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,考点清单,知能拓展,实践探究,栏目索引,考点清单,知能拓展,实践探究,栏目索引,考点清单,知能拓展,实践探究,栏目索引,*,*,专题,6,光合作用,高考生物,专题6 光合作用高考生物,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,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,红光和蓝紫,光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收,蓝紫光,。,考点清单,考点一捕获光能的色素与结构考点清单,2.实验方法及原理,项目,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.实验方法及原理项目方法原理提取用无水乙醇叶绿,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,磨得更充分,(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,3.实验流程,步骤操作要点说明提研(1)无水乙醇:作为过研磨后并用单层尼,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,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,制备滤将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1 cm处用铅笔画,4.实验结果分析(如图中表格所示),(1)在滤纸条上会呈现四条色素带,从上到下依次是,胡萝卜素、叶黄素、叶,绿素a和叶绿素b(记忆口诀:胡黄ab),它们的颜色自上而下依次是橙黄色、,黄色、蓝绿色、黄绿色。,(2)四种色素中色素带最宽的色素呈现,蓝绿,色;在层析液中溶解度最,大的色素是,胡萝卜素,。,4.实验结果分析(如图中表格所示),5.实验异常现象分析,异常现象,原因分析,色素带颜色较浅,(1)未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分;,(2)一次加入过量的无水乙醇,提取浓度太低(应,分次加入少量无水乙醇);,(3)划滤液细线时次数太少,滤纸条下面两条,色素带较浅,(1)未加碳酸钙或加入过少,叶绿素被破坏;,(2)实验材料中叶绿素的含量较少(如泛黄的叶,片),色素带重叠,(1)滤液细线不直;,(2)滤液细线过粗,无色素带,(1)忘记画滤液细线;,(2)滤液细线接触到层析液,色素全部溶解到层析,液中,5.实验异常现象分析异常现象原因分析色素带颜色较浅(1)未加,二、叶绿体,1.结构:,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,类囊体薄膜,上;,与光合作用有关的酶分布在,类囊体薄膜和叶绿体基质,中。,二、叶绿体2.功能:进行光合作用的场所。,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,考点二光合作用的原理与应用,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,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,。,2.过程分析,3.光合作用反应式,4.元素去向分析,3.光合作用反应式,O,18,O,2,C,18,O,2,C,3,(C,O)+,O,(2)光合作用过程中C元素的转移途径,14,CO,2,14,C,3,(,14,CH,2,O),(3)光合作用过程中H元素的转移途径:H,2,OH(CH,2,O)+H,2,O,(1)光合作用过程中O元素的转移途径,O18O2(1)光合作用过程中O元素的转移途径,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,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,因素原理图像应用影响光反应阶段,制约ATP及,通过影响,酶,的,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,通过影响酶的活性进而影响光合作用(主要制约,2.多因子变量对光合速率的影响,图像,含义,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,应用,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CO,2,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CO,2,浓度以提高光合作用速率,2.多因子变量对光合速率的影响图像含义P点前,限制光合速率,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,图中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,出相应的物质和过程名称。,ATP,、,丙酮酸,、,CO,2,、,O,2,;甲,光反应,;乙,有氧呼吸第二阶段,。,考点三光合作用与细胞呼吸图中表示叶肉细胞内部分代谢过程,2.物质联系,2.物质联系,3.能量联系,3.能量联系,光合作用,有氧呼吸,H,来源,H,2,O光解产生,有氧呼吸第一、二阶,段,去向,还原,C,3,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,还原供能,用于各项生命活动,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,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:,(1)开始进行光合作用的点:,b,。,(2)光合作用与呼吸作用相等的点:,c、e,。,(3)开始积累有机物的点:,c,。,(4)有机物积累量最大的点:,e,。,三、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析,(1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:,D、H,。,(2)该植物一昼夜表现为生长,其原因是,I点CO,2,浓度低于A点CO,2,浓度,说明,一昼夜密闭容器中CO,2,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,。,2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:,2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:,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C,3,、C,5,及ATP和ADP含量的变化可以,采用下图分析:,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知能,(1),光照突然停止时:ATP,ADP,C,3,C,5,分析如下:,(1)光照突然停止时:ATP,ADP,C3,C5,分,(2),CO,2,供应突然停止时:C,5,C,3,ATP,ADP,分析如下:,(2)CO2供应突然停止时:C5,C3,ATP,ADP,3.模型法表示C,3,和C,5,含量的变化,3.模型法表示C3和C5含量的变化,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:甲光合量,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,光合量=呼吸量,与外界不发生气,体交换,B点之后,光合量呼吸量,从外界吸收CO,2,向外界释放O,2,此时植物可更,新空气,AB段呼吸量光合量细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O,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。,提升三光合作用与细胞呼吸探究的6个方法,(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。,注,:,一般情况下不考虑植物进行无氧呼吸。,(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Na,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,a.净光合速率=(,z,-,y,)/2,S,(,S,为叶圆片面积,下同);,b.呼吸速率=(,x,-,y,)/2,S,;,c.总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(,x,+,z,-2,y,)/2,S,。,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,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:一般情况下不考虑植物进行无氧呼吸。,3.黑白瓶法测溶氧量的变化,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O,2,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CO,2,放出O,2,由于O,2,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。,4.半叶法测定光合作用有机物的产生量,6.间隔光照法比较有机物的合成量,光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行,由于催化暗反应的,酶的催化效率和数量都是有限的,因此在一般情况下,光反应的速率比暗反,应快,光反应的产物
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