2022年重点高中生物必修光合作用知识点全面总结.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 重点高中生物必修1 光合作用知识点全面总结 word20 页 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作者:日期:2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三单元之光合作用一、叶绿体的结构与功能(一)叶绿体的结构模型 . (二)相关学问 1、.叶绿体是真核细胞进行光合作用的场所 2、叶绿体由两层膜(内膜和外膜)包围而成,内部有很多基粒,基粒和基粒之间布满了 基质;3、每个基粒都有很多个类囊体构成
2、,类囊体薄膜上含有吸取、传递和转化光能的色素以及光反应所需的酶,是光反应的场所;4、基质中含有暗反应所需的酶,是进行暗反应的场所;5、光合色素的相关学问;(1)叶绿体色素的种类及含量:叶绿素 a 叶绿素( 3/4)叶绿素 b 叶绿体色素 胡萝卜素 类胡萝卜素(1/4)叶黄素(2)叶绿体色素的分布:叶绿体类囊体薄膜上;(3)叶绿体色素的功能:吸取,传递(4 种色素),转化光能(只有少量的叶绿素a 把光能转为电能)(4)影响叶绿素合成的因素: 光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而 叶片发黄;(例如韭黄,蒜黄) 温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响
3、叶绿素的合成;低温(秋末)时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄; 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,叶变黄; 另外,Fe 是叶绿素合成过程中某些酶的帮助成分,叶变黄;3 缺 Fe 也将导致叶绿素合成受阻,名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (5)叶绿体色素的吸取光谱:叶绿体中的色素只吸取可见光,而对红外光和紫外光等不吸取;叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸取红光和蓝紫光,类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)主要吸取蓝紫光;色素对绿光吸取最少;对其他波段的光并非不吸取,只是吸取量较少
4、;经过色素吸取后,光谱显现两条黑带;说明:叶绿体中的色素主要吸取红光和蓝紫光;(6)叶绿体色素的性质:易溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂,不溶于水,叶绿素的性质不稳固,易被破坏,类胡萝卜素性质相对稳固;7植物叶片的颜色与所含色素的关系:正常绿色叶色变黄叶色变红正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为31,且对绿光吸取最少,所以正常叶片总是出现绿色冰冷时, 叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳固,显示出类胡萝卜素的颜色,叶子变黄秋天降温时, 植物体为适应冰冷,体内积存了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素,而叶绿素因冰冷逐步降解,叶子出现红色6、色素的提取和分别试验;1 原懂得读: 色素的提取:叶
5、绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水,可以用无水乙醇(或丙酮)作溶剂提取绿叶中的色素,而不能用水,由于叶绿体中的色素不能溶于水; 色素的分别原理:利用色素在层析液中的溶解度不同进行分别,溶解度大的在滤纸 上扩散得快,反之就慢;从而使各种色素分别;2 选材:应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片,以保证含有较多的色素;3 过程:省略;4 结果分析:4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为:叶绿素 a 叶绿素 b 叶黄素 胡萝卜素 从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是:胡萝卜素 叶黄素
6、 叶绿素 a 叶绿素 b 在滤纸上 距离最近 的两条色素带是叶绿素 卜素与叶黄素;a 与叶绿素 b ,距离最远 的两条色素带是胡萝 试验创新:在本试验中在圆形滤纸中心点上叶绿体色素的提取液进行层析,会得到近 似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色;【核心考点 】(1)叶绿体中色素的提取与分别试验有关事项 色素分别和提取的原理常常考察,易混淆; 在研磨时加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏,加入二氧化硅的作用是有助于研磨;过滤时用的是单层尼龙布; 画滤液细线时,用力要匀称,速度要适中; 研磨要快速、充分;a由于丙酮简单挥发;b为了使叶绿体完全破裂,从而能提 取较多的色素;c叶
7、绿素极不稳固,能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏; 制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散匀称,便于观看试验结; 放置滤纸时,滤液细线必需在层析液上面;(2)提取绿叶中色素的关键 叶绿素不稳固,易被破坏,因此研磨要快速、充分以保证提取较多的色素;滤液收集后,要准时用棉塞将试管口塞紧,以防止滤液挥发; 称取绿叶的质量和加入无水乙醇的体积要适当,以保证提取液的浓度;(3)分别绿叶中色素的关键 滤液细线不仅要细、直,而且要含有较多的色素,因此要在滤液干后,重复画 12 次;滤纸上的滤液细线不能触及 或没入 层析液 ,否就会使滤液中的色素溶解于层析液中,滤纸条上得不到色素
8、带,使试验失败;4 要提取绿色植物叶肉细胞叶绿体中的色素,至少要破坏 1 层细胞膜、 2 层叶绿体膜,共 3层生物膜 3 层磷脂双分子层或 6 层磷脂分子 ;要将叶肉细胞中色素完全提取,仍需加上 1层液泡膜;5 试验中几种化学试剂的作用: 无水乙醇用于提取绿叶中的色素; 层析液用于分别绿叶中的色素; 二氧化硅使研磨充分;碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏;6 留意事项及缘由分析5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 过程留意事项操作目的提取1 选新奇绿色的叶片使滤液中色素含量高2 研磨时加适量无水乙醇充分溶解色素3 加
9、少量 SiO2和 CaCO研磨充分和爱护色素色素4 快速、充分研磨防止乙醇挥发,充分溶解色素分别5 盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化1 滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散使各色素扩散的起点相同,2 滤液细线要直、细、匀使分别出的色素带平整不重叠色素3 滤液细线干燥后再画一两次增加色素的含量使分别出的色素带清晰分明防止色素直接溶解到层析液中,滤纸条上得4 滤液细线不触及层析液不到色素带 7 收集到的滤液绿色过浅的缘由分析:未加石英砂 二氧化硅 , 研磨不充分,色素未能充分提取出来;称取绿叶过少或加入无水乙醇过多,色素溶液浓度小;未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏;. 使
10、用放置数天的菠菜叶,滤液色素 叶绿素 太少;8 滤纸条色素带重叠:滤液细线不直;滤液细线过粗;9 滤纸条看不见色素带:遗忘画滤液细线;滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中;二 光合作用过程(一)光合作用过程概念模型6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (二)相关学问1、光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段;光反应在前,暗反应在后;2、光反应的原料、场所和条件;暗反应的原料、场所和条件;3、光反应的物质变化和能量变化;暗反应的物质变化和能量变化;4、光反应的产物及去向;部位移向消耗部位)暗反应的
11、产物及去向; (物质转移基于一个原就,即从产生5、光反应 和暗反应同时进行着, H、ATP、C3 、C5 等中间物质处于动态平稳之中;6、暗反应有光无光都能进行;如光反应停止,暗反应可连续进行一段时间,但时间不长,故晚上一般认为只进行呼吸作用,暗反应不进行; 7 、相同时间内,光照和黑暗间隔处理比始终光照有机物积存的多,由于 H 、ATP基本不积存,利用充分;但始终光照会造成H 、ATP的积存,利用不充分;8、光合作用中光反应产生的 ATP只供暗反应利用;(三)光合作用过程1、光反应条件:有光、色素、酶场所:叶绿体类囊体薄膜过程:物质变化: 水的光解: ATP 的合成:(光能 ATP 中活跃的
12、化学能)能量变化:光能转变为 ATP 中的活跃的化学能2、暗反应条件:有光和无光、酶场所:叶绿体基质过程:物质变化: CO2 的固定: C3 的仍原:能量变化:( ATP 中活跃的化学能有机物中稳固的化学能)3、总反应式:光能CO2 + H2O (CH2O )+ O2 叶7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 氧元素H2OO2 CO2 CH2O碳元素: CO2C3CH2O 氢元素: H2OH CH 2O4、实质:把无机物转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能 5、光反应和暗反应比较 比较项目光反应暗反应实质光化学
13、反应酶促反应时间快慢需要叶绿素、光、酶不需叶绿素和光,需要多种酶条件反应叶绿体基粒叶绿体基质场所物质(1)水的光解2H 2O 4H+O2(1) CO2 固定: CO2+C5 2C3转化光能ATP H(2) ATP的生成: ADP+PiATP 酶(2) CO2 仍原: 2C3 CH 酶 2O+C5能量光能 电能 活跃化学能, 并储存在 ATPATP中活跃的化学能 CH2O中稳固的化学能转换中葡萄糖等有机物等的生成完成O2释放、 ATP和 NADPH的生成标志两者光反应为暗反应供应能量(ATP、NADPH)、仍原剂NADPH;关系暗反应为光反应供应ADP 和 Pi 6、外界条件变化引起光合作用中产
14、物含量变化的分析方法( 1)分析方法: 转变的环境条件常见的有:定的范畴内;光照强度变化、 CO2 浓度的变化, 而其它条件不变或在一 光合作用中的产物有 C3、 C5、H、ATP、C6H12O6、O2等;其中C3 、C5 、 H、ATP 在光合作用中既有产生,又有消耗,我们称作光合作用的中间产物,而 C6H12O6 和 O2在 光合作用中只有产生,没有消耗,我们称作光合作用的终产物,故考虑方法不同; 对 C3 、C5 、H、ATP 变化的判定通常用动态平稳的方法;由于;C3 、C5 、H、ATP 在光合作用中既有产生,又有消耗,所以在判定时既要考虑其产生(来路),又要考虑 其消耗(去路) ,
15、关键看环境因素的突然转变对哪个途径的影响更直接或更大;假如来路大 于去路,就增加或积存;假如来路小于去路,就削减或降低;假如来路等于去路,就不变;8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对 C6H12O6和 O2变化的判定:由于 C6H12O6和 O2在光合作用中只有产生,没有消耗,所以只需考虑环境因素的突然转变对整个光合作用的影响;假如环境因素的突然转变对整个光合作用有促进作用,C6H12O6和 O2的含量增加,反之,就降低; 通过比较我们可以得到以下相关规律:不管是哪种 环境因素的突然转变,短时间内 C3 和 C
16、5 的变化情形是相反的,即一个是增加, 而另一个确定是削减; H和 ATP的变化是相同的;C6H12O6 和 O2 的变化也是相同的;(2)光照和二氧化碳浓度转变引起的 C3 ,C5 和 H, ATP 的变化(3)由于各种因素的变化,如温度的变化、光照强度变化、CO2 浓度的变化会影响 C3、C5、NADPH、ATP、C6H12O6、O2这些物质的含量,有时仍会结合模型分析,详细表解如下:条件C3 C5 H和 ATP CH2O 和 O2 合成量模型分析光照强度由强到弱增加削减削减削减CO2供应不变光照强度由弱到强削减增加增加增加CO2供应不变光照不变 CO2量由充削减增加增加削减足到不足光照不
17、变 CO2量由不增加削减削减增加足到充分9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、影响光合作用的因素及及其在生产上的应用(一) .光照强度与光合作用速率的影响分析图 1 图 2 1.原理分析: 光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段,进而制约暗反应阶段;2、图 1 曲线分析:制约 ATP 和H 的产生,A 点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的 CO2 量可表示此时细胞呼吸的强度;植物与外界进行气体交换,外界O2 量削减, CO2 量增大;AB 段:光照条件下植物既进行光合作用,又进行呼吸作用,随光照
18、强度增强,光合作用强度也逐步增强,CO2 释放量逐步削减,这是由于细胞呼吸释放的 CO2 有一部分用于光合作用, 此时细胞呼吸强度大于光合作用强度;植物与外界进行气体交换,外界 O2 量削减,CO2 量增大;但 O2 的削减量, CO2 的增加量都在削减;较弱光下:光合速率 呼吸速率B 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(光照强度只有在 B 点以上时,植物才能正常生长),B 点所示光照强度称为光补偿点;植物不与外界进行气体交换,此时,外界环境中 CO2 的量上升到最大值,O2 的量降到最低值,10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共
19、 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 光合速率 呼吸速率BC 段:说明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度,到C 点以上不再加强了,植物与外界进行气体交换,外界 O2 量增大, CO2 量减少;光合速率 呼吸速率C 点所示光照强度称为光饱和点;光照强度达到 C 点后, 光合作用强度 不再随光照强度的增加而增加 ;光合速率 呼吸速率,植物与外界进行气体交换,外界 O2 量连续增大,CO2 量连续削减;3、应用:阴生植物的B 点前移, C 点降低,如图中虚线所示,间作套种农作物的种类搭配,林带树种的配置,可合理利用光能;适当提高光照强度可增
20、加大棚作物产量;(二) CO2 浓度对光合作用强度的影响1.原理分析: CO2 浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段,制约 C3 生成;2.曲线分析 图 1 和图 2 都表示在肯定范畴内,光合作用速率随 CO2 浓度增加到肯定范畴后,光合作用速率不再增加; 图 1 中 A 点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的 图 2 中的 A 点表示进行光合作用所需 CO2 的最低浓度;CO2 浓度的增大而增大,但当 CO2 浓度,即 CO2 补偿点; 图 1 和图 2 中的 B 和 B 点都表示 CO2 饱和点所对应的 CO2 浓度;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
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