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光合作用和细胞的呼吸核心知识点
【命题新动向】
1.光合作用和细胞的呼吸考查的方式多样,通过提供生理现象、过程、数据、图表、实验现象等相关的信息,考查知识的迁移能力。
2.探究组织细胞或个体的呼吸类型、探究影响细胞呼吸的因素、呼吸速率的测定等实验是近年来的命题热点,估计该类实验仍是考试的热点之一。尤其以酵母菌为材料探究酵母菌的呼吸特点、呼吸方式,兼之研究有氧呼吸和无氧呼吸的过程、场所、特点的比较。
3.关于光合作用主要是应用实验、与生活生产实际相联系探究光合作用的过程、影响因素及如何提高光合作用的效率,考查学生分析问题、解决问题的能力。
4.此处还会设置综合光合作用和细胞呼吸的实验,综合考查光合作用与细胞的呼吸,这是近年来高考的趋势之一。
【知识准记忆】
一、光合作用
1.捕获光能的色素
⑴.色素的种类
⑵.色素的作用: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。
白光下光合作用最强,其次是红光和蓝紫光,绿光下最弱。
⑶实验——绿叶中色素的提取和分离
实验原理:绿叶中的色素都能溶解在层析液中,且他们在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
方法步骤中需要注意的问题:(步骤要记准确)
①研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?
二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
②实验为何要在通风的条件下进行?为何要用培养皿盖住小烧杯?用棉塞塞紧试管口?
因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。
③滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?
防止细线中的色素被层析液溶解
④滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?
有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。
2.捕获光能的结构——叶绿体
结构:外膜,内膜,基质,基粒(由类囊体构成)
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
3.光合作用的原理
1、光合作用的探究历程:
1648 比利时,而不是。
1771 英国
1779 荷兰1880美国,恩吉(格)尔曼:光合光合作用的场所在叶绿体。
1864 德国,萨克斯:叶片在光下能产生淀粉
1940美国,鲁宾和卡门(用放射性同位素标记法):光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。(糖类中的氢也来自水)。
1948 美国,梅尔文·卡尔文:用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪,进一步了解到光合作用中复杂的化学反应
2、光合作用的过程:根据是否需要光能,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应
条件:有光 必须有光才能进行
场所:叶绿体类囊体薄膜
过程:① 水的光解:
② ATP的合成:(光能→ATP中活跃的化学能)
(2)暗反应 有光无光都能进行
场所:叶绿体基质
条件:有光和无光
场所:叶绿体基质
过程:①CO2的固定:
② C3的还原:
(ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能)
联系:
光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
3、总反应式:
光能
CO2 + H2O (CH2O)+ O2
叶绿体
4、概念:
指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
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、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
(1)光对光合作用的影响
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
②光照强度
植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加
③光照时间
光照时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。
(2)温度
温度低,光和速率低。随着温度升高,光合速率加快,温度过高时会影响酶的活性,光和速率降低。
生产上白天升温,增强光合作用,晚上降低室温,抑制呼吸作用,以积累有机物。
(3)CO2浓度
在一定范围内,植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度不再增加。
生产上使田间通风良好,供应充足的CO2
(4)水分的供应
当植物叶片缺水时,气孔会关闭,减少水分的散失,同时影响CO2进入叶内,暗反应受阻,光合作用下降。
生产上应适时灌溉,保证植物生长所需要的水分。
6、农业生产中提高光能利用率采取的方法:
延长光照时间 如:补充人工光照、多季种植
增加光照面积 如:合理
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