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1、考点一光合作用和叶绿体考点清单基础知识一、捕获光能的色素及其提取和分离1.捕获光能的色素(1)分布:主要分布在叶绿体类囊体薄膜上。(2)功能:吸收、传递和转换光能,其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。方法原理提取用无水乙醇或丙酮提取叶绿体中的色素不溶于水,溶于有机溶剂分离纸层析法叶绿体色素在层析液中的溶解度不同,色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同2.实验方法及原理3.实验流程步骤操作要点说明提取色素研磨(1)无水乙醇:作为提取液,可溶解绿叶中的色素(2)二氧化硅:有助于研磨充分(3)碳酸钙:防止研磨中色素被破坏(4)单层尼龙布:过滤叶脉及二氧化硅等过滤
2、研磨后并用单层尼龙布过滤制备滤纸条将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细线剪去两角以保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐,否则会形成弧形色素带画滤液细线用毛细吸管吸取色素滤液,沿铅笔线均匀画一条滤液细线,待滤液干后再画一两次(1)滤液细线要细而直(2)干燥后重复画一两次,既能使滤液细线有较多的色素,又能使各色素扩散的起点相同色素分离(1)在层析时,不能让滤液细线触及层析液(2)滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带4.实验结果分析(如图所示)(1)在滤纸条上会呈现四条色素带,从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b(记忆口诀:胡黄ab),它们的颜色自上而下依次是橙黄色、
3、黄色、蓝绿色、黄绿色。(2)四种色素中色素带最宽的色素呈现蓝绿色;在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素。2.功能:进行光合作用的场所。3.与功能相适应的结构特点:吸收光能的色素分布于类囊体薄膜上;与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中。二、捕获光能的结构叶绿体1.结构:重难突破绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析(1)滤纸条色素带颜色均较浅的原因:未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分;一次性加入无水乙醇的量过多,提取液浓度太低;画滤液细线时次数太少。(2)滤纸条下面两条色素带较浅(叶绿素较少)的原因:未加碳酸钙或加入过少,叶绿素被破坏;实验材料中叶绿素的含量较少(如泛黄的叶片)。(3)
4、滤纸条色素带重叠的原因:滤液细线过粗。(4)滤纸条看不见色素带的原因:忘记画滤液细线;滤液细线浸入层析液,色素全部溶解到层析液中。考点二光合作用过程和影响因素基础知识一、光合作用的探究历程1.普利斯特利的实验(1)实验过程及现象:密闭玻璃罩+绿色植物+(2)实验结论:植物可以更新空气。2.萨克斯的实验(1)实验过程及现象:黑暗中饥饿处理的绿叶(2)结论:植物叶片在光合作用中产生了淀粉。【名师点拨】(1)该实验设置了自身对照,自变量为光的有无,因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。(2)该实验的关键是饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显,在用碘蒸气处理之前应
5、用热酒精对叶片进行脱色处理。(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外,还证明了光是光合作用的必要条件。(2)结论:叶绿体是光合作用的主要场所。光合作用过程能产生氧气。4.鲁宾和卡门的实验(方法:同位素标记法)(1)实验过程及现象O+CO2植物18O2H2O+C18O2植物O23.恩格尔曼的实验(1)实验过程及现象(2)结论:光合作用释放的氧气全部来自水。【名师点拨】(1)该实验设置了对照,自变量是标记物质(O和C18O2),因变量是O2中氧元素的放射性。(2)鲁宾和卡门的同位素标记法可以追踪CO2和H2O中的C、H、O等元素在光合作用中的转移途径。5.卡尔文的实验(1)实验方法:同位素标记法
6、。(2)实验过程及结论:用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。2.反应式:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O二、光合作用的过程1.过程(2)与光合作用有关的酶的数量、活性以及叶绿体内的pH等因素有关。三、影响光合作用的因素1.内部因素(1)与植物自身的遗传特性有关,以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。a.绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(A点对应的数值)。b.各点(段)的光合作用和呼吸作用分析2.外部因素(1)光照强度:曲线对应
7、内容细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸,不进行光合作用只在细胞质基质和线粒体从外界吸收O2,向外界排出CO2AB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O2,向外界排出CO2B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CO2,向外界释放O2此时植物可更新空气(2)二氧化碳浓度:影响暗反应阶段,制约C3的生成。应用于:A.大田中增加空气流动,以增加CO2浓度,如“正其行,通其风”;B.温室中可增施有机肥,以增加CO2浓度。(3)温度:通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)。应用于:A.大田中适时播种;B.温
8、室中,增大昼夜温差,保证植物有机物的积累。(4)水:水分充足时,气孔开启,蒸腾作用(为水的运输和矿质元素的运输提供动力)旺盛,植物失水,同时CO2可通过气孔进入绿色植物参与光合作用。水分不足时,气孔关闭,减少水分的散失,同时CO2不能通过气孔进入,进而影响了光合作用的进行。四、化能合成作用1.概念:某些细菌能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。2.实例:硝化细菌能利用氨氧化时所释放的化学能,将H2O和CO2合成糖类。3.绿色植物和硝化细菌都能合成有机物,因此属于自养生物,而人、动物、真菌及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,属于异养生物。
9、4.光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区别能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同都能将CO2和H2O等无机物合成有机物重难突破1.植物“三率”(1)植物“三率”间的内在关系a.呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。b.净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。c.总(真正)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。(2)植物“三率”的判定a.根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该数值的绝对值代表呼吸速率,该
10、曲线代表净光合速率;当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。b.根据关键词判定:检测指标呼吸速率净光合速率真正(总)光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量2.自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线的分析(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线:A.开始进行光合作用的点:b。B.光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。C.开始积累有机物的点:c。D.有机物积累量最大的点:e。a.光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。b.该植物一昼夜表现为生长,其原因是点CO2浓度低于A点CO2浓度,说明一
11、昼夜密闭容器中CO2浓度减小,即植物的光合作用强度呼吸作用强度,植物表现为生长。(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线:考点三光合作用和细胞呼吸的综合基础知识一、细胞呼吸与光合作用过程图解综合考点清单1.物质名称a:光合色素b:O2c:ATPd:NADPHe:C3f:C3H4O3g:H2Oh:Hi:O2ABCDE生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜2.生理过程及场所二、光合作用和细胞呼吸的联系1.物质联系(1)C元素:CO2(CH2O)丙酮酸CO2(2)O元素:H2OO2H2O(3)H元素:H2OH(C
12、H2O)HH2O2.能量联系方法探究光合作用与细胞呼吸的速率测定方法技巧1.光合作用、细胞呼吸实验的常用研究方法(1)黑白瓶法:用黑瓶(无光照的一组)测得呼吸作用强度值,用白瓶(有光照的一组)测得净光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值。(2)梯度法:用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。(2)测定方法及解读测定呼吸速率a.烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。b.玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用的干扰。c.置于适宜温度环境中。d.红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。2.测定(1)测定装置测定净光合速率a.装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用需求。b.必须给予较强光照处理,且温度适宜。c.红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。【易混易错】1.注意变量的控制手段。如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡,但与绿色植物的距离不同)进行控制,不同温度可用不同恒温装置控制,CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。2.不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行对照实验,而应该用一系列装置进行相互对照。3.无论哪种装置,在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
