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,考点清单,知能拓展,实践探究,栏目索引,考点一光合色素和叶绿体,考点清单,一、实验:光合色素的提取和分离,1.实验方法及原理,方法,原理,提取,用,无水乙醇,或丙酮提取,叶绿体中的色素不溶于水,溶于,有机溶剂,分离,纸层析法,叶绿体色素在,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,2.实验流程,步骤,操作要点,说明,提,取,色,素,研,磨,(1)无水乙醇:作为提取,液,可溶解绿叶中的色,素,(2)二氧化硅:,有助于研磨得充分,(3)碳酸钙:防止研磨中,叶绿素被破坏,过,滤,研磨后并用单层尼龙,布过滤,制备滤,纸条,将滤纸条的一端剪去,两角,并在距这一端1,cm处用铅笔画一条细,线,剪去两角以保证色素,在滤纸上扩散均匀、,整齐,否则会形成弧形,色素带,画滤液,细线,用毛细吸管吸取色素,滤液,沿铅笔线均匀画,一条滤液细线,待滤液,干后再画一两次,(1)滤液细线要细而直,(2)干燥后重复画一两,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,色素,分离,(1)在层析时,不能让滤,液细线触及层析液,(2)滤纸条上呈现四条,颜色、宽度不同的色,素带,3.实验结果,思考,:,若收集到的滤液绿色过浅,试分析有哪些可能原因,?,提示,:,可能原因,:,使用放置数天的绿叶,滤液色素,(,叶绿素,),太少,;,未加二氧化硅,研磨不充分,;,未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏,;,一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低,(,正确做法,:,分次加入少量,无水乙醇,),。,思考,1:,如何根据实验结果判断色素的含量以及在层析液中的溶解度大小,?,提示,1:,判断色素含量可根据色素带的宽度和颜色深浅,;,判断色素在层析液中的溶解度可根据色素带距离滤液细线的远近。,思考,2:,叶片为什么多数是绿色的,秋天叶片变黄或变红是什么原因,?,提示,2:,叶片颜色主要是由两类色素决定的,一是存在于叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素,二是存在于液泡内的花青素。叶片多数呈绿色是因为叶绿素较多,叶片对绿光吸收最少,叶片反射出来的光主要是绿光。秋天低温时叶绿素分子被破坏,叶片显示出类胡萝卜素的颜色,故叶片变黄。枫树等,叶片的红色则是液泡中花青素在酸性条件下呈现出的颜色。,二、捕获光能的结构叶绿体,1.结构:,2.与光合作用相适应的结构特点,(1)光合色素分布于类囊体薄膜上,具有吸收、传递和转换光能的作用。,(2)与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和,叶绿体基质,中。,考点二光合作用的过程及影响因素,一、光合作用的过程,1.光合作用过程图解,2.,过程分析,(1),光反应为暗反应提供了,H,和,ATP,其转移方向是从类囊体薄膜到叶绿体基质。,(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,CO,2,含量减少,则叶绿体中,C,3,的含量将降低,C,5,的含量将升高,H,和,ATP,的含量将升高。,思考,:,光反应停止,暗反应是否也马上停止,?,提示,:,不是。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。,3.反应式,CO,2,+H,2,O,(CH,2,O)+O,2,二、光合作用的影响因素,1.三大单因子变量对光合速率的影响,因素,原理,图像,应用,影响光反应阶段,制约,ATP及NADPH的产生,进而制约暗反应,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光补偿点,影响暗反应阶段,制约C,3,的生成,A.大田中增加空气流,动,以增加CO,2,浓度,如,“正其行,通其风”;,B.温室中可增施有机,肥,以增大CO,2,浓度,通过影响酶活性进而,影响光合作用(主要制,约暗反应),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,思考,:,在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处,?,提示,:,有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力,另外还释放出热量和,CO,2,增加了大棚内的温度和,CO,2,浓度,有利于光合作用的进行。,2.多因子变量对光合速率的影响,(1)甲图曲线的自变量是光照强度和温度,在P点之前限制光合速率的因素,是光照强度(横坐标所表示的因子),PQ之间限制光合速率的因素是光照强,度或温度,Q点限制光合速率的因素是温度。,(2)乙图曲线中高CO,2,浓度且光照强度为Q时限制光合速率的环境因素是温,度。若环境因素均适宜,限制光合速率的因素主要是光合色素和有关酶的,含量等。,3.水和矿质元素对光合速率的影响,(1)水既是光合作用的原料,又是体内多种化学反应的介质,如植物缺水导,致萎蔫,光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响,CO,2,进入叶肉细胞。,(2)矿质元素主要通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产,生直接或间接的影响。如Mg可以影响,叶绿素,的合成,N可以影响叶,绿素、酶等物质的合成。,考点三光合作用与细胞呼吸的关系,一、光合作用和有氧呼吸过程中的物质和能量联系,1.过程联系,上图表示叶肉细胞内部分代谢过程,表示物质,甲戊表示过程,请写,出序号代表的物质。,(1)物质:,ATP,、,O,2,、,CO,2,、,丙酮酸,。,(2)过程:甲光反应、乙有氧呼吸第二阶段、丙暗反应、丁有氧呼吸,第一阶段、戊有氧呼吸第三阶段。,2.物质联系,(1)C元素:CO,2,(CH,2,O),丙酮酸,CO,2,(2)O元素:H,2,O,O,2,H,2,O,3.能量联系,二、光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP 的来源和去向,光合作用,有氧呼吸,H,来源,光反应阶段产生,有氧呼吸第,一二、,阶段,去向,用于C,3,还原,用于第三阶段还原O,2,ATP,来源,光反应,阶段产生,三个阶段都产生,去向,用于C,3,还原,用于各项生命活动,注:表中的H在光合作用中指NADPH,在有氧呼吸中指NADH,提升一光合作用和呼吸作用常见曲线解读,1.光合作用和有氧呼吸综合曲线解读,知能拓展,曲线对,应点,细胞生,理活动,ATP产,生场所,植物组织外,观表现,图示,A点,只进行细胞呼吸,不进行光合作用,只有细胞质基质,和线粒体,从外界吸收O,2,向,外界排出CO,2,（,1,）各点（段）的光合作用和呼吸作用分析,AB段,(不含A、,B点),呼吸速率,光合速率,细胞质基质、线,粒体、叶绿体,从外界吸收O,2,向,外界排出CO,2,B点,光合速率=,呼吸速率,与外界不发生气,体交换,B点之后,光合速率,呼吸速率,从外界吸收CO,2,向外界释放O,2,此时植物可更新空气,(2)关键点的移动分析,A点:与呼吸强度相关,呼吸强度增加或减小,a点相应下移或上移。,B点:光合速率等于呼吸速率。若环境改变(如CO,2,浓度降低)使光合速率,降低,则需通过提高光照强度以提高光合速率,使光合速率与呼吸速率相,等,即B点右移。反之B点则左移。,C点:主要与光合速率相关,若环境改变(如CO,2,浓度降低)使暗反应速率降,低,消耗的H和ATP减少,故较弱光照即可满足需求,即C点左移,D点左下,移动。反之则C点右移、D点右上移动。,2.对比分析自然环境及密闭容器中“速率变化曲线”和“含量变化曲,线”,说明:甲图代表24小时内植物净光合速率的变化曲线,乙图代表24小时内密,闭环境中的CO,2,含量变化曲线,甲中ai与乙中的AI一一对应。,甲,乙,光合速率与呼吸速率相等,净光合速率等于0,c点和g点,曲线的最高点(C)和最低点(G),能积累有机物的时间(光合速率,大于呼吸速率),净光合速率大于0,即cg(不,含c、g点),曲线下降时,即,CG(不含C、G点),有机物积累最少和最多的点,c点和g点,C点和G点,开始进行光合作用的时间,b点,C点之前(B点),一昼夜后能否积累有机物,计算:-(+)是否大于0,比较I点时CO,2,浓度是否比A点,时低,提升二“三率”的判断和计算,1.“三率”的概念及内在关系,(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CO,2,释放量或O,2,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,CO,2,的量或产生O,2,的量。,(3)净光合速率:植物绿色组织在有光条件下,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=光合速率-呼,吸速率。,2.“三率”的判断,(1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO,2,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CO,2,吸收值为0,该曲线代表真正光合,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。,(3)根据代谢过程图解进行判定:,图中和分别表示从外界吸收的CO,2,和释放到外界中的O,2,两者均,表示净光合速率;图中和分别表示线粒体进行细胞呼吸产生的CO,2,和,消耗的O,2,两者均表示呼吸速率;图中和分别表示叶绿体进行光合作用,利用的CO,2,和产生的O,2,两者均表示真正光合速率。,故:=+;=+。,(4)根据关键词判定:(单位时间内的变化量),提示:表中“CO,2,吸收量”是指植物体或植物细胞吸收的CO,2,量,代表,净光合速率;若有文字表述为“光合作用CO,2,吸收量”则代表真正光合速,率。,呼吸速率,真正光合速率,净光合速率,主体,线粒体,叶绿体,植物体或细胞,O,2,吸收量(黑暗),产生量,释放量,有机物,消耗量(黑暗),制造量,积累量,CO,2,释放量(黑暗),利用量、固定量、消,耗量,吸收量,3.植物有机物积累量的计算方法,(1)计算方法:常见以下两种情况,持续光照条件下:,有机物积累量=,V,净,t,。,有时光照有时黑暗条件下,有两种计算方法:,方法一:,有机物积累量=光合作用产生量-呼吸作用消耗量=(,V,净,+,V,呼,),t,光,-,V,呼,(,t,光,+,t,暗,),方法二:,有机物积累量=光照时的积累量-黑暗时的消耗量=,V,净,t,光,-,V,呼,t,暗,(2)注意事项:,判断植物体能否正常生长,即判断植物有机物积累量是否大于0。,注意所求与已知的物质是否一致,如已知CO,2,的量求葡萄糖的量,则需要,借助反应式运用化学计算方法进行换算。,计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。,提升三“三率”实验探究的5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CO,2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O,2,吸收,速率,可代表有氧呼吸速率。,(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NaHCO,3,溶液,保证了容器内CO,2,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O,2,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。,2.叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,(1)操作图示,(2)结果分析,净光合速率=(,z,-,y,)/2,S,(,S,为叶圆片面积,下同);,呼吸速率=(,x,-,y,)/2,S,;,总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(,x,+,z,-2,y,)/2,S,。,3.黑白瓶法测溶氧量的变化,(1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净,光合作用量。总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸量(强,度)。,(2)有初始值的情况下,黑瓶中O,2,的减少量为有氧呼吸量;白瓶中O,2,的增加,量(或CO,2,的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。,(3)在没有初始值的情况下(初始值设为,X,),白瓶中测得的现有量(设为,M,)-黑,瓶中测得的现有量(设为,N,)=总光合作用量,即(,X,-,N,)+(,M,-,X,)=,M,-,N,。,注:该方法假设植物不进行无氧呼吸。,4.半叶法测定光合作用有机物的产生量,如图所示,“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部,分(B)不做处理,并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫,伤)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射一段时间后,在A、,B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为,M,A,、,M,B,获得相应,数据,则可计算出该叶片的光合作用强度。若,M,=,M,B,-,M,A,则,M,表示B叶片被,截取部分在这段时间内光合作用合成的有机物总量。,5.叶圆片上浮法定性检测O,2,释放速率,叶片含有空气,上浮,叶片下沉,充满细胞间隙,叶片上浮。,(2)实验装置分析,自变量的设置:光照强度是自变量,通过调整台灯与烧杯之间的距离来调,节光照强度的大小。,中间盛水的玻璃柱的作用:吸收灯光的热量,避免光照对烧杯内水温产生,影响。,(1)实验原理,因变量是光合作用强度,可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶,片上浮的数量(或浮起相同数量的叶片所用的时间长短)来衡量光合作用,的强弱。,实践探究,应用 干旱对植物光合作用的影响,
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