5.4 光合作用与能量转化-【知识一览】高一生物章节思维导图（人教版2019必修1）

提供ATP、NADPH 提供NADP⁺、ADP、Pi 氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的 场所 无光也可反应，前提只要有ATP 和 NADPH 光合作用 光合作用原理和应用 物质能量变化 光反应【场所：类囊体薄膜】 暗反应【场所：叶绿体基质】 叶绿体的结构适于进行光合作用 捕获光能的结构——叶绿体 分布 绿色植物的叶肉细胞 形态 扁平的椭球形或球形 结构 内膜 外膜 基粒 叶绿体基质 功能 光合作用的场所 由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和 光合作用有关的酶 含多种光合作用所必需的酶 1880【德】恩格尔曼的实验 材料 水绵 好氧细菌 氧气多的地方分布的多 叶绿体螺旋状 步骤 把水绵和好氧细菌临时装片放在没有空气的黑暗环境中 没有空气：防止空气中的氧气干扰 黑暗：排出光的干扰 用极细的光束照射水绵 细菌只向叶绿体被光束照射的地方部位集中 如果临时装片暴露在光下 细菌分布在叶绿体所有受光部位 概念 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，并释放出氧气的过程 只有绿色植物能进行光合作用呢？ 含叶绿体的真核细胞能进行光合作用，含有光合色素的原核 生物也能进行光合作用 如：除绿色植物外 ，不含叶绿体的原核生物蓝细 菌、某些光合细菌（如绿硫细菌、紫硫细菌）也 能进行光合作用 意义 把无机物合成有机物，不仅是自身营养物质，也是任何动物 的食物来源 把光能转化成化学能，贮存在有机物中 带计算的反应式 探索光合作用原理的部分实验 希尔反应 鲁宾和卡门 同位素标记法 阿尔农 结论：光合作用释放的氧气全部来自水 在光照下，叶绿体可合成ATP，且此过程总是与水的光解相 伴随 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个 化学反应，而是分阶段进行的 （总）光合作用——制造有机物、O₂产生量、CO₂消耗（固定）量 呼吸作用——消耗有机物、消耗O₂ 净光合——积累有机物、O₂释放量、CO₂吸收量净光合=总（真）光合-呼吸 判断 看课本，这里我只强调的是希尔高明之处就是用铁离子代替 二氧化碳的高明 独立开暗反应去解决 光反应和暗反应 分开 相对独立进行 化能自养（硝化细菌代表） 总反应式 卡尔文循环 绿叶中色素的提取分离实验 原理 提取 分离 有机色素易溶于 无水乙醇 有机溶剂 层析液 步骤 提取 取材 新鲜绿叶 剪碎 研磨 加少量 CaCO3 SiO2 分批加入 无水乙醇 溶解色素 溶解度越大 扩散越快 充分研磨 保护叶绿素 中和酸性物质 过滤 单层尼龙布 制备滤纸条 分离 干燥后重复画2~3次 增加色素量 滤纸条下端 放入层析液 不没细线 剪去两角 减少与层析液的接触 便于色素均匀扩散 结果 类胡萝卜素 叶绿素 胡萝卜素 叶黄素 溶解度最大 扩散最快 橙黄色 含量最少 黄色 含量较少 吸收蓝紫光 叶绿素a 叶绿素b 含量最多 蓝绿色 溶解度最小 含量较多 黄绿色 扩散最慢 吸收红光+蓝紫光 色素的作用 吸收并转化光能 叶肉细胞：一定光合速率≧呼吸速率（大家先记笔记，这个高考复习重点讲） 一般情况：呼吸作用最适温度>光合作用最适温度 例如：没有果实⇒叶片有机物输出量↓，有机物过量累积，光合↓ 影响光合作用的因素 外因 内因 光 酶的活性、数量 矿质元素【N、P、K、Mg...】 温度（通过影响酶的活性来影响光合作用的强度） 色素的含量 叶绿体的数量 AB 温度过低时，酶活性降低，光合速率会减弱 B 酶活性最强 BC 温度过高时，植物气孔关闭或酶活性降低，光合速率会减弱 H₂O A 光合速率=呼吸速率（CO₂补偿点） B CO₂饱和点 CO₂的浓度 夏季晴朗一天植物光合作用曲线 a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少 b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用 bc段：光合作用小于呼吸作用 c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用 ce段：光合作用大于呼吸作用 d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象 e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用 ef段：光合作用小于呼吸作用 fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用 光补偿点 de段：光照减弱，呼吸作用减弱 光补偿点 C 夏天温度过高/干旱，为减少蒸腾作用（减少水分散失），气孔关闭，CO₂供应不足，光合速率下降，出现“午休”现象 B 光合速率最强 物种 叶面积指数 A AB B【光补偿点】 BC C【光饱和点】 光质 光照强度 只进行呼吸作用，CO₂释放量表示呼吸速率 （个体）光合速率=呼吸速率 光合速率最大，增加光照强度光合速率不增加 光合速率>呼吸速率 光合速率<呼吸速率 AC↑影响因素：（自变量）光强 C后因素：适宜条件：温度 二氧化碳浓度等 有机物大量积累抑制呼