有2种植物,一种在强光下生长,一种阴生生长。从这2种植物上各取一片彼此相似叶片,分别放在两个透明盒子中。在适宜温度条件下,逐渐增加光照强度,测定放氧速率的数据如下表,请回答有关问题:
光强( mol光子/m2·s) | 0 | 10 | 25 | 50 | 100 | 250 | 500 | 600 | |
放氧速率 (μmolO2/m2·s) | 叶片A | -20 | -10 | -5 | -1 | 5 | 15 | 28 | 30 |
叶片B | -2 | -0.5 | 1.5 | 3 | 6 | 10 | 12 | 11 |
(1)由表中数据可以推测,取自强光下的叶片是_______________;光照强度直接影响光合作用的_________过程,该过程可将光能转化为____________中的化学能。
(2)如果在某光强下,叶片放氧速率为零,其生理学含义是______________________。如果用此光强照射大田作物,则作物很难正常生长,分析原因是___________________。
(3)光照强度>600μmol光子/m2·s时,叶片A放氧速率主要被_____________限制。叶肉细胞呼吸作用产生的CO2转移途径是______________________。
(4)若绘制A、B两叶片放氧速率曲线图,则大约在175μmol光子/m2·s时两条曲线相交,此点的生物学含义是_____________________________。
(1)A 光反应 NADPH、ATP(有ATP即可得分)
(2)光合速率等于呼吸速率 达到单叶光补偿点时,群体内部,特别是中下层的叶片的光照强度仍在之下,这些叶子不但不制造养分,反而变成消耗器官,所以生产上注意合理密植。(或:夜晚植物只进行呼吸作用,综合一天的总呼吸量大于光合作用,所以作物很难正常生长)
(3)CO2浓度 从线粒体进入叶绿体进行光合作用
(4)阳生植物和阴生植物的净光合速率相等(A、B两叶片净光合速率相等)
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
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,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
(1)光合作用过程图:
氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
(2)玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
(3)影响光合作用强度的条件:温度、CO2浓度、光照强度、叶片面积等。
(4)光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
项目 | 光反应(准备阶段) | 暗反应(完成阶段) |
场所 | 叶绿体的类囊体薄膜上 | 叶绿体的基质中 |
条件 | 光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 | ||
能量的变化 | 光能转变成ATP中活跃的化学能 | ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 | 光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
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