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1、專題6光合作用,高考生物（浙江專用）,考點一葉綠體色素的種類及提取與分離 考點清單,基礎(chǔ)知識 一、葉綠體中的色素,二、“光合色素的提取與分離”實驗中的試劑與材料,重難突破 “光合色素的提取與分離”實驗的分析 1.原理解讀 (1)提取:葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水,可用95%的乙醇等有機溶劑提取綠葉中的色素。 (2)分離:各種色素在層析液中溶解度不同,溶解度大的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。,2.實驗流程,3.實驗中的注意事項 (1)選材:應(yīng)選取新鮮、顏色深綠的葉片,以保證含有較多的葉綠體色素。 (2)提取色素:研磨要迅速、充分,且加入各物質(zhì)的量要成比例,以

2、保證提取到較多的色素且使色素濃度適宜。 (3)制備濾紙條:剪去兩角,以保證色素在濾紙條上擴散速度一致,使色素帶均勻、整齊,便于觀察實驗結(jié)果,否則,會形成弧形色素帶。 (4)點樣:用力要均勻,快慢要適中。濾液細線要細、直,且干燥后重復(fù)畫兩三次,使濾液細線既有較多的色素,又使各種色素擴散的起點相同。 (5)分離色素:濾液細線不要觸及層析液,否則濾液細線中的色素分子將溶解到層析液中,濾紙條上得不到色素帶。,【知能拓展】從濾紙條上色素帶的寬度知色素含量的多少,依次為:葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素。 從濾紙條上色素帶的位置知色素在層析液中溶解度的大小,依次為:胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b。 在濾紙條

3、上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠的相鄰兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。,考點二光合作用原理及應(yīng)用 考點清單,基礎(chǔ)知識 一、自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物,二、光合作用概述 1.概念:光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳 和水轉(zhuǎn)化為貯存著能量的有機物,并且釋放氧氣的過程。,2.總反應(yīng)式,6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2 3.場所葉綠體 4.階段,三、光合作用的過程 1.光反應(yīng),(1)條件:光、色素、酶、水。 (2)場所:類囊體膜(即光合膜)。 (3)物質(zhì)變化:H2O+NADP+ NADPH+O2 ADP+PiATP (4)能量變化:光能電能活躍的化學(xué)能(

4、貯存在ATP和NADPH中)。 2.碳反應(yīng) (1)條件:多種酶、CO2、ATP、NADPH。 (2)場所:葉綠體基質(zhì)。,(3)物質(zhì)變化:1分子CO2首先被1個RuBP分子固定,形成1個六碳 分子,這個六碳分子隨即分解成2個三碳酸分子,每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團,形成三碳糖,并將NADPH和ATP,釋放的化學(xué)能貯存在糖分子中。每3個CO2進入卡爾文循環(huán)就形成6個三碳糖,其中5個三碳糖分子再生成RuBP,還有一個三碳糖分子運到葉綠體外合成蔗糖或被葉綠體利用合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂 質(zhì)。 (4)能量變化:ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中穩(wěn)定的化學(xué)能。,四、環(huán)

5、境因素影響光合速率 1.光合速率:又稱光合強度。 (1)含義:是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進行 多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時間或消耗二氧化碳量/單位時間。,2.影響光合速率的外界因素 (1)光強度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨光強度增加而增加;當(dāng)光強度達到一定數(shù)值后,光強度再增加光合速率也不會增加,此時的光強度稱為 光飽和點。 (2)溫度:低于最適溫度,隨著溫度升高,光合速率加快;超過最適溫度,隨著溫度升高,酶的活性減弱或喪失,光合速率減慢或停止。 (3)二氧化碳濃度:在一定范圍內(nèi),空氣中二氧化碳濃度的增高會使光合速率增高

6、。,重難突破 一、光合作用過程分析,二、分析外界因素對光合作用速率的影響 1.光強度對光合作用速率的影響 光強度通過影響植物的光反應(yīng)進而影響光合速率。植物的光合速率在一定范圍內(nèi)隨著光強度的增加而增加,但當(dāng)光強度達到一定程度時,光合速率不再隨著光強度的增加而增加。(此時限制光合速率的主要因素為CO2濃度,詳見圖1),【知能拓展】光補償點和光飽和點 (1)概念:植物光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下呼吸作用所釋放的CO2量達到平衡時的光強度叫光補償點。當(dāng)光強度增加到一定值后,植 物的光合作用強度不再增加,這時的光強度就稱為光飽和點。 (2)不同的植物的光補償點和光飽和點不同 不同的植物的光補償點

7、不同,主要與該植物的呼吸作用強度有關(guān),與溫度也有關(guān)系。一般陽生植物的光補償點比陰生植物高。 不同的植物的光飽和點不同。陽生植物的光飽和點高于陰生植物。,2.CO2濃度對光合作用速率的影響 (1)CO2是光合作用的原料,通過影響碳反應(yīng)來影響光合速率。植物的光合速率在一定范圍內(nèi)隨著CO2濃度的增加而增加,但當(dāng)CO2達到一定濃度時,光合速率不再增加。如果CO2濃度繼續(xù)升高,光合速率不但不會增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒從而影響它正常的生長發(fā)育。 (2)空氣中CO2濃度僅為 0.035%,適當(dāng)增加空氣中CO2濃度,可提高光合速 率。,【知能拓展】CO2補償點和CO2飽和點 植物光合作用吸收的

8、CO2與呼吸作用釋放的CO2相等時的CO2濃度稱為CO2補償點。CO2達到一定濃度后,光合作用強度就不再增加,這時的CO2濃度稱為CO2飽和點。(見圖2),3.溫度對光合作用速率的影響 (1)溫度對光合作用速率的影響規(guī)律 溫度直接影響光合作用所需酶的活性,對光合作用的影響很大。在低溫條件下,植物酶促反應(yīng)速率下降,限制了光合作用的進行;在高溫條件下,葉綠體的結(jié)構(gòu)會遭到破壞,葉綠體中的酶發(fā)生鈍化甚至變性。低溫會影響光合酶的活性,植物表觀光合速率降低;較高溫度使呼吸作用加強,表觀光合速率下降。(詳見圖3),(2)最適溫度 一般植物在10 35 時正常地進行光合作用,其中以25 30 最適宜,在35

9、以上時光合速率就開始下降,40 50 時光合作用基本停止。,4.多因子對光合速率的影響常見坐標(biāo)曲線圖,關(guān)鍵點的含義 P點:此點之前,限制光合速率的因素主要為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著該因子的不斷加強,光合速率不斷提高。 Q點:此時橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素,影響因 素為坐標(biāo)圖中三條曲線所標(biāo)示出的其他因子。,【知能拓展】(1)影響光合作用的環(huán)境因素主要是光強度、CO2濃度,其次是溫度、水分和必需的礦質(zhì)元素。所以在光強度對光合速率的影響曲線中,當(dāng)光合速率不再隨光強度增加而增加時,限制光合速率進一步增加的環(huán)境因素主要是CO2濃度,而內(nèi)因主要是色素含量。同理自變量為CO2濃度時,光合

10、速率達到最大時,限制其進一步增加的環(huán)境因素主要是光強度。,(2)如圖為密閉環(huán)境中CO2濃度、夏季一晝夜植物光合速率隨時間的變化。,圖甲表示一晝夜密閉環(huán)境中CO2濃度隨時間的變化規(guī)律,圖乙表示夏季一晝夜植物光合速率隨時間變化規(guī)律。圖甲中的B、D與圖乙中的b、f所示時間點的凈光合速率均為0。B與b時有機物積累量最少,D與f時有機物積累量最多。圖甲中24時時CO2濃度較初始濃度低,說明植物有機物積累量為正值,表現(xiàn)為生長。圖乙中因午后光照過強導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉而出現(xiàn)cd段變化,cd段與ef段光合速率降低的原因不同。,考點三光合作用與呼吸作用的關(guān)系,考點清單,基礎(chǔ)知識 一、光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系,二、光

11、合作用和細胞呼吸的區(qū)別,重難突破 細胞呼吸和光合作用的綜合比較 1.H與ATP來源、去路的比較,2.表觀光合速率、真正光合速率和呼吸速率的區(qū)別 (1)表觀光合速率與真正光合速率:在有光條件下,植物同時進行光合作用和細胞呼吸,實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量,可表示表觀光合速率,而植物真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。 (2)呼吸速率:將植物置于黑暗環(huán)境中,實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量,可表示植物呼吸速率。,方法一光照與CO 2濃度變化對植物細胞內(nèi)三碳酸、 RuBP、NADPH、ATP、三碳糖合成量的影響 方法技巧 由于各種因素的變化,如溫度變化、光強度

12、變化、CO2濃度變化,三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖這些物質(zhì)的含量會受到影響,根據(jù)化學(xué)平衡原理分析,可以獲得它們之間變化的關(guān)系。如下表:,注:此表只是對變化后短時間內(nèi)各物質(zhì)的相對量的變化進行討論,而不是長時間的變化情況,其中“”代表上升,“”代表下降,方法二光合速率及其測定方法 方法技巧 1.光合速率 (1)光合速率的表示方法:通常以單位時間內(nèi)CO2等原料的消耗量或O2等產(chǎn)物的生成量表示。 (2)表觀光合速率與真正光合速率的關(guān)系 真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。如圖:在不考慮光強度對呼吸速率影響的情況下,OA段表示植物呼吸速率,曲線上C點對應(yīng)的縱坐標(biāo)為最大表觀光合速率,最大

13、真正光合速率為OA+OD。,,2.光合速率的測定方法,(1)以氣體體積變化為測量指標(biāo) 測定方法 光合速率可用如圖所示裝置進行測定,NaHCO3可以維持瓶內(nèi)CO2濃度穩(wěn)定,小液滴的移動量表示植物放氧量(表觀光合量)。 物理實驗誤差的校對 為了避免氣壓、溫度等非光合作用因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如死的幼苗),其他條件均不變。 利用該裝置進行光合速率的測定時,測出的結(jié)果是表觀光合速率,要得到真正的光合速率,還需要在黑暗環(huán)境中測出其呼吸速率,二者之和為真正光合速率。,(2)以有機物變化量為測量指標(biāo)半葉法 如圖,可在同一片葉主脈兩側(cè)對稱位置取等大的兩部分A、B且阻止A、B間發(fā)生物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。若給B照光,A不照光,將A取下并放置在與B溫度、濕度等條件相同,但無光的環(huán)境中保存,一段時間后,與取下的B同時烘干、稱重,重量差值與時間的比值表示真正的光合速率 假設(shè)最初A、B初始重量為X g,實驗處理t時間后,A、B稱重分別為WA、WB,則(X-WA)表示呼吸消耗量,(WB-X)表示凈光合量,真正光合量=(WB-X)+(X-WA),真正光合速率=(WB-WA)/t。若先將A取下烘干稱重,B照光一段時間后再取下烘干稱重,則重量差值與時間比值表示表觀光合速率A、B初始干重相等,故(WB-WA)表示有機物積累量。,