高考

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(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素考點清單內(nèi)容

色素及其相關(guān)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(nèi)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(jié)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(shù)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(jié)構(gòu)——葉綠體1.結(jié)構(gòu):

2.功能:進行⑦

光合作用

的場所。3.與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)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(guān)的酶分布在⑨

類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)

中?？键c二光合作用的原理與應(yīng)用一、光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗實驗者實驗過程及現(xiàn)象實驗結(jié)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(chǎn)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(chǔ)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(yīng)

階段分解的,產(chǎn)物是②

[H]和O2

。(2)光合作用的原料——CO2,是在③

暗反應(yīng)

階段利用的,直接產(chǎn)物是

④

C3化合物

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

葉綠體基質(zhì);暗反應(yīng)為光反應(yīng)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(yīng)式CO2+H2O

(CH2O)+O2。(1)光合作用總反應(yīng)式

(2)光合作用過程中各元素的轉(zhuǎn)移途徑

4.光合作用過程中元素去向分析(以產(chǎn)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(yīng)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(nèi)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(chǎn)上的應(yīng)用CO2濃度

①圖1和圖2都表示在一定范圍內(nèi),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(nèi)CO2濃度;大田生產(chǎn)

“正其行,通其風”,即

為提高CO2濃度,增加產(chǎn)

量溫度

溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)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(nèi),增加必需元素的供應(yīng),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(zhì)基質(zhì)、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(zhì)

合成有機物、儲存能量④

分解有機物、釋放能量

ATP產(chǎn)生場所⑤

葉綠體類囊體薄膜

⑥

細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體

用途主要為⑦

暗反應(yīng)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(yīng)階級第一階段、第二階段產(chǎn)生

用途作為暗反應(yīng)階段的還

原劑,用于還原C3用于第三階段還原氧氣產(chǎn)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(zhì)聯(lián)系元素物質(zhì)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(guān)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(yīng)點細胞生理活動ATP產(chǎn)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(zhì)基質(zhì)

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(zhì)基質(zhì)、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(zhì)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(yīng)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(yīng)變化主要通過④過程分析C3和C5含量的變化,然后根據(jù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(zhì)含量變化總結(jié)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(chǎn)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(shù)量關(guān)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(jù)實驗條件判定:實驗結(jié)果所給數(shù)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(shù)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(jù)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(jù)關(guān)鍵詞判定:(單位時間內(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)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