(14 分)科学家们做过许多实验,经历了一个多世纪的漫长过程,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。结合所学知识,回答下列问题:
(1)1864年,德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有________。
(2)1880年,美国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的装片放在没有空气的黑暗环境中,然后先后用极细光束和露光处理,实验证明了________________________________________________________
__________________________________________________________________。之后,
他用透过三棱镜的光照射水绵和好氧细菌的装片,依据实验结果,得到的实验结论是________________________________________________________________________。
(3)1941年,美国科学家鲁宾和卡门采用____________法证明了光合作用释放的氧气来自水,美国科学家卡尔文也采用了此技术,探明了CO2中的碳在光合作用中的转移途径为________________________________________________________________________。
(4)后来,科学家研究不同光照强度对光合作用的影响,将实验结果绘制成如图所示曲线,图中S1S2S3的面积大小表示有关生理过程产生或消耗物质的量,图中E点时产生ATP的场所是___________________________________________________________。
可用________表示光合作用产生有机物的量,用________表示该段积累的有机物量,(用S1S2S3表示)。
(1)淀粉
(2)氧气是由叶绿体释放的,叶绿体是光合作用的场所
叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,放出氧气
(3)同位素标记 CO2→C3→(CH2O)
(4)线粒体、叶绿体、细胞质基质 S2+S3 S2-S1
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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