B点之后
呼吸速率> 光合速率
光合速率= 呼吸速率
光合速率> 呼吸速率
细胞质基质、线 粒体、叶绿体
从外界吸收O2,向 外界排出CO2
与外界不发生气 体交换
从外界吸收CO2, 向外界释放O2— —此时植物可更 新空气
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二、两种环境中植物光合速析
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CO2含量是C5→C3的主要限定条件,CO2含量增加时C3含量升高,C5含量降 低。光照强度是C3→C5的主要限定条件,光照减弱时,C3→C5减慢,C5含量减少, C3含量增加。
条件
C3含量
C5含量 [H]和ATP含量 (CH2O)合成量 模型分析
光照由强到弱,CO2 增加 供应不变
减少 减少
AB段:无光照植物只进行呼吸作用 BC段:温度降低,呼吸作用减弱 CD段:4时后微弱光照,但光合速率<呼吸速率 D点:CO2浓度达到最高,此时光合速率=呼吸速率 DH段:光合速率>呼吸速率,其中FG段表示光合 作用“午休”现象 H点:光照减弱,光合速率降低,光合速率=呼吸速率,CO2浓 度达到最低 HI段:光照继续减弱,光合速率减小,甚至为0。24时CO2浓 度较0时低,说明经过一昼夜植物积累了有机物
(CH2O)+O2 。
二、影响光合作用的因素 1.光合作用强度 (1)含义:植物在单位时间内通过光合作用制造的糖类的数量。 (2)指标:单位时间内原料的消耗量或产物的生成量。
2.影响光合作用的因素
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三、光合作用和化能合成作用的比较
项目 区别
能量
光合作用 光能
化能合成作用
无机物氧化放出的能 量
2.实验步骤
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3.实验结果
色素种类 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
色素颜色 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色
色素含量 最少 较少 最多 较多
溶解度 最高 较高 较低 最低
扩散速度 最快 较快 较慢 最慢
重难突破 一、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 (1)未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分; (2)一次性加入无水酒精的量过多,提取液浓度太低; (3)划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) (1)未加碳酸钙或加入量过少,叶绿素被破坏; (2)实验材料中叶绿素的含量较少(如泛黄的叶片)。 3.滤纸条色素带重叠:滤液细线过粗。
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4.滤纸条看不见色素带 (1)忘记画滤液细线; (2)滤液细线浸入层析液,色素全部溶解到层析液中。 二、影响叶绿素合成的因素 1.光照:光是叶绿素合成的主要条件,大多数植物在黑暗中不能合成叶绿素, 叶片呈黄色。 2.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。且低温时叶绿素分子被破坏,而类胡萝卜素分子较稳定,使叶片变黄。 3.必需元素:叶绿素中含N、Mg等必需元素,缺乏N、Mg将导致叶绿素无法 合成,叶片变黄。
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高考生物
专题6 光合作用
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考点一 捕获光能的色素与结构
考点清单
基础知识 一、色素的分布及作用 1.分布:主要分布在叶绿体类囊体薄膜上。 2.作用:吸收、传递、转换光能。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收①
红光和蓝紫光 ,胡萝卜素和叶黄素主要吸收② 蓝紫光 。 二、绿叶中色素的提取与分离 1.实验原理:叶绿体色素溶于有机溶剂(如无水乙醇)。不同色素在层析液 中溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散速度不同。
因素
原理
影响光反应阶段,制约 ATP及NADPH的产生, 进而制约暗反应
图像
影响暗反应阶段,制约C 3的生成
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应用 温室大棚内适当提高 光照强度可以提高光 合速率;欲使植物生长, 必须使光照强度大于 光补偿点 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,以增大CO2浓度
相同点
代表生物
绿色植物
硝化细菌
都能将CO2和H2O等无机物合成有机物
重难突破 一、光反应与暗反应的联系
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光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi等。没有光 反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。
二、影响光合作用的因素分析 1.三大单因子变量对光合速率的影响
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三、黑白瓶法——测定溶氧量的变化 将装有水和水生生物的黑、白瓶放入相同水层,实验结束时黑瓶、白瓶与 对照组溶氧量的差值分别代表呼吸作用强度与表观光合作用强度,利用同 水层的黑白瓶即可计算出某水层真正光合作用强度。
① 叶绿体
② 细胞质基质、线粒体
发生条件
实质
ATP
产生场所
用途
只能在光下进行 合成有机物、储存能量 叶绿体类囊体薄膜 为暗反应阶段C3的还原供能
时时刻刻都进行 分解有机物、释放能量 细胞质基质、线粒体 为生物体各项生命活动供能
二、光合作用与细胞呼吸的联系 1.过程联系
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甲、丙分别表示光反应、暗反应,丁、乙、戊分别表示有氧呼吸第一、 二、三阶段。①②③④分别表示ATP、丙酮酸、CO2、O2。
2.物质联系
(1)C元素:CO2 (2)O元素:H2O (3)H元素:H2O H2O。 3.能量联系
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(CH2O) O2 [H]
丙酮酸 H2O。 (CH2O)
CO2。 [H]
重难突破 一、光合作用与细胞呼吸曲线综合解读
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1.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)。
温室栽培时,在一定光照强度下,白天可适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光 合速率,同时适当补充CO2,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可适当增加光照 强度和CO2浓度以提高光合速率
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考点三 光合作用与细胞呼吸
基础知识
一、光合作用与有氧呼吸的比较(以真核生物为例)
项目
光合作用
有氧呼吸
发生场所
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2.绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数据为净 光合速率。 3.各点(段)的光合作用和呼吸作用分析
曲线对 应点(段)
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, 只有细胞质基质 从外界吸收O2,向
不进行光合作用 和线粒体
外界排出CO2
AB段 (不含A、 B点) B点
通过影响酶活性进而 影响光合作用
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A.大田中适时播种; B.温室中,增加昼夜温 差,保证植物有机物的 积累
2.多因子变量对光合速率的影响
图像
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含义 应用
P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合 速率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因 素为坐标图中所标示出的其他因子
减少
光照由弱到强,CO2 减少 供应不变
增加 增加
增加
光照不变, CO2由充 减少 足到不足
增加 增加
减少
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光照不变,CO2 增加 由不足到充足
减少
减少
增加
(注:图中曲线只表示含量变化不表示含量高低) 【易错易混】 1.以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量 的变化,不是合成速率的变化。 2.以上各物质含量变化中,C3、C5含量变化是相反的,[H]与ATP含量变化是 一致的。 3.光合作用产物(CH2O)正常外运受阻,光合作用速率减慢。
方法二 光合速率测定常用方法
方法技巧
一、气体体积变化法——测定光合作用O2产生及消耗量
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(1)甲装置植物在黑暗条件下只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞 呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收 速率,可代表有氧呼吸速率。
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(2)乙装置植物在光照条件下进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液 保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示 植物的O2释放速率,可代表净光合速率。 (3)总光合速率=净光合速率+有氧呼吸速率。 (4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置 对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距 离对实验结果进行校正。 二、半叶法——测定光合作用有机物产生量 将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表呼吸作用强 度,曝光的一半测得的数据变化值代表表观光合作用强度,最后计算真正光 合作用强度。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理, 以防止有机物的运输。
考点二 光合作用的原理与应用
考点清单
基础知识 一、光合作用的过程 1.光合作用过程图解
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2.光合作用过程物质和能量变化 (1)物质变化:H2O [H]+O2,ADP+Pi ATP,CO2+C5 2C3。 (2)能量变化:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
3.反应式:① CO2+H2O
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2.开放环境中植物光合速率与呼吸速率分析
a点以前:温度降低,呼吸减弱;d点相当于上图D 点,净光合速率为0。fe相当于上图FG段,植物出 现光合作用“午休”现象。g点相当于上图H点, 净光合速率为0
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方法一 环境骤变时C3、C5等物质含量变化的判断
方法技巧 “条件”限定法分析C3、C5含量变化 当外界条件改变时,光合作用过程中C3、C5及ATP和ADP含量的变化可以 利用下图分析: