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
光反应与暗反应的比较:
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 |
易错点拨:
1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去,因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同,前者分布在类囊体薄膜上,后者分布在叶绿体基质中。
知识拓展:1、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C
4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。C
4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CO
2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。C
3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C
4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、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。
光照强度:光照强度是光合作用过程中影响光合作用的条件之一。
光补偿点(b):是指在此光强下光合作用合成的有机物的量正好=呼吸作用消耗的量,也就是:总光合作用-呼吸作用消耗=净光合作用=0。
光饱和点(c):指光合作用达到最大值那一时刻的光强,也就是说此点之后,光合速率的曲线为一条稳定的平行与横轴的直线(没有特殊情况的条件下)。
呼吸速率点(a):黑暗条件下的测得CO
2的释放量,即呼吸速率。
a—b点表示呼吸速率>光合速率。
b点之后表示光合速率大于呼吸速率。
知识点拨:
c点之后光合速率不随光照的增加而增强主要是因为受其他条件的限制,例,色素、酶的数量、CO
2的浓度等条件的限制。
知识拓展: 1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际(总)光合速率;光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)则为净(表观)光合速率。
2、当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长;当净光合速率=0时,植物不能生长;当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。
植物生长素的发现:1、生长素的发现过程:
发现者 |
试验方法 |
实验现象 |
实验结论 |
1880年达尔文(英国) |
但测光照射金丝雀虉草胚芽鞘 |
|
单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部的伸长区时,会造成背光面比向光面生长快,因而出现向光性弯曲 |
切取胚芽鞘的尖端 |
|
胚芽鞘尖端用一个锡箔小帽罩起来,但测光照射 |
|
用锡箔遮住胚芽鞘尖端下段,给予单测光照射 |
|
1910年詹森(丹麦) |
在胚芽鞘的切面上放一个琼脂片,再将切下的尖端放上,并给予单侧光照射 |
|
胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部 |
1914年拜尔(匈牙利) |
切去胚芽鞘尖端并将尖端放回切面的一侧,在黑暗中生长一段时间,发现胚芽鞘弯向放尖端的对侧生长 |
|
胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均造成的 |
1928年温特(荷兰) |
将与胚芽鞘尖端接触过的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧 |
|
造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质,温特将其命名为生长素 |
把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧 |
|
1931奶奶郭葛(荷兰) |
郭葛等人首先从人尿液中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸(IAA) |
2、产生部位:幼嫩的芽、叶和发育的种子。
3、运输
(1)极性运输:生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能倒过来运输。
如下图:
(2)横向运输:在单侧光或重力作用下还可以引起生长素在茎、根等处的横向运输。这种运输往往与单方向刺激有关,
如下图:
A、B为极性运输;C、D为重力作用下的横向运输。
3.分布
(1)产生部位<积累部位,如顶芽<侧芽,分生区<伸长区。
(2)生长旺盛部位>衰老组织,如幼根>老根。
知识拓展:
1、生长素发现过程中的胚芽鞘实验中四个重要部位
①生长素产生的部位——胚芽鞘的尖端。
②生长素发挥作用的部位——下部的一段。
③感受单侧光刺激的部位——胚芽鞘的尖端。
④弯曲生长的部位——下部的一段。
2、植物生长状况的判断方法
①先看有无生长素的产生,有则生长,无则不生长。
②再看生长素在植物体生长部位的分布。若均匀,则直立生长;不均匀,则弯曲生长,至于向哪面弯曲.要看所研究的材料。
③若是茎或胚芽鞘,则一般是向生长素少的一侧弯曲;若是根则一般要向生长素多的一侧弯曲。
3、植物的向光性分析
①概念:在单侧光的照射下,植物朝向光源方向生长的现象。
②产生条件:单侧光。
③感光部位:胚芽鞘尖端。
④作用部位:尖端以下生长部位。
⑤作用原理:单侧光照射引起生长素在胚芽鞘尖端分布不均匀,背光侧多于向光侧,由于极性运输引起尖端以下伸长区的背光侧比向光侧生长快,
如图:
⑥实例:根的向重力性、向水性、向肥性,釜的背重力性。
4、生长素极性运输的验证实验
甲、乙两组相豆对比,共同证明生长素只能由形态学上端向形态学下端运输。