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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载光合作用的探究历程实施者试验过程和试验现象试验结论普利斯特利点燃的蜡烛与绿色植物,密闭蜡烛不熄灭植物能更新污浊空气小鼠与绿色植物,密闭小鼠不易窒息英格豪斯重复 500 多次普利斯特利的植物更新空气的试验只有在阳光照耀下,植物才能更新空气梅耶依据能量转化与守恒定律指出光合作用把光能转换为化学能储存起来萨克斯绿色叶片光合作用产生O2是叶绿体释放出来的,恩格尔曼 叶绿体是光合 作用的场所光合作用释放的 鲁宾、卡门 氧气中的氧元素 全部来自水【特殊提示】萨克斯试验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉；曝光与遮光形成对比,检验试剂
2、为碘蒸气, 检验前用酒精处理, 目的是溶解色素； 恩格尔曼选用水绵做试验材料的好处：叶绿体大呈带状,便于观看,所用细菌为好氧细菌；鲁宾、卡门用的试验方法为示踪原子法 同位素标记法 ；,因变量为叶片是否制造出淀粉；1萨克斯：自身对比,自变量为是否照光 一半曝光与另一半遮光 2鲁宾和卡门：相互对比,自变量为标记物质 H2 18O 与 C 18O2,因变量为 O2的放射性；3普利斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量,蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量；叶绿体中的色素 考点 1 1绿叶中色素种类及其吸取光谱色素种类叶绿素 a蓝绿色 吸取光吸取光谱图示吸取红光和蓝紫色叶绿素 含量约占3/4 叶绿素 b
3、黄绿色 吸取红光和蓝紫光类胡萝卜素 含量约占胡萝卜素 橙黄色 吸取蓝紫光1/4 叶黄素 黄色 吸取蓝紫光2.色素的分布、功能及特性 1分布：叶绿体类囊体的薄膜上；2功能：吸取光能、传递光能四种色素 、转化光能 只有少数处于特殊状态的叶绿素a；应用指南1对叶绿体色素吸取光谱的懂得 1不同颜色的光线会对植物的生长发育产生不同的影响；2叶绿体中的色素只吸取可见光,而对红外光和紫外光等不吸取；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3叶绿素对红光和蓝紫光的吸取量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸取量大,但对其他波段的光并
4、非不吸取,只是吸取量较少；各种色素的吸取光谱：叶绿素主要吸取红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸取蓝紫光,绿光几乎不被吸取,被反射出来,因而叶片呈绿色；2色素吸取光谱的应用不同颜色温室大棚的光合效率其他光被其吸取,所以用无色透亮的1无色透亮大棚日光中各色光均能透过,有色大棚主要透过同色光,大棚光合效率最高；2叶绿素对绿光吸取最少,因此绿色塑料大棚光合效率最低；考点 2 光合作用的过程1过程图解光合作用中释放的氧气,其中的氧元素都来自于水,二氧化碳中的碳元素第一进入 C3,然后进入 CH2O,如以下方程式所示：2光反应与暗反应比较项目光反应ADP 暗反应场所基粒类囊体膜上叶绿体的基质条件色素、光、酶、
5、水、多种酶、 CO 2、ATP、H 反应产物H 、O2、ATP 有机物、 ADP 、 Pi、水CO 2 的固定：物质变化光 2H 2O4H O 2酶 CO 2C52C 3CO 2 的仍原：光能 ADP Pi酶ATP CH 2OC 5H2O 能量变化实质联系光能电能 ATP ATP 中活跃的化学能糖类等有机物中稳中活跃的化学能定的化学能光能转变为化学能,水光解产生O2 和H 同化 CO2 形成CH2O 光反应为暗反应供应H和 ATP 暗反应产生的ADP 和 Pi 为光反应合成ATP供应原料应用指南1光合作用产物与底物间各种元素之间的相互关系名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共
6、7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1氧元素H 2O O2学习必备欢迎下载CO 2 CH2O2碳元素： CO 2C3CH2O ；3氢元素： H2OH CH 2O；2光照和 CO 2浓度对光合作用过程及中间产物的影响及动态变化规律条件 C3 C5 H和 ATP CH2O合成量停止光照, CO2供应不变 增加 削减 削减或没有 削减或没有增加光照, CO2供应不变 削减 增加 增加 增加光照不变,停止 CO2 供应 削减 增加 增加 削减或没有光照不变,增加 CO2 供应 增加 削减 削减 增加考点 3 光合作用与有氧呼吸之间的关系类型内容光合作用有氧呼吸项目代谢类型 场所 条
7、件物质变化能量变化 实质联系合成代谢 或同化作用 分解代谢 或异化作用 叶绿体活细胞 主要在线粒体中 光、色素、酶酶、有光无光均可进行合成 无机物 CO 2 H2O 有机物有机物 分解 无机物 CO 2H 2OATP 光能化学能 储能 化学能 ATP 热能 放能 合成有机物,储存能量分解有机物,释放能量光合作用为细胞呼吸供应物质和能量基础,细胞呼吸为光合作用供应原料共同维护自然界的碳循环H和 ATP的来源、去向分析名师归纳总结 H 来源光合作用有氧呼吸第 3 页,共 7 页H2O 光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向仍原 C3用于第三阶段仍原O2- - - - - - -精选学习资料 - - -
8、- - - - - - ATP 来源光反应阶段产生学习必备欢迎下载三个阶段都产生去向用于 C3 仍原供能用于各项生命活动植物的 C3仍原除外 两者共同维护自然界的碳循环应用指南1光合作用只有植物的绿色细胞和光合细菌能进行,但细胞呼吸就是全部活细胞都能进行的；2光合作用光反应产生的 ATP只供暗反应利用,而细胞呼吸产生的 ATP可供各项生命活动利用；3光合作用的光反应中产生的 H来自于水的光解,用于暗反应中 C3的仍原以生成 CH2O；有氧呼吸中产生的 H来自第一、二阶段有机物的氧化,用于第三阶段与 O2 结合生成 H2O,并产生大量 ATP；4原核生物虽无叶绿体或线粒体,但也可进行光合作用 如
9、蓝藻 和有氧呼吸 如蓝藻、根瘤菌等 ；5生命活动的能量供应过程：光能 ATP中活跃的化学能有机物中稳固的化学能考点 4 影响光合作用的因素与应用1内部因素 1同一植物的不同生长发育阶段 依据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,环境条件,以使植物强壮成长；2同一叶片的不同生长发育时期ATP中活跃的化学能生命活动适时适量地供应水肥及其他曲线分析： OA 段为幼叶,随幼叶的生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加；AB 段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳固状态,光合速率也基本稳固；BC 段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降；
10、应用：农作物、果树治理后期适当摘除老叶、残叶、茎叶蔬菜准时换新叶,这样可削减其细胞呼吸对有机物的消耗；2单因子外界因素的影响1光照强度曲线分析a A 点光照强度为零,只进行细胞呼吸,A 点即表示植物呼吸速率；bAB 段说明随光照强度加强,光合作用逐步加强,CO2的释放量逐步削减,有一部分用于光合作用；到 B 点时,细胞呼吸释放的 CO2 全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度,B 点称为光补偿点,阴生植物光补偿点左移 如虚线所示 ；c BC段说明随光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到 C点以上不再加强了；C 点对应的光照强度称为光合作用的饱和点,C 点对应的 CO2 吸取值表示
11、净光合速率；d真正光合速率净光合速率呼吸速率；应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如虚线所示；间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置、合理采伐,冬季温室栽培防止高温等都与光补偿点有关；2CO2浓度曲线分析： 图 1 中 A点表示 CO2 补偿点, 即光合作用速率等于呼吸作用速率时的 CO2浓度,图 2 中 A 点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度； B和 B点都表示 CO2饱和点；名师归纳总结 应用：在农业生产上可以通过“ 正其行,通其风”,第 4 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 增施农家肥等增大学习必备欢迎下载CO2 浓
12、度,提高光合作用速率；3矿质元素曲线的含义：在肯定浓度范畴内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率, 但当超过肯定浓度后,而导致光合作用速率下降；会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从应用：在农业生产上,依据植物的需肥规律,适时地、适量地增施肥料,可 以提高作物的光合作用；4温度 曲线分析：温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的；应用：冬天,温室栽培可适当提高温度；夏天,温室栽培可适当降 低温度；增大昼夜温差获得高产；3.多因子外界因素对光合作用速率的影响 1曲线分析P 点前,限制光合速率的因 素 应 为 横 坐 标 所表示的因子, 随其因子的不 断加强,光合速率不断提
13、高；P 点到 Q 点之间,限制因 子既有横坐标因素,也有其他因素； Q 点后,横坐标所表示的 因素,不再是影响光合速率的因子, 要想提高光 合速率,可实行适当提高图示中的其他因子的 方法；2应用温室栽培时, 在肯定光照强 度下,白天适当提高温度, 增加光合酶的活性,提高光合速率, 也可同时适当充加 CO2,进一步提高光合速率；当温度相宜时,可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率；总之,可依据详细情形,通过增加光照强度、调剂温度或增加 CO2 浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的； 特殊提示 光合作用与细胞呼吸的运算植物进行光合作用吸取CO2的同时,仍进行呼吸作用释放CO2,而呼吸
14、作用释放的部分或全部CO2 未出植物体又被光合作用利用,这时在光照下测定的 合速率与真正光合速率的关系如图：CO2的吸取量称为表观光合速率或净光合速率；表观光在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情形下,OA 段代表植物呼吸速率,OD 段表示植物表观光合作用速率, OA+0D 段表示真正光合速率,它们的关系为：真正光合速率=表现光合速率 +呼吸速率；详细表达为：光合作用消耗总CO2=从外界吸取的CO2+呼吸产生的CO2；CO2；光合作用产生的总O2=释放到外界的O2+呼吸消耗的O2CO2晚上呼吸释放的一昼夜有机物的积存量用 CO2量表示 ：积存量 =白天从外界吸取的 光合作用相对强度可用如下三种方式
15、表示：名师归纳总结 a O2释放量 或试验容器内O2 增加量 ；第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - b CO2吸取量 或试验容器内学习必备欢迎下载CO2 削减量 ；c植物重量 有机物 的增加量；表观光合速率和真正光合速率真正光合速率 =表观光合速率 +呼吸速率表观光合速率常用 O2释放量、 CO2吸取量、有机物积存量等来表示；真正光合速率常用光合作用产生 测定方法O2量、 CO2固定量、有机物的产生量来表示；a 呼吸速率：将植物置于黑暗中,测定试验容器中 CO2增加量、 O2削减量或有机物削减量；b 净光合速率：将植物置于光下,测定
16、试验容器中 应用指南O2增加量、 CO2削减量或有机物增加量；a 植物每天的有机物积存量取决于光合作用与细胞呼吸速率的代数和 即净光合速率 ,如大于零,就净积累,植物生长；如小于零,就净消耗,植物无法正常生长；b 在有关问题中,如相关数据是在黑暗或光照强度为零时测得,就该数据代表呼吸速率；黑暗中只进行细胞呼吸,净光合速率为负值,真光合速率为零；如是在光下测得,就该数据代表净光合速率,只有特殊说明是光合总量时,才代表真光合速率；考点 5化能合成作用如硝化细菌 利用化学能 体外环境物质氧化释放的能量把 CO2和 H2O1概念：化能合成作用是一些生物合成储存能量的有机物的过程；2实例：硝化细菌主要有
17、两类：一类是亚硝化细菌,可将氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌,可以把亚硝酸氧化成硝酸,两者都能利用释放的能量都能把无机物合成有机物；3光合作用和化能合成作用可用下式表示应用指南光合作用与化能合成作用的比较不 同 点 相 同 点考点 6项目化能合成作用光合作用动力来源体外无机物氧化放出的能量光能相关生物类型原核生物 如硝化细菌等 主要为绿色植物,仍有蓝藻、光合细菌等代谢类型自养型物质变化将无机物 CO 2 等转化为储存能量的有机物反应式能量 CO 2H 2O 酶CH 2OO 2相关生物在生态系统 中的位置生产者试验面面观：绿叶中色素的提取与分别1试验原理1叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇或
18、丙酮 中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素；2色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素进行分别；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2试验流程称量 5 g绿色叶片提取色素：剪碎加入少量二研磨过滤收集到试管内氧化硅和碳酸钙、并塞紧管口10 mL 无水乙醇将干燥的滤纸剪成长 6 cm ,宽 1 cm 的纸条,制备纸条 剪去一端的两个角 在距离剪角一端 1 cm 处用铅笔画线用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔
19、线匀称画一 画滤液线 条滤液细线 干燥后,重复画几次色素分别在烧杯中倒入3 mL 层析液 层析液高度不超,过滤液细线纸层析将滤纸条尖端朝下插入层析液中,盖上培育皿盖观看结果：滤纸条上显现四条宽度、颜色不同的色带整理、洗手 3.试验结果：色素的种类和颜色见下图 应用指南1基本技术要求 1试验胜利的关键 叶片要新奇、颜色要深绿；滤液收集后,要准时用棉塞将试管口塞紧,以免滤液挥发；滤液细线不仅要细、直,而且要含有比较多的色素；滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中；2留意事项 制备定性滤条时,留意双手尽量不要接触纸面,以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸；依据烧杯的高度制备滤纸条,让滤纸条长度高出烧杯 画滤液
20、细线时,用力要匀称,速度要适中；1cm,高出的部分做直角弯折；研磨要快速、充分；a.由于丙酮简单挥发；b.为了使叶绿体完全破裂,从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳固,能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏；制备滤条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散匀称,便于观看试验结果；2拓展延长 1影响叶绿素合成的因素 光照：光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄；温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成；低温时,叶绿素分子易被破 坏,因而叶子变黄；矿质元素：叶绿素中含N、 Mg 等矿质元素,如缺乏将导致叶绿素无法合成,老叶先
21、变黄；另外,Fe 是叶绿素合成过程中某些酶的帮助成分,缺Fe 也将导致叶绿素合成受阻,幼叶先变黄；2本试验中圆形滤纸中心滴一滴层析液,对叶绿体中的色素进行层析,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色；3用丙酮或其它有机溶剂代替无水乙醇提取色素,但丙酮有毒, 研磨时需实行措施防止蒸发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其它绿色叶片代替菠菜,但不能用大白菜等不含叶绿素的材料；4对光合作用而言最有效的光为白光,最无效的为绿光,故农业上一般用无色薄膜掩盖大棚,而试验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页