光合作用一轮复习

5.4光合作用考纲要求：1.光合作用的基本过程Ⅱ2.影响光合作用速率的环境因素Ⅱ一、捕获光能的色素和结构对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_______。太阳能一.光合色素•提取与分离•种类•功能•分布•影响叶绿素合成的因素分布⑤功能吸收、传递、转化光能实验：绿叶中色素的提取和分离1、实验原理提取：分离：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中不同色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，溶解度大，在滤纸条上扩散速度快，溶解度小，在滤纸条上扩散速度慢1、提取绿叶中的色素2、制备滤纸条3、画滤液细线4、分离绿叶中的色素5、观察与记录1、提取绿叶中的色素2、制备滤纸条3、画滤液细线4、分离绿叶中的色素5、观察与记录铅笔线画铅笔细线滤液细线画滤液细线1、提取绿叶中的色素2、制备滤纸条3、画滤液细线4、分离绿叶中的色素5、观察与记录插滤纸条层析液培养皿实验结果•最宽：叶绿素a；•最窄：叶绿素b；•相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b；•相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类较快较高较少黄色叶黄素蓝紫光最快最高最少橙黄胡萝卜素类胡萝卜素（占总量的1/4）最慢最低较多黄绿叶绿素b吸收传递转化光能红橙光蓝紫光较慢较低最多蓝绿叶绿素a叶绿素（占总量的3/4）作用吸收光的颜色扩散速度溶解度含量颜色色素的种类1、二氧化硅的作用？2、碳酸钙的作用？3、加无水乙醇的目的？使研磨更加充分防止色素被分解提取色素：称取-剪碎-研磨-过滤（单层尼龙布）溶解色素【归纳总结】影响叶绿素合成的因素(1)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。(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。低温时，叶绿素分子易被破坏，因而叶子变黄。(3)矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。某同学在做提取叶绿体色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色，分析产生该结果的可能原因是①研磨不充分，色素未能充分提取出来②乙醇加入量太多，稀释了色素提取液③乙醇加入量太少，色素未提取出来④未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏A．①②④B．①③④C．③④D．①②答案：A考点1：实验实验过程某同学提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到下图结果，则1、2、3、4四条色带依次表示A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素bC．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素D．叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素答案：A12345考点1：实验实验结果•上海右图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则右图②所示结果最有可能来自于A.水培的洋葱叶B.生长的柳树幼叶C.培养的衣藻D.秋冬的银杏落叶•答案：（D）绿叶衰老时会变黄，一位同学推测其原因，可能是叶绿素被破坏，另一位同学则认为，可能是叶黄素含量增多导致叶片变黄，请你设计实验证明他们的说法是否正确？考点1：实验实验设计A考点2：有关吸收光谱曲线光质对光合作用的影响•影响产物产量：温室大棚增产措施：薄膜颜色、补充光源•影响海洋植物分层：绿藻分布在浅层红藻分布在深层考点3：有关吸收光谱应用二、光合作用的探究历程绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。光能叶绿体O2有机物CO2和H2O糖类CO2＋H2O（CH2O）＋O2光能叶绿体光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？结论：植物可以更新空气有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？1779年，荷兰的英格豪斯普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。光能化学能储存在什么物质中？德国梅耶黑暗处理一昼夜1864年德国萨克斯实验让一张叶片一半曝光一半遮光除去叶绿素酒精水（证明绿叶在光下制造淀粉）滴加碘酒后或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。萨克斯的实验放在暗处几小时，目的是什么？结论：产物———淀粉条件———光照1880年恩格尔曼的实验隔绝空气黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下水绵和好氧细菌的装片结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照证明叶绿体是光合作用的场所光合作用的场所只能是叶绿体吗？蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）结论：光合作用释放的氧全部来自水。美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。年代科学家结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下植物可以更新空气1845R.梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2答案B（2011上海）将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8小时，测得的数据见右表。据表分析，决定光合作用是否发生的因素是A．植物种类B．光的颜色C．温度D．植物器官答案：D(07年江苏生物)右图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置，b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是•A．确保植株与外界空气进一步隔绝•B．排除土壤中微生物代谢活动的干扰•C．防止NaOH溶液对植物根系的影响•D．避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉•答案：B（11年广东）中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。I.提取叶绿素II.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行实验，方法和结果如下表。（11年广东）中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。（1）提取食用叶绿素的X应该为，原因是。对人体无害的有机溶剂（食用酒精）叶绿素溶于有机溶剂，同时考虑对人体无害（11年广东）中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。II.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行实验，方法和结果如下表。（2）表中Y应该为，原因是__________________（3）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于______食品，否则_____________________________8.0以1.0作为pH梯度进行实验pH小于6.0叶绿素会由于酸性pH值而被破坏(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供监测方法并写出主要步骤。纸层析法：主要步骤是①制备滤纸条②画色素液细线③用层析液分离色素④观察色素带光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光能光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光、无光都能反应三、光合作用的过程：H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应阶段光、色素、酶、水叶绿体的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶[H]场所：条件：物质变化能量变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用光能ATP中活跃的化学能•条件：•过程：•场所：光反应总结：2H2OO2+4H++4e-光色素光、色素、酶叶绿体的囊状结构（类囊体）薄膜水的光解：NADPH的形成：ATP的形成：用于暗反应ADP+Pi+能量ATP酶（活跃化学能）NADP++2e+H+NADPH酶CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]糖类+H2O卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：叶绿体的基质中ATP[H]、ADP+Pi2C3CH2O)+H2O+C5酶糖类[H]、ATP、酶、CO2场所：条件：物质变化能量变化CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类+H2OATP[H]ATP中活跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能联系比较光反应、暗反应光反应阶段暗反应阶段条件场所物质变化能量变化光、色素、酶、H2OCO2、多种酶、[H]、ATP叶绿体类囊体薄膜上叶绿体基质中水的光解；ATP的生成CO2的固定；C3的还原ATP中活跃化学能光能ATP中活跃化学能有机物中稳定化学能光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化条件C3C5NADPH和ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供应不变增加下降减少或没有减少或没有突然光照CO2供应不变减少增加增加增加光照不变停止CO2供应减少增加增加减少或没有光照不变CO2供应增加增加减少减少增加物质上把CO2和H2O转变成以糖类为主的有机物能量上把光能转变成有机物中的化学能光合作用的实质H2O→[H]+O2+Pi+光能ATP酶ADP水的光解：ATP的合成：暗反应总结光反应12H2O+6CO2C6H12O6+6H2O+6O2光能叶绿体特别说明：光合作用的产物除糖类和氧外，还有氨基酸、脂肪等有机物光反应CO2的固定：CO2+C52C3酶CO2的还原：CO2+H2O（CH2O)+O2光能叶绿体ATP[H]、ADP+Pi2C3CH2O)+H2O+C5酶糖类原料和产物的对应关系：（CH2O）CHOCO2CO2H2OO2H2O能量的转移途径碳的转移途径光能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能CO2C3（CH2O）光合作用过程图解温度、pH强度浇水Mg2+空气中的浓度哪些外界条件会影响光合作用的进行表观光合速率四、影响光合速率的因素真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率（光饱和点）（光补偿点）光强度ABCO2吸收值CO2释放值黑暗中呼吸作用强度真正光合速率C(1)光强度B：光补偿点C2：光饱和点光照强度0吸收量CO2C2ABC1cabb(总光合量)=a(净光合量)+c(呼吸作用)光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。②光照强度A点：AB段：B点：BC段：C点：光照强度为0时只进行细胞呼吸，释放C02量代表此时的呼吸强度随光照强度增强，光合作用逐渐增强，C02的释放量逐渐减少,因一部分用于光合作用光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用速率=细胞呼吸速率随光照强度不断增强，光合作用不断增强光饱和点,光照强度达到一定值时，光合作用不再增强净AB光照强度0吸收CO2C2C1abcA点：黑暗时，只进行细胞呼吸区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放CO2O2AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸O2CO2CO2O2AB光照强度0吸收CO2C2C1abcB点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸O2CO2AB光照强度0吸收CO2C2C1abcBC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸AB光照强度0吸收CO2C2C1abcO2CO2CO2O2这株植物在光下1小时光合作用共产