专题6 光合作用(讲解部分)

2.实验方法及原理
项目 提取
分离
方法 用④ 无水乙醇 或丙酮提取 纸层析法
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原理 叶绿体中的色素不溶于水,溶于 有机溶剂 叶绿体色素在⑤ 层析液 中 的溶解度不同,色素随层析液在 滤纸条上的扩散速度不同
3.实验流程
步骤
提
研
取
磨
色
素
过 滤
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操作要点
说明
(1)无水乙醇:作为 ⑥ 提取 液,可溶解绿 叶中的色素 (2)二氧化硅:有助于研 磨得更充分 (3)碳酸钙:⑦ 防止研 磨中叶绿素被破坏
通过影响④ 酶 的 活性进而影响光合作 用(主要制约暗反应)
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a.大田中适时播种; b.温室中,增加昼夜温 差,保证植物有机物的 积累
2.多因子变量对光合速率的影响
图像
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含义 应用
P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速 率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素为坐 标图中所标示出的其他因子
二、叶绿体 1.结构:
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2.功能:进行光合作用的场所。 3.与功能相适应的结构特点:吸收光能的色素分布于② 类囊体薄膜 上; 与光合作用有关的酶分布在③ 类囊体薄膜和叶绿体基质 中。
考点二 光合作用的原理与应用
一、光合作用的过程 1.过程图解
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2.过程分析 (1)光反应为暗反应提供了① [H]和ATP ,其转移方向是从② 类囊体 膜 到③ 叶绿体基质 。 (2)能量变化:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 (3)若环境中的CO2含量减少,则叶绿体中C3的含量将④ 降低 ,C5的含量 将⑤ 升高 ,[H]和ATP的含量将⑥ 升高 。
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4.半叶法——测定光合作用有机物的产生量 本方法又叫半叶称重法,即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常 用于大田农作物的光合速率测定。在测定时,叶片一半遮光,一半曝光,分 别测定两半叶的干物质重量,进而计算叶片的总光合速率、呼吸速率和净 光合速率。 5.叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气,充以水分,使叶片沉 于水中;在光合作用过程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中的溶解度很 小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮 叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用 强度的大小。
3.光合作用反应式 4.元素去向分析
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(1)光合作用过程中O元素的转移途径
H218 O
O 18 2
C18O2
C3
(CH218 O)+H218 O
(2)光合作用过程中C元素的转移途径
14CO2
C 14 3
(14CH2O)
(3)光合作用过程中H元素的转移途径:H2O→[H]→(CH2O)+H2O
二、影响光合作用的因素 1.三大单因子变量对光合速率的影响
因素
原理
图像
影响① 光反应 阶 段,制约ATP及NADPH 的产生,进而制约暗反 应
影响暗反应阶段,制约 ③ C3 的生成
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应用 温室大棚内适当提高 光照强度可以提高光 合速率,欲使植物生长, 必须使光照强度大于 ② 光补偿 点 a.大田中增加空气流动, 以增加CO2浓度,如“正 其行,通其风”; b.温室中可增施有机 肥,以增大CO2浓度
2.物质联系
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3.能量联系
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二、光合作用与细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去向
光合作用
有氧呼吸
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第一、二阶
段
去向
还原① C3
用于第三阶段还原 ② O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于③ C3 还原供能 用于各项生命活动
三、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线:
温室栽培时,在一定光照强度下,白天可适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合 速率,也可同时适当补充CO2,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可适当增加光照 强度和CO2浓度以提高光合作用速率
考点三 光合作用与细胞呼吸
一、光合作用和细胞呼吸的联系 1.过程联系
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图中表示叶肉细胞内部分代谢过程,①~④表示物质,甲~戊表示过程,请写 出相应的物质和过程名称。[①] ATP 、[②] 丙酮酸 、[③] CO2、 [④] O2 ;[甲]⑤ 光反应 ;[乙]⑥ 有氧呼吸第二阶段 。
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高考生物
专题6 光合作用
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考点清单
考点一 捕获光能的色素与结构
一、色素及色素的提取和分离 1.捕获光能的色素 (1)分布:主要分布在叶绿体的① 类囊体薄膜 上。 (2)功能:吸收、传递和转换光能,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ② 红光和蓝紫 光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收③ 蓝紫光 。
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(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液 保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示 植物的O2释放速率,可代表净光合速率。 (3)总光合速率=净光合速率+有氧呼吸速率。 (4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置 对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距 离对原实验结果进行校正。 注:一般情况下不考虑植物进行无氧呼吸。
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2.植物“三率”的判断 (1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值代表呼 吸速率,该曲线则代表净光合速率;若CO2吸收值为0,该曲线代表真正(总) 光合速率。 (2)根据实验条件判定:实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定 值,则为呼吸速率;若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光 合速率。
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(2)CO2供应突然停止时:C5↑,C3↓,ATP↑,ADP↓,分析如下:
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3.模型法表示C3和C5含量的变化
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4.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析 (1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应 停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。 (2)一直光照条件下,会造成[H]、ATP的过度积累,利用不充分;光照和黑暗 间隔条件下, [H]、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照时间相同 的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。 例如:若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲一直光照10分钟, 黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗处理5秒,持续20分钟,则光合作用制造的 有机物:甲<乙。
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知能拓展
提升一 环境条件骤变时对光合作用过程中各物质量变化的分析
1.分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。 2.示例分析 当外界条件改变时,光合作用过程中C3、C5及ATP和ADP含量的变化可以 采用下图分析:
(1)光照突然停止时:ATP↓,ADP↑,C3↑,C5↓,分析如下:
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提升二 细胞代谢的“三率”判断与计算
1.常考易错的植物“三率” (1)呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下 测得的值——单位时间内一定组织的CO2释放量或O2吸收量。 (2)真正(总)光合速率:表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗 的CO2或产生O2的量。 (3)净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,总光合作用与细胞呼吸同时 进行时,测得的数据为净光合速率。从数值关系上:净光合速率=总光合速 率-呼吸速率。
研磨后并用单层尼龙 布过滤
制备滤 纸条
画滤液 细线
色素 分离
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将滤纸条的一端剪去两角,并 剪去两角以保证色素在滤纸
在距这一端1 cm处用铅笔画一 上扩散均匀、管吸取色素滤液,沿 铅笔线均匀画一条滤液细线, 待滤液干后再画一到两次
(1)滤液细线要细而直 (2)干燥后重复画一到两次, 既能使滤液细线有较多的色 素,又能使各色素扩散的起点 相同
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(1)开始进行光合作用的点:① b 。 (2)光合作用与呼吸作用相等的点:② c、e 。 (3)开始积累有机物的点:③ c 。 (4)有机物积累量最大的点:④ e 。
2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:
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(1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:⑤ D、H 。 (2)该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度,说明 一昼夜密闭容器中CO2浓度减小,即植物光合作用制造的有机物量>呼吸作 用消耗的有机物量,植物生长。
与外界不发生气 体交换
从外界吸收CO2, 向外界释放O2— —此时植物可更 新空气
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提升三 光合作用与细胞呼吸探究的6个方法
1.气体体积变化法——测定气体的变化量
(1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞 呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收 速率,可代表有氧呼吸速率。
叶绿体
植物体或细胞
产生量
释放量
制造量
积累量
利用量、固定量、消 耗量
吸收量
提示 表中“CO2吸收量”是指植物体或植物细胞(从外界或细胞外)吸收 的CO2量,代表净光合速率;若有文字表述为“光合作用CO2吸收量”则代 表真正光合速率。
3.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读
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(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸 速率(A点)。 (2)绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为 净光合速率。 (3)各点(段)的光合作用和呼吸作用分析