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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,学法大视野,高考,AB,卷,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,学法大视野,高考,AB,卷,专题六光合作用,考点一光合作用的色素结构及过程,1,.,叶绿素和其他色素,分布,叶绿体类囊体薄膜上,功能,吸收、传递(四种色素),和,_,光能,(只有少量叶绿素,a,),转换,化学特性,不溶于水,能溶于,_,、丙酮和石油醚等有机溶剂,分离方法,_,法,吸收光谱,图中,为,_,主要吸收蓝紫光,,为,_,_,,,为,_,,二者主要吸收,_,酒精,类胡萝卜素,叶,绿素,b,叶绿素,a,红光和蓝紫光,纸层析,2.,叶绿体的结构与功能,(,1,)结构模式图,双层膜,暗反应,基粒,色素,光反应,光合作用,3,.,叶绿体色素提取分离原理,有机溶剂无水乙醇,无水乙醇,溶解度,溶解度高,层析液,4,.,完善光合作用的过程,H,ATP,CO,2,光、色素、酶,类囊体的薄膜,H+,O,2,ATP,ATP,中活跃,的化学能,酶,叶绿体基质,CH,2,O,C,3,ATP,定的化学能,有机物中稳,2C,3,5,.,写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向,6,.,光合作用过程的,“,一、二、三、四,”,1,.,判断正误,(,1,)叶绿素,a,和叶绿素,b,主要吸收红光和蓝紫光,(,2,.,光合作用的探究历程(连一连),3,.,识图析图:,根据下面光合作用图解,(,1,),C,3,化合物还原过程中,需要,(填,“,需要,”,或,“,不需要,”,),ATP,,,CO,2,固定过程中,ATP,。,(,2,)图中,为,,发生于,。,(,3,)图中,为,,发生于,。,(,4,)图中,为,,,为,,,为,,,为,。,不需要,光反应,叶绿体类囊体膜上,暗反应,叶绿体基质中,NADPH,ATP,CO,2,(,CH,2,O,),绿叶中色素的提取与分离,1.,2,.,注意事项及原因分析,过程,注意事项,操作目的,提取,色素,选新鲜绿色的叶片,使滤液中色素含量高,研磨时加无水乙醇,溶解色素,加少量,SiO,2,和,CaCO,3,研磨充分和保护色素,迅速、充分研磨,防止乙醇挥发,充分溶解色素,盛放滤液的试管管口加棉塞,防止乙醇挥发和色素氧化,分离,色素,滤纸预先干燥处理,使层析液在滤纸上快速扩散,滤液细线要直、细、匀,使分离出的色素带平整不重叠,滤液细线干燥后再画一两次,使分离出的色素带清晰分明,滤液细线不触及层析液,防止色素直接溶解到层析液中,分离,色素,滤纸预先干燥处理,使层析液在滤纸上快速扩散,滤液细线要直、细、匀,使分离出的色素带平整不重叠,滤液细线干燥后再画一两次,使分离出的色素带清晰分明,滤液细线不触及层析液,防止色素直接溶解到层析液中,从溶液角度分析色素滤液颜色浅的原因,光反应与暗反应的比较,项目,光反应,暗反应,条件,光、水、色素和酶,ATP,、,H,、,CO,2,、多种酶,场所,在类囊体薄膜上,在叶绿体基质中,物质转化,水的光解;,ATP,的形成,CO,2,的固定和,C,3,的还原,能量转化,光能,ATP,中活跃的化学能,ATP,中活跃的化学能,有机物中稳定的化学能,联系,(,1,)光反应为暗反应提供,H,、,ATP,,暗反应为光反应提供,ADP,和,Pi,。,(,2,)没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,光反应也将停止。,C,3,、,C,5,、,H,和,ATP,相对含量变化分析,当外界条件改变时,光合作用中,C,3,、,C,5,、,H,、,ATP,的含量变化可以采用如图分析:,(,1,)图示:,(,2,)分析:,条件,过程变化,C,3,C,5,H,和,ATP,模型分析,光照由强到弱,,CO,2,供应不变,过程减弱,过程减弱,过程正常进行,增加,减少,减少或,没有,光照由弱到强,,CO,2,供应不变,过程增强,过程增强,过程正常进行,减少,增加,增加,(,2,)分析:,光照不变,,CO,2,由充足到不足,过程减弱,过程正常进行,随,C,3,减少,减弱,,过程正常,减少,增加,增加,光照不变,,CO,2,由不足到充足,过程增强,正常进行,随,C,3,增加,增强,,过程正常,增加,减少,减少,1,.,混淆塑料大棚中,“,塑料颜色,”,与,“,补光类型,”,的选择,点拨,为提高光能利用率,塑料大棚栽培时常选择,“,无色塑料,”,以便透过各色光,这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小,但总不会起负作用),而阴天或夜间给温室大棚,“,人工补光,”,时,则宜选择植物吸收利用效率最高的,“,红光或蓝紫光,”,灯泡。因为若利用白炽灯,则其发出的光中,“,黄、绿光,”,利用率极低,从节省能源(节电、节省成本)角度讲,用红灯泡、紫灯泡效率最高。,1,.,混淆塑料大棚中,“,塑料颜色,”,与,“,补光类型,”,的选择,点拨,为提高光能利用率,塑料大棚栽培时常选择,“,无色塑料,”,以便透过各色光,这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小,但总不会起负作用),而阴天或夜间给温室大棚,“,人工补光,”,时,则宜选择植物吸收利用效率最高的,“,红光或蓝紫光,”,灯泡。因为若利用白炽灯,则其发出的光中,“,黄、绿光,”,利用率极低,从节省能源(节电、节省成本)角度讲,用红灯泡、紫灯泡效率最高。,2,.,误认为光反应被阻断时会引发暗反应被阻断而暗反应被阻断时,光反应不会被阻断,点拨,光合作用的光反应与暗反应是相互联系的,而它们之间的联系纽带是还原力,即,ATP,和,NADPH,。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下),暗反应中,ATP,和,NADPH,的来源被阻断,暗反应会停止;而反过来,当暗反应停止时(如植物气孔完全关闭,或无二氧化碳),光反应是不是也受到影响呢?答案是肯定的,暗反应停止,光反应也会随之停止,因为光反应产生的,ATP,和,NADPH,没有被暗反应消耗,根据化学平衡的原理,相当于光反应的产物浓度升高,化学平衡会向反向进行,从而光反应就停止了。,【案例,1,】,下图为植物叶绿体中色素的吸收光谱,根据图示分析大棚内的照明灯和大棚的塑料薄膜分别为何颜色比较有利于植物进行光合作用(),光,紫光,蓝光,绿光,黄光,橙光,红光,波长范围,/nm,400,450,450,490,490,580,580,600,600,620,620,700,A.,白色、白色,B.,蓝紫色或红色、蓝紫色或红色,C.,白色、蓝紫色或红色,D.,蓝紫色或红色、白色,A,【剖析】,错选原因是只顾及白色光可包括各色全光,对光合作用最有效,忽视了大棚,“,补光,”,成本,事实上补白色光时,其中绿光、黄光利用率很低,只有补红光、蓝紫光才最高效。,选,D,【案例,2,】,下列关于光合作用的叙述,正确的是(),A.,光反应阶段不需要酶的参与,B.,暗反应阶段既有,C,5,的生成又有,C,5,的消耗,且,C,5,直接转移到至(,CH,2,O,)中,C.,光合作用过程中既有,H,的产生又有,H,的消耗,D.,光反应阻断时,暗反应随之阻断,暗反应阻断时光反应不受影响,B,或,D,【剖析】,错选,B,的原因是不明确,C,5,在暗反应中发挥的作用(只是固定,CO,2,);错选,D,的原因是只顾及光反应为暗反应提供,H,和,ATP,,未顾及暗反应为光反应提供,NADP,、,ADP,和,Pi,。,选,C,考点二光合作用速率的影响因素及应用,项目,光合作用,有氧呼吸,物质变化,无机物,_,有机物,_,能量变化,光能,化学能(储能),_,的,化学能,_,的,化学能(放能),实质,合成,_,,,_,能量,_,有机物,,_,能量,,供细胞利用,场所,叶绿体,活细胞(主要在线粒体),条件,只,在,_,下,进行,_,光、,_,光,都能进行,1,.,光合作用与呼吸作用的比较:,(,1,)光合作用与有氧呼吸的区别,有机物,无机物,活跃,有机物,储存,稳定,分解,释放,光,有,无,(,2,)光合作用与有氧呼吸的联系,暗反应,第一阶段,第二阶段,第三阶段,一、二,第三阶段,2,.,光合速率与呼吸速率的关系,(,1,)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数据为呼吸速率(,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,速率。,(,3,)总(真正)光合速率,呼吸速率。,A,净光合,净光合速率,(,4,)各点(段)光合作用和呼吸作用分析,曲线对应点,细胞生理活动,ATP,产生场所,细胞或植物体外观表现,图示,A,点,只进行,_,,不进行,_,只在,_,_,和,_,从外界吸收,O,2,,向外界排出,CO,2,AB,段,(不含,A,、,B,点),呼吸,量,_,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,细胞呼吸,光合作用,细胞质基,质,线粒体,1,.,连线:净光合速率、真正光合速率、呼吸速率(遮光条件下测得),1,.,连线:净光合速率、真正光合速率、呼吸速率(遮光条件下测得),2,.,识图析图,下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图,请回答下列问题。,(,1,)若细胞,A,处于黑暗环境中,那么该细胞单位时间放出的,CO,2,量即为,。,(,2,)细胞,B,没有与外界发生,O,2,和,CO,2,交换,可断定此时光合作用速率,呼吸作用速率。,(,3,)细胞,C,处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的,CO,2,量为,_,,此时,_,表示净光合量。,呼吸速率,等于,N,1,与,N,2,的和,N,1,(,4,)若所有叶肉细胞处于,D,图所示状态下,此时植物能否更新空气?能否生长?为什么?,提示,不能更新空气、不能生长、因此时细胞光合速率小于细胞呼吸速率。,(,5,)针对图,E,:,光合作用强度增强时,,B,点,移,,C,点,移;,光合作用强度减弱时,,B,点,移,,C,点,移;,与阳生植物相比,阴生植物,CO,2,(光)补偿点和饱和点都相应,移。,左,右,右,左,左,光合作用与有氧呼吸过程中,H,和,ATP,来源、去路的比较,比较项目,来源,去路,H,光,合,作用,光反应中水的光解,作为暗反应阶段的还原剂,用于还原,C,3,有,氧,呼吸,第一阶段、第二阶段产生,用于第三阶段还原氧气产生水,同时释放大量能量,ATP,光,合,作用,在光反应阶段合成,其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能,用于暗反应阶段,C,3,还原,其中活跃的化学能以稳定的化学能形式储存在有机物中,有,氧,呼吸,第一、二、三阶段均产生,其中第三阶段产生最多。其合成所需能量来自有机物的分解,水解释放的能量直接用于各项生命活动,外部因素对光合作用的影响,(,1,)单因子变量对光合作用影响的曲线分析,单因子,因素,原理,图像,应用,光照强度,影响光反应阶段,制约,ATP,及,NADPH,的产生,进而制约暗反应,欲使植物生长,必须使光照强度大于光补偿点,温室大棚适当提高光照强度可以提高光合速率,二氧化碳浓度,影响暗反应阶段,制约,C,3,的生成,大气中,CO,2,浓度过低时(,OA,段)植物无法进行光合作用,大田中增加空气流动,以增加,CO,2,浓度,如,“,正其行,通其风,”,温室中可增施有机肥,以增大,CO,2,浓度,温度,通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应),大田中适时播种,温室中,增加昼夜温差,保证植物有机物的积累,必需矿质元素,可通过所构成的与光合作用相关的化合物,对光合作用产生直接或间接影响(如,K,可影响光合产物的运输和积累),合理施肥促进叶面积增大,提高酶合成速率,加快光合作用速率,施用有机肥,有机肥被微生物分解后既可补充,CO,2,又可提供各种矿质元素,(,2,)多因子对光合速率的影响,曲线分析:,P,点:限制光合速率的因素应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:横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。,(,2,)多因子对光合速率的影响,曲线分析:,P,点:限制光合速率的因素应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:横坐标所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。,应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加,CO,2,浓度,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,浓度以提高光合速率。,植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法,(,1,)装置图,(,2,),NaHCO,3,与,NaOH,溶液的作用,NaHCO,3,溶液作用:烧杯中的,NaHCO,3,溶液保证了容器内,CO,2,浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。,NaOH,的作用:用于吸收,CO,2,,使装置中气压变化仅取决于,O,2,变化量。,(,3,)测定方法,将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。,将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。,根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。,(,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。,1,.,误认为光照下密闭容器中植物周围空气中,CO,2,浓度不变时,叶肉细胞的光合速率呼吸速率,点拨,一株放在密闭容器中的植物,当给以光照,此容器内二氧化碳浓度不变时,不要认为此时叶肉细胞二氧化碳的吸收量等于释放量,事实上是整个植株二氧化碳的吸收量与释放量相等。因为植株还有非绿色组织,该部分只能进行呼吸作用产生二氧化碳,而对于叶肉细胞来说,二氧化碳的吸收量大于释放量。,2,.,不明确密闭环境中昼夜,CO,2,、,O,2,含量变化过程,绿色植物,24 h,内有机物的,“,制造,”,、,“,消耗,”,与积累,(,1,)典型图示,(,2,)曲线解读,积累有机物时间段:,CE,段。,制造有机物时间段:,BF,段。,消耗有机物时间段:,OG,段。,一天中有机物积累最多的时间点:,E,点。,一昼夜有机物的积累量:,S,P,S,M,S,N,(,S,P,、,S,M,、,S,N,分别表示,P,、,M,、,N,的面积)。,3.,在相对密闭的环境中,一昼夜,CO,2,含量的变化曲线图和,O,2,含量的变化曲线图的比较,项目,一昼夜,CO,2,含量的变化曲线图(小室中,CO,2,变化状况),一昼夜,O,2,含量的变化曲线图(小室中,O,2,变化状况),图示,如果,N,点,低于,M,点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少,如果,N,点,高于,M,点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加,如果,N,点与,M,点一样高,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变,含量最高点,CO,2,含量最高点为,C,点,O,2,含量最高点为,E,点,含量最低点,CO,2,含量最低点为,E,点,O,2,含量最低点为,C,点,【案例】,甲图是某科研所在探究,“,影响植物光合作用速率的因素,”,的实验装置图。乙图是某植物在恒温(,30,)时光合作用速率与光照强度的关系。图丙表示在遮光,50%,条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。试回答:,(,1,)乙图所示的曲线中,当光照强度为,B,时,叶肉细胞中产生,ATP,的场所有,细胞质基质、线粒体、叶绿体,。此时,叶肉细胞的光合作用强度,等于,(,“,大于,”,或,“,小于,”,或,“,等于,”,)其呼吸作用强度。,(,2,)已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为,25,和,30,,在其他条件不变的情况下,将温度调至,25,,乙图中,A,点将向,下,移动,,B,点将向,右,移动。,(,3,)甲图中,隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是,将光分色,,为提高光合效率,并节约能源,实验时最好选用,白炽,(填红、蓝紫、白炽、绿)灯泡。,(,4,)针对丙图而言,,8,:,00,到,12,:,00,光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是,呼吸作用增强,;,18,:,00,时叶肉细胞内产生,ATP,的细胞器有,线粒体、细胞质基质,,实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体,C,3,化合物含量,减少,。,【剖析】,错答序号,正确答案,错因分析,_,_,错将光合速率整株植物呼吸速率,看作光合速率叶肉细胞的呼吸速率。,_,_,错将,25,更有利于光合作用从而导致,B,点左移,视作有利于光合作用导致,B,点更往右移。,_,_,_,_,理解错误,错将水柱与光镜混淆。,大于,左,吸收灯光的热量,排,除光照对试管内水温,的影响,_,_,错误地认为白炽灯可发出各色光有利于光合作用,忽视,“,提高光合效率,”,、,“,节约能源,”,等关键词。,_,_,_,忽略净光合速率应取决于光合速率与呼吸速率的,“,差值,”,或,“,代数和,”,而非取决于其中单方面。,_,_,忽略,“,细胞器,”,这一要求,且误认为,18,:,00,时无光合作用。,红或蓝紫,呼吸作用增强,光合速率,与呼吸速率的差值减小,线粒体、叶绿体,综合研判模板,
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