温带地区的大部分植物中,CO2固定过程中的第一个稳定中间产物是3-碳化合物,这就是C3植物。CO2的固定是暗反应的关键环节,但如果在暗条件下,暗反应很快便停止。
许多仙人掌植物的气孔仅在夜间开放,其CO2固定机制有所不同,进入气孔的CO2在胞质酶作用下,附着于一个3-碳化合物而生成一个4-碳化合物(苹果酸),苹果酸储存于细胞液中,直至白天才分解释出CO2进入叶绿体,在那里再以C3植物相同的机制固定。
(1)请简述暗反应中,C3植物CO2固定的第一个稳定中间产物生成的过程:
_________________________________________________________________。
(2)下列情况中,不能进行CO2固定的是__________( A.白天的仙人掌植物, B.夜间的
C3植物)。原因是___________________________________。
(3)根据上述资料,指出C3植物与仙人掌在CO2固定过程的不同处①__________________
_____________;②_________________________________。
(1)进入叶绿体的一个CO2分子被一个C5分子固定,形成两个C3分子
(2)夜间的C3植物
没有光能暗反应循环就不能进行,没有C5分子,CO2固定就不能进行下去。(光反应不能进行,就不能为暗反应提供[H]和ATP)
(3)①CO2分子白天进入C3植物细胞,夜间进入仙人掌细胞;
②C3植物直接固定CO2,仙人掌是CO2分子与3-碳化合物而生成一个4-碳化合物储存于细胞液中;
(其他合理答案可以酌情给分)
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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