高考生物選考（江蘇專用）一輪總復習課件專題6光合作用-基礎篇

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生物江蘇省專用專題6光合作用考點一捕獲光能的色素與結構一、捕獲光能的色素考點清單內容

色素及其相關作用

色素種類

葉綠素(約占3/4)

類胡蘿卜素(約占1/4)

葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素

藍綠色黃綠色橙黃色黃色分布

葉綠體類囊體薄膜上

吸收光譜

葉綠素a和b主要吸收紅光和藍(紫)光;類胡蘿卜素主要吸收藍紫光

化學特性

不溶于水,能溶于酒精、丙酮和石油醚等有機溶劑

分離方法

紙層析法

色素與葉片

顏色正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3∶1,且對綠光吸收最少,

所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色

葉片變黃寒冷時,葉綠素分子易被破壞,類胡蘿卜素較穩(wěn)定,顯示出類胡蘿卜素的

顏色,葉片變黃

葉片變紅秋天時,低溫和植物體內積累的可溶性糖有利于花青素的形成,花青素

在酸性的葉肉細胞中變成紅色儲存于液泡中,而葉綠素因氣溫降低逐

漸降解,從而使葉片呈現(xiàn)紅色

二、綠葉中色素的提取與分離的實驗1.色素提取與分離的方法及原理

方法原理提取用①

無水乙醇

或丙酮提取葉綠體中的色素不溶于水,溶于②

有機溶劑

分離紙層析法葉綠體色素在③

層析液

中的溶解度不同,色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同2.實驗流程步驟

操作要點說明提取色素研磨

(1)無水乙醇:作為提取液,可溶解綠葉中的色素(2)二氧化硅:⑤

有助于充分研磨

(3)碳酸鈣:⑥

防止研磨中色素被破壞

過濾研磨后并用④

單層尼龍布

過濾

制備濾紙條

將濾紙條的一端剪去兩角,并在距這一端1

cm處用鉛筆畫一條細線剪去兩角以保證色素在濾紙上擴散均勻、整齊,否則會形成弧形色素帶畫濾液細線

用毛細吸管吸取色素濾液,沿鉛筆線均勻畫一條細而直的濾液細線,待濾液干后再畫若干次(1)濾液細線要細而直(2)干燥后重復畫若干次,既能使濾液細線有較多的色素,又能使各色素擴散的起點相同色素分離

(1)在層析時,不能讓濾液細線觸及層析液(2)濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶3.實驗結果與分析

色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度

胡蘿卜素橙黃色最少最高最快

葉黃素黃色較少較高較快

葉綠素a藍綠色最多較低較慢

葉綠素b黃綠色較多最低最慢4.異?，F(xiàn)象分析(1)濾紙條色素帶顏色均較淺的原因:a.未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分;b.一次性加入無水乙醇的量過多,提取液濃度太低;c.畫濾液細線時次數太少。(2)濾紙條下面兩條色素帶較淺(葉綠素較少)的原因:a.未加碳酸鈣或加入過少,葉綠素被破壞;b.實驗材料中葉綠素的含量較少(如泛黃的葉片)。(3)濾紙條色素帶重疊的原因:濾液細線過粗。(4)濾紙條看不見色素帶的原因:a.忘記畫濾液細線;b.濾液細線浸入層析液,色素全部溶解到層析液中。三、捕獲光能的結構——葉綠體1.結構:

2.功能:進行⑦

光合作用

的場所。3.與功能相適應的結構特點:吸收光能的色素分布于⑧

類囊體薄膜

上;與光合作用有關的酶分布在⑨

類囊體薄膜和葉綠體基質

中?？键c二光合作用的原理與應用一、光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經典實驗實驗者實驗過程及現(xiàn)象實驗結論普利斯特萊點燃的蠟燭與綠色植物,密閉——蠟燭不易熄滅;小鼠與綠色植物,密閉——小鼠不易窒息植物更新空氣薩克斯綠葉

葉片在光下能產生淀粉恩吉爾曼

黑暗無空氣→O2是葉綠體釋放出來的,葉綠體

是進行光合作用的場所

在上述基礎上,他用透過三棱鏡的光照射水綿,發(fā)現(xiàn)大量好氧細菌聚集在紅光和藍(紫)光區(qū)域葉綠體主要吸收紅光和藍(紫)光魯賓、卡門向植物提供

光合作用釋放的氧氣全部來自

水卡爾文用14C標記的CO2,供小球藻進行光合作用,追蹤檢測14C的去向14CO2→214C3→(14CH2O)二、光合作用的過程1.過程圖解

2.過程分析(1)光合作用的原料——H2O,是在①

光反應

階段分解的,產物是②

[H]和O2

。(2)光合作用的原料——CO2,是在③

暗反應

階段利用的,直接產物是

④

C3化合物

。(3)聯(lián)系:光反應為暗反應提供了[H]和ATP,其轉移方向是從類囊體薄膜到

葉綠體基質;暗反應為光反應提供ADP和Pi等。(4)光合作用過程中的能量變化光能→⑤

ATP中活躍的化學能

→⑥

有機物中穩(wěn)定的化學能

。3.反應式CO2+H2O

(CH2O)+O2。(1)光合作用總反應式

(2)光合作用過程中各元素的轉移途徑

4.光合作用過程中元素去向分析(以產物為葡萄糖為例)三、影響光合作用的環(huán)境因素

A點:只進行細胞呼吸;AB段:隨光照強度增強,光合作用強度也逐漸增強;B點(光補償點):光合作用強度等于細胞呼吸強度;BC段:光照強度不斷增強,光合作用強度不斷增強;C點對應的光照強度為光飽和點延長光合作用時間:通

過輪作,延長全年內單

位土地面積上綠色植

物進行光合作用的時

間影響因素曲線曲線解讀在生產上的應用CO2濃度

①圖1和圖2都表示在一定范圍內,光合速率隨CO2濃度的增加而增大,但當超過一定濃度后,光合速率不再增加;②圖1中A點表示光合速率等于細胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2補償點;圖2中的A'點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。圖1和圖2中的B和B'點都表示CO2飽和點施用有機肥;溫室栽培

植物時,可以適當提高

室內CO2濃度;大田生產

“正其行,通其風”,即

為提高CO2濃度,增加產

量溫度

溫度主要是通過影響與光合作用有關的酶的活性而影響光合速率增加晝夜溫差,提高植

物有機物的積累量

在一定濃度范圍內,增加必需元素的供應,可提高光合速率,但當超過一定濃度后,會因土

壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水萎蔫合理施肥可促進葉片

面積增大,提高酶的合

成率,增加光合速率四、化能合成作用1.概念:某些細菌通過氧化外界環(huán)境的無機物獲得的能量來合成有機物

的方式,稱為化能合成作用。2.實例:硝化細菌能利用氨氧化時所釋放的化學能,將H2O和CO2合成糖

類。3.光合作用和化能合成作用的比較

光合作用化能合成作用區(qū)別能量⑦

光能

⑧

氧化無機物放出的能量

代表生物綠色植物⑨

硝化細菌

相同點

都能將CO2和H2O等無機物合成有機物

考點三光合作用與細胞呼吸一、光合作用和有氧呼吸的比較(以真核生物為例)

光合作用有氧呼吸發(fā)生場所

①

葉綠體

②

細胞質基質、線粒體

發(fā)生條件

只能在③

光

下進行時時刻刻都進行實質

合成有機物、儲存能量④

分解有機物、釋放能量

ATP產生場所⑤

葉綠體類囊體薄膜

⑥

細胞質基質、線粒體

用途主要為⑦

暗反應階段C3的還原

供能為生物體各項生命活動供能[H]來源光反應階級第一階段、第二階段產生

用途作為暗反應階段的還

原劑,用于還原C3用于第三階段還原氧氣產生水,同時釋放大量能量二、光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系1.過程聯(lián)系2.物質聯(lián)系元素物質聯(lián)系C

OH2O

O2

H2OH

3.能量聯(lián)系4.光合速率與呼吸速率的關系圖(1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用,測得的數據為

呼吸速率(A點)。(2)綠色組織在有光條件下,光合作用與細胞呼吸同時進行,測得的數據為凈光合速率(表觀光合速率)。(3)總(真正)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。(4)各點或線段的光合作用和呼吸作用的情況分析曲線對應點細胞生理活動ATP產生場所植物組織外觀表現(xiàn)圖示A點只進行細胞呼吸,

不進行光合作用只有細胞質基質

和線粒體從外界吸收O2,向

外界釋放CO2

AB段(不含A、B點)呼吸速率>光合速率細胞質基質、線

粒體、葉綠體從外界吸收O2,向

外界釋放CO2

B點光合速率=呼吸速率

與外界不發(fā)生氣

體交換

B點之后光合速率>呼吸速率

從外界吸收CO2,

向外界釋放O2—

—此時植物可更

新空氣

提升一“模型法”分析環(huán)境條件驟變對光合作用過程中各物質變化的影響1.當外界條件改變時,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量變化可以

采用如圖分析:

知能拓展條件分析思路CO2供應不變,而光照變化主要通過圖中①過程分析[H]和ATP含量的變化,然后通過③過程分析C3和C5含量的變化光照不變,而CO2供應變化主要通過④過程分析C3和C5含量的變化,然后根據C3還原過程來分析[H]和ATP含量的變化(1)光照突然停止時:ATP↓,ADP↑,C3↑,C5↓,分析如下:

(2)CO2供應突然停止時:C5↑,C3↓,ATP↑,ADP↓,分析如下:條件C3含量C5含量[H]和ATP含量(CH2O)合成量模型分析光照由強到弱,

CO2供應不變增加減少減少或沒有減少甚至停止

光照由弱到強,

CO2供應不變減少增加增加增加

光照不變,CO2

由充足到不足減少增加增加減少甚至停止

光照不變,CO2

由不足到充足增加減少減少增加

2.物質含量變化總結提升二細胞代謝的“三率”的判斷與計算1.“三率”的表示方法項目表示方法凈光合速率(又稱表觀光合速率)O2的釋放量或CO2的吸收量或有機物的積累量真正光合速率(又稱總光合速率)O2的產生量或CO2的固定量或有機物的制造量呼吸速率(黑暗中測定)CO2的釋放量或O2的吸收量或有機物的消耗量2.“三率”的數量關系真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。3.“三率”的判斷(1)坐標曲線圖中的“三率”判斷(以下圖為例)

當光照強度為0時,若CO2吸收值為負值(如圖中A點),則該值代表呼吸速

率,該曲線為凈光合速率;若將A點上移至原點,即CO2吸收值為0,則該曲線

代表真正光合速率。(2)根據實驗條件判定:實驗結果所給數值若為黑暗條件下綠色植物的測

定值,則為呼吸速率;若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值,則為凈

光合速率。(3)根據代謝過程圖解進行判定:

圖中

,兩者均表示凈光合速率圖中

,兩者均表示呼吸速率圖中

,兩者均表示真正光合速率。(4)根據關鍵詞判定:(單位時間內的變化量)

呼吸速率真正光合速率凈光合速率主體線粒體葉綠體植物體或細胞O2吸收量(黑暗)產生量釋放量有機物消耗量(黑暗)制造量積累量CO2釋放量(黑暗)利用量、固定量、消耗量吸收量提示表中“CO2吸收量”是指植物體或植物細胞吸收的CO2量,代表凈

光合速率;若有文字表述為“光合作用CO2吸收量”則代表真正光合速

率。4.密閉裝置中的“三率”判定:如圖為常見實驗裝置圖。

(1)裝置中溶液的作用:甲裝置中NaHCO3溶液(或CO2緩沖液)可為光合作

用提供CO2,乙裝置中NaOH溶液可吸收容器中的CO2。(2)原理分析①甲、乙兩裝置中液滴的移動均是由O2含量的變化引起的。②甲裝置單位時間內紅色液滴向右移動的距離為植物O2的釋放速率,可

代表凈光合速率(若液滴向左移動,則為負值)。③乙裝置單位時間內紅色液滴向左移動的距離為植物O2的吸收速率,可

代表呼吸速率。(3)判定方法①將甲裝置置于光照下一定時間,記錄紅色液滴向右移動的相對距離(m),

計作凈光合速率。②將乙裝置置于黑暗中一定時間,記錄紅色液滴向左移動的相對距離(n),

計作呼吸速率。③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率=m+n。5.有機物積累量的計算方法(1)計算方法:常見以下兩種情況①持續(xù)光照條件下