（B版浙江選考專用）高考生物總復(fù)習(xí) 專題6 光合作用課件

1、專題6光合作用生物（浙江選考專用）考點考點1 1葉綠體色素的種類及提取與分離葉綠體色素的種類及提取與分離基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識“光合色素的提取與分離光合色素的提取與分離”實驗中的試劑與材料實驗中的試劑與材料試劑作用95%乙醇溶解葉綠體色素層析液分離色素SiO2增加杵棒與研缽間的摩擦力,破壞細胞結(jié)構(gòu),使研磨更充分CaCO3防止研磨過程中色素被破壞考點清單色素種類葉綠素(約3/4)類胡蘿卜素(約1/4)葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素顏色藍綠色黃綠色橙黃色黃色分布葉綠體的類囊體薄膜上吸收光譜葉綠素主要吸收紅光和藍紫光;類胡蘿卜素主要吸收藍紫光化學(xué)特性不溶于水,能溶于乙醇、丙酮等有機溶劑分離方法紙層析法在濾

2、紙條上的分布重點難點重點難點一、葉綠體中的色素一、葉綠體中的色素色素與葉片顏色正常綠色正常葉片的葉綠素和類胡蘿卜素的比例約為3 1,且對綠光吸收最少,所以正常葉片總是呈現(xiàn)綠色葉色變黃寒冷時,葉綠素分子易被破壞,類胡蘿卜素較穩(wěn)定,顯示出類胡蘿卜素的顏色,葉子變黃葉色變紅秋天降溫時,植物體為適應(yīng)寒冷,體內(nèi)積累了較多的可溶性糖,有利于形成紅色的花青素,而葉綠素因寒冷逐漸降解,葉子呈現(xiàn)紅色二、二、“光合色素的提取與分離光合色素的提取與分離”實驗的分析實驗的分析1.原理解讀(1)提取:葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水,可用95%的乙醇等有機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

3、同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢,從而使各種色素相互分離。步驟方法原因提取綠葉中的色素用新鮮的菠菜葉放入4050的烘箱中烘干,粉碎后取2g干粉放入研缽中新鮮濃綠的葉片中葉綠素含量高加入二氧化硅:有助于研磨充分加入碳酸鈣:防止研磨中色素被破壞加入23mL95%的乙醇:溶解、提取色素將研磨液迅速倒入基部墊有單層尼龍布的小漏斗中過濾,濾液收集到試管中,及時用棉塞塞緊試管口單層尼龍布:過濾葉脈及二氧化硅等試管口塞緊:防止乙醇揮發(fā)制備濾紙條干燥濾紙:透性好、吸收濾液多剪去兩角:防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散過快畫濾液細線用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆細線均勻地畫出一條細而直的濾液細線,待

4、干后再重復(fù)畫兩三次畫得細而直:防止色素帶重疊而影響分離效果畫兩三次:積累更多的色素,使分離后的色素帶明顯2.實驗流程分離綠葉中的色素層析液不能沒及濾液細線,以防止色素溶解于層析液中而無法分離塞緊試管口是為了防止層析液中的成分揮發(fā)觀察與分析3.實驗中的注意事項(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,以保證提取到較多的色素和使色素濃度適宜。(3)制備濾紙條:剪去兩角,以保證色素在濾紙條上擴散速度一致,使色素帶均勻、整齊,便于觀察實驗結(jié)果,否則,會形成弧形色素帶。(4)點樣:用力要均勻,快慢要適中。濾液細線要細、

5、直,且干燥后重復(fù)畫兩三次,使濾液細線既有較多的色素,又使各種色素擴散的起點相同。(5)分離色素:濾液細線不要觸及層析液,否則濾液細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?？键c考點2 2光合作用原理及應(yīng)用光合作用原理及應(yīng)用基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識一、自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物一、自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物類型概念實例自養(yǎng)生物能利用無機物合成有機物,為其自身生長、發(fā)育、繁殖提供物質(zhì)和能量的生物綠色植物、藻類、某些細菌異養(yǎng)生物不能利用無機物合成有機物,需要直接或間接依靠自養(yǎng)生物的產(chǎn)物維持生活的生物人、動物、真菌和大部分細菌二、光合作用概述二、光合作用概述1.概念:光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二

6、氧化碳和水轉(zhuǎn)化為貯存著能量的有機物,并且釋放氧氣的過程。2.總反應(yīng)式6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O23.場所葉綠體4.階段三、光合作用的過程三、光合作用的過程1.光反應(yīng)(1)條件:光、色素、酶、水。(2)場所:類囊體膜上(即光合膜)。(3)物質(zhì)變化:H2O+NADP+NADPH+O2ADP+PiATP(4)能量變化:光能電能活躍的化學(xué)能貯存在ATP和NADPH中。2.碳反應(yīng)(1)條件:多種酶、CO2、ATP、NADPH。(2)場所:葉綠體的基質(zhì)中。(3)物質(zhì)變化:1分子CO2首先被1個RuBP分子固定,形成1個六碳分子,這個六碳分子隨即分解成2個三碳酸分子,每個三碳酸分子接

7、受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團生成三碳糖,并將NADPH和ATP釋放的化學(xué)能貯存在糖分子中。每3個CO2進入卡爾文循環(huán)就形成6個三碳糖,其中5個三碳糖分子再生成RuBP,還有一個三碳糖分子運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物中穩(wěn)定的化學(xué)能。四、環(huán)境因素影響光合速率四、環(huán)境因素影響光合速率1.光合速率:又稱光合強度。(1)含義:一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進行多少光合作用(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/單位時間或消耗二氧化碳量/單位時間。2.影響光合速率的

8、外界因素(1)光強度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨光強度增加而增加;當(dāng)光強度達到一定數(shù)值后,光強度再增加光合速率也不會增加,此時的光強度稱為光飽和點。(2)溫度:低于最適溫度,隨著溫度升高,光合速率加快;超過最適溫度,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加會使光合速率加快。重點難點重點難點一、光合作用過程分析一、光合作用過程分析項目光反應(yīng)碳反應(yīng)場所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)時間短促,以微秒計較緩慢條件光、色素、酶、水多種酶、CO2、NADPH、ATP過程利用光能使水光解產(chǎn)生O2,同時產(chǎn)生ATP和NADPH將CO2還原為糖的一系列反

9、應(yīng)稱為卡爾文循環(huán)物質(zhì)變化水的光解:H2O2H+2e-+O2ATP的合成:ADP+Pi+能量ATPNADPH的合成:NADP+H+2e-NADPHCO2的固定:CO2+RuBP2個三碳酸分子三碳酸的還原:2個三碳酸2個三碳糖RuBP的再生:三碳糖RuBP能量變化光能ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能完成標(biāo)志O2釋放、ATP和NADPH的生成糖類等有機物的生成聯(lián)系光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供ATP、NADPH,碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+。二者緊密聯(lián)系,缺一不可12示意圖二、分析外界因素對光合作用速率的影響二、分析外界因素對光合作用速率的影響1.光強度對光合作用的

10、影響光強度通過影響植物的光反應(yīng)進而影響光合速率。植物的光合速率在一定范圍內(nèi)隨著光強度的增加而增加,但當(dāng)光強度達到一定程度時,光合速率不再隨著光強度的增加而增加。(此時限制光合速率的主要因素為CO2濃度,詳見圖1)圖12.CO2濃度對光合作用的影響(1)CO2是光合作用的原料,通過影響碳反應(yīng)來影響光合速率。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達到一定濃度時,光合速率不再增加。如果CO2濃度繼續(xù)升高,光合速率不但不會增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒而影響它正常的生長發(fā)育。(2)植物光合作用的最適CO2濃度為0.1%,而空氣中CO2濃度僅為0.035%。因此適當(dāng)增

11、加空氣中CO2濃度,可提高光合速率。圖23.溫度對光合作用的影響(1)溫度對光合作用的影響規(guī)律溫度直接影響光合作用所需酶的活性,對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行;在高溫條件下,葉綠體的結(jié)構(gòu)會遭到破壞,葉綠體中的酶發(fā)生鈍化甚至變性。低溫會影響光合酶的活性,植物表觀光合速率較低;較高溫度使呼吸作用加強,表觀光合速率下降。(詳見圖3)圖3(2)最適溫度一般植物在1035時正常地進行光合作用,其中以2530最適宜,在35以上時光合速率就開始下降,4050時光合作用完全停止。4.多因子對光合速率的影響常見坐標(biāo)曲線圖圖4關(guān)鍵點的含義P點:此點之前,限制光合速率

12、的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨著該因子的不斷加強,光合速率不斷提高。Q點:此時橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因子,影響因素為坐標(biāo)圖中三條曲線所標(biāo)示出的其他因子。考點考點3 3光合作用與呼吸作用的關(guān)系光合作用與呼吸作用的關(guān)系基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識光合作用和細胞呼吸的區(qū)別光合作用和細胞呼吸的區(qū)別光合作用細胞呼吸物質(zhì)變化無機物有機物有機物無機物能量變化光能化學(xué)能化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能+熱能實質(zhì)合成有機物,貯存能量分解有機物、釋放能量,供細胞利用場所葉綠體活細胞(主要在線粒體)條件只在光下進行有光、無光都能進行重點難點重點難點一、光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系一、光合作用與細胞呼吸的聯(lián)系來源去路H

13、光合作用光反應(yīng)中水的光解作為碳反應(yīng)階段的還原劑,用于還原三碳酸需氧呼吸、厭氧呼吸需氧呼吸第一階段、第二階段及厭氧呼吸第一階段產(chǎn)生需氧呼吸用于第三階段還原氧氣產(chǎn)生水,同時釋放大量能量;厭氧呼吸用于第二階段還原丙酮酸生成相應(yīng)產(chǎn)物ATP光合作用在光反應(yīng)階段合成ATP,其合成所需能量來自色素吸收轉(zhuǎn)化的太陽能用于碳反應(yīng)階段三碳酸還原,其中活躍的化學(xué)能最終以穩(wěn)定的化學(xué)能形式貯存在有機物中需氧呼吸、厭氧呼吸需氧呼吸第一、二、三階段均產(chǎn)生,其中第三階段產(chǎn)生最多,其中的能量來自有機物的分解;厭氧呼吸第一階段產(chǎn)生分解釋放的能量直接用于各項生命活動二、比較細胞呼吸和光合作用的異同二、比較細胞呼吸和光合作用的異同1.

14、H與ATP來源、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,植物同時進行光合作用和細胞呼吸,實驗容器中O2增加量、CO2減少量或有機物的增加量,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,實驗容器中CO2增加量、O2減少量或有機物減少量,可表示植物呼吸速率。方法方法1 光合速率與呼吸速率的關(guān)系光合速率與呼吸速率的關(guān)系植物光合速率與呼吸速率關(guān)系模式圖植物光合速率與呼吸速率關(guān)系模式圖突破方法(1)綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用,測得的數(shù)據(jù)為呼吸速率(A點)。(2)綠

15、色組織在有光條件下,光合作用與細胞呼吸同時進行,測得的數(shù)據(jù)為表觀光合速率。(3)總(真正)光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。(4)各點(段)光合作用和呼吸作用分析A點AB段22COO只呼吸不光合植物組織釋放吸收22COO呼吸光合植物組織釋放吸收B點B點后光合呼吸植物組織外觀上不與外界發(fā)生氣體交換22COO光合呼吸植物組織吸收釋放例例1以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo),研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響,結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是()A.光照相同時間,35時光合作用制造的有機物的量與30時相等B.光照相同時間,在20條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25時,光合作用制造的

16、有機物的量開始減少D.兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等答案答案A解析解析該圖中兩條曲線分別表示光照下二氧化碳的吸收量(即植物積累的有機物量)和黑暗中二氧化碳的釋放量(呼吸作用),因此,光合作用制造的有機物應(yīng)該是兩條曲線的數(shù)值之和。35時光合作用制造的有機物的量為(3.5+3)mg/h,30時光合作用制造的有機物的量為(3.5+3)mg/h,故光照相同時間,35時光合作用制造的有機物的量與30時的相等;制造有機物最多的應(yīng)該不是25而是3035,積累量最多的才是25;光合作用制造的有機物與呼吸作用消耗的有機物的量相等的點應(yīng)該是光照下植物不吸收二氧化碳的點,而不是圖中兩條

17、曲線的交點。1-1(2017浙江金華期末,26)某科研小組探究溫度對某種植物的光合作用與細胞呼吸的影響,結(jié)果如圖所示(以測定的放氧和耗氧速率為指標(biāo))。下列分析正確的是()A.光合作用的最適溫度比細胞呼吸的最適溫度高B.大于35時,該植物光照下放氧速率下降的主要原因是細胞呼吸增強C.40時,葉肉細胞中光合速率大于呼吸速率D.兩條曲線是放在相同且適宜環(huán)境下測得的答案答案C解析解析題圖表明,呼吸作用相關(guān)酶的最適溫度超過40,光合作用酶的最適溫度約為35,A錯誤;大于35時,該植物光照下放氧速率下降的主要原因是溫度過高,影響了光合作用有關(guān)的酶的活性,B錯誤;據(jù)分析可知,虛線表示表觀光合速率,40時,表

18、觀光合速率等于呼吸速率,即此時(真正)光合速率是呼吸速率的兩倍,C正確;光照下放氧速率需要在適宜的光照條件下進行測定,而呼吸耗氧速率需要在黑暗條件下測定,D錯誤。方法方法2 光合速率及其測定方法光合速率及其測定方法1.光合速率光合速率(1)光合速率的表示方法:通常以單位時間內(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:在不考慮光照強度對呼吸速率影響的情況下,OA段表示植物呼吸速率,曲線上C點對應(yīng)的縱坐標(biāo)為最大表觀光合速率,最大真正光合速率為OA+OD。2.光合速率的測定方法(1)以氣體體積變化為測量指標(biāo)測定方法光合作用速率可用如圖所示裝置進行測定,NaHCO3可以維持瓶內(nèi)CO2濃度穩(wěn)定,小液滴的移動量表示植物放氧量(表觀光合量)。物理實驗誤差的校對為了防止氣壓、溫度等非光合作用因素所引起的誤差,應(yīng)設(shè)置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如死的幼苗),其他條件均不變。利用該裝置進行光合速率的測定時,測出的結(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)境中測出其呼吸速率,二者之和為真正光合速率。(2)以有機物變化量為測量指標(biāo)半葉法如圖,可在同一片葉主脈兩側(cè)對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