2022屆高三生物蘇教版第一輪復(fù)習(xí)知識梳理-必修一-4.2光合作用

其次節(jié)光合作用一、葉綠體：（一）葉綠體中的色素1、位置：葉綠體中的色素存在于葉綠體類囊體薄膜上。2、種類：葉綠素：葉綠素a（藍(lán)綠色），葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素：胡蘿卜素（橙黃色），葉黃素（黃色）3、功能：葉綠素a和葉綠素b主要吸取紅光和藍(lán)紫光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸取藍(lán)紫光及疼惜葉綠素免受強(qiáng)光損害的作用。【特殊提示】①葉綠素中的色素只吸取可見光，而對紅外光和紫外光等不吸取。②葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸取量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光吸取量大，但對其他波段的光并非不吸取，只是吸取量較少。③有色大棚主要透過同色光，其他光被吸取，而無色透亮?????大棚日光中各種色光均能通過，所以光合效率最高。④葉綠素對綠光吸取最少，所以綠色大棚光合效率最低。4、影響葉綠素合成的因素（1）光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。（2）溫度：溫度可影響與葉綠素有關(guān)的酶的活性，進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí)，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。（3）必需礦質(zhì)元素：葉綠素中含N、Mg等必需礦質(zhì)元素，缺乏將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成，葉子變黃。5、留意：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著很多吸取光能的色素分子，還有很多進(jìn)行光合作用所必需的酶。（二）試驗(yàn)：葉綠體中色素的提取與分別：1、原理：（1）葉綠體中的色素能溶解于有機(jī)溶劑（如丙酮、無水乙醇等）形成色素溶液。據(jù)此原理可以提取色素。（2）葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上集中得快；反之則慢。據(jù)此原理使各色素分別開來。（1）稱取5g（1）稱取5g綠色葉片并剪碎→研缽研磨→漏斗過濾→收集到試管（2）加入少量SiO2、CaCO3和5mL丙酮內(nèi)并塞緊管口提取色素（1）將干燥的濾紙剪成6cm（1）將干燥的濾紙剪成6cm長、1cm寬的紙條，剪去一端兩角（2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線制濾紙條（1）用毛細(xì)吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處當(dāng)心均勻地劃一條濾液細(xì)線（2）干燥后再重復(fù)2-3次（1）用毛細(xì)吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處當(dāng)心均勻地劃一條濾液細(xì)線（2）干燥后再重復(fù)2-3次濾液劃線（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細(xì)線為準(zhǔn)（2）將濾紙條下端插入層析液中（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細(xì)線為準(zhǔn)（2）將濾紙條下端插入層析液中（3）用培育皿蓋蓋上燒杯色素分別（紙層析）觀看結(jié)果濾紙條上毀滅四條寬度、顏色不同的色帶。3、結(jié)果：色素在濾紙條上的分布如下圖：（橙黃色）最快、最窄（黃色）（藍(lán)綠色）最寬（黃綠色）最慢【特殊提示】①從色素帶的寬度知色素含量的多少依次為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。②從色素帶的位置知再層析液中溶解度大小依次為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。③在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b，最遠(yuǎn)的是胡蘿卜素和葉黃素。4、試驗(yàn)疑難點(diǎn)撥：丙酮（或無水乙醇）的用途是溶解（提?。┤~綠體中的色素。石英砂（二氧化硅）的作用是為了研磨充分。碳酸鈣的作用是防止研磨過程中色素被破壞。層析液的的用途是分別葉綠體中的色素。5、試驗(yàn)成功的關(guān)鍵：葉片新穎，顏色要深綠，含有較多色素。研磨要快速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被細(xì)胞內(nèi)有機(jī)酸破壞。充分研磨使葉綠體完全裂開，提取較多的色素。濾液細(xì)線要畫得細(xì)而直，以防止色素帶重疊。且要重復(fù)2-3次，以增加色素量，使色素帶更加清楚。濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則濾液細(xì)線上的色素會溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。二、光合作用以及對它的生疏過程：（一）光合作用概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。（二）光合作用的爭辯歷史：1648比利時(shí)，范·海爾蒙特：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤。1771英國，普利斯特萊：植物可以更新空氣。1779荷蘭，揚(yáng)·英根豪斯：植物只有綠葉才能更新空氣；并且需要陽光才能更新空氣。1880美國，恩吉(格)爾曼：光合作用的場所在葉綠體。1864德國，薩克斯：葉片在光下能產(chǎn)生淀粉1940美國，魯賓和卡門（用放射性同位素標(biāo)記法）：光合作用釋放的氧全部來自參與反應(yīng)的水。（糖類中的氫也來自水）。1948美國，梅爾文·卡爾文：用標(biāo)14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，進(jìn)一步了解到光合作用中簡潔的化學(xué)反應(yīng)。（三）光合作用的過程：1、光反應(yīng)條件：有光、色素、酶場所：葉綠體類囊體薄膜物質(zhì)變化：①水的光解：②ATP的合成：能量變化：光能→ATP中活躍的化學(xué)能2、暗反應(yīng)條件：有光和無光、酶場所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化：①CO2的固定：②C3的還原：能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能3、總反應(yīng)式及元素去向：光能光能葉綠體CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體4、實(shí)質(zhì)：把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能5、意義：（1）為幾乎全部生物的生存供應(yīng)了物質(zhì)來源和能量來源。（2）維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。（3）促進(jìn)生物的進(jìn)化。光合作用轉(zhuǎn)變了大氣成分形成臭氧層，使有氧呼吸的生物和陸生生物得以毀滅。練習(xí)：當(dāng)影響光合作用的外界條件發(fā)生突然變化時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)的生成量，進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量。請?zhí)顚懴卤恚簵l件C3C5[H]、ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應(yīng)不變增加削減削減或沒有削減或沒有突然光照CO2供應(yīng)不變削減增加增加增加光照不變停止CO2供應(yīng)削減增加增加削減或沒有光照不變CO2供應(yīng)增加增加削減削減增加光照不變CO2供應(yīng)不變(CH2O)運(yùn)輸受阻增加削減增加削減有氧呼吸與光合作用的比較光合作用有氧呼吸代謝類型合成代謝分解代謝場所葉綠體活細(xì)胞（主要在線粒體）條件光、色素、酶酶（有光、無光都能進(jìn)行）物質(zhì)變化無機(jī)物（CO2+H2O）→有機(jī)物有機(jī)物→無機(jī)物（CO2+H2O）能量變化光能→化學(xué)能（儲存能量）化學(xué)能→ATP+熱能（釋放能量）實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物，儲存能量分解有機(jī)物，釋放能量意義①為幾乎全部生物的生存供應(yīng)了物質(zhì)來源和能量來源。②維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。③促進(jìn)了生物的進(jìn)化。①為生物體的生命活動供應(yīng)能量。②為體內(nèi)物質(zhì)的合成供應(yīng)原料。聯(lián)系①光合作用為細(xì)胞呼吸供應(yīng)物質(zhì)和能量基礎(chǔ)，細(xì)胞呼吸為光合作用供應(yīng)原料。②進(jìn)化：光合作用促進(jìn)有氧呼吸生物的毀滅。③共同維持自然界的碳循環(huán)。【特殊提示】①光合作用只有植物的綠色細(xì)胞和光合細(xì)菌才能進(jìn)行，但細(xì)胞呼吸則是全部活細(xì)胞都要進(jìn)行。②光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只供暗反應(yīng)利用，而細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可供各項(xiàng)生命活動利用。③光合作用的光反應(yīng)中產(chǎn)生的[H]來自水的光解，用于暗反應(yīng)中C3的還原，生成（CH2O）；有氧呼吸中產(chǎn)生的[H]來自第一、二階段有機(jī)物的氧化，用于第三階段與O2結(jié)合生成H2O，并產(chǎn)生大量的ATP。（五）同一植物在不同條件下氣體代謝的特點(diǎn)及相對強(qiáng)度的表示方法1、黑暗狀況時(shí)①細(xì)胞呼吸相對強(qiáng)度可用如下三種方式表示：①CO2釋放量（或試驗(yàn)容器內(nèi)CO2增加量）②O2吸取量（或試驗(yàn)容器內(nèi)O2削減量）③有機(jī)物的削減量（或植物重量削減量）②氣體代謝特點(diǎn)：植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用。植物從外界吸取O2，并將細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外（如右圖）2、較強(qiáng)光照時(shí)①光合作用相對強(qiáng)度可用如下三種方式表示：O2釋放量（或試驗(yàn)容器內(nèi)O2增加量）CO2吸取量（或試驗(yàn)容器內(nèi)CO2削減量）有機(jī)物的增加量（或植物重量增加量）②氣體代謝特點(diǎn)植物同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞呼吸和光合作用，且光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度。分析乙圖可知，圖乙中有如下數(shù)量關(guān)系（如右圖）：N=N1+N2；m=m1+m23、真正光合速率=表觀（凈）光合速率+呼吸速率（六）光合作用原理的應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上很多增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施，是為了提高光合作用的強(qiáng)度（簡潔地說，是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量）。例如，把握光照的強(qiáng)弱和溫度的凹凸，適當(dāng)增加農(nóng)作物環(huán)境中的CO2濃度等等。（七）化能合成作用及生物的代謝類型（人教版）1、化能合成作用：利用體外環(huán)境中某些無機(jī)物氧化所釋放的能量（化學(xué)能）合成有機(jī)物。如：硝化細(xì)菌能將土壤中的氨（NH3）氧化成亞硝酸（HNO2），進(jìn)而將亞硝酸氧化成硝酸（HNO3），利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出的化學(xué)能將CO2和H2O合成為糖類供自身利用。\2、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物：能利用光能或化學(xué)能將體外環(huán)境中轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機(jī)物的生物。如：綠色植物、光合細(xì)菌、化能合成細(xì)菌（如硝化細(xì)菌）異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身生命活動的生物。如：各種動物、營腐生或寄生的生物3、新陳代謝的基本類型同化作用自養(yǎng)型：如綠色植物、硝化細(xì)菌、藍(lán)藻等同化作用異養(yǎng)型：如各種動物、營腐生或寄生的生物異化作用需氧型（有氧呼吸型）：絕大多數(shù)生物異化作用厭氧型（無氧呼吸型）：如乳酸菌、蛔蟲等注：酵母菌的異化作用屬于兼性厭氧型。三、影響光合作用的因素分析及應(yīng)用：1、內(nèi)部因素（1）植物種類不同光合作用速率不同。（2）同一植物的不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同。如：同樣光照條件下，幼苗期<養(yǎng)分生長期<開花期。（3）同一葉片的不同生長發(fā)育時(shí)期光合作用速率不同（如右圖）。2、單因子外界因素對光合作用速率的影響（1）光照強(qiáng)度：①曲線分析：圖1：表示在確定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快，超過確定的強(qiáng)度，光合作用速率不再加快。（圖中S點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需要的最低光照強(qiáng)度，Q點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。）圖2：A點(diǎn)光照強(qiáng)度為零，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，A點(diǎn)即表示植物呼吸速率。AB段表示隨光照強(qiáng)度增加，光合作用漸漸加強(qiáng)，CO2的釋放量漸漸削減，有一部分用于光合作用；B點(diǎn)表示細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，稱B為光補(bǔ)償點(diǎn)。BC段表示隨光照強(qiáng)度不斷增加，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)。（C點(diǎn)對應(yīng)的CO2吸取值表示表觀光合速率）②應(yīng)用：陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)比較低，如虛線所示，在林生產(chǎn)上間作、套種、林帶樹種的配置，合理采伐都要考慮陽生植物要賜予較強(qiáng)的光照，陰生植物不需要太強(qiáng)的光。附：光質(zhì)（光的波長）對光合作用速率的影響不同波長光的光合效率不同，紅光的光合效率最高，其他色光的光合效率較低。（2）CO2濃度：①曲線分析：圖1：表示在確定的濃度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著CO2濃度的增加而加快，超過確定的濃度，光合作用速率不再加快。（圖中S點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需要的最低CO2濃度，Q點(diǎn)對應(yīng)的CO2濃度稱為CO2飽和點(diǎn)。）圖2：A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)的CO2濃度。AB表示隨CO2濃度增加，光合作用不斷增加，到B點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。B點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為CO2飽和點(diǎn)。（B點(diǎn)對應(yīng)的CO2吸取值表示表觀光合速率）②應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等措施適當(dāng)提高CO2濃度，提高光合作用速率。（3）溫度：①曲線分析：溫度是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率的。②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，白天調(diào)到光合作用的最適溫度（冬天適當(dāng)上升溫度，夏天適當(dāng)降低溫度），以提高光合作用速率；夜間適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸，增加有機(jī)物的積累。（4）與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素的供應(yīng)①曲線含義：在確定的濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用速率，但當(dāng)超過確定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難，從而導(dǎo)致光合作用速率下降。②應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，