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专题6光合作用,高考生物（浙江专用）,考点一叶绿体色素的种类及提取与分离 考点清单,基础知识 一、叶绿体中的色素,二、“光合色素的提取与分离”实验中的试剂与材料,重难突破 “光合色素的提取与分离”实验的分析 1.原理解读 (1)提取:叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可用95%的乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。 (2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度大的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。,2.实验流程,3.实验中的注意事项 (1)选材:应选取新鲜、颜色深绿的叶片,以保证含有较多的叶绿体色素。 (2)提取色素:研磨要迅速、充分,且加入各物质的量要成比例,以保证提取到较多的色素且使色素浓度适宜。 (3)制备滤纸条:剪去两角,以保证色素在滤纸条上扩散速度一致,使色素带均匀、整齐,便于观察实验结果,否则,会形成弧形色素带。 (4)点样:用力要均匀,快慢要适中。滤液细线要细、直,且干燥后重复画两三次,使滤液细线既有较多的色素,又使各种色素扩散的起点相同。 (5)分离色素:滤液细线不要触及层析液,否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中,滤纸条上得不到色素带。,【知能拓展】从滤纸条上色素带的宽度知色素含量的多少,依次为:叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。 从滤纸条上色素带的位置知色素在层析液中溶解度的大小,依次为:胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。 在滤纸条上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b,距离最远的相邻两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。,考点二光合作用原理及应用 考点清单,基础知识 一、自养生物和异养生物,二、光合作用概述 1.概念:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳 和水转化为贮存着能量的有机物,并且释放氧气的过程。,2.总反应式,6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2 3.场所叶绿体 4.阶段,三、光合作用的过程 1.光反应,(1)条件:光、色素、酶、水。 (2)场所:类囊体膜(即光合膜)。 (3)物质变化:H2O+NADP+ NADPH+O2 ADP+PiATP (4)能量变化:光能电能活跃的化学能(贮存在ATP和NADPH中)。 2.碳反应 (1)条件:多种酶、CO2、ATP、NADPH。 (2)场所:叶绿体基质。,(3)物质变化:1分子CO2首先被1个RuBP分子固定,形成1个六碳 分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子,每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团,形成三碳糖,并将NADPH和ATP,释放的化学能贮存在糖分子中。每3个CO2进入卡尔文循环就形成6个三碳糖,其中5个三碳糖分子再生成RuBP,还有一个三碳糖分子运到叶绿体外合成蔗糖或被叶绿体利用合成淀粉、蛋白质和脂 质。 (4)能量变化:ATP和NADPH中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。,四、环境因素影响光合速率 1.光合速率:又称光合强度。 (1)含义:是指一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行 多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法:产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。,2.影响光合速率的外界因素 (1)光强度:在一定范围内,光合速率随光强度增加而增加;当光强度达到一定数值后,光强度再增加光合速率也不会增加,此时的光强度称为 光饱和点。 (2)温度:低于最适温度,随着温度升高,光合速率加快;超过最适温度,随着温度升高,酶的活性减弱或丧失,光合速率减慢或停止。 (3)二氧化碳浓度:在一定范围内,空气中二氧化碳浓度的增高会使光合速率增高。,重难突破 一、光合作用过程分析,二、分析外界因素对光合作用速率的影响 1.光强度对光合作用速率的影响 光强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着光强度的增加而增加,但当光强度达到一定程度时,光合速率不再随着光强度的增加而增加。(此时限制光合速率的主要因素为CO2浓度,详见图1),【知能拓展】光补偿点和光饱和点 (1)概念:植物光合作用所吸收的CO2与该温度条件下呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时的光强度叫光补偿点。当光强度增加到一定值后,植 物的光合作用强度不再增加,这时的光强度就称为光饱和点。 (2)不同的植物的光补偿点和光饱和点不同 不同的植物的光补偿点不同,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。 不同的植物的光饱和点不同。阳生植物的光饱和点高于阴生植物。,2.CO2浓度对光合作用速率的影响 (1)CO2是光合作用的原料,通过影响碳反应来影响光合速率。植物的光合速率在一定范围内随着CO2浓度的增加而增加,但当CO2达到一定浓度时,光合速率不再增加。如果CO2浓度继续升高,光合速率不但不会增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒从而影响它正常的生长发育。 (2)空气中CO2浓度仅为 0.035%,适当增加空气中CO2浓度,可提高光合速 率。,【知能拓展】CO2补偿点和CO2饱和点 植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时的CO2浓度称为CO2补偿点。CO2达到一定浓度后,光合作用强度就不再增加,这时的CO2浓度称为CO2饱和点。(见图2),3.温度对光合作用速率的影响 (1)温度对光合作用速率的影响规律 温度直接影响光合作用所需酶的活性,对光合作用的影响很大。在低温条件下,植物酶促反应速率下降,限制了光合作用的进行;在高温条件下,叶绿体的结构会遭到破坏,叶绿体中的酶发生钝化甚至变性。低温会影响光合酶的活性,植物表观光合速率降低;较高温度使呼吸作用加强,表观光合速率下降。(详见图3),(2)最适温度 一般植物在10 35 时正常地进行光合作用,其中以25 30 最适宜,在35 以上时光合速率就开始下降,40 50 时光合作用基本停止。,4.多因子对光合速率的影响常见坐标曲线图,关键点的含义 P点:此点之前,限制光合速率的因素主要为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。 Q点:此时横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素,影响因 素为坐标图中三条曲线所标示出的其他因子。,【知能拓展】(1)影响光合作用的环境因素主要是光强度、CO2浓度,其次是温度、水分和必需的矿质元素。所以在光强度对光合速率的影响曲线中,当光合速率不再随光强度增加而增加时,限制光合速率进一步增加的环境因素主要是CO2浓度,而内因主要是色素含量。同理自变量为CO2浓度时,光合速率达到最大时,限制其进一步增加的环境因素主要是光强度。,(2)如图为密闭环境中CO2浓度、夏季一昼夜植物光合速率随时间的变化。,图甲表示一昼夜密闭环境中CO2浓度随时间的变化规律,图乙表示夏季一昼夜植物光合速率随时间变化规律。图甲中的B、D与图乙中的b、f所示时间点的净光合速率均为0。B与b时有机物积累量最少,D与f时有机物积累量最多。图甲中24时时CO2浓度较初始浓度低,说明植物有机物积累量为正值,表现为生长。图乙中因午后光照过强导致叶片气孔关闭而出现cd段变化,cd段与ef段光合速率降低的原因不同。,考点三光合作用与呼吸作用的关系,考点清单,基础知识 一、光合作用与细胞呼吸的联系,二、光合作用和细胞呼吸的区别,重难突破 细胞呼吸和光合作用的综合比较 1.H与ATP来源、去路的比较,2.表观光合速率、真正光合速率和呼吸速率的区别 (1)表观光合速率与真正光合速率:在有光条件下,植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量,可表示表观光合速率,而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。 (2)呼吸速率:将植物置于黑暗环境中,实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量,可表示植物呼吸速率。,方法一光照与CO 2浓度变化对植物细胞内三碳酸、 RuBP、NADPH、ATP、三碳糖合成量的影响 方法技巧 由于各种因素的变化,如温度变化、光强度变化、CO2浓度变化,三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖这些物质的含量会受到影响,根据化学平衡原理分析,可以获得它们之间变化的关系。如下表:,注:此表只是对变化后短时间内各物质的相对量的变化进行讨论,而不是长时间的变化情况,其中“”代表上升,“”代表下降,方法二光合速率及其测定方法 方法技巧 1.光合速率 (1)光合速率的表示方法:通常以单位时间内CO2等原料的消耗量或O2等产物的生成量表示。 (2)表观光合速率与真正光合速率的关系 真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。如图:在不考虑光强度对呼吸速率影响的情况下,OA段表示植物呼吸速率,曲线上C点对应的纵坐标为最大表观光合速率,最大真正光合速率为OA+OD。,2.光合速率的测定方法,(1)以气体体积变化为测量指标 测定方法 光合速率可用如图所示装置进行测定,NaHCO3可以维持瓶内CO2浓度稳定,小液滴的移动量表示植物放氧量(表观光合量)。 物理实验误差的校对 为了避免气压、温度等非光合作用因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如死的幼苗),其他条件均不变。 利用该装置进行光合速率的测定时,测出的结果是表观光合速率,要得到真正的光合速率,还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率,二者之和为真正光合速率。,(2)以有机物变化量为测量指标半叶法 如图,可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B且阻止A、B间发生物质和能量的转移。若给B照光,A不照光,将A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同,但无光的环境中保存,一段时间后,与取下的B同时烘干、称重,重量差值与时间的比值表示真正的光合速率 假设最初A、B初始重量为X g,实验处理t时间后,A、B称重分别为WA、WB,则(X-WA)表示呼吸消耗量,(WB-X)表示净光合量,真正光合量=(WB-X)+(X-WA),真正光合速率=(WB-WA)/t。若先将A取下烘干称重,B照光一段时间后再取下烘干称重,则重量差值与时间比值表示表观光合速率A、B初始干重相等,故(WB-WA)表示有机物积累量。,
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