人教版高中生物必修一第五章第四节能量之源──光与光合作用思维导图

原来是y

2022-10-13

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人教版高中生物必修一第五章第四节能量之源──光与光合作用思维导图

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能量之源──光与光合作用

本思维导图总结人教版高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用知识点

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实验

绿叶中色素的提取和分离

1、实验原理：

绿叶中的色素都能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，且都可溶解在层析液中，它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。

2、方法步骤中需要注意的问题：

(1)称取新鲜的绿叶，叶子中叶绿素容易分解，不新鲜叶子中叶绿素减少。

(2)研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，加入碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。

(3)在滤纸条一端剪去两角，防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。

(4)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。

(5)滤液细线干燥后再画一两次，增加色素含量使分离出的色素带清晰分明 2.试分析分离

(6) 色素时色素带颜色过浅的原因。

叶片颜色太浅；

叶片放置时间太久；

研磨不充分；

未加 CaCO3 粉末；

加入提取液量太多。

3、实验结果：

叶绿体中的色素有 4 种，他们可以归纳为两大类：

叶绿素(约占 3/4)：

叶绿素 a(蓝绿色)

叶绿素 b(黄绿色)

类胡萝卜素(约占 1/4)：

胡萝卜素(橙黄色)

叶黄素(黄色)

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。

因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色

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，类囊体在基粒上)。

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。

吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。

叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。

光合作用的原理

1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程

普利斯特利和英格豪斯发现，植物可以更新空气。

梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。

萨克斯遮挡一半植物叶片实验证明，光合作用的产物除氧气外还有淀粉。

鲁宾和卡门证明，光合作用释放的氧气来自水。(同位素标记法)

卡尔文碳原子同位素标记法发现，CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环

2、光合作用的过程：

总反应式：

CO2+H2O→ (CH2O)+O2

其中(CH2O)表示糖类。

6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2

根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。

(1)光反应阶段：

必须有光才能进行

场所：

类囊体薄膜上

条件：

光照、色素、酶、水、ADP、Pi

水的光解：

2H2O→O2+4[H]

ATP 形成：

ADP+Pi+光能→ATP

光反应中，光能转化为 ATP 中活跃的化学能

(2)暗反应阶段：

有光无光都能进行

场所：

叶绿体基质

条件：

[H]、酶、ATP、CO2、C5

CO2 的固定：

CO2+C5→2C3

C3 的还原：

2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5+ADP+Pi

暗反应中，ATP 中活跃的化学能转化为(CH2O)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

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，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。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。

化能合成作用

概念：

自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。

如：

硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的 NH3 氧化成 HNO2，进而将 HNO2 氧化成 HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将 CO2 和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.

举例：

硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌

自养型生物：

绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌

异养型生物：

动物、人、大多数细菌、真菌

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