高中生物光合作用呼吸作用Word格式.docx

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无水乙醇（溶解，提取色素）

层析液（光合色素可溶于层析液中，且溶解度不同）

二氧化硅（有助于研磨充分）碳酸钙（防止色素被破坏）

操作要点

（1）提取光合色素

用天平称取5g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。

向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙，加入10mL无水乙醇，迅速、充分地研磨。

在玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将漏斗插入试管。

将研磨液倒入漏斗，及时用棉塞塞严盛有滤液的试管。

（2）制备滤纸条

将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，在此端距顶端1cm处用铅笔画一条细横线。

（3）画滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画细线。

待滤液线干后，重复画线一两次。

（4）分离光合色素

将适量的层析液倒入试管，将滤纸条画线一端朝下，轻轻插入层析液中，迅速塞紧试管口。

（注意：

不要让层析液触及滤液线。

）

（5）观察、记录

待层析液上缘扩散至接近滤纸条顶端时，将滤纸条取出，风干。

观察滤纸条上所出现的色素带及其颜色，并做好记录。

需要注意的几个问题

（1）应选择绿色较深、光合色素含量较高的植物叶片，如菠菜叶、朱槿叶等，作为实验材料，以便使滤液中色素浓度较高。

（2）画滤液细线时，要迅速，并要等滤液接近干时，再重复画线，以防滤液扩散开使滤液线过宽，影响分离效果。

（3）将滤纸条插入层析液中时，要避免滤液细线直接触及层析液。

试管中的层析液高度不要接近或超过滤液细线所处的高度，可灵活把握层析液的用量。

“绿叶中色素的提取和分离”实验中滤纸条上色素分布

叶绿体中的色素分布——叶绿体的类囊体的薄膜上

光合作用的场所——叶绿体：

叶绿体：

叶绿体是绿色植物细胞内进行光合作用的结构，是一种质体。

分布：

主要存在于绿色植物能够进行光合作用的细胞中（叶肉细胞）。

形态：

叶绿体呈绿色，扁平的椭球形或球形。

结构a双层膜=4层磷脂分子层=2层磷脂双分子层

（外膜的渗透性大，许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙。

内膜的选择透过性很强。

含蛋白质（载体蛋白与酶），不含糖。

通过类囊体的堆叠来增加膜面积

b基粒（许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒）

类囊体中含两类色素：

叶绿素（叶绿素a、叶绿素b）

和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），通常叶绿素和类胡萝卜素的

比例约为3:

1

c基质含有与暗方应有关的酶和少量DNA和RNA.

（可半自主复制）

功能：

光合作用的场所（“养料制造车间”和“能量转换站”）

光合作用过程

总反应式：

物质转移（以生成葡萄糖为例）：

光反应阶段——叶绿体的类囊体的薄膜上

条件：

光、色素、酶、水、ADP、Pi、NAPD+

时间：

短促

反应式：

水的光解：

ATP的合成：

能量变化：

光能电能ATP中活跃的化学能

暗反应阶段——叶绿体基质

多种酶ATP[H]CO2

较缓慢

CO2固定；

CO2+C5

2C3

C3还原：

2C3+[H]

（CH2O）+C5

能量变化：

ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能

影响光合速率的因素

影响因素包括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。

光照强弱、光质（强弱，长短，成分）、CO2浓度、温度高低、土壤水分

光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及（CH2O）含量的影响

[H]

ATP

O2产生量

C3

C5

（CH2O）

光照强→弱

CO2供应不变

减少

上升

下降

光照弱→强

增多

增加

光照不变

CO2供应减少

相对增加

相对减少

CO2供应增加

分析影响光合速率的因素

（1）单因子对光合作用速率影响的分析

①光照强度（如图所示）

曲线分析：

A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放CO2量表明此时的呼吸强度。

AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；

而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=细胞呼吸强度，称B点为光补偿点（植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长）。

BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，称C点为光饱和点。

应用：

阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线所示。

间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。

②光照面积（如图所示）

OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用叶面积的饱和点。

随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下。

OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用不再增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量（OC段）不断增加，所以干物质积累量不断降低（BE段）。

适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。

封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。

③CO2浓度、含水量和矿质元素（如图所示）

CO2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用。

在一定范围内，CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快，但到A点时，即CO2、水、矿质元素达到饱和时，就不再增加了。

应用：

“正其行，通其风”，温室内充CO2，即提高CO2浓度，增加产量的方法。

合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率

④温度（如图所示）

光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。

一般植物在10～下正常进行光合作用，其中AB段（10～35~E）随温度的升高而逐渐加强，B点（35~E）以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50％左右光合作用完全停止。

冬天，温室栽培可适当提高温度；

夏天，温室栽培可适当降低温度。

白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用：

晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。

⑤叶龄（如图所示）

OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增

多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。

AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体的叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。

BE段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。

农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理，降低其细胞呼吸消耗有机物。

（1）多因子对光合作用速率影响的分析（如图所示）

P点时，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。

当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。

呼吸作用

1、有氧呼吸

阶段

场所

物质变化

产能情况

第一阶段

细胞质基质

少量能量

第二阶段

线粒体基质

第三阶段

线粒体内膜

大量能量

2、无氧呼吸

不产能

高等动物剧烈运动骨骼肌无氧呼吸产生乳酸；

胡萝卜、玉米胚、土豆块茎、甜菜块茎无氧呼吸产乳酸

大多数植物细胞无氧呼吸生成酒精

有氧呼吸的主要场所——线粒体

线粒体:

真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。

主要功能是通过氧化磷酸化作用合成ATP，为细胞各种生理活动提供能量。

动植物细胞中

无色，短棒状、圆球状、线状、哑铃状

结构a双层膜=4层磷脂分子层=2层磷脂双分子层

外膜光滑，内膜向内折叠成嵴（增加内膜表面积），分布有酶

含蛋白质（载体蛋白与酶），不含糖。

b基质含有多种参与有氧呼吸的酶和少量的DNA和RNA

功能有氧呼吸的主要场所（“动力车间”）。

供能：

约95%

细胞呼吸的能量变化

★当CO2释放总量最少时，生物呼吸作用最弱，最宜存放。

有氧呼吸与无氧呼吸的比较

有氧呼吸

无氧呼吸

不

同

点

细胞质基质和线粒体

条件

O2和酶

酶

产物

CO2和H2O

C2H5OH和CO2或乳酸

能量

相

实质

分解有机物，释放能量

联系

第一阶段的场所及转变过程相同

影响呼吸速率的因素

O2浓度、CO2浓度、温度高低、土壤水分

分析影响呼吸速率的因素

O2浓度对细胞呼吸的影响

光照强度、光质对光合作用强度的影响

CO2浓度对光合作用强度的影响

温度对光合速率的影响

剖析光合作用坐标图 

在近几年高考生物卷中，图表题比例较大，题数多且分值又较高。

图1为CO2吸收量与光照强度关系的坐标图，属于光合作用中典型的坐标图，利用发散性思维，发现高考复习中与之有关的有10个常见问题，现归纳总结，希望能帮助大家提高复习效率。

1．纵坐标“CO2吸收量”代表光合总产量，还是光合净产量？

分析坐标图时，首先要明确纵坐标和横坐标的含义。

光合总产量和光合净产量常用的判定方法：

①如果CO2吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量；

②（光下）CO2吸收量、O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量；

③光合作用CO2吸收量、光合作用O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。

2．a点、b点、c点的生物学含义是什么？

a点光照强度为0，只进行呼吸作用。

b点光合净产量为0，即光合作用强度等于呼吸作用强度。

c点为光合净产量达到最大值（m）所对应的最低的光照强度。

3．a点、b点产生ATP的细胞结构是什么？

a点只进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是细胞质基质和线粒体。

b点既进行光合作用，又进行呼吸作用，产生ATP的细胞结构是叶绿体基粒、细胞质基质和线粒体。

4．什么光照强度，植物能正常生长？

光合净产量>

0，植物才能正常生长。

bd段（不包括b点）和de段光合作用强度大于呼吸作用强度，所以白天光照强度大于b点，植物能正常生长。

在一昼夜中，白天的光照强度需要满足白天的光合净产量>

晚上的呼吸消耗量，植物才能正常生长。

5．bd段、de段光合作用的限制因素分别是什么？

bd段随着光照强度增大，光合净产量增加，则光合作用的限制因素是光照强度；

de段，随着光照强度进一步增大，光合净产量不变，则光合作用的限制因素不是光照强度，而可能是CO2和温度等。

6．d点与b点相比，ATP、NADPH、C3、C5含量如何变化？

此类问题借用下面的反应流程，找到突破口就容易解决。

在其它环境条件不变的情况下，d点与b点相比，光照强度增大，光反应增强，形成的ATP和NADPH都增多（为突破口），所以C3被还原的增多，则剩余的C3减少；

形成C3消耗的C5减少，则剩余的C5增多。

（注：

如果ATP和NADPH都增多，则ADP和NADP+都减少）

7．若原曲线代表阳生植物，则阴生植物对应的a点、b点、c点如何

移动？

阴生植物的呼吸作用强度一般比阳生植物低，所以对应的a点一般上移。

阴生植物叶绿素含量相对较多，且叶绿素a／叶绿素b的比值相对较小，叶绿素b的含量相对较多，在光照比较弱时，光合作用强度就达到最大，所以对应的c点左移。

阴生植物在光照比较弱时，光合作用强度就等于呼吸作用强度，所以对应的b点左移。

8．若实验时将光照由白光改为蓝光（光照强度不变），则b点如何移动？

把白光改为蓝光（光照强度不变），相当于把其它颜色的光都替换为蓝光，植物全部能被吸收，则光合作用效率提高，但呼吸作用基本没有变，所以光照强度相对较弱时光合作用强度就等于呼吸作用强度，即b点左移。

若把白光改为蓝光，过滤掉其它颜色的光（光照强度减弱），则光合作用效率减弱，对应b点右移。

9．若植物体缺Mg，则对应的b点如何移动？

植物体缺Mg，叶绿素合成减少，光合作用效率减弱，但呼吸作用没有变，需要增加光照强度，光合作用强度才等于呼吸作用强度，所以b点右移。

10．已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃，则温度由25℃上升到30℃时，对应的a点、b点如何移动？

根据光合作用和呼吸作用的最适温度可知，温度由25℃上升到30℃时，光合作用减弱，呼吸作用增强，所以对应的a点下移。

光照强度增强才能使光合作用强度等于呼吸作用强度，所以b点右移。

光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系

电子显微镜下的线粒体高倍显微下的叶绿体