初中生物学·生物圈中的绿色植物知识清单

初中生物学·生物圈中的绿色植物知识清单【单元导读】本单元聚焦于绿色植物的形态、生理及其在生物圈中的重要作用。作为生物圈中最核心的生产者，绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能，为几乎所有生命提供物质和能量基础；通过蒸腾作用参与生物圈水循环；通过维持碳—氧平衡稳定全球气候。本清单依据《义务教育生物学课程标准（2022年版）》大概念4“植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡”进行系统梳理。一、生物圈中绿色植物的主要类群【基础】★（一）孢子植物（用孢子繁殖，生殖过程离不开水）1、藻类植物：【基础】（1）生活环境：大多生活在水中，少数生活在潮湿的陆地。（2）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）；没有根、茎、叶的分化【重要】。（3）代表植物：衣藻（单细胞，有鞭毛，含眼点）、水绵（多细胞，带状叶绿体呈螺旋状排列）、海带（可食部分为叶状体）、紫菜。（4）在生物圈中的作用：释放大气中绝大部分氧气（约90%）；作为鱼类饵料；可供食用和药用。2、苔藓植物：【基础】（1）生活环境：大多生活在潮湿的陆地环境。（2）形态特征：具有茎和叶的分化，但茎中没有导管（无输导组织），叶只有一层细胞【重要】，根为假根（无吸收功能，仅起固定作用）。（3）代表植物：葫芦藓、地钱、墙藓。（4）在生物圈中的作用：【高频考点】作为监测空气污染程度的指示植物【重要】，因为其叶片（多为单层细胞）对二氧化硫等有毒气体十分敏感，易受害枯萎。此外，还能保持水土。3、蕨类植物：【基础】（1）生活环境：生活在潮湿环境中。（2）形态特征：具有真正的根、茎、叶分化【重要】，且出现了发达的输导组织（导管和筛管），因此植株比较高大。（3）生殖特点：叶片背面褐色的斑块隆起是孢子囊群，内生孢子，孢子萌发形成原叶体（配子体）。（4）代表植物：肾蕨（观赏）、铁线蕨、卷柏（九死还魂草）、满江红（水生蕨类，优良绿肥）、桫椤（木本蕨类，国家二级保护植物，被称为“蕨类植物之王”）。（5）经济意义：古代蕨类植物（如鳞木、封印木）的遗体经过漫长地质年代形成了煤【高频考点】。（二）种子植物（用种子繁殖，包括裸子植物和被子植物）1、裸子植物：【基础】（1）主要特征：种子裸露，无果皮包被【重要】；具有发达的根、茎、叶和输导组织；多为木本植物。（2）代表植物：松（叶针形，减少蒸腾）、杉（杉树）、柏（侧柏）、银杏（种子称为“白果”，外种皮肉质，但无果皮包被，故属裸子植物【高频易错点】）、苏铁。（3）在生物圈中的作用：构成大片森林，保持水土，提供木材。2、被子植物：【基础】（1）主要特征：种子外面有果皮包被，形成果实【非常重要】；具有真正的花和果实；是陆生分布最广、种类最多、进化程度最高等的植物类群【热点】。（2）分类：根据子叶数目分为双子叶植物（根系为直根系，叶脉为网状脉，如菜豆、花生、向日葵）和单子叶植物（根系为须根系，叶脉为平行脉，如小麦、水稻、玉米、百合）【重要】。二、被子植物的一生【核心内容】（一）种子的结构与萌发【高频考点】1、种子的结构（以菜豆种子和玉米种子为例进行比较）：【非常重要】（1）菜豆种子（双子叶植物无胚乳）：由种皮和胚组成。种皮具有保护作用；胚由胚芽（发育成茎和叶）、胚轴（发育成连接根和茎的部位）、胚根（发育成根）、子叶（两片，储存营养物质）四部分构成【重要】。（2）玉米种子（单子叶植物有胚乳）：实际是果实（因种皮和果皮愈合在一起）。由果皮与种皮、胚、胚乳组成。胚乳储存营养物质（淀粉）【重要】；胚同样由胚芽、胚轴、胚根和子叶（一片，不储存营养，在萌发时转运胚乳营养）构成。（3）【难点】胚是新植物的幼体【非常重要】，由受精卵发育而来。2、种子萌发的条件：【高频考点】（1）自身条件：胚是完整的、有活力的（不在休眠期），且具有供胚发育所需的营养物质。（2）环境条件：适宜的温度、一定的水分、充足的空气【非常重要】。（注意：光照不是种子萌发的必要条件，有些种子需光，有些嫌光）。（3）探究实验：测定种子发芽率（抽样检测），发芽率＝（萌发种子数/供检测种子数）×100%。3、种子萌发的过程：【基础】（1）吸水膨胀，种皮变软。（2）呼吸作用增强，将储存在子叶或胚乳中的营养物质（淀粉、蛋白质、脂肪）分解为小分子物质，转运给胚芽、胚轴和胚根。（3）胚根最先突破种皮，发育成根【重要】。（4）胚轴伸长，将胚芽顶出地面（子叶出土或留土）。（5）胚芽发育成茎和叶，开始进行光合作用。（二）植株的生长1、幼根的生长：【基础】（1）根尖的结构（从尖端向上）：根冠（保护）、分生区（细胞小、排列紧密、核大，具分裂能力，属分生组织）、伸长区（细胞迅速伸长，根生长最快的部位【重要】）、成熟区（表皮细胞向外突起形成根毛，内部细胞分化出导管，是吸收水分和无机盐的主要部位【非常重要】）。（2）根的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【重要】。2、芽的发育：【基础】（1）枝条是由芽发育来的。（2）叶芽的结构：生长点（使芽轴伸长）、幼叶（发育成叶）、芽轴（发育成茎）、芽原基（发育成侧芽）。（3）木本植物茎的加粗依赖于形成层细胞的分裂（向内形成木质部，向外形成韧皮部）。3、植株生长需要营养物质：【高频考点】（1）需要量最多的无机盐【非常重要】：氮（N）——促进细胞分裂和生长，使枝叶繁茂（枝繁叶茂）；磷（P）——促进幼苗发育和花的开放，使果实、种子提早成熟（硕果累累）；钾（K）——使茎秆健壮，促进淀粉形成，增强抗倒伏能力（茎秆粗壮）。（2）缺乏症：缺氮时植株矮小，叶片发黄；缺磷时植株特别矮小，叶片暗绿或紫红；缺钾时茎秆软弱易倒伏，叶片边缘褐变。（三）开花和结果【高频考点】1、花的结构：【基础】（1）一朵花的主要部分是雄蕊（花药内有花粉，花粉内含精子）和雌蕊（柱头、花柱、子房，子房内有胚珠，胚珠内有卵细胞）【非常重要】。（2）花托、萼片、花瓣等起保护或吸引传粉作用。2、传粉和受精：【重要】（1）传粉：花粉从花药落到雌蕊柱头上的过程。方式有自花传粉（如小麦、水稻、豌豆）和异花传粉（如苹果、油菜，需媒介风或昆虫）。（2）受精过程：花粉落到柱头上后，在黏液的刺激下萌发形成花粉管；花粉管穿过花柱进入子房，直达胚珠；精子随花粉管进入胚珠与卵细胞结合形成受精卵。【非常重要】3、果实和种子的形成：【非常重要】受精完成后，花萼、花瓣、雄蕊、柱头和花柱纷纷凋落。只有子房继续发育，最终成为果实【重要】。子房壁→果皮；子房→果实；胚珠→种子；受精卵→胚。【高频易错点】“白果”（银杏）是种子而非果实；玉米粒、小麦粒实际上是果实（果皮种皮愈合）；花生仁是种子（花生“壳”是果皮）；豆荚是果实。三、绿色植物的三大生理作用（一）蒸腾作用【基础】1、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。主要器官是叶片【重要】。2、叶片的结构：【基础】（1）表皮：包括上、下表皮，细胞排列紧密，无色透明，外有角质层。下表皮气孔一般较多。（2）叶肉：含叶绿体，是光合作用的主要场所。分为栅栏层（近上表皮，细胞圆柱形，排列整齐，含叶绿体多）和海面层（近下表皮，形状不规则，排列疏松，含叶绿体少）。（3）叶脉：内有导管（运输水和无机盐）和筛管（运输有机物），起支持和输导作用。3、气孔：【非常重要】（1）组成：由一对半月形的保卫细胞围成，保卫细胞内含叶绿体。（2）功能：是植物蒸腾失水的“门户”，也是气体交换的“窗口”（氧气、二氧化碳进出）。（3）开闭原理：保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开；失水收缩时，气孔闭合。一般白天张开，晚上闭合。4、蒸腾作用的意义：【热点】（1）促进根对水分的吸收和水分在体内的运输（蒸腾拉力）。（2）促进无机盐的运输（无机盐溶解在水中随水运输）。（3）降低叶片表面的温度（散热），防止灼伤。（4）参与生物圈的水循环，提高大气湿度，增加降水。5、应用：【重要】（1）移栽植物时去掉部分枝叶、选择阴天或傍晚移栽、对移栽苗进行遮阴——都是为了降低蒸腾作用，提高成活率。（2）大树底下好乘凉——蒸腾作用散失水分带走热量。（3）进行农业生产中，保持土壤疏松，有利于根系呼吸，促进吸水。（二）光合作用【核心、非常重要】1、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（主要是淀粉），并且释放出氧气的过程。2、公式：【必背】二氧化碳+水————(光能/叶绿体)→有机物（储存能量）+氧气3、实质：【重要】（1）物质转化：将简单的无机物（CO₂和H₂O）转变成复杂的有机物（如淀粉）。（2）能量转化：将光能转变成化学能，储存在有机物中。4、意义：【热点】（1）为植物自身及生物圈中其他生物提供有机物（食物来源）和能量。（2）维持大气中氧气和二氧化碳的平衡（碳—氧平衡）。（3）为化石燃料的形成提供物质基础。5、探究实验：【高频考点】（1）绿叶在光下制造有机物（淀粉）【非常重要】：步骤：暗处理（将天竺葵放到黑暗处一昼夜）→遮光对照（用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖，移到光下照射）→脱色（叶片放入盛有酒精的小烧杯中隔水加热，使叶片黄白色）→漂洗→染色（滴加碘液）→观察。现象：见光部分变蓝，遮光部分不变蓝。结论：①光是光合作用的必要条件；②淀粉是光合作用的产物。关键点：暗处理目的——消耗叶片中原有的淀粉（运走耗尽）；隔水加热目的——防止酒精燃烧；酒精作用——溶解叶绿素。（2）验证光合作用产生氧气：用金鱼藻，收集产生的气体，用快要熄灭的卫生香检验，卫生香复燃，证明产生了氧气。6、原理在农业生产上的应用：【重要】（1）合理密植（充分利用单位面积上的光照）。（2）增加二氧化碳浓度（如通风、施气肥）。（3）增加光照强度或延长光照时间。（4）间作套种。（三）呼吸作用【核心、非常重要】1、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，供给生命活动的需要。所有活细胞均能进行（主要在线粒体）。2、公式：【必背】有机物+氧气————(线粒体)→二氧化碳+水+能量3、实质：分解有机物，释放能量。4、意义：为植物的各项生命活动（如细胞分裂、矿质元素吸收、有机物运输、物质合成等）提供能量【重要】。5、探究实验：【高频考点】（1）呼吸作用释放热量（萌发的种子温度升高）。（2）呼吸作用产生二氧化碳（萌发的种子产生的气体能使澄清石灰水变浑浊）。（3）呼吸作用消耗氧气（萌发的种子使燃烧的蜡烛熄灭）。6、原理在生产生活上的应用：【热点】（1）促进呼吸作用：田间松土、及时排涝（保证根系氧气供应）。（2）抑制呼吸作用：储藏粮食（晒干减少水分、低温）、储藏果蔬（低温、低氧）、充入氮气或二氧化碳、保鲜袋包装。（3）夜间适当降低温室温度（减弱呼吸作用，减少有机物消耗，提高作物产量）【重要】。（四）光合作用与呼吸作用的联系与区别【难点、高频考点】（1）区别：场所：叶绿体（光合）vs线粒体（呼吸）；条件：只在光下进行（光合）vs有光无光均可（呼吸）；原料：CO₂+H₂O（光合）vs有机物+O₂（呼吸）；产物：有机物+O₂（光合）vsCO₂+H₂O+能量（呼吸）；物质变化：合成有机物（光合）vs分解有机物（呼吸）；能量变化：储存能量（光合）vs释放能量（呼吸）。（2）联系：【非常重要】①相互对立：光合作用制造有机物、储存能量；呼吸作用分解有机物、释放能量。②相互依存：光合作用的产物（有机物和氧气）是呼吸作用的原料；呼吸作用释放的能量可供植物进行各项生命活动，包括光合作用产物的运输。③碳—氧平衡：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，二者共同维持大气中碳氧的相对稳定【热点】。四、绿色植物在生物圈中的作用（一）参与生物圈中的水循环【基础】绿色植物通过蒸腾作用将水分以气体形式散失到大气中，提高大气湿度，增加降水；植物茎叶承接雨水，枯枝落叶吸纳雨水，减缓地表径流，促进雨水下渗，起到保持水土的作用。【重要】（二）维持生物圈中的碳—氧平衡【热点、非常重要】1、概念：绿色植物通过光合作用不断消耗大气中的二氧化碳，释放氧气，维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡（简称碳—氧平衡）。2、温室效应：由于化石燃料大量燃烧，二氧化碳排放量增加，而植被破坏导致吸收二氧化碳能力下降，打破了碳—氧平衡。因此，植树造林、低碳生活、保护植被是减缓温室效应的关键措施。（三）为其他生物提供物质和能量【基础】1、物质来源：绿色植物通过光合作用制造的有机物是生物圈中其他生物（包括人类）食物和能量的最终来源（直接或间接以植物为食）。2、能量来源：将光能转化为化学能储存在有机物中，通过食物链流动。五、跨学科实践与核心素养拓展（一）无土栽培技术【基础】1、原理：根据植物生活所需无机盐的种类和数量，将一定量的无机盐溶解于水配成营养液，用营养液来培养植物。说明植物从土壤中吸收的仅是水和无机盐，土壤仅起固定作用【重要】。2、注意点：需定期补充营养液并通气（供根呼吸）。（二）探究环境因素对植物生理的影响【热点】1、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，随光照增强光合作用增强；超过光饱和点后不再增强。2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：二氧化碳是光合作用的原料，适当增加浓度可提高产量（如大棚内增施气肥）。3、温度对呼吸作用的影响：在一定范围内，随温度升高呼吸作用增强（导致有机物消耗增加），因此储存种子需低温。（三）绿色植物相关的劳动教育【拓展】1、校园种植：体验播种、施肥、浇水、除草、收获全过程，观察植物从种子到种子的生命周期。2、果树栽培与修剪：