → 发育成侧芽
- 叶原基 → 发育成幼叶
顶芽发育使植物长高,侧芽发育使植物长出侧枝,形成树冠形态。
(三)植株生长需要营养物质
植株的生长需要多种营养物质:
- 水:主要来自根的吸收,是生命活动不可缺少的物质。
- 无机盐:植物需要量最多的是含氮、磷、钾的无机盐,称为”肥料三要素”。
- 氮肥(如尿素、硝酸铵):促进细胞分裂和生长,使枝叶繁茂,叶色浓绿。缺氮时植株矮小、叶片发黄。
- 磷肥(如过磷酸钙):促进幼苗发育、花的开放、果实和种子的成熟。缺磷时植株矮小、叶片暗绿。
- 钾肥(如氯化钾):促使茎秆健壮,抗倒伏,促进淀粉的形成和运输。缺钾时茎秆软弱、易倒伏。
- 除了氮磷钾外,还需要微量元素(如铁、硼、锌等),虽然需要量少,但对植物正常生长也很重要。
- 有机物:通过光合作用制造,提供植株生长需要的能量和物质。
能力要求:
- 了解:知道根尖的结构及各部分功能,知道枝条由芽发育而来,知道植株生长需要的主要营养物质。
- 理解:理解根尖各结构与根的生长和吸收功能的适应关系;理解氮、磷、钾肥对植物生长的不同作用。
- 应用:能根据植物缺素症状判断缺少的营养元素,能根据根尖结构特点说明根吸收水分的原理。
- 分析:能分析施肥原则和移栽植物时应注意的事项(如带土移栽保护根毛)。
示例:
例题1(中考真题改编)根尖结构中,吸收水分和无机盐的主要部位是( )
A. 根冠 B. 分生区 C. 伸长区 D. 成熟区
分析与解答:成熟区有大量根毛,极大地增加了吸收面积,且内部有导管可以运输吸收来的水分和无机盐,是吸收水分和无机盐的主要部位。答案:D
例题2种植白菜时,应多施肥的肥料类型是( )
A. 氮肥 B. 磷肥 C. 钾肥 D. 都可以
分析与解答:白菜以食用叶为主,氮肥能促进叶的生长,使叶大而浓绿。答案:A
18. 开花和结果¶
解析:
(一)花的结构
花是被子植物的生殖器官,以桃花为例,花的基本结构包括:
| 结构 | 特点和功能 |
|---|---|
| 花柄 | 连接花和茎 |
| 花托 | 上面着生花的各部分 |
| 花萼 | 由萼片组成,开花前保护花蕾 |
| 花冠 | 由花瓣组成,常有鲜艳色彩和香味,吸引昆虫传粉 |
| 雄蕊 | 由花药(内有花粉)和花丝组成,是雄性生殖器官 |
| 雌蕊 | 由柱头、花柱和子房组成,是雌性生殖器官。子房内有胚珠,胚珠内有卵细胞 |
花的主要部分是雄蕊和雌蕊(合称花蕊),因为它们与生殖直接相关。花萼和花冠合称花被,起保护作用和吸引传粉者。
(二)传粉和受精
①传粉:花粉从花药中散放,落到雌蕊柱头上的过程。
- 自花传粉:花粉落到同一朵花的柱头上(如水稻、小麦、豌豆)。
- 异花传粉:花粉落到另一朵花的柱头上(如苹果、油菜、向日葵)。
- 异花传粉需要媒介,主要有风力传粉和昆虫传粉。
②受精:花粉落到柱头上后,受到柱头黏液的刺激,萌发出花粉管。花粉管穿过花柱,进入子房,到达胚珠。花粉管中有两个精子,当花粉管到达胚珠后,释放出两个精子:一个精子与卵细胞融合,形成受精卵;另一个精子与极核融合,形成受精极核。这个过程称为双受精,是被子植物特有的受精方式。
(三)果实和种子的形成
受精完成后,花瓣、雄蕊以及柱头和花柱都完成”使命”、纷纷凋落,而子房继续发育,最终形成果实。
| 花的结构 | 发育成的果实(种子)结构 |
|---|---|
| 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(被子植物中多为种子提供营养) |
一个子房内有多个胚珠,就能发育形成多个种子。果皮由子房壁发育而来,种子由胚珠发育而来。
常见的混淆点:我们吃的桃的”果肉”是果皮(由子房壁发育),真正的”核”(硬壳内的部分)是种子。花生中红色的是种皮,白色的是胚,外面的壳是果皮(因为花生一个果实中只有一粒种子)。玉米粒本身就是果实(种皮与果皮愈合在一起的颖果)。
能力要求:
- 了解:知道花的基本结构,知道传粉的方式和受精的过程,知道果实和种子各由花的哪些结构发育而成。
- 理解:理解花蕊(雄蕊和雌蕊)是花的主要部分的原因;理解双受精的过程及意义;理解子房各结构与果实、种子发育的对应关系。
- 应用:能辨别花的各结构,能判断传粉类型,能分析果实和种子的各部分来源。
- 分析:能分析传粉失败导致的结果(只开花不结果),能分析人为辅助授粉的意义。
示例:
例题1(中考真题改编)一朵桃花中,与果实和种子形成直接有关的结构是( )
A. 花萼 B. 花冠 C. 雄蕊和雌蕊 D. 花托
分析与解答:雄蕊(花药产生花粉)和雌蕊(子房发育成果实和种子)与生殖直接相关,是花中与果实和种子形成直接有关的结构。花萼和花冠主要是保护花蕊并吸引昆虫。答案:C
例题2一个子房里有6个胚珠,这些胚珠全部受精,则该子房发育成的果实中含有的种子数是( )
A. 1个 B. 6个 C. 3个 D. 12个
分析与解答:一个胚珠受精后发育成一粒种子。6个胚珠全部受精,就发育成6粒种子。所以果实中含种子6粒。答案:B
第三章 绿色植物与生物圈的水循环¶
19. 根吸收水分¶
解析:
(一)根吸收水分的结构基础
植物吸收水分的主要器官是根,根吸收水分的主要部位是成熟区(根毛区)。
成熟区表皮细胞向外突起形成大量的根毛,根毛极多(如一株小麦的根毛可达数百万条),极大地增加了根与土壤的接触面积,从而大大提高了吸收效率。根毛细胞液浓度通常高于土壤溶液的浓度,水分通过渗透作用从土壤进入根毛细胞。
成熟区内部细胞分化形成了导管(属于输导组织),导管上下连通,贯穿根、茎、叶,将根吸收的水分和无机盐向上运输到植物体各部分。
(二)水分的运输途径
水分的运输路线:土壤中的水 → 根毛细胞 → 根的导管 → 茎的导管 → 叶的导管 → 叶肉细胞 → 气孔散失。
导管是由死细胞构成的管道状结构,细胞间的横壁消失,上下连通,像一根根吸管,适合运输水分和无机盐。运输方向是从下到上(根→茎→叶)。
另外,植物体内还有筛管,位于茎的树皮内侧(韧皮部),是活细胞,主要运输有机物(光合作用制造的糖类等),运输方向是从上到下(叶→茎→根等)。
| 比较项目 | 导管 | 筛管 |
|---|---|---|
| 位于 | 木质部(茎的中心部位) | 韧皮部(树皮内侧) |
| 细胞状态 | 死细胞,横壁消失 | 活细胞 |
| 运输物质 | 水分和无机盐 | 有机物(养料) |
| 运输方向 | 从下往上 | 从上往下 |
(三)植物吸水和失水的原理
植物细胞吸水还是失水,取决于细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系:
- 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水(如根毛吸水)。
- 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水(如用盐腌菜菜变软,施肥过多”烧苗”)。
- 当两者浓度相等时,细胞维持原状。
农业生产中的应用:
- 合理施肥:一次性施肥过多会导致土壤溶液浓度过高,植物不仅不能吸水反而失水,出现”烧苗”现象。
- 盐碱地不利于植物生长:盐碱地土壤溶液浓度高,植物难以吸水。
能力要求:
- 了解:知道根吸收水分的主要部位和结构特点,知道导管和筛管的运输功能。
- 理解:理解成熟区结构(根毛、导管)与吸收运输功能的适应关系;理解植物细胞吸水和失水的原理。
- 应用:能运用细胞吸水失水原理解释”烧苗”、盐腌蔬菜等现象,能分析导管和筛管被破坏后的影响(如”环割树皮”实验)。
示例:
例题1(中考真题改编)为农作物一次施肥过多会导致”烧苗”,原因是( )
A. 土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度,根毛细胞失水
B. 土壤溶液浓度小于根毛细胞液浓度,根毛细胞吸水
C. 肥料对根毛细胞有毒害作用
D. 施肥改变了土壤温度
分析与解答:施肥过多使土壤溶液浓度超过根毛细胞液浓度,根毛细胞不但不能吸水反而失水,导致植物体内缺水而萎蔫。答案:A
例题2下列关于植物体内导管和筛管的比较,正确的是( )
A. 导管运输有机物,筛管运输水分和无机盐
B. 导管是死细胞,筛管是活细胞
C. 导管从上往下运输,筛管从下往上运输
D. 导管位于树皮中,筛管位于木质部中
分析与解答:A错,导管运水和无机盐,筛管运有机物;B正确;C错,导管从下往上,筛管从上往下;D错,导管位于木质部,筛管位于韧皮部(树皮内侧)。答案:B
20. 蒸腾作用¶
解析:
(一)蒸腾作用的概念
水分以气体状态从植物体内(主要是叶片)散失到体外的过程,称为蒸腾作用。蒸腾作用是植物运输水分的主要动力。
(二)气孔的结构和功能
蒸腾作用主要通过叶片上的气孔进行。
气孔是由一对保卫细胞围成的空隙。保卫细胞的细胞壁厚度不均匀——靠近气孔一侧的壁厚,远离气孔一侧的壁薄。当保卫细胞吸水膨胀时,薄壁一侧膨胀更大,使保卫细胞弯曲,气孔张开;当保卫细胞失水缩小时,细胞恢复原形,气孔关闭。
气孔的开闭调节原理:
- 保卫细胞吸水膨胀 → 气孔张开(利于气体进出和蒸腾)
- 保卫细胞失水缩小 → 气孔关闭(减少水分散失)
气孔的调节意义:气孔张开时,二氧化碳进入叶片(供光合作用需要),水蒸气和氧气散出(蒸腾作用);气孔关闭时,水分散失减少。植物通过气孔的开闭,在保证光合作用所需二氧化碳的同时,尽量减少水分的散失,体现了生物对环境的适应。
一般来说,气孔白天张开,夜晚关闭(因白天光合作用需要二氧化碳,但同时也加强了蒸腾作用;夜晚不需光合作用,关闭气孔可减少水分散失)。
(三)蒸腾作用的过程
根吸收的水分,通过导管运输到叶,叶肉细胞中的水分大部分以水蒸气的形式,通过气孔散失到大气中。蒸腾作用中,99%以上的水用于蒸腾散失,只有不到1%用于光合作用等生命活动。表面上看”浪费”很大,但实际上有重要的生物学意义。
(四)蒸腾作用的意义
①促进水分的吸收和运输:蒸腾作用产生的蒸腾拉力,是水分从根向上运输到茎、叶的主要动力。
②促进无机盐的运输:水分的运输也带动了溶于水中的无机盐向上运输。
③降低叶片温度:水在蒸发时要吸收热量,蒸腾作用能降低叶片温度,避免叶片在高温下被灼伤。
④参与水循环:蒸腾作用提高了空气湿度,增加了降水,促进了生物圈的水循环,对调节气候有一定作用。
大面积森林的蒸腾作用能提高林区空气湿度、增加降雨量,这被称为”森林可以增加降水”,是森林涵养水源的重要机制。
能力要求:
- 了解:知道蒸腾作用的概念和过程,知道气孔的结构。
- 理解:理解气孔开闭的原理和调节作用;理解蒸腾作用的意义。
- 应用:能运用蒸腾作用的原理分析移栽植物时的注意事项(如剪去部分叶片、选择阴天傍晚移栽),分析森林对气候的调节作用。
- 分析:能分析影响蒸腾作用速率的因素(光照、温度、湿度、风速等)。
示例:
例题1(中考真题改编)移栽植物时,选择阴天或傍晚进行,并适当剪去部分叶片,目的是( )
A. 减弱光合作用 B. 降低呼吸作用 C. 减少蒸腾作用 D. 促进呼吸作用
分析与解答:移栽时根系受损,吸水能力下降,若蒸腾作用过强会导致植物缺水萎蔫甚至死亡。阴天或傍晚光照较弱、温度较低,蒸腾作用较弱;剪去部分叶片减少了蒸腾面积。这些措施都是为了减少蒸腾作用,提高移栽成活率。答案:C
例题2气孔张开和关闭的直接原因是( )
A. 环境温度的变化
B. 保卫细胞的吸水和失水
C. 光照强度的变化
D. 风速的变化
分析与解答:保卫细胞吸水膨胀时气孔张开,失水缩小时气孔关闭,直接原因是保卫细胞的吸水和失水导致细胞形态变化。光照、温度等只是影响保卫细胞吸水失水的间接因素。答案:B
第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者(光合作用)¶
21. 光合作用的过程¶
解析:光合作用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(如葡萄糖),并释放出氧气的过程。光合作用是生物圈中有机物和能量的根本来源,是地球上最重要的生物化学反应之一。
(一)光合作用的表达式
文字表达式:
二氧化碳 + 水 ——光能/叶绿体——→ 有机物(储存着能量)+ 氧气
更具体的表达式:
6CO₂ + 6H₂O ——光能/叶绿体——→ C₆H₁₂O₆ + 6O₂
(二)光合作用的条件、原料和产物
- 条件:光能(必须在光下才能进行)。
- 场所:叶绿体(主要是叶片中的叶肉细胞)。
- 原料:二氧化碳和水。
- 产物:有机物(主要是葡萄糖)和氧气。
要点理解:
- 光能是光合作用的动力,由叶绿素吸收。
- 叶绿体是光合作用的”工厂”,含有叶绿素,能吸收光能。
- 水主要由根吸收,通过导管运到叶。
- 二氧化碳主要通过叶片气孔从空气中吸收。
- 制造的有机物通过筛管运输到植物各部位。
- 氧气是光合作用的副产品,通过气孔释放到大气中。
(三)光合作用的实质
- 物质转化:将无机物(二氧化碳和水)转化为有机物(葡萄糖等),同时释放氧气。
- 能量转化:将光能转化为化学能,储存在有机物中。
(四)光合作用的过程
光合作用的过程较为复杂,简单概括为两个阶段(仅为补充了解):
1. 光反应:在叶绿体类囊体薄膜上进行,需要光。水的光解产生氧气,ATP和NADPH的生成。
2. 暗反应:在叶绿体基质中进行,不需要直接光照。二氧化碳固定和还原,合成有机物。
(注:初中阶段主要掌握表达式和四大要素即可。)
(五)光合作用的意义
①制造有机物:植物通过光合作用制造有机物,不仅满足自身生长需要,也是动物和人的食物来源。
②转化并储存能量:植物制造的有机物中储存着光能转化来的化学能,是动植物生命活动所需能量的根本来源。
③维持碳—氧平衡:光合作用吸收二氧化碳、释放氧气,维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。
④促进生物圈的物质循环和能量流动。
能力要求:
- 了解:知道光合作用的概念、表达式、条件、原料、产物和场所。
- 理解:理解光合作用的物质转化和能量转化过程,理解光合作用对生物圈的重要意义。
- 应用:能运用光合作用的知识解释植物生长需要阳光、植物能制造有机物等现象。
- 分析:能分析影响光合作用速率的因素(光照强度、二氧化碳浓度、温度等),能设计探究光合作用的实验。
示例:
例题1(中考真题改编)光合作用的场所和所需的条件分别是( )
A. 线粒体、氧 B. 叶绿体、光 C. 细胞核、水 D. 叶绿体、二氧化碳
分析与解答:光合作用在叶绿体中进行,需要光能作为条件。光合作用的原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气。答案:B
例题2下列关于光合作用的叙述,错误的是( )
A. 光合作用将无机物转化为有机物
B. 光合作用将光能转化为化学能
C. 光合作用释放氧气,吸收二氧化碳
D. 光合作用在任何时间和条件下都能进行
分析与解答:A、B、C都正确。D错误,光合作用需要光照、适宜的温度、二氧化碳和水等条件,不能在”任何时间和条件”下进行(如黑夜无光时不能进行光合作用)。答案:D
22. 光合作用在农业生产上的应用¶
解析:了解光合作用的原理后,在农业生产中可以通过多种措施提高光合作用效率,增加农作物的产量。
(一)合理密植
合理密植是指种植农作物时保持适当的种植密度,使作物既能充分利用光能进行光合作用,又不至于过于拥挤而相互遮挡。
- 种植过稀:单位面积上植株少,叶面积指数低,光能利用率低,浪费土地和光能,总产量不高。
- 种植过密:植株相互遮挡,下层叶片光照不足,光合作用降低;通风不良,二氧化碳供应不足,反而影响产量。
- 合理密植:使叶片合理分布,充分利用光能和土地,使群体光合作用效率最高,获得最佳产量。
(二)间作套种
间作套种是利用不同作物在株高、光照需求等方面的差异,在同一块土地上同时或先后种植两种或两种以上的作物,充分利用空间和时间:
- 间作:在同一块田地上,两种或两种以上作物相间种植。如玉米与大豆间作,玉米高大喜光在上层,大豆矮小耐阴在下层,充分利用光能和空间。
- 套种:在前季作物生长后期的行间,播种或移栽后季作物。如小麦后期套种棉花,延长了光能利用时间。
间作套种的好处:充分利用光能、提高土地利用率、增加单位面积产量、减轻病虫害等。
(三)增加二氧化碳浓度
二氧化碳是光合作用的原料,在一定范围内,增加环境中二氧化碳浓度可以提高光合作用速率。在温室大棚种植中,常通过施用”气肥”(二氧化碳)来提高产量。但二氧化碳浓度过大会对光合效率增长减缓甚至有其他不利影响,需要适度。
(四)其他措施
- 延长光照时间:温室中使用人工补光,增加光合作用时间。
- 提高温度:在适宜范围内,温度升高能提高酶活性,从而提高光合作用速率。温室种植中可进行温度调节。
- 保证水分供应:充足的水分有利于光合作用原料供应和气孔张开吸收二氧化碳。
能力要求:
- 了解:了解光合作用原理在农业生产中的具体应用措施。
- 理解:理解合理密植和间作套种提高光合效率的原理,理解影响光合作用速率的主要因素。
- 应用:能运用光合作用原理分析解释农业生产措施的目的和效果,提出提高产量的合理建议。
示例:
例题(中考真题改编)在温室大棚中种植蔬菜,为提高产量可采取的有效措施不包括( )
A. 适当增加二氧化碳浓度
B. 合理密植
C. 适当延长光照时间
D. 大量减少浇水量
分析与解答:A(增加原料)、B(充分利用光能)、C(增加光合时间)都能提高光合作用效率,增加产量。D大量减少浇水会使植物缺水,气孔关闭,既减少了二氧化碳吸收又影响整个生命活动,不利于光合作用。答案:D
23. 探究光合作用产生氧气¶
解析:
(一)实验原理
光合作用释放氧气,氧气有助燃的特性。通过收集光合作用释放的气体并验证其为氧气,可以证明光合作用产生氧气。
(二)实验过程(以金鱼藻为材料)
-
准备装置:将金鱼藻放在烧杯中的水中,上方倒扣一个漏斗,漏斗的颈上套一个装满水的试管(排水集气法)。
-
设置对照组:
- 一组放在光照下(有光组);
- 另一组用黑布遮盖或放在暗处(无光组/对照组)。 -
观察现象:
- 有光组:金鱼藻表面产生气泡(氧气),气体逐渐收集到试管顶部,将试管中的水排出。
- 无光组:几乎不产生气泡。 -
验证气体:将快要收集满气体的试管取出(用拇指堵住管口),将带火星的木条伸入管口内,观察木条是否复燃。
- 若木条复燃 → 证明收集的气体是氧气。
- 由此证明:绿色植物在光下进行光合作用产生氧气。
(三)实验注意事项
- 实验中应设置光照和黑暗两组进行对比,证明光是光合作用的必要条件。
- 收集气体用排水集气法,因为氧气不易溶于水。
- 实验可选用水生植物(金鱼藻、黑藻等),便于在水中观察气泡并收集气体。
- 可以加入少量碳酸氢钠(NaHCO₃)提供二氧化碳,促进光合作用。
- 确保水温适宜,以提高光合作用速率。
(四)实验结论
绿色植物在光照条件下进行光合作用,能产生氧气。光是光合作用的必要条件。
能力要求:
- 了解:了解探究光合作用产生氧气的实验原理和过程。
- 理解:理解设置对照实验的目的,理解用带火星木条验证氧气的原理。
- 应用:能根据实验步骤和现象进行推理,得出正确结论。
- 分析:能分析实验中各步骤设置的目的,能设计变量控制的对照实验。
示例:
例题(中考真题改编)在做”探究光合作用产生氧气”的实验时,将金鱼藻放在盛有水的烧杯中,上方倒扣漏斗和试管,放在阳光下。一段时间后,试管中收集到气体,将该气体通入带火星的木条,木条复燃。这说明( )
A. 植物光合作用产生氧气
B. 植物光合作用需要二氧化碳
C. 植物光合作用需要阳光
D. 植物呼吸作用产生二氧化碳
分析与解答:带火星的木条复燃说明气体是氧气,证明光合作用产生了氧气。该实验还需另设无光对照组,仅凭此实验尚不能直接证明光合作用”需要”阳光。答案:A
第五章 绿色植物与生物圈的碳—氧平衡¶
24. 光合作用维持碳氧平衡¶
解析:
(一)碳—氧平衡的概念
碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气之间的相对平衡。这一平衡主要由绿色植物的光合作用来维持。
- 光合作用:吸收二氧化碳,释放氧气 → 使氧气增加、二氧化碳减少。
- 动植物的呼吸作用、燃料的燃烧:吸收氧气,释放二氧化碳 → 使氧气减少、二氧化碳增加。
两者方向相反,数量上大体相当时,维持生物圈中氧气和二氧化碳的相对平衡。
(二)维持碳氧平衡的机制
绿色植物通过光合作用,消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,使大气中的氧气和二氧化碳保持相对稳定。这一过程对维持大气中气体组成的稳定至关重要,保证了生物的呼吸需要。
(三)碳氧平衡面临的威胁
随着人类活动的加剧,碳—氧平衡正面临严重威胁:
1. 过度砍伐森林:减少了能进行光合作用的植物数量,削弱了碳—氧平衡的维持能力。
2. 大量燃烧化石燃料(煤、石油、天然气):消耗大量氧气,释放大量二氧化碳。
3. 工业化生产:大量排放二氧化碳等温室气体。
4. 结果:大气中二氧化碳浓度持续升高,导致温室效应加剧,引发全球气候变暖、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题。
(四)保护碳氧平衡的措施
①植树造林,增加绿色植物覆盖率,增强光合作用。
②减少化石燃料的使用,开发清洁能源(如太阳能、风能、水能等)。
③节能减排,减少二氧化碳排放。
④保护现有森林,禁止过度砍伐。
⑤提倡低碳生活,从日常生活做起(如节约用电、绿色出行等)。
能力要求:
- 了解:知道碳氧平衡的概念和维持机制,知道破坏碳氧平衡的后果。
- 理解:理解光合作用对维持碳氧平衡的重要作用,理解温室效应的成因和危害。
- 应用:能运用碳氧平衡的原理分析环境问题,提出减少二氧化碳排放的具体措施。
示例:
例题(中考真题改编)大气中二氧化碳浓度不断升高的主要原因是( )
①大量燃烧煤和石油 ②森林的大量砍伐 ③动植物呼吸 ④植物的光合作用
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
分析与解答:大量燃烧化石燃料会释放大量二氧化碳,森林砍伐减少了吸收二氧化碳的植物,两者导致大气中二氧化碳浓度上升。动植物呼吸也会释放二氧化碳,但这是自然过程中的正常量,不是浓度异常上升的主要原因;植物光合作用是吸收二氧化碳,与浓度升高无关。答案:A
25. 呼吸作用¶
解析:呼吸作用是生物体细胞利用氧气,将有机物分解成二氧化碳和水,同时释放出能量的过程。呼吸作用是生物体进行各项生命活动所需能量的来源。
(一)呼吸作用的表达式
文字表达式:
有机物 + 氧气 ——→ 二氧化碳 + 水 + 能量
具体表达式(以葡萄糖为例):
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ——→ 6CO₂ + 6H₂O + 能量
(二)呼吸作用的场所、原料和产物
- 场所:线粒体(主要场所)。所有活细胞都能进行呼吸作用。
- 原料:有机物和氧气。
- 产物:二氧化碳、水和能量。
注意:呼吸作用不需要光,只要有生命的活细胞都在时刻进行,白天黑夜都进行。这与光合作用不同。另外,微生物和某些动植物在缺氧条件下可以进行无氧呼吸,释放少量能量,本知识点主要以有氧呼吸为主。
(三)呼吸作用的实质
- 物质转化:将有机物分解为无机物(二氧化碳和水)。
- 能量转化:将有机物中储存的化学能释放出来,一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中供生命活动利用。
(四)呼吸作用释放的能量用途
- 供给生命活动所需(如细胞分裂、肌肉收缩、神经传导等)。
- 一部分转化为热能,维持体温(恒温动物尤其需要)。
- 动物和人体温的维持,植物种子萌发产热等都是呼吸作用释放能量的体现。
(五)呼吸作用在农业生产中的应用
呼吸作用消耗有机物,在农业生产中有时需要适当抑制呼吸作用以减少有机物的消耗:
①降低温度:如将蔬菜、水果保存在冷库中,低温可减弱呼吸作用,延长保鲜时间。
②减少含水量:如晒干的粮食种子含水量低,呼吸作用微弱,减少了有机物的消耗,有利于长期储存。
③降低氧气浓度/增加二氧化碳浓度:如水果蔬菜的气调保鲜,降低环境中氧气浓度,减缓呼吸作用。
适当促进呼吸作用的情况:
①土壤松土:增加土壤中氧气含量,促进根系呼吸作用,为根系生长提供能量(松土还有利于土壤微生物活动,增加土壤肥力)。
②涝地排水:植物根系也需要氧气,土壤积水过多导致根系缺氧,呼吸作用受抑制,会影响根系对水分和无机盐的吸收甚至烂根,因此要及时排涝。
(六)植物的呼吸作用与光合作用的关系
植物白天既有光合作用也有呼吸作用,但白天光合作用强度通常大于呼吸作用强度,表现为吸收二氧化碳、释放氧气(净释放氧);夜晚只有呼吸作用,吸收氧气、释放二氧化碳。
能力要求:
- 了解:知道呼吸作用的概念、表达式、场所、原料和产物。
- 理解:理解呼吸作用的实质(物质转化和能量转化);理解呼吸作用与生命活动的关系。
- 应用:能运用呼吸作用原理解释和判断农业生产措施(如粮食储存、蔬菜保鲜、松土排涝等)的目的。
- 分析:能分析环境中氧气、温度、含水量等因素对呼吸作用的影响。
示例:
例题1(中考真题改编)存放粮食前要晒干,主要目的是( )
A. 杀死粮食中的虫卵
B. 减少粮食中的水分,降低呼吸作用强度
C. 提高粮食的温度
D. 增加粮食中的有机物
分析与解答:晒干的粮食含水量低,呼吸作用微弱,减少了有机物的分解消耗,有利于长时间保存。这也涉及种子储存的原理。答案:B
例题2土壤板结或积水过多不利于植物生长,主要原因是( )
A. 影响根系吸水
B. 影响根系呼吸作用
C. 影响光合作用
D. 影响蒸腾作用
分析与解答:土壤板结或积水导致根系缺氧,呼吸作用受阻,能量供给不足,影响根系生长和对水分、无机盐的吸收,严重时导致烂根。因此栽培时常需松土和排涝。答案:B
26. 光合作用与呼吸作用的关系比较¶
解析:光合作用和呼吸作用是植物体内两个重要的生理过程,二者既相互对立又相互依存,共同维持植物的生命活动。
(一)光合作用与呼吸作用的比较
| 比较项目 | 光合作用 | 呼吸作用 |
|---|---|---|
| 场所 | 叶绿体 | 线粒体(主要场所) |
| 条件 | 在光下才能进行 | 有光无光都能进行 |
| 原料 | 二氧化碳和水 | 有机物和氧气 |
| 产物 | 有机物和氧气 | 二氧化碳、水和能量 |
| 物质转化 | 无机物 → 有机物 | 有机物 → 无机物 |
| 能量转化 | 光能 → 化学能(储能) | 化学能 → 生命活动所需能量(释能) |
| 发生的部位 | 含有叶绿体的细胞(如叶肉细胞) | 所有活细胞 |
(二)两者的关系
①对立关系:
- 光合作用合成有机物,呼吸作用分解有机物。
- 光合作用储存能量,呼吸作用释放能量。
- 光合作用吸收二氧化碳、释放氧气;呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳。
②互相依存关系:
- 光合作用为呼吸作用提供有机物和氧气(呼吸作用的原料)。
- 呼吸作用为光合作用提供部分二氧化碳和生命活动所需能量。
- 没有光合作用,呼吸作用没有原料和能量来源;没有呼吸作用,植物无法进行生命活动,也就无法进行光合作用。
(三)白天和夜晚的气体交换
- 白天:光合作用和呼吸作用同时进行,光合作用强度通常大于呼吸作用强度。净结果:植物吸收二氧化碳、释放氧气,表现为光下净释放氧气、吸收二氧化碳。
- 夜晚:无光,光合作用停止,只有呼吸作用进行。净结果:吸收氧气、释放二氧化碳。
因此,植物在白天表现为吸收二氧化碳释放氧气,夜晚则吸收氧气释放二氧化碳。但需要注意的是,白天植物也在进行呼吸作用,只是光合作用强度大于呼吸作用。
(四)实际应用
理解光合作用和呼吸作用的关系,有助于在农业生产中合理安排管理措施:
- 白天增加光照和二氧化碳浓度,促进光合作用积累有机物。
- 夜晚适当降低温度,减弱呼吸作用,减少有机物消耗,从而积累更多有机物。
- 昼夜温差大的地区(如新疆)瓜果甜,就是因为白天光照强光合作用强积累糖分多,夜晚温度低呼吸作用弱消耗少,所以含糖量高。
能力要求:
- 了解:知道光合作用和呼吸作用各要素的基本区别。
- 理解:深入理解两种作用的对立统一关系,理解白天和夜晚植物气体交换的不同。
- 应用:能运用光合作用和呼吸作用的关系分析解释实际问题(如温室大棚夜间的温度管理、昼夜温差与农作物品质等)。
- 分析:能综合分析植物某段时间的净气体交换情况,判断有机物的积累量。
示例:
例题1(中考真题改编)下列关于植物光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是( )
A. 光合作用在白天进行,呼吸作用在夜晚进行
B. 光合作用制造有机物,呼吸作用分解有机物
C. 光合作用贮存能量,呼吸作用也贮存能量
D. 光合作用和呼吸作用都在叶绿体中进行
分析与解答:A错,呼吸作用白天夜晚都进行;B正确;C错,呼吸作用释放能量而非储存;D错,光合作用在叶绿体进行,呼吸作用在线粒体中进行。答案:B
例题2新疆的瓜果特别甜,主要原因是( )
A. 白天温度高,光合作用强,制造有机物多
B. 夜晚温度低,呼吸作用弱,消耗有机物少
C. A和B都是
D. 土壤特别肥沃
分析与解答:新疆地区昼夜温差大,白天光照充足温度适宜光合作用强,制造的有机物(糖分)多;夜晚温度低,呼吸作用弱,分解消耗的有机物少,因此有机物积累多,瓜果特别甜。答案:C
第六章 爱护植被,绿化祖国¶
27. 我国植被的主要类型和面临的挑战¶
解析:
(一)我国植被的主要类型
我国地域辽阔,地形和气候复杂多样,植被类型丰富。主要植被类型包括:
①热带雨林:主要分布在海南岛、云南南部、台湾南部等热带地区。特点是植物种类丰富、结构复杂、层次多,是生物多样性最丰富的生态系统之一。
②常绿阔叶林:主要分布在南方亚热带地区(如长江以南)。四季常青,以常绿阔叶树为主。
③落叶阔叶林:主要分布在温带地区(如华北地区)。冬季落叶,夏季叶茂,具有明显的季节变化。
④针叶林:主要分布在大兴安岭等寒温带和温带高海拔地区,以松、杉等针叶树为主。
⑤草原:主要分布在内蒙古、新疆等干旱和半干旱地区,以草本植物为主。
⑥荒漠植被:主要分布在西北内陆干旱地区,植被稀少,以耐旱的灌木和草本植物为主。
(二)我国植被面临的主要挑战
- 我国森林覆盖率偏低:我国森林覆盖率约为24%左右(动态数据),低于世界平均水平(约31%),且人均森林面积和蓄积量远低于世界平均水平。
- 森林分布不均:主要集中在东北、西南等地区,华北、西北地区森林覆盖率低。
- 过度砍伐:历史上长期过度砍伐森林,导致森林资源减少、生态破坏。
- 土地荒漠化:西北地区过度放牧、不合理开垦等导致草原退化和土地荒漠化加剧。
- 水土流失:森林破坏导致水土流失严重,黄土高原等地区特别突出。
- 生物多样性减少:植被破坏使许多动植物失去栖息地,生物多样性受到威胁。
- 草场退化:过度放牧使草场载畜量下降,草场退化严重。
(三)保护措施
为改善植被状况,我国采取了一系列措施:
- 颁布《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国草原法》等法律法规。
- 实施”三北防护林工程”“退耕还林还草工程”“天然林保护工程”等重大生态工程。
- 设立每年的3月12日为全国植树节。
- 建立自然保护区,保护生物多样性。
能力要求:
- 了解:知道我国植被的主要类型,知道我国植被面临的主要挑战。
- 理解:理解植被破坏对生态环境的危害,理解保护植被的重要性。
- 应用:能说出保护植被的主要措施和途径,能举出身边保护环境的实例。
示例:
例题(中考真题改编)为了保护我国的植被资源,下列做法不可取的是( )
A. 大力植树造林,增加森林面积
B. 实施”退耕还林还草”工程
C. 毁林开荒,扩大耕地面积
D. 建立自然保护区保护植物资源
分析与解答:A、B、D都是保护和发展植被的措施。毁林开荒会破坏森林植被,导致水土流失、生物多样性减少等生态问题,不可取。答案:C
28. 爱护植被的意义¶
解析:绿色植物是生物圈中生产者,对生物圈的稳定和人类生存有着不可替代的重要作用。爱护植被的意义体现在多个方面:
(一)维持碳氧平衡
绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气,维持生物圈中二氧化碳和氧气的平衡,保证人类和动物呼吸所需的氧气供应。植被减少会打破碳氧平衡,导致氧气不足和二氧化碳浓度升高。
(二)涵养水源
植被能通过多个机制涵养水源:
- 树冠截留降雨,减少地表径流。
- 根系固定土壤,减少水土流失。
- 枯枝落叶层蓄水,海绵般吸收降水。
- 减缓水流速度,增加地下水补给。
森林被称为”绿色水库”,可见其涵养水源的作用之重要。
(三)保持水土
植被的根系能紧紧”抓住”土壤,枝叶能减弱雨水的冲击力,避免雨水直接冲刷土壤表面。植被覆盖率高的地区水土流失程度轻,植被稀少地区易发生水土流失和山体滑坡。
(四)防风固沙
植被能减缓风速,保护土壤免受风蚀。通过种植防护林,可以防风固沙、改善农田小气候、保护农田。
(五)调节气候
植被通过蒸腾作用增加空气湿度,促使降水;植物的遮阴作用可以降低地表温度;大面积植被能调节局部和区域气候。森林对气候的调节作用十分重要。
(六)维持生物多样性
植被为各种动物和微生物提供了栖息地、食物和庇护所。保护植被就是保护与该植被相关联的整个生态系统及生物多样性。
(七)净化空气和美化环境
植物能吸收有害气体、吸附粉尘、减低噪音,从而净化空气和改善环境质量。
(八)为人类提供多种资源
植被为人类提供木材、药材、食物、纤维等生活和生产资料。
总结:爱护植被就是保护人类自己赖以生存的家园。植被在维持生物圈物质循环和能量流动、保持生态平衡等方面起着不可替代的作用。我们必须珍爱植被,积极植树造林,合理利用资源,维护生态平衡。
能力要求:
- 了解:知道植被在维持碳氧平衡、涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、维持生物多样性等方面的作用。
- 理解:理解植被对维持生态平衡和人类生存的重要性。
- 应用:能举例说明植被保护与人类生活的关系,能提出具体的保护植被的行动建议。
示例:
例题(中考真题改编)下列关于绿色植物在生物圈中作用的叙述,不正确的是( )
A. 能进行光合作用维持碳氧平衡
B. 能通过蒸腾作用促进水循环
C. 对水土保持没有作用
D. 为生态系统中其他生物提供物质和能量
分析与解答:绿色植物的根系能固定土壤,植物体能减缓水流冲击,对保持水土有重要作用。C的说法不正确。答案:C
附:本册核心概念总结¶
| 核心概念 | 要点概述 |
|---|---|
| 生物的特征 | 营养、呼吸、排出废物、应激性、生长繁殖、遗传变异、(除病毒外)由细胞构成 |
| 生态系统 | 生物与环境组成的统一整体;含非生物部分+生产者+消费者+分解者 |
| 食物链 | 从生产者开始,不含分解者和非生物部分,箭头指向捕食者 |
| 细胞结构 | 植物细胞:壁、膜、质、核、液泡、叶绿体;动物细胞:膜、质、核 |
| 能量转换器 | 叶绿体(储能)/ 线粒体(释能) |
| 结构层次 | 动物:细胞→组织→器官→系统→动物体;植物:细胞→组织→器官→植物体 |
| 四大组织(动物) | 上皮、结缔、肌肉、神经 |
| 四大组织(植物) | 分生、保护、营养、输导 |
| 六大器官(植物) | 营养器官:根、茎、叶;生殖器官:花、果实、种子 |
| 光合作用 | CO₂ + H₂O —(光/叶绿体)→ 有机物 + O₂ |
| 呼吸作用 | 有机物 + O₂ → CO₂ + H₂O + 能量 |
| 蒸腾作用 | 水分通过气孔散失;意义:促进水分运输、降温、参与水循环 |
| 种子萌发条件 | 环境:温度、水、空气;自身:完整活的胚、度过休眠期 |
本文档依据《义务教育生物学课程标准(2022年版)》及人教版初中生物七年级上册教材整理。文档中知识点力求覆盖全面、解析准确,能力要求参照课标学业要求编写,示例紧贴中考考查方向。如有不足之处欢迎指正。
AI生成