“光合作用”要點詮釋

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網(wǎng)


光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。對于維持大氣的相對穩(wěn)定及生物體的能量供應及生物的進化具有重要的作用。它既是同學們高考備考的重點又是學習的難點,故有必要將其做一歸納剖析,再現(xiàn)其知識要點。

 

一、辨析“光合作用中的光反應與暗反應”

 

比較
項目

光反應

暗反應

區(qū)別

條件

光照、色素、酶、水等

多種酶、ATP、[H](NADPH)、CO2

場所

葉綠體的囊狀結構薄膜上

葉綠體內(nèi)的基質中

物質變化

①水的光解:2H2O→4[H]+O2

②ATP的形成:ADP+Pi+能量→ATP

①CO2固定:CO2+C5 →2C3

② C3的還原:2C3→(C H2O)+ C5

能量變化

色素將光能轉變?yōu)殡娔,電能轉變?yōu)锳TP中的活躍的化學能

ATP中活躍的化學能轉變成有機物中的穩(wěn)定的化學能

實質

光反應把光能轉變成活躍的化學能,通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物,同時把活躍的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能貯存在有機物中


聯(lián)系

①準備階段:光反應為暗反應提供[H]、ATP;②完成階段:暗反應為光反應提供ADP+Pi作為合成ATP的原料;③總反應式:CO2 + H2O (CH2O) + O2?傊,沒有光反應,暗反應就無法進行,沒有暗反應,有機物就無法合成。

 

要點詮釋:①絕大多數(shù)葉綠素a、全部葉綠素b和類胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能,少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a可以吸收和轉換光能。②ATP的產(chǎn)生場所主要有三個:細胞質基質、葉綠體和線粒體。但要注意的是葉綠體的光反應階段產(chǎn)生的ATP主要為暗反應中二氧化碳的還原供能,而NADPH除在此過程中充當還原劑外也提供能量。③不要誤認為“植物白天進行光反應,夜里進行暗反應”,因為在正常情況下,暗反應之正常進行除其自身及外界條件外,需要光反應提供之 [H]和ATP。相反,如果暗反應受阻,光反應因產(chǎn)物積累也會使其不能正常進行。④上表總反應式中的光合產(chǎn)物(CH2O)代表糖類,包括單糖(葡萄糖和果糖)、二糖(蔗糖)和多糖(淀粉),其中以蔗糖和淀粉最為普遍,但一些實驗證明,蛋白質、脂肪和有機酸也都是光合作用的直接產(chǎn)物。

 

二、盤點“光合作用中各物質的變化情況”

 

環(huán)境因素

C3

C5

[H]和ATP

(CH2O)

CO2供應不變

停止光照 

(較強→弱)

增加

減少

減少或沒有

減少或沒有

突然光照 

(弱→較強)

減少

增加

增加

增加

光照不變

停止CO­2的供應 

(較高→低)

減少

增加

增加

減少或沒有

CO2的供應增加(低→較高)

增加

減少

減少

增加

 

要點詮釋:分析中間產(chǎn)物含量的變化,關鍵是抓住物質的來源和去路兩個要點。①光照驟減→光反應減弱→[H]、ATP生成減少,→C5和(CH2O)減少,C3去路減少;CO2供應不變→C5固定CO2生成C3來源增加→C5減少,C3卻因還原減少和生成繼續(xù)而增加→結果:[H]、ATP和C5減少,C3增加。突然光照過程分析從略。②CO2供給不足→CO2固定減少→C3生成減少,卻被繼續(xù)還原而消耗→C3減少,而[H]、ATP、C5則因為消耗減少和繼續(xù)生成而增加→結果:[H]、ATP和C5增加,C3減少。CO2供給增加過程分析從略。③總之,無論光照強度還是CO2濃度改變時,[H]、ATP、C5的變化總是呈正相關,而與C3變化則相反。 為方便記憶,可總結為:無(弱)光C3多,無碳(CO2濃度低)C3少。

 

三、梳理“影響光合作用的因素及其應用”

 

非生物因素

對光合作用的影響

在生產(chǎn)上的應用

光照的時間長短,光照的強度,光質(光的波長)等都會影響光合產(chǎn)物的積累

延長光合作用的時間:輪作;增大光合作用的面積:合理密植;間作;溫室大棚使用無色透明玻璃

溫度

光合作用需要多種酶參與,溫度能夠影響其活性

適時播種,溫室大棚中白天適當提高溫度,晚上適當降低溫度

二氧化碳濃度

適當提高其濃度,能提高光能利用率

施用有機肥,合理密植,大棚中及時通風和用二氧化碳發(fā)生器來生產(chǎn)等措施

必需礦質元素

礦質元素會直接或間接影響光合作用

合理施肥(增施有機肥和化肥),中耕松土。無土栽培時,要注意通氣及時更新培養(yǎng)液和適當加水稀釋

水既是光合作用的原料,又是體內(nèi)各種化學反應的介質

合理灌溉,大棚中還要注意空氣濕度

 

要點詮釋:影響光合作用的這些因素中任何一種改變都將影響光合作用過程。分析各因素時,要結合相關光合作用曲線進行對比分析,同時注意同生產(chǎn)實踐相聯(lián)系。①光照的影響要注意光補償點、光飽和點,光合作用“午休”現(xiàn)象;②溫度的影響要注意溫度通過影響酶的活性來影響代謝(一般溫度變化對暗反應的影響更明顯),酶活曲線的變化;③CO2濃度的影響要注意 CO2補償點、CO2飽和點;④礦質元素中如Mg是葉綠素的組成成分,N是光合酶的組成成分,P是ATP分子的組成成分等等;⑤水分還能影響氣孔的開閉,間接影響CO2進入植物體內(nèi)。植物過分缺少水分,生理功能受到嚴重影響,光合作用也將受阻。


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