【知识点详解】
1. 光合作用的基本过程:
光合作用是生物界中能量和有机物的主要来源,它发生在植物、藻类和某些细菌的叶绿体中。光合作用可以分为两个阶段:光反应和暗反应。光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行,包括水的光解和ATP与NADPH的生成。暗反应,也称为Calvin循环,主要在叶绿体基质中进行,包括CO2的固定、C3化合物的形成、C3的还原以及糖的合成。
2. 光合作用的影响因素:
光合作用受到光照强度、温度、CO2浓度和水分供应等因素的影响。题目中提到的实验展示了在不同光照强度下光合作用的变化,以及CO2浓度对光合速率的影响。例如,当CO2浓度降低时,光合速率会下降,因为CO2是暗反应的底物。
3. 光合作用中的物质变化:
在光合作用中,光反应产生的ATP和NADPH在暗反应中被消耗,用于还原CO2形成有机物。光反应中,叶绿素捕获光能并转化为化学能,储存在ATP和NADPH中。暗反应中,CO2通过RuBP羧化酶的作用固定为C3,然后在一系列酶的催化下还原为葡萄糖。
4. 光呼吸与光合效率:
在高光照强度和高O2浓度下,植物可能会进行光呼吸,这会消耗一部分光合产物并降低光合效率。题目中提到的晴天中午,光合速率低可能是因为CO2浓度过低,导致光呼吸增强,降低了净光合速率。
5. 叶片发育与光合能力:
随着叶片的发育,叶绿素含量、气孔开放度和光合酶活性都会发生变化,影响光合作用的效率。成熟叶片通常具有更高的光合能力。例如,表格中B时期的叶片光合速率低可能是因为叶绿素含量不足,而D时期的叶片已经成熟,光合效率较高。
6. 光合色素的分离与功能:
色素在层析纸上根据溶解度的不同会分离开来,形成不同的色素带。菠菜叶中的色素主要为叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素,它们主要吸收蓝紫光和红光,其中叶绿素a吸收最多。
7. 温度对光合速率的影响:
温度影响光合作用和呼吸作用的酶活性,过高或过低的温度都会降低光合速率。在一定范围内,提高温度可以提高光合速率,但超过最适温度后,酶活性会下降,光合速率也随之降低。
这些题目涉及到生物学中的核心概念,包括光合作用的过程、影响因素、物质变化以及植物叶片发育对光合效率的影响。理解这些知识点对于学习高中生物,特别是准备高考的学生来说至关重要。