约翰·德柯尔在1955年观察到烟草叶在光照突然停止之后释放出大量的二氧化碳。后来发现烟草叶肉细胞在光照下除进行光合作用外,还可以消耗02、ATP、NADPH,将部分C5分解并释放CO2,“光呼吸”由此得名。
(1)据图可知,光呼吸与光合作用都利用了_________为原料,但光合作用的暗反应阶段通过_______实现了该物质的再生,而光呼吸则不同。
(2)研究表明,催化C5与C02结合与催化C5与02结合的是同一种酶(Rubisco),并且该酶的活性中心不能分辨CO2与O2,据此推测适当提高CO2浓度,对光呼吸昨效应是____________(填“促进”或“抑制”)。
(3)有观点指出,光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下,因为温度很高,蒸腾作用很强,气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的____________,又可以为暗反应阶段提供原料,因此光呼吸对植物有重要的正面意义。
(4)光呼吸被冠以“呼吸”二字,你认为理由是____________(提示:从与有氧呼吸进行比较的角度回答)。科学家用14CO2供小球藻进行光合作用,然后追踪检测放射性,最终探明CO2中的碳在暗反应中的转化途径。分析该实验的自变量是________________________。
(5)烟草光合作用的反应式为________________________。
(6)烟草在光合作用过程中,叶绿体中叶绿素a和b主要吸收____________,类胡萝卜素主要吸收____________。
(1). C5(五碳化合物) (2). C3的还原 (3). 抑制 (4). ATP和{H} (5). 光呼吸过程中消耗O2并生成CO2与有氧呼吸过程相似 (6). 时间 (7). 6CO2+12H20→C6H12O6+6H20+602 (8). 红光和蓝紫光 (9). 红光
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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