自然界中,和花生相比,玉米更适合生长在高温、光照强烈和干旱的环境,其利用低浓度CO2的能力也远远高于花生。 某科研小组选取玉米和花生为实验材料做了有关光合作用的实验。甲图表示光合作用部分过程,乙图表示夏季晴天两种植物叶片光合作用强度的曲线, 丙图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下,两种植物的叶片在不同CO2浓度下CO2净吸收速度,请结合上述三图回答下列问题:
(1) 甲图表示光合作用的__________________________过程,此过程中三碳化合物被__________________________还原,碳元素的转移途径是_______________________。
(2) 乙图中d曲线表示__________________________(玉米/花生) 光合作用强度的曲线。12点到14点光合作用强度下降的原因是_______________________________________。
(3)丙图中植物A是__________(玉米/花生), 如缺乏Mg,植物A的CO2补偿点应向 移动。在CO2浓度100umol/mol时,植物B叶肉细胞中光合作用强度_________________________(>、=、<)呼吸强度。如果把植株A和植株B种植在一个一直给以适宜光照的密封无色玻璃容器中,______________________(植株A/植株B)先死亡。
(4)丙图中植物A是在CO2浓度350umol/mol后,限制植物A叶肉细胞吸收CO2 速度的外界因素是____________________________________________________。
(1)暗反应; 或 NADPH; CO2→C3→(CH2O)
(2) 花生 ; 温度较高、气孔关闭,使光合作用强度降低
(3)玉米; 右; >; 植株B (4)温度和光照强度
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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