2021高考生物山东版一轮课件：专题6-光合作用

1、考点一光合色素和叶绿体,考点清单,一、实验:光合色素的提取和分离 1.实验方法及原理,2.实验流程,3.实验结果,思考:若收集到的滤液绿色过浅,试分析有哪些可能原因? 提示:可能原因:使用放置数天的绿叶,滤液色素(叶绿素)太少;未加二氧化硅,研磨不充分;未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏;一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇,思考1:如何根据实验结果判断色素的含量以及在层析液中的溶解度大小? 提示1:判断色素含量可根据色素带的宽度和颜色深浅;判断色素在层析液中的溶解度可根据色素带距离滤液细线的远近。 思考2:叶片为什么多数是绿色的,秋天叶片变黄或变红是什么原因

2、? 提示2:叶片颜色主要是由两类色素决定的,一是存在于叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素,二是存在于液泡内的花青素。叶片多数呈绿色是因为叶绿素较多,叶片对绿光吸收最少,叶片反射出来的光主要是绿光。秋天低温时叶绿素分子被破坏,叶片显示出类胡萝卜素的颜色,故叶片变黄。枫树等叶片的红色则是液泡中花青素在酸性条件下呈现出的颜色,二、捕获光能的结构叶绿体 1.结构,2.与光合作用相适应的结构特点 (1)光合色素分布于类囊体薄膜上,具有吸收、传递和转换光能的作用。 (2)与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中,考点二光合作用的过程及影响因素,一、光合作用的过程 1.光合作用过程图解,2.过程分析 (1

3、)光反应为暗反应提供了H和ATP,其转移方向是从类囊体薄膜到叶绿体基质。 (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)若环境中的CO2含量减少,则叶绿体中C3的含量将降低,C5的含量将升高,H和ATP的含量将升高,思考:光反应停止,暗反应是否也马上停止? 提示:不是。光反应为暗反应提供的H和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成,3.反应式 CO2+H2O (CH2O)+O2 二、光合作用的影响因素 1.三大单因子变量对光合速率的影响,思考:在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处? 提示:有机肥中的有机物被土壤中的

4、微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力,另外还释放出热量和CO2,增加了大棚内的温度和CO2浓度,有利于光合作用的进行,2.多因子变量对光合速率的影响 (1)甲图曲线的自变量是光照强度和温度,在P点之前限制光合速率的因素是光照强度(横坐标所表示的因子),PQ之间限制光合速率的因素是光照强度或温度,Q点限制光合速率的因素是温度。 (2)乙图曲线中高CO2浓度且光照强度为Q时限制光合速率的环境因素是温度。若环境因素均适宜,限制光合速率的因素主要是光合色素和有关酶的含量等,3.水和矿质元素对光合速率的影响 (1)水既是光合作用的原料,又是体内多种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,光合速率下降。

5、另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2 进入叶肉细胞。 (2)矿质元素主要通过影响与光合作用有关的化合物的合成,对光合作用产生直接或间接的影响。如Mg可以影响叶绿素的合成,N可以影响叶绿素、酶等物质的合成,考点三光合作用与细胞呼吸的关系,一、光合作用和有氧呼吸过程中的物质和能量联系 1.过程联系 上图表示叶肉细胞内部分代谢过程,表示物质,甲戊表示过程,请写,出序号代表的物质。 (1)物质:ATP、O2、CO2、丙酮酸。 (2)过程:甲光反应、乙有氧呼吸第二阶段、丙暗反应、丁有氧呼吸第一阶段、戊有氧呼吸第三阶段。 2.物质联系 (1)C元素:CO2(CH2O)丙酮酸CO2 (2)O元素:H

6、2OO2H2O 3.能量联系,二、光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP 的来源和去向,注:表中的H在光合作用中指NADPH,在有氧呼吸中指NADH,提升一光合作用和呼吸作用常见曲线解读,1.光合作用和有氧呼吸综合曲线解读,知能拓展,1）各点（段）的光合作用和呼吸作用分析,2)关键点的移动分析 A点:与呼吸强度相关,呼吸强度增加或减小,a点相应下移或上移。 B点:光合速率等于呼吸速率。若环境改变(如CO2浓度降低)使光合速率降低,则需通过提高光照强度以提高光合速率,使光合速率与呼吸速率相等,即B点右移。反之B点则左移。 C点:主要与光合速率相关,若环境改变(如CO2浓度降低)使暗反应速率降低,消耗

7、的H和ATP减少,故较弱光照即可满足需求,即C点左移,D点左下移动。反之则C点右移、D点右上移动。 2.对比分析自然环境及密闭容器中“速率变化曲线”和“含量变化曲线,说明:甲图代表24小时内植物净光合速率的变化曲线,乙图代表24小时内密闭环境中的CO2含量变化曲线,甲中ai与乙中的AI一一对应,提升二“三率”的判断和计算,1.“三率”的概念及内在关系 (1)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组织的CO2释放量或O2吸收量。 (2)真正(总)光合速率:表示植物绿色组织在有光条件下进行光合作用消耗CO2的量或产生O2的量。 (3)净光合速率:植物

8、绿色组织在有光条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行时,测得的数据为净光合速率。从数值关系上:净光合速率=光合速率-呼吸速率。 2.“三率”的判断 (1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值代表呼吸速率,该曲线则代表净光合速率;若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率,2)根据实验条件判定:实验结果所给数值若为黑暗条件下绿色植物的测定值,则为呼吸速率;若所给数值为有光条件下绿色植物的测定值,则为净光合速率。 (3)根据代谢过程图解进行判定: 图中和分别表示从外界吸收的CO2和释放到外界中的O2,两者均表示净光合速率;图中和分别表示线粒体进行细胞呼吸产生的CO2和消耗的O

9、2,两者均表示呼吸速率;图中和分别表示叶绿体进行光合作用,利用的CO2和产生的O2,两者均表示真正光合速率。 故:=+;=+。 (4)根据关键词判定:(单位时间内的变化量,提示:表中“CO2吸收量”是指植物体或植物细胞吸收的CO2量,代表净光合速率;若有文字表述为“光合作用CO2吸收量”则代表真正光合速率,3.植物有机物积累量的计算方法 (1)计算方法:常见以下两种情况 持续光照条件下:有机物积累量=V净t。 有时光照有时黑暗条件下,有两种计算方法: 方法一:有机物积累量=光合作用产生量-呼吸作用消耗量=(V净+V呼)t光-V呼(t光+t暗) 方法二:有机物积累量=光照时的积累量-黑暗时的消耗

10、量=V净t光-V呼t暗,2)注意事项: 判断植物体能否正常生长,即判断植物有机物积累量是否大于0。 注意所求与已知的物质是否一致,如已知CO2的量求葡萄糖的量,则需要 借助反应式运用化学计算方法进行换算。 计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一,提升三“三率”实验探究的5个方法,1.气体体积变化法测定气体的变化量 (1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,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。 (2)乙装置在光照条件下植物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

11、,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原实验结果进行校正。 2.叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量 (1)操作图示 (2)结果分析,净光合速率=(z-y)/2S(S为叶圆片面积,下同); 呼吸速率=(x-y)/2S; 总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z-2y)/2S。 3.黑白瓶法测溶氧量的变化 (1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”

12、给予光照,测定的是净光合作用量。总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸量(强度)。 (2)有初始值的情况下,黑瓶中O2的减少量为有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 (3)在没有初始值的情况下(初始值设为X),白瓶中测得的现有量(设为M)-黑瓶中测得的现有量(设为N)=总光合作用量,即(X-N)+(M-X)=M-N。 注:该方法假设植物不进行无氧呼吸,4.半叶法测定光合作用有机物的产生量 如图所示,“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射一段时间后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度。若M=MB-MA,则M表示B叶片被截取部分在这段时间内光合作用合成的有机物总量。 5.叶圆片上浮法定性检测O2释放速率,叶片含有空气,上浮叶