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1、專題6光合作用,高考生物（浙江專用）,考點(diǎn)一葉綠體色素的種類及提取與分離 考點(diǎn)清單,基礎(chǔ)知識(shí) 一、葉綠體中的色素,二、“光合色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中的試劑與材料,重難突破 “光合色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)的分析 1.原理解讀 (1)提取:葉綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水,可用95%的乙醇等有機(jī)溶劑提取綠葉中的色素。 (2)分離:各種色素在層析液中溶解度不同,溶解度大的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。,2.實(shí)驗(yàn)流程,3.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) (1)選材:應(yīng)選取新鮮、顏色深綠的葉片,以保證含有較多的葉綠體色素。 (2)提取色素:研磨要迅速、充分,且加入各物質(zhì)的量要成比例,以
2、保證提取到較多的色素且使色素濃度適宜。 (3)制備濾紙條:剪去兩角,以保證色素在濾紙條上擴(kuò)散速度一致,使色素帶均勻、整齊,便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,否則,會(huì)形成弧形色素帶。 (4)點(diǎn)樣:用力要均勻,快慢要適中。濾液細(xì)線要細(xì)、直,且干燥后重復(fù)畫兩三次,使濾液細(xì)線既有較多的色素,又使各種色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同。 (5)分離色素:濾液細(xì)線不要觸及層析液,否則濾液細(xì)線中的色素分子將溶解到層析液中,濾紙條上得不到色素帶。,【知能拓展】從濾紙條上色素帶的寬度知色素含量的多少,依次為:葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素。 從濾紙條上色素帶的位置知色素在層析液中溶解度的大小,依次為:胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b。 在濾紙條
3、上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b,距離最遠(yuǎn)的相鄰兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。,考點(diǎn)二光合作用原理及應(yīng)用 考點(diǎn)清單,基礎(chǔ)知識(shí) 一、自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物,二、光合作用概述 1.概念:光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能,把二氧化碳 和水轉(zhuǎn)化為貯存著能量的有機(jī)物,并且釋放氧氣的過(guò)程。,2.總反應(yīng)式,6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2 3.場(chǎng)所葉綠體 4.階段,三、光合作用的過(guò)程 1.光反應(yīng),(1)條件:光、色素、酶、水。 (2)場(chǎng)所:類囊體膜(即光合膜)。 (3)物質(zhì)變化:H2O+NADP+ NADPH+O2 ADP+PiATP (4)能量變化:光能電能活躍的化學(xué)能(
4、貯存在ATP和NADPH中)。 2.碳反應(yīng) (1)條件:多種酶、CO2、ATP、NADPH。 (2)場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)。,(3)物質(zhì)變化:1分子CO2首先被1個(gè)RuBP分子固定,形成1個(gè)六碳 分子,這個(gè)六碳分子隨即分解成2個(gè)三碳酸分子,每個(gè)三碳酸分子接受來(lái)自NADPH的氫和來(lái)自ATP的磷酸基團(tuán),形成三碳糖,并將NADPH和ATP,釋放的化學(xué)能貯存在糖分子中。每3個(gè)CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán)就形成6個(gè)三碳糖,其中5個(gè)三碳糖分子再生成RuBP,還有一個(gè)三碳糖分子運(yùn)到葉綠體外合成蔗糖或被葉綠體利用合成淀粉、蛋白質(zhì)和脂 質(zhì)。 (4)能量變化:ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。,四、環(huán)
5、境因素影響光合速率 1.光合速率:又稱光合強(qiáng)度。 (1)含義:是指一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行 多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 (2)表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時(shí)間或消耗二氧化碳量/單位時(shí)間。,2.影響光合速率的外界因素 (1)光強(qiáng)度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨光強(qiáng)度增加而增加;當(dāng)光強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值后,光強(qiáng)度再增加光合速率也不會(huì)增加,此時(shí)的光強(qiáng)度稱為 光飽和點(diǎn)。 (2)溫度:低于最適溫度,隨著溫度升高,光合速率加快;超過(guò)最適溫度,隨著溫度升高,酶的活性減弱或喪失,光合速率減慢或停止。 (3)二氧化碳濃度:在一定范圍內(nèi),空氣中二氧化碳濃度的增高會(huì)使光合速率增高
6、。,重難突破 一、光合作用過(guò)程分析,二、分析外界因素對(duì)光合作用速率的影響 1.光強(qiáng)度對(duì)光合作用速率的影響 光強(qiáng)度通過(guò)影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。植物的光合速率在一定范圍內(nèi)隨著光強(qiáng)度的增加而增加,但當(dāng)光強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí),光合速率不再隨著光強(qiáng)度的增加而增加。(此時(shí)限制光合速率的主要因素為CO2濃度,詳見圖1),【知能拓展】光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn) (1)概念:植物光合作用所吸收的CO2與該溫度條件下呼吸作用所釋放的CO2量達(dá)到平衡時(shí)的光強(qiáng)度叫光補(bǔ)償點(diǎn)。當(dāng)光強(qiáng)度增加到一定值后,植 物的光合作用強(qiáng)度不再增加,這時(shí)的光強(qiáng)度就稱為光飽和點(diǎn)。 (2)不同的植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)不同 不同的植物的光補(bǔ)償點(diǎn)
7、不同,主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān),與溫度也有關(guān)系。一般陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物高。 不同的植物的光飽和點(diǎn)不同。陽(yáng)生植物的光飽和點(diǎn)高于陰生植物。,2.CO2濃度對(duì)光合作用速率的影響 (1)CO2是光合作用的原料,通過(guò)影響碳反應(yīng)來(lái)影響光合速率。植物的光合速率在一定范圍內(nèi)隨著CO2濃度的增加而增加,但當(dāng)CO2達(dá)到一定濃度時(shí),光合速率不再增加。如果CO2濃度繼續(xù)升高,光合速率不但不會(huì)增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒從而影響它正常的生長(zhǎng)發(fā)育。 (2)空氣中CO2濃度僅為 0.035%,適當(dāng)增加空氣中CO2濃度,可提高光合速 率。,【知能拓展】CO2補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn) 植物光合作用吸收的
8、CO2與呼吸作用釋放的CO2相等時(shí)的CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)。CO2達(dá)到一定濃度后,光合作用強(qiáng)度就不再增加,這時(shí)的CO2濃度稱為CO2飽和點(diǎn)。(見圖2),3.溫度對(duì)光合作用速率的影響 (1)溫度對(duì)光合作用速率的影響規(guī)律 溫度直接影響光合作用所需酶的活性,對(duì)光合作用的影響很大。在低溫條件下,植物酶促反應(yīng)速率下降,限制了光合作用的進(jìn)行;在高溫條件下,葉綠體的結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞,葉綠體中的酶發(fā)生鈍化甚至變性。低溫會(huì)影響光合酶的活性,植物表觀光合速率降低;較高溫度使呼吸作用加強(qiáng),表觀光合速率下降。(詳見圖3),(2)最適溫度 一般植物在10 35 時(shí)正常地進(jìn)行光合作用,其中以25 30 最適宜,在35
9、以上時(shí)光合速率就開始下降,40 50 時(shí)光合作用基本停止。,4.多因子對(duì)光合速率的影響常見坐標(biāo)曲線圖,關(guān)鍵點(diǎn)的含義 P點(diǎn):此點(diǎn)之前,限制光合速率的因素主要為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著該因子的不斷加強(qiáng),光合速率不斷提高。 Q點(diǎn):此時(shí)橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素,影響因 素為坐標(biāo)圖中三條曲線所標(biāo)示出的其他因子。,【知能拓展】(1)影響光合作用的環(huán)境因素主要是光強(qiáng)度、CO2濃度,其次是溫度、水分和必需的礦質(zhì)元素。所以在光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響曲線中,當(dāng)光合速率不再隨光強(qiáng)度增加而增加時(shí),限制光合速率進(jìn)一步增加的環(huán)境因素主要是CO2濃度,而內(nèi)因主要是色素含量。同理自變量為CO2濃度時(shí),光合
10、速率達(dá)到最大時(shí),限制其進(jìn)一步增加的環(huán)境因素主要是光強(qiáng)度。,(2)如圖為密閉環(huán)境中CO2濃度、夏季一晝夜植物光合速率隨時(shí)間的變化。,圖甲表示一晝夜密閉環(huán)境中CO2濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律,圖乙表示夏季一晝夜植物光合速率隨時(shí)間變化規(guī)律。圖甲中的B、D與圖乙中的b、f所示時(shí)間點(diǎn)的凈光合速率均為0。B與b時(shí)有機(jī)物積累量最少,D與f時(shí)有機(jī)物積累量最多。圖甲中24時(shí)時(shí)CO2濃度較初始濃度低,說(shuō)明植物有機(jī)物積累量為正值,表現(xiàn)為生長(zhǎng)。圖乙中因午后光照過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉而出現(xiàn)cd段變化,cd段與ef段光合速率降低的原因不同。,考點(diǎn)三光合作用與呼吸作用的關(guān)系,考點(diǎn)清單,基礎(chǔ)知識(shí) 一、光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系,二、光
11、合作用和細(xì)胞呼吸的區(qū)別,重難突破 細(xì)胞呼吸和光合作用的綜合比較 1.H與ATP來(lái)源、去路的比較,2.表觀光合速率、真正光合速率和呼吸速率的區(qū)別 (1)表觀光合速率與真正光合速率:在有光條件下,植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸,實(shí)驗(yàn)容器中O2增加量、CO2減少量或有機(jī)物的增加量,可表示表觀光合速率,而植物真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。 (2)呼吸速率:將植物置于黑暗環(huán)境中,實(shí)驗(yàn)容器中CO2增加量、O2減少量或有機(jī)物減少量,可表示植物呼吸速率。,方法一光照與CO 2濃度變化對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)三碳酸、 RuBP、NADPH、ATP、三碳糖合成量的影響 方法技巧 由于各種因素的變化,如溫度變化、光強(qiáng)度
12、變化、CO2濃度變化,三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖這些物質(zhì)的含量會(huì)受到影響,根據(jù)化學(xué)平衡原理分析,可以獲得它們之間變化的關(guān)系。如下表:,注:此表只是對(duì)變化后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的相對(duì)量的變化進(jìn)行討論,而不是長(zhǎng)時(shí)間的變化情況,其中“”代表上升,“”代表下降,方法二光合速率及其測(cè)定方法 方法技巧 1.光合速率 (1)光合速率的表示方法:通常以單位時(shí)間內(nèi)CO2等原料的消耗量或O2等產(chǎn)物的生成量表示。 (2)表觀光合速率與真正光合速率的關(guān)系 真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。如圖:在不考慮光強(qiáng)度對(duì)呼吸速率影響的情況下,OA段表示植物呼吸速率,曲線上C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為最大表觀光合速率,最大
13、真正光合速率為OA+OD。,,2.光合速率的測(cè)定方法,(1)以氣體體積變化為測(cè)量指標(biāo) 測(cè)定方法 光合速率可用如圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定,NaHCO3可以維持瓶?jī)?nèi)CO2濃度穩(wěn)定,小液滴的移動(dòng)量表示植物放氧量(表觀光合量)。 物理實(shí)驗(yàn)誤差的校對(duì) 為了避免氣壓、溫度等非光合作用因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),將所測(cè)的生物材料滅活(如死的幼苗),其他條件均不變。 利用該裝置進(jìn)行光合速率的測(cè)定時(shí),測(cè)出的結(jié)果是表觀光合速率,要得到真正的光合速率,還需要在黑暗環(huán)境中測(cè)出其呼吸速率,二者之和為真正光合速率。,(2)以有機(jī)物變化量為測(cè)量指標(biāo)半葉法 如圖,可在同一片葉主脈兩側(cè)對(duì)稱位置取等大的兩部分A、B且阻止A、B間發(fā)生物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。若給B照光,A不照光,將A取下并放置在與B溫度、濕度等條件相同,但無(wú)光的環(huán)境中保存,一段時(shí)間后,與取下的B同時(shí)烘干、稱重,重量差值與時(shí)間的比值表示真正的光合速率 假設(shè)最初A、B初始重量為X g,實(shí)驗(yàn)處理t時(shí)間后,A、B稱重分別為WA、WB,則(X-WA)表示呼吸消耗量,(WB-X)表示凈光合量,真正光合量=(WB-X)+(X-WA),真正光合速率=(WB-WA)/t。若先將A取下烘干稱重,B照光一段時(shí)間后再取下烘干稱重,則重量差值與時(shí)間比值表示表觀光合速率A、B初始干重相等,故(WB-WA)表示有機(jī)物積累量。,
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