第7章 綠色植物在生物圈中的作用
第一節(jié) 綠色植物是食物之源
內(nèi)容精講
1.在植物世界，有一類植物叫做食蟲植物，這些植物能捕食像昆蟲這樣的動物，為什么這些食蟲植物食蟲呢？
剖析：這些食肉植物大多數(shù)生長在經(jīng)常被雨水沖洗和缺少礦物質(zhì)的地帶，由于這些地區(qū)的土壤呈酸性，缺乏氮素營養(yǎng)，因此植物根部的吸收作用不大，為了滿足生存的需要，它們經(jīng)歷了漫長的演化過程，變成了一類能吃動物的植物。目前已知世界上最大的食蟲植物，為一種生長于爪哇、婆羅洲的豬籠草，其囊葉的容量可達八千克，據(jù)說可捕食小老鼠。
據(jù)現(xiàn)在的資料已經(jīng)知道，地球上確確實實地存在著一類行為獨特的食肉植物（亦稱食蟲植物），它們分布在世界各國，共有500多種，其中最著名的有瓶子草、豬籠草和捕捉水下昆蟲的貍藻等。這些植物的葉子變得非常奇特，有的像瓶子，有的像小口袋或蚌殼，也有的葉子上長滿腺毛，能分泌出各種黏液來消化蟲體，它們通常捕食蚊蠅類的小蟲子，但有時也能“吃”掉像蜻蜓一樣的大昆蟲。
2.俗話說“萬物生長靠太陽”，我們所得的能源最終來自于太陽能，沒有綠色植物人類就無法生存。你同意這種說法嗎?為什么？
剖析：綠色植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，儲存在植物體的有機物中。這些有機物不僅為植物自身的生命活動提供能量，同時自然界中的人類和動物都直接或者間接地以綠色植物為食物，因此有機物還為人類的生命活動提供能量。
太陽與生物有著密切的聯(lián)系：植物進行光合作用，光合作用則需要陽光。食草動物吃草，食肉動物將食草動物的尸體吃掉，食肉動物死后被細菌分解最終成為植物的“食品”，這一切將歸功于太陽。
3.袁隆平，一個屬于中國，也屬于世界的名字，他發(fā)起的“第二次綠色革命”，給整個人類帶來了福音。
現(xiàn)為中國工程院院士的袁隆平，從60年代開始致力于雜交水稻的研究，經(jīng)過12年的努力，成功培育出了“三系雜交稻”。1976至1987年間，他培育的雜交水稻種植面積累計達到11億畝，增產(chǎn)稻谷1 000億千克。1979年，雜交水稻作為我國第一個農(nóng)業(yè)技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓美國。以后，他又研制出一批比現(xiàn)有三系雜交水稻增產(chǎn)5％～10％的兩系品種間雜交組合。
問題：
（1）查閱資料，袁隆平院士為什么要研究雜交水稻？
（2）雜交水稻的研究成功對于人類發(fā)展來說產(chǎn)生什么影響？
袁隆平，１９３０年９月生于北平，１９４９年８月考入了重慶相輝學院農(nóng)學系。１９５３年８月畢業(yè)后分配到湖南省安江農(nóng)校任教，在長達１９年的生涯中，袁隆平一面，一面從事生產(chǎn)實踐、選擇課題進行科學研究，開始走上了作物育種之路。
１９６０年７月，他在早稻常規(guī)品種試驗田里，發(fā)現(xiàn)了一株與眾不同的水稻植株。第二年春天，他把這株變異株的種子播到試驗田里，結(jié)果證明了上年發(fā)現(xiàn)的那個“鶴立雞群”的稻株，是地地道道的“天然雜交稻”。既然自然界客觀存在著“天然雜交稻”，只要我們能探索其中的規(guī)律與奧秘，就一定可以按照我們的要求，培育出人工雜交稻來，從而利用其雜交優(yōu)勢，提高水稻的產(chǎn)量。這樣，袁隆平從實踐及推理中突破了水稻為自花傳粉植物而無雜種優(yōu)勢的傳統(tǒng)觀念的束縛。于是，袁隆平立即把精力轉(zhuǎn)到培育人工雜交水稻這一嶄新課題上來。在１９６４年到１９６５年兩年的水稻開花季節(jié)里，他和助手們每天頭頂烈日，腳踩爛泥，低頭彎腰，終于在稻田里找到了６株天然雄性不育的植株。
九十年代后期，美國學者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到21世紀３０年代，中國人口將達到１６億，到時誰來養(yǎng)活中國，誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動蕩危機？這時，袁隆平向世界宣布：“中國完全能解決自己的吃飯問題，中國還能幫助世界人民解決吃飯問題�！苯�(jīng)過近多年的艱苦努力，超級雜交稻在小面積試種獲得成功，畝產(chǎn)達到８００千克，并在西南農(nóng)業(yè)大學等地引種成功。目前，超級雜交稻正進行大面積試種推廣。
探究：（1）我國大江南北的農(nóng)田普遍種上了袁隆平研制的雜交水稻。雜交水稻的大面積推廣應用，為我國糧食增產(chǎn)發(fā)揮了重要作用，對于緩解我國糧食緊張問題有很大幫助。
（2）袁隆平的雜交水稻引起了世界的關(guān)注，許多國家的專家到中國來取經(jīng)，印度、越南等20多個國家和地區(qū)還引種了雜交水稻。袁隆平的努力，也為解決世界糧食短缺問題作出了貢獻。
典題精講
例1下列生物不屬于綠色植物的是（）
A.玉米
B.白菜
C.小麥
D.蘑菇
思路解析：綠色植物可以通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，合成有機物。蘑菇屬于真菌，不屬于綠色植物。
答案：D
例2閱讀下列材料，請你完成后面問題。
沙塵暴也稱沙暴或塵暴，指的是強風將地面塵沙吹起使空氣很混濁，水平能見度小于１千米的天氣現(xiàn)象。沙塵暴是一種突發(fā)性的災害天氣，沙塵暴發(fā)生時，常常造成樹倒屋塌，人畜死亡，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，危害極大。全球有四大沙塵暴高發(fā)區(qū)：中亞、北美、中非和澳大利亞。中國西北地區(qū)是中亞沙塵暴高發(fā)區(qū)的組成部分，其中不少地區(qū)每年沙塵暴日數(shù)達３０天以上。近年來，我國西北地區(qū)沙塵暴呈加重趨勢，并危及到我國北方大部分地區(qū)。
（1）根據(jù)自己所學知識，你能分析出沙塵暴多發(fā)生在什么地方嗎？
（2）設(shè)想自己是一個地方防治沙塵暴的負責人，面對所在城市的多發(fā)沙塵暴的現(xiàn)象，你能否采取一些方法防治呢？
思路解析：中央氣象臺的專家介紹說，揚沙與沙塵暴都是由于本地或附近塵沙被風吹起而造成的。其共同特點是能見度明顯下降，出現(xiàn)時天空混濁，一片黃色。兩者大多受冷空氣過境或雷雨、颮線影響。
這是河西走廊春季常見的浮塵天氣，北方地區(qū)春季容易出現(xiàn)。所不同的是揚沙天氣風較大，能見度在1千米到10千米之間；而沙塵暴風很大，能見度小于1千米。
答案：（1）沙塵暴多發(fā)生在平原地區(qū)，四周沒有高山圍繞，缺少樹木、植被的地方。
（2）種植大量樹木，形成防護林等等。
第二節(jié) 綠色植物與生物圈的物質(zhì)循環(huán)
內(nèi)容精講
1.世界人口的增多、人類工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，都會導致生物圈中的二氧化碳的濃度不斷上升，但是到目前為止，空氣中的二氧化碳濃度基本沒有改變，這是為什么呢？
剖析：生物圈的大氣中氧氣體積分數(shù)約為21%，二氧化碳為0.03%，它們是相對平衡的。雖然所有生物的呼吸作用和化石燃料的燃燒都在消耗氧氣，放出二氧化碳，但綠色植物光合作用能吸收二氧化碳，放出氧氣，使大氣中的氧氣和二氧化碳的濃度處于相對平衡狀態(tài)。但是現(xiàn)在由于植物被亂砍濫伐，導致生物圈中二氧化碳濃度有所提高，引起溫室效應，如果再不采取一定的措施，將會影響到人類和動物的生存。例如當二氧化碳濃度過高時，人會出現(xiàn)呼吸困難、胸悶、呼吸麻痹等癥狀，嚴重時還會因為窒息而導致死亡。
2.炎熱的夏季，人們都愛在樹陰下休息，你能說出其中的道理嗎？
剖析：植物的蒸騰作用對植物及環(huán)境保護起到很大的作用。植物的葉片能遮擋陽光，減弱陽光的炙烤；葉片蒸騰作用散失大量的水分，帶走了空氣中的大量熱量，使樹陰下的溫度降低幾度；蒸騰作用散失的水分還能散失吸附空氣中的灰塵，植物葉片上還有很多的絨毛吸附塵埃粒子使空氣清新宜人；植物還能降低噪音。這些都是夏天樹陰受人喜愛的原因，讓我們一起種樹吧！
3.一株玉米從出苗到結(jié)實的一生中，大約需要消耗200千克以上的水。這200千克水的用途大致如下：
作為組成成分的水1 872克
維持生理過程的250克
蒸騰作用消耗的水202 106克
生長期中總用水量204 228克
據(jù)調(diào)查，在驕陽似火的夏日綠化地區(qū)的氣溫比非綠化地區(qū)的氣溫低0.8 ℃，森林中的氣溫比庭院中的氣溫低1.3～3.2 ℃。有人測量過，在城市露天之下的氣溫高達35 ℃的時候，樹陰下的氣溫只有22 ℃左右。
問題：
（1）玉米在出苗到結(jié)實的一生中，根從土壤中吸收的水分主要到哪里去了？
（2）既然植物體通過根吸收了水分，卻又通過葉散發(fā)到體外，這是為什么？是否是浪費水源？
蒸騰作用會引起植物大量丟失水分，常常會引起水分虧缺和脫水的傷害，因而它對植物來說是一種不可避免的壞事。氣孔是植物葉片與外界交換氣體的門戶。植物在進行光合作用的過程中，必須和周圍環(huán)境發(fā)生氣體交換；同時通過氣孔蒸騰也會使植物喪失大量水分。蒸騰是水的汽化，是一個物理過程。蒸騰作用的強弱除受環(huán)境(如溫度、濕度)的影響外，還受氣孔開關(guān)的調(diào)節(jié)。而氣孔開關(guān)的作用，主要是為了盡量滿足植物進行光合作用對二氧化碳的需要而盡量減少水分的消耗。因此，在生產(chǎn)上應適當降低植物的蒸騰速率，減少水分損耗。
但是蒸騰作用對于植物的生命活動也具有一些作用：首先，它是植物被動吸水的一個主要動力，能促進植物吸收水分和傳導水分。其次，蒸騰作用引起水流通過植物能提供一個運輸系統(tǒng)，礦質(zhì)鹽隨水分從根運至植物上部，有機物也在植物體內(nèi)運輸。再次，蒸騰作用還可有效地降低葉片的溫度，在強烈陽光下，通過蒸騰作用散熱，能保持植物生理上合適的體溫。
同時，植物的蒸騰作用對于環(huán)境也有很大的影響，很好地調(diào)節(jié)了氣候：①降低了周圍環(huán)境的氣溫；②增加了空氣濕度；③增加了降雨量。
探究：（1）由此可見，植物吸收進入體內(nèi)的水分，只有１％左右真正用于各種生理過程和保留在植物體內(nèi)，而99％左右的水分卻被蒸騰掉了。
（2）植物體通過蒸騰作用散發(fā)掉大量的水分，并不是簡單的浪費，對于植物體自身的生命活動，具有重要的生理意義：①減低葉面溫度，避免被灼傷；②促進水分的吸收；③促進體內(nèi)水分和無機鹽的運輸。
典題精講
例1 移栽植物時，常常去掉幾片葉，是為了（）
A.降低光合作用
B.減小呼吸作用
C.減少水分蒸騰
D.移栽方便
思路解析：移栽植物時首先要考慮的是使移栽的植物盡快吸水成活，如果移栽的植物帶有較多的葉片，其根系吸水后就容易使水分被大量的葉片蒸騰掉而脫水死亡。植物成活后才考慮其光合作用和呼吸作用問題。
本題易錯選B項。植物葉片減少后，雖然其呼吸作用可減小，但那是已成活的植株上才表現(xiàn)出來的。人們?yōu)槭挂圃缘闹参镙^快成活，往往要帶上土以保持根系，剪去部分葉片以減少水分蒸騰。
答案：C
例2 2003年4月3日因造紙廠有毒廢水泄漏，巴西里約熱內(nèi)盧州北部部分地區(qū)的飲水源遭到嚴重污染，造成當?shù)?0多萬居民飲用水斷絕。當?shù)仃戃姰斕炀o急出動，協(xié)助解決居民飲水問題。據(jù)報道，與里約州相鄰的米納斯吉拉斯州造紙廠的廢水池日前發(fā)生泄漏，2 000萬升含有氯和苛性鈉等有毒化學物質(zhì)的廢水被排入中。大量的有毒物質(zhì)使帕拉伊巴河水受到嚴重污染。在人口約5萬的圣安東尼奧—帕杜阿市，發(fā)現(xiàn)有大批動物、魚類、禽類等因有毒河水而死亡。
為解決當?shù)鼐用癯运畣栴}，巴西陸軍駐當?shù)氐墓こ瘫筷犛诋斕炀o急出動，利用移動飲用水處理機為居民提供干凈的飲用水。不久，因河水被污染而出現(xiàn)的當?shù)鼐用耧嬘盟o張局面大大緩解。
（1）當河水被污染后，對附近植物會有什么樣的影響？為什么？
（2）通過上述資料，設(shè)想一下當你面臨這種問題時，你該如何面對？
思路解析：（1）當河水被污染后，在河岸附近的植物將受到影響，植物的根從土壤中吸收水分，可能吸收到有毒河水；（2）都市中正常飲用的水都是經(jīng)過若干道程序消毒過的，所以，人們不必擔心。但一旦水源突遭污染，市民們應鎮(zhèn)定面對。
答案：（1）植物可能死亡，因為植物生長需要吸收水分，根部可能吸收到有毒河水。（2）在接到政府正規(guī)渠道發(fā)布的水源被污染的通知后，應立即停止使用被污染的水，無論是通過管線，還是自取的各種水。不應相信小道消息或傳言，居民們應保持鎮(zhèn)靜。居民們應有自覺的節(jié)水意識，在水源污染警報沒有解除前，居民們應保證飲用水，停止一切諸如洗澡、洗車等耗水量大的活動，此時，最重要的就是節(jié)約點滴生命之水。
第三節(jié) 綠化，我們共同的行動
內(nèi)容精講
1.為什么現(xiàn)在很多地方在綠化時以大樹為主，不再單獨用草坪了？
剖析：樹木是草坪光合作用效率的66倍。選擇種植樹木能提高單位面積的光合作用的效率，而且對維持空氣濕度的作用更大。當然，效率最高的應是自然的生態(tài)林，在這樣的環(huán)境下，植物的層次更豐富，光合作用的效率更高。
植物對生物圈的作用及不同植物在綠化設(shè)計時的選擇不同。一個正常人每天吸入的氧氣量要25平方米的一塊草坪提供，而樹木是草坪光合作用效率的66倍。綠化的地面面積是固定的，在綠化時，選擇不同的植物是可以人為改變的。選擇種植樹木就能提高單位面積的光合作用的效率，為城市環(huán)境的改善增加一份貢獻。有時還可在同一塊地上種植草坪、灌木和大樹，充分利用立體空間，使光合作用的效率更高。
2.法國梧桐為什么在世界很多國家廣泛種植？
剖析：法國梧桐對有害氣體的抵抗能力較強，遮陰效果很好，吸附灰塵的效果也很好，常作為行道樹、防護林及綠化樹種。因此，世界上很多國家廣泛種植。
本題在知識上考查綠化時對樹種特性的認識和應用中的選擇。法國梧桐對二氧化硫、氯氣、氟化氫等有害氣體的抵抗能力較強，它的葉片大，遮陰效果很好，葉上有毛，吸附灰塵的效果也很好，常作為行道樹、防護林及綠化樹種。在前20～30年間在全世界被廣泛推廣。由于它的果實中有星狀毛，在每年4～5月掉落時容易飛入眼睛，損傷眼角膜；再加上它的落葉和樹形不易固定，現(xiàn)在已在逐步被淘汰。
3.亞馬孫平原上有世界上最大的熱帶雨林區(qū)，占地球上熱帶雨林總面積的50％，達650萬平方千米，其中有480萬平方千米在巴西境內(nèi)。這里自然資源豐富，物種繁多，生態(tài)環(huán)境紛繁復雜，生物多樣性保存完好，被稱為“生物科學家的天堂”。
然而，亞馬孫熱帶雨林卻并沒有因為它的富有而得到人類的厚愛。人們從16世紀起開始開發(fā)森林。1970年，巴西總統(tǒng)為了解決東北部的貧困問題，又作出了一個最可悲的決策：開發(fā)亞馬孫地區(qū)。這一決策使該地區(qū)每年約有8萬平方千米的原始森林遭到破壞，1969～1975年，巴西中西部和亞馬孫地區(qū)的森林被毀掉了11萬多平方千米，巴西的森林面積同400年前相比，整整減少了一半。
問題：熱帶雨林在迅速減少的原因是什么？將會帶來哪些危害？
熱帶雨林像一個巨大的吞吐機，每年吞噬全球排放的大量的二氧化碳，又制造大量的氧氣，亞馬孫熱帶雨林由此被譽為“地球之肺”，如果亞馬孫的森林被砍伐殆盡，地球上維持人類生存的氧氣將減少1/3。
熱帶雨林又像一個巨大的抽水機，從土壤中吸取大量的水分，再通過蒸騰作用，把水分散發(fā)到空氣中。另外，森林土壤有良好的滲透性，能吸收和滯留大量的降水。亞馬孫熱帶雨林儲蓄的淡水占地表淡水總量的23％。森林的過度砍伐會使土壤侵蝕、土質(zhì)沙化，引起水土流失。巴西東北部的一些地區(qū)就因為毀掉了大片的森林而變成了巴西最干旱、最貧窮的地方。在秘魯，由于森林不斷遭到破壞，1925～1980年間就爆發(fā)了4 300次較大的泥石流，193次滑坡，直接死亡人數(shù)達4.6萬人。目前，每年仍有0.3萬平方千米土地的20厘米厚的表土被沖入大海。
除此之外，森林還是巨大的基因庫，地球上約1 000萬個物種中，有200萬～400萬種都生存于熱帶、亞熱帶森林中。在亞馬孫河流域的僅0.08平方千米左右的取樣地塊上，就可以得到4.2萬個昆蟲種類，亞馬孫熱帶雨林中每平方千米不同種類的植物達1200多種，地球上動植物的1/5都生長在這里。然而由于熱帶雨林的砍伐，那里每天都至少消失一個物種。
探究：熱帶雨林的減少主要是由于燒荒耕作、過度采伐、過度放牧和森林火災等，其中燒荒耕作是首要原因，占整個熱帶森林減少面積的45％。在墾荒過程中，人們把重型拖拉機開進亞馬孫森林，把樹木砍倒，再放火焚燒。
熱帶雨林的減少不僅意味著森林資源的減少，而且意味著全球范圍內(nèi)的環(huán)境惡化。因為森林具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、消減污染及保持生物多樣性的功能。
典題精講
例1森林林冠對降水的截留率一般為15%～40%，林下苔蘚、枯枝落葉層對降水還可以再截留，并且森林土壤具有較高的水分滲透性。據(jù)研究，某地一個森林覆蓋率高的小溪水區(qū)，在干旱季節(jié)其水流量較無林小溪水區(qū)高4倍左右，這說明森林能夠（）
A.調(diào)節(jié)氣候
B.涵養(yǎng)水源
C.防風固沙
D.過濾塵埃
思路解析：森林中的綠色植物的根，從土壤中吸取大量的水分，再通過蒸騰作用，把水分散發(fā)到空氣中。另外，森林土壤有良好的滲透性，能吸收和滯留大量的降水。森林中的植物通過光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣。
答案：B
例2閱讀下列材料，請你完成下列問題。
新華社今晨電 聯(lián)合國11日公布的研究報告說，全球大約1 200種野生竹種中，將近一半因砍伐而面臨消亡危險。而這種情況將嚴重影響大熊貓等野生動物的生存環(huán)境。
報告指出，在250種最瀕危竹種中，每一竹種的面積不到2 000平方千米，這使它們極易遭砍伐而滅絕。此外，這些竹種都具有獨特而難以捉摸的生長周期。單種竹子每20年至100年開一次花。這意味著，快速砍伐會導致一片竹林突然消亡。
（1）根據(jù)上述資料，分析亂砍濫伐綠色植物對動物的生存有什么樣的影響?
（2）為了緩解植被迅速減少的現(xiàn)狀，你能想出一些有效的治理辦法嗎？
思路解析：綠色植物利用光能制造出有機物，并將光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存在有機物中，這是植物自身生長的需要，更是大多數(shù)生物的食物和能量的來源。植物通過呼吸作用和光合作用對氧氣和二氧化碳的利用，維持了地球大氣中氧和二氧化碳的平衡，而這種平衡是生物生存必不可少的環(huán)境條件。植物的蒸騰作用，參與生物圈的水循環(huán)，改善了氣候。植物還穩(wěn)定了水循環(huán)，起到保持水土的作用。利用現(xiàn)在的綠色植物中的能量，減少化石能源的利用，將有利于人類對資源的持續(xù)利用。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuyi/59780.html
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