6.探究光合作用原理的部分实验:
(1)19世纪末,科学家普遍认为,在光合作用中,CO2分子的C和O被分开,O2被释放,C和H2O结合成甲醛,然后缩合成糖。
(2)1928年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖类。
(3)1937年,希尔发现,在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在
光照下可以释放出氧气。
(4)1941年,鲁宾和卡门用同位素示踪法,研究了光合作用中氧气的来源。用18O 分别标记 H 2 O 和 CO 2 ,使他们分别变成 H 2 18O 和 C18O 2,然后进行两组实验:第一组给植物提供H 2 18O 和 CO 2,第二组给植物提供 H 2O 和 C18O 2。在其他条件都相同的情况下,检测产生的氧气的分子质量,第一组释放氧气都是18O 2,第二组释放氧气都是O 2。
(5)1954年,美国阿尔农等用叶绿体做实验:在给光照时发现,当向反应体系中供给ADP、Pi物质时,体系中就会有ATP出现。这一过程总是与水的光解相伴随。
(6)1946年开始,美国的卡尔文等用同位素示踪方法,提供14CO2进行光合作用,探明了CO2中的C的去向路径14CO 2 →14C3→有机物和C5,称为卡尔文循环。
7.光合作用的过程:
(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将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)总反应式:6CO 2 +12H 2O ─酶、叶绿体→C 6 H 12 O 6 +6H 2O+6O 2
(3)光反应:①场所:叶绿体类囊体薄膜。
②条件:光、色素、酶、H 2 O、ADP、Pi。
③能量转换:光能→ATP 中活跃的化学能、少部分能量储存在NADPH中
(4)暗反应:①场所:叶绿体基质。
②条件:多种酶、CO 2 、NADPH、ATP
③能量转换:ATP 、NADPH中的化学能→有机物中稳定的化学能。
(5)光反应和暗反应的关系:光反应为暗反应提供NADPH和 ATP;暗反应为光反应提供 ADP、 Pi和NADP+。
(7)提高光合作用强度的2 种措施:①控制光照强弱和温度的高低。②适当增加环境中的 CO 2 浓度。
右图中①⑥表示结构,②③④⑤⑦表示物质,请依次写出各表示:①类囊体⑥叶绿体的基质② 氧气 ③氧化型辅酶Ⅱ(NADP+) ④还原型辅酶Ⅱ(NADPH) ⑤ADP与Pi ⑦糖类
8.自养生物和异养生物
(1)自养生物:是指能将无机物转化成有机物的生物,包括:
①光能自养型:利用光能进行光合作用合成有机物,如绿色植物、蓝细菌;
②化能自养型:利用环境中无机物氧化时释放的化学能,通过化能合成作用合成有机物,如硝化细菌利用NH 3 氧化成 HNO 2 、HNO 3 的过程中释放的化学能来合成有机物。
(2)异养生物:只能利用环境中现成有机物来维持自身生命活动的生物,如动物和人、细菌、真菌等。
9.影响光合作用强度的因素(会分析,理解不死记)
①内因:色素的数量、酶的数量、叶绿体的数量等。
②外因:空气中 CO 2的浓度、光照的强弱、光的成分、温度的高低、土壤中水分的多少等。
(1)
①A 点:黑暗环境,只进行呼吸作用,对应值表示细
胞呼吸速率。此时表现为吸收 O 2 释放 CO 2 。A点对应图2的甲图。
②AB 段:呼吸速率大于光合速率。表现为吸收 O 2
释放 CO 2 。AB段对应图2的乙图。
③B点:光补偿点,光合速率等于呼吸速率,净光合速率为 0。此时不与外界进行气体交换。白天植物要正常生长,光照强度必须大于光补偿点。 B点对应图2的丙图。
④BC 段:光合速率大于呼吸速率,植物能积累有机物。C 点对应光照强度为光饱和点,此后光合速率不随光照强度的增强而增大。表现为吸收 CO 2释放 O 2。BC段对应图2的丁图。
⑤AC 段限制因素:横坐标光照强度。C 点后限制因素:内因:色素量、酶量等;外因:CO 2 浓度、温度等。
(2)CO2 浓度
左图:正轴表净光合速率,负轴表呼吸速率
①A 点:黑暗环境,只进行呼吸作用,对应值表示细胞呼吸速率。此时表现为吸收 O 2 释放 CO 2 。对应甲图(填甲-丁图)。
②AB 段:呼吸速率大于光合速率。表现为吸收 O 2释放 CO 2 。对应乙图(填甲-丁图)。
③B 点:CO 2 补偿点,光合速率等于呼吸速率,净光合速率为 0。白天植物要正常生长,光照强度必须大于 CO 2 补偿点。此时不与外界进行气体交换。对应丙图(填甲-丁图)。
④BC 段:光合速率大于呼吸速率,植物能积累有机物。C 点对应CO 2 浓度为 CO 2 饱和点,此后光合速率
不随 CO 2 浓度的增大而增大。表现为吸收 CO 2 释放O 2 。对应丁图(填甲-丁图)。
⑤AC 段限制因素:横坐标 CO 2 浓度。C 点后限制因素:内因:色素量、酶量等;外因:光照强度、温度等。
(3)温度:温度影响光合酶的活性。
(4)水:是光合作用原料;影响气孔开闭,间接影响CO 2 的供应。
(5)矿质元素:叶绿素分子中含有Mg;土壤溶液浓度过高会使植物渗透失水而萎蔫,光合速率下降。
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