高考專題光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動

1、學科：生物學科：生物教學內(nèi)容：光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動教學內(nèi)容：光合作用和呼吸作用與碳循環(huán)和能量流動【知識聯(lián)系框架知識聯(lián)系框架】【重點知識聯(lián)系與剖析重點知識聯(lián)系與剖析】一、光合作用1光合作用的實質(zhì)光合作用的實質(zhì)通過光合作用的光反應把光能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學能貯存在有機物中。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)與功能葉綠體是進行光合作用的細胞器。

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、石油醚等有機溶劑中。葉綠素a的分子式為C55H72O5N4Mg，呈藍綠色；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，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區(qū)域有兩個：一個是在波

3、長為640nm～660nm的紅光部分，另一個在波長為430nm～450nm的藍紫光部分。對其他光吸收較少，其中對綠光吸收最少，由于葉綠素吸收綠光最少，所以葉綠素的溶液呈綠色。我們在做葉綠素的提取和分離實驗時，還會看到一種現(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，功能是吸收藍紫光。除此之外還具有保護葉綠素，防止強

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光補償點在不同的植物是不一樣的，主要與該植物的呼吸作用強度有關(guān)，與溫度也有關(guān)系。一般陽生植物的光補償點比陰生植物高。光飽和點也是陽生植物高于陰生植物。所以在栽培農(nóng)作物時，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；而陰生植物應當種植在陰濕的條件下，才有利于生長發(fā)育，光照強度大，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。植物在進行光合作用的同時也在進行著呼吸作用，總光合作用是指植物在光照下制造的有機物的總量（吸收的CO2總量）。凈光合作用是指在光照下制造的有機物總量（或吸收的CO2總量）中扣除掉在這一段時間中植物進行呼吸作用所消耗的有機物（或釋放的CO2）后，凈增的有機物的量。②溫度：植物所有的生活過程都受溫度的影響，因為在一定的溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高酶的活性，加快反應速度。光合作用也不例外，在

7、一定的溫度范圍內(nèi)，在正常的光照強度下，提高溫度會促進光合作用的進行。但提高溫度也會促進呼吸作用。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是植物進行光合作用的原料，只有當環(huán)境中的CO2達到一定濃度時，植物才能進行光合作用。植物能夠進行光合作用的最低CO2濃度稱為CO2補償點，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