光合作用知識(shí)點(diǎn)

1、光合作用知識(shí)點(diǎn)第四節(jié)能量之源一一光與光合作用一、綠葉中色素的提取和分離1、實(shí)驗(yàn)原理（1）色素的提取：色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水, 可用無水乙醇（丙酮）等有機(jī)溶劑提取綠葉中的 色素。（2）色素的分離：各種色素在層析液中溶解度不 同，溶解度高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)步驟提取綠葉中的色素：稱取5 g綠色葉片，先剪碎, 再加入少許二氧化硅和碳酸鈣，然后加入10 mL 無水乙醇，并進(jìn)行迅速、充分的研磨，然后過濾 研磨液至試管中，用棉塞塞嚴(yán)試管口。ID制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成長和寬略小 于試管的濾紙條，將濾紙條的一段剪去兩角，并 在距這一端1 cm處

2、用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液畫線待濾液干后，重復(fù)23次分離綠葉中的色素: 將3 mL層析液倒入試管，插入濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下，濾液細(xì)線不能觸及層析液），隨后用棉塞塞緊試管。觀察現(xiàn)象: 濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，從上到下依次 是（顏色）橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果=一胡蘿卜素一橙黃色 一葉黃素一黃色一葉綠素藍(lán)綠色 一葉綠素b黃綠色色素種色素顏色素含溶解度擴(kuò)散速嘗色胡蘿卜橙黃色量 最少最高M(jìn)葉黃素黃色亦葉綠素a藍(lán)綠色最多較高較低較快過程注意事項(xiàng)操作目的提取(1)選新鮮綠色的使濾液中色素含色素葉片量高（2）研磨時(shí)加無水 乙醇溶解色素葉綠素b黃綠色較多最低

3、4、實(shí)驗(yàn)中的操作目的及注意事項(xiàng)CaC02迅速、充分研磨過程色素盛放濾液的試 管管口加棉塞 注意事項(xiàng)濾紙預(yù)先干燥 處理色素被破話正乙醇揮發(fā)任 盤溶解色素防it乙醇揮發(fā)和 色素氧化操作目的使層析液在濾紙 上快速擴(kuò)散濾液細(xì)線要細(xì)、 齊、直濾液細(xì)線干燥濾液細(xì)線不觸 及層析液使分離出的色素 帶平整不重疊使分離出的色素帶清晰緲防止尅素直接溶 解到層析液中二、捕獲光能的色素或結(jié)構(gòu)1、色素的種類及功能綠色）葉綠素（含量葉綠素a（藍(lán)約 3/4 ）主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素b（黃綠色） 色素素（橙黃色）胡蘿卜類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光（含量約1/4 ）葉黃素（黃色）1、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（1）結(jié)構(gòu)模式圖外表：雙層膜

4、（2）結(jié)構(gòu)J（基質(zhì)：含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶（丿和內(nèi)部基粒：由類囊體堆疊而成，分布有、 I色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶I決定（3）功能：進(jìn)行光合作用的場所。3、葉綠體功能的驗(yàn)證O實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象：水綿-好氧遍菌集中于葉綠體被光束照射的部位黑暗無空氣好氧細(xì)菌B：完全曝光：好氧細(xì)菌分布于葉綠體所有受光部位Q實(shí)驗(yàn)結(jié)論：a.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所bO2是由葉綠體釋放的二、光合作用的探究歷程年代及科學(xué)家 1771年普利斯 特利（英國）過程密閉玻璃罩+綠 色植物 +-蠟結(jié)論/結(jié)果 植物可以更新 空氣不易熄滅+小鼠f易窒息死亡1779年英格豪 斯（荷蘭）在有光、無光條 件下重復(fù)普利 斯特利的實(shí)驗(yàn)1785 年發(fā)現(xiàn)了空

5、氣的 組成植物只有在陽 光照射和綠葉 存在時(shí)，才能更 新空氣綠葉在光下放 出的是吸收的是C021845年梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化植物在進(jìn)行光（德國）與守恒定律 合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來1864年薩克斯黑暗中饑餓處光合作用的產(chǎn)（德國）理的綠葉物除氧氣外還碘有淀粉蒸氣妥藍(lán) 蒸氣一半遮光 不變藍(lán)1941年魯賓和H2180+）2 一植光合作用釋放卡門（美國）物 1802的氧氣來自水IW+C% 一 植021948年卡爾文用14C標(biāo)記的CO?中的碳元素（美國）C02追蹤光合作 被用于合成糖類等有機(jī)物（卡14coT f 14c314c6h12o6爾文循環(huán)）注：1 薩克斯實(shí)驗(yàn)中黑暗處理的目的：消耗掉葉片中

6、原有的淀粉，使曝光與遮光形成對照。薩克斯實(shí)驗(yàn)需先用酒精進(jìn)行脫色處理，再用 碘蒸氣處理。魯賓、卡門和卡爾文所用的實(shí)驗(yàn)方法為同位 素標(biāo)記法。四、光合作用過程1、概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把C02和h2o轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出02的過程。2、反應(yīng)式光能co2+h （ch2o）+o2葉綠體2、過程龍皮應(yīng) 階段暗反應(yīng)階段3、區(qū)別比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體類囊體 薄膜葉綠體基質(zhì)條件光、色素、酶、 水、ADP、Pi多種酶、C02、ATP、 H反應(yīng)光能的吸收、傳 遞、轉(zhuǎn)換 。水的光解：光2H204 H +O2 OATP的合成酶 ADP+P1+ 光能 -ATP有機(jī)物(糖類的 合成)G

7、C02的固定： 酶2C30 C3的還原酶、H2C (CH2O) + C5ATP能量轉(zhuǎn)化光施亠電能 ATP中活躍的 化學(xué)能ATP中活躍酌 化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的 化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)階段的暗反應(yīng)階段產(chǎn)產(chǎn)物H是暗反 應(yīng)中C3的還原 劑，ATP為暗反 應(yīng)階段的進(jìn)行 提供能量生的ADP和Pi 為光反應(yīng)階段 形成ATP提供 了原料注:(1)暗反應(yīng)有光、無光都能進(jìn)行。若光反應(yīng)停止，暗反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間,但時(shí)間不長,故晚上一般認(rèn)為只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行暗反 應(yīng)。(2)總光照時(shí)間相同時(shí)，光照和黑暗間隔處理比一直光照積累的有機(jī)物多，因?yàn)镠、ATP基 本不積累，利用充分，但一直光照會(huì)造成H、ATP的積累，利用不充分

8、。五、CO?濃度與光照強(qiáng)度變化對光合作用中C3、C5、ATP和有機(jī)物含量變化的影響條件c3c5H和ATP(CH2O)光照由扇 強(qiáng)(C02濃 度不變)1ttt光照由弓雖 弱(C02濃tII1度不變）co2濃彼 由低高t1Itco2濃芨 由低高1tt!六、影響光合作用的因素（一）內(nèi)因酶的種類、數(shù)量葉面指數(shù)隨葉面積增大，總光合量不斷增大，干物質(zhì)積累c物質(zhì)腔至0不斷增加，呼吸量不斷增加。當(dāng)增大到一定程度后，總光 合量不再增加，原因是許多葉片被遮擋，但呼吸量隨葉面積增大仍不斷增 加，故干物質(zhì)積累量逐漸降低。生產(chǎn)應(yīng)用：適當(dāng)間苗、修剪，合理施肥、澆水,避免枝葉徒長;合理密植。3葉齡0A：隨著幼葉不斷生長，葉

9、面積不斷增大,葉內(nèi)葉綠體不斷增多，光合速率不斷增加。AB：壯葉時(shí)，葉面積、葉綠體基本穩(wěn)定，光合速 率穩(wěn)定。BC：老葉時(shí)，隨葉齡增加，葉綠素被破壞，光合 速率下降。生產(chǎn)應(yīng)用：農(nóng)作物、果樹管理后期應(yīng)適當(dāng)摘除老 葉、殘葉，蔬菜及時(shí)換新葉。（二）外因（環(huán)境因素）g光補(bǔ)償點(diǎn)允飽和點(diǎn)A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0,只有呼光照強(qiáng)度吸作用,釋放的C02量可表示、A在熬暗條件卜 呼吸所放幽的COjft此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用也逐漸增強(qiáng),C02釋放量逐漸減少，因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的C02 有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于 光合作用強(qiáng)度。B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO?全部用于光合作用， 即光合作用

10、強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，B點(diǎn)所示光強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段：CO?的吸收量為正值。即光合作用所吸收的CO?除去細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO?外，還需從外界攝取CO?,光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。C02 吸收量表示凈光合速率。c點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度到C點(diǎn)到達(dá)最大值。之后光 照強(qiáng)度再增加，光合作用強(qiáng)度不變，C點(diǎn)對應(yīng)的 橫坐標(biāo)稱為光飽和點(diǎn)，限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng) 度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量及 酶的活性，外部因素是C02濃度、溫度、水及礦 質(zhì)元素等。光質(zhì)不同影響光合速率：主要原因是葉綠體中的 色素對不同波長的光的吸收情況不同。生產(chǎn)應(yīng)用：間作套種植物，可合理利用光能，提 高光能利用率。適當(dāng)延長光合作用時(shí)

11、間，能增加 農(nóng)作物產(chǎn)量。2g濃度光合作用孑C02濃度圖2(1)圖1和圖2都表示在一定濃度范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO?濃度的增加而增大，但當(dāng)C02濃度增加到一定范圍后，光合作用速率不再增加。此時(shí)的 限制因素主要有溫度和光照強(qiáng)度o(2)圖1中A點(diǎn)表示g補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO?濃度，圖2中點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需C02的最低濃度。B和 B7點(diǎn)都表示CO?飽和點(diǎn)。速率。生產(chǎn)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通 其風(fēng)”,增施農(nóng)家肥等增大C02濃度，提高光合 作用速率。溫度主要通過影響與光合作用 有關(guān)酶的活性而影響光合作用生產(chǎn)應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，白天可適當(dāng)提高溫度；晚上可適當(dāng)降低溫度

12、，以降低 細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，保證有機(jī)物的積累。4.礦質(zhì)元素在一定范圍內(nèi)，礦質(zhì)元素越多,B光合速率就越快。超過一定濃度時(shí)，光合速率不再增加，甚K. PK等曠質(zhì)元薰至?xí)鸺?xì)胞滲透失水，光合速率下降。生產(chǎn)應(yīng)用：對農(nóng)作物要適量施肥，不能過量。否 則會(huì)造成土壤溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，引起細(xì)胞失水。5水缺水會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,影響CO?進(jìn)入細(xì)胞中，導(dǎo)致光合速率下降。七、植物的午休現(xiàn)象夏季中午溫度較高，為了 減少蒸騰失水，植物會(huì)關(guān) 閉氣孔，此時(shí)會(huì)阻礙C02的進(jìn)入，影響光合作用，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。八、化能合成作用1概念：自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，利用體外環(huán)境中某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有 機(jī)物的過程。2舉例：硝化細(xì)菌的化能合成作用（1）硝化細(xì)菌不能利用光能，但能將土壤中的氨（NB）氧化成亞硝酸（HN02）,進(jìn)而將亞硝酸 氧化成硝酸（HNOs）,并釋放出能量。（2）硝化細(xì)菌利用這兩個(gè)反應(yīng)釋放的化學(xué)能,將C02和