回答下列问题:
( 1 )高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 ___________ 上,该物质主要捕获可见光中的 _________ 。
( 2 )植物的叶面积与产量关系密切,叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示,由图可知:当叶面积系数小于 a 时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 _______ 。当叶面积系数超过 b 时,群体干物质积累速率降低,其原因是 __________________________ 。
( 3 )通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的 CO 2 量相等时所需要的光照强度 ________ (填 “ 高 ” 或 “ 低 ”)。
类囊体膜 蓝紫光和红光 增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加 , 故群体干物质积累速率降低 低
【分析】
本题主要考查光合作用和细胞呼吸的相关知识。据题意可知,植物群体光合速率即为总光合速率,干物质积累速率即为净光合速率;据题中曲线可知;当叶面积系数小于 a 时,群体光合速率、干物质积累速率及呼吸速率均上升;当叶面积系数大于 a ,小于 b 时,群体光合速率上升、干物质积累速率基本不变、呼吸速率上升;当叶面积系数大于 b 时,群体光合速率不变、干物质积累速率下降、呼吸速率上升。
【详解】
( 1 )高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光;
( 2 )由图可知:当叶面积系数小于 a 时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均上升;当叶面积系数大于 b 时,由于群体光合速率不变,而群体呼吸速率仍在上升,导致群体净光合速率降低,干物质积累速率下降;
( 3 )由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物,即阴生植物通过呼吸作用放出的 CO 2 比阳生植物少,因此阴生物光合作用吸收 CO 2 量与呼吸作用放出的 CO 2 量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。
【点睛】
关键要理解植物群体光合速率即为总光合速率,干物质积累速率即为净光合速率,因此群体的干物质积累速率 = 群体光合速率-群体呼吸速率。
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 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析