高考專題光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動(dòng)

1、學(xué)科：生物學(xué)科：生物教學(xué)內(nèi)容：光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動(dòng)教學(xué)內(nèi)容：光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動(dòng)【知識(shí)聯(lián)系框架知識(shí)聯(lián)系框架】【重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)系與剖析重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)系與剖析】一、光合作用1光合作用的實(shí)質(zhì)光合作用的實(shí)質(zhì)通過光合作用的光反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，通過暗反應(yīng)把二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機(jī)物中。2光合色素及其物理性質(zhì)與功能光合色素及其物理性質(zhì)與功能葉綠體是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器。

2、葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素兩類。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b兩種，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑中。葉綠素a的分子式為C55H72O5N4Mg，呈藍(lán)綠色；葉綠素b的分子式為C55H70O6N4Mg，呈黃綠色。葉綠素吸收光的能力極強(qiáng)，如果把葉綠素的丙酮提取液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中有些波長的光被吸收了。因此，在光譜上就出現(xiàn)了黑線或暗帶，這種光譜叫吸收光譜。葉綠素吸收光譜的最強(qiáng)區(qū)域有兩個(gè)：一個(gè)是在波

3、長為640nm～660nm的紅光部分，另一個(gè)在波長為430nm～450nm的藍(lán)紫光部分。對(duì)其他光吸收較少，其中對(duì)綠光吸收最少，由于葉綠素吸收綠光最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。我們?cè)谧鋈~綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，還會(huì)看到一種現(xiàn)象：試管中的葉綠素的丙酮提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色的，這是葉綠素的熒光現(xiàn)象。葉綠體中的類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素兩種，顏色分別是橙黃色和黃色，功能是吸收藍(lán)紫光。除此之外還具有保護(hù)葉綠素，防止強(qiáng)

4、烈光照傷害葉綠素的功能。植物葉子呈現(xiàn)的顏色是葉子中各種色素的綜合表現(xiàn)。其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。一般來說，正常葉子的葉綠素和類胡蘿卜素的分子比例約為4∶1，葉綠素a與葉綠素b的比約為3∶1，葉黃素與胡蘿卜素之比約2∶1，由于葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，所以正常的葉子總是呈綠色。秋天，因低溫、紫外線強(qiáng)烈等外界因素和葉片衰老等內(nèi)部因素，葉綠素的合成速度低于分解的速度，葉綠素含量相對(duì)減少，而類胡蘿卜素分子比較穩(wěn)定，不

5、易破壞。所以葉片逐漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色——黃色。至于紅葉，是因圖51光補(bǔ)償點(diǎn)在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強(qiáng)度有關(guān)，與溫度也有關(guān)系。一般陽生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比陰生植物高。光飽和點(diǎn)也是陽生植物高于陰生植物。所以在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰濕的條件下，才有利于生長發(fā)育，光照強(qiáng)度大，蒸騰作用旺盛，植物體內(nèi)因失水而不利于其生長發(fā)育，如人參、三七、胡椒等的

6、栽培，就必須栽培于陰濕的條件下，才能獲得較高的產(chǎn)量。植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行著呼吸作用，總光合作用是指植物在光照下制造的有機(jī)物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機(jī)物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時(shí)間中植物進(jìn)行呼吸作用所消耗的有機(jī)物（或釋放的CO2）后，凈增的有機(jī)物的量。②溫度：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因?yàn)樵谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應(yīng)速度。光合作用也不例外，在

7、一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強(qiáng)度下，提高溫度會(huì)促進(jìn)光合作用的進(jìn)行。但提高溫度也會(huì)促進(jìn)呼吸作用。如圖52所示。所以植物凈光合作用的最適溫度不一定就是植物體內(nèi)酶的最適溫度。圖52③CO2濃度：CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2相等。環(huán)境中的CO2低于這一