光与光合作用 知识点总结与重难点.docx
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光与光合作用知识点总结与重难点
光与光合作用
知识点一绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理
2.实验步骤
3.实验结果
色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
胡萝卜素
橙黄色
最少
最高
最快
叶黄素
黄色
较少
较高
较快
叶绿素a
蓝绿色
最多
较低
较慢
叶绿素b
黄绿色
较多
最低
最慢
4.实验注意事项和目的
注意事项
操作目的
提取色素
选新鲜绿色的叶片
使滤液中色素含量高
研磨时加无水乙醇
溶解色素
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保护色素
迅速、充分研磨
防止乙醇过度挥发,充分溶解色素
盛放滤液的试管管口加棉塞
防止乙醇挥发和色素氧化
分离色素
滤纸预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
滤液细线要细、齐、直
使分离出的色素带平整不重叠
滤液细线干燥后再画一两次
使分离出的色素带清晰分明
滤液细线不触及层析液
防止色素直接溶解到层析液中
知识点二捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程
1.捕获光能的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出:
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2.叶绿体的结构与功能
(1)结构模式图
(2)结构
↓决定
(3)功能:
进行光合作用的场所。
3.光合作用的探究历程
知识点三光合作用的基本过程
1.概念:
指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2.过程
3.反应式
(1)产物为(CH2O):
CO2+H2O
(CH2O)+O2。
(2)产物为C6H12O6:
6CO2+12H2O
C6H12O6+6O2+6H2O。
4.光反应和暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
ATP、[H]、CO2、多种酶
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
物质变化
水的光解、ATP的合成
CO2的固定、C3的还原
能量变化
光能转化为活跃的化学能
活跃的化学能转化为稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。
没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
5.光合作用和化能合成作用的比较
项目
光合作用
化能合成作用
区别
能量来源
光能
氧化无机物释放出的能量
代表生物
绿色植物
硝化细菌
相同点
都能将CO2和H2O等无机物合成有机物
6.分析光合作用的过程图解
(1)图中的甲表示光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上。
(2)乙表示暗反应阶段,又称作卡尔文循环。
(3)图中的物质a是[H],物质c是CO2。
(4)图中的ATP不能(填“能”或“不能”)运出所在的细胞器,用于其他生命活动。
7.光合作用中元素的转移途径
(1)H:
3H2O
[3H]
(C3H2O)。
(2)C:
14CO2
14C3
(14CH2O)。
(3)O:
H218O
18O2;C18O2
C3
(CH218O)。
8.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化
(1)分析方法:
需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。
示例:
CO2供应正常,光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化
条件
光照由强到弱,CO2供应不变
光照由弱到强,CO2供应不变
CO2供应由充足到不足,光照不变
CO2供应由不足到充足,光照不变
C3含量
增加
减少
减少
增加
C5含量
减少
增加
增加
减少
[H]和ATP的含量
减少
增加
增加
减少
(CH2O)的合成量
减少
增加
减少
增加
9.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析
(1)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。
(2)一直光照条件下,会造成[H]、ATP的过度积累,利用不充分;光照和黑暗间隔条件下,[H]、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物积累量要多。
例如:
若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用,甲一直光照10分钟,黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗处理5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物:
甲<乙。
知识点四影响光合作用的因素及应用
1.光照强度
(1)原理:
光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。
光照强度增加,光反应速度加快,产生的[H]和ATP增多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。
(2)曲线分析
①A点:
光照强度为0,此时只进行细胞呼吸。
②AB段:
随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少。
③B点:
为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④BC段:
表明随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强,到C点后不再增强了。
⑤D点:
为光饱和点,限制D点以后光合作用强度不再增加的内部因素是光合色素含量、酶的数量和活性,外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
(3)应用:
①温室生产中,适当增强光照强度,以提高光合速率,使作物增产;②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,间作套种农作物,可合理利用光能。
2.CO2浓度
(1)原理:
CO2影响暗反应阶段,制约C3的形成。
(2)曲线分析
图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
B点和B′点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。
(3)应用:
在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合速率。
3.温度
(1)原理:
温度通过影响酶的活性影响光合作用,主要制约暗反应。
(2)曲线
(3)应用:
温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高光合速率;晚上适当降低温室内温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。
4.水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。
另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响CO2进入植物体内。
②矿质元素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。
如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。
(2)曲线(如图)
(3)应用:
农业生产中,可根据作物的生长规律,合理灌溉和施肥。
5.光照强度、CO2浓度和温度对光合作用的综合作用
(1)常见曲线
(2)曲线分析
P点:
限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着因子的不断加强,光合速率不断提高。
Q点:
横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素主要为各曲线所表示的因子。
(3)应用:
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加CO2浓度,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。
知识点五光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用
1.光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物、释放能量,供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C:
CO2
C6H12O6
C3H4O3
CO2
O:
H2O
O2
H2O
H:
H2O
[H]
C6H12O6
[H]
H2O
(2)能量方面
光能
ATP中活跃的化学能
C6H12O6中稳定的化学能
3.在不同的光照条件下,光合速率与呼吸速率的计算
(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。
(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。
(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。
用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:
①光合作用产生的O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。
②光合作用固定的CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。
③光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。
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