第3章 植物光合作用
植物生理学第三章植物的光合作用
光合作用的过程
光能
H2O
光解 吸收
色素分子
O2 [H] 酶
供能
2C3
还
固
CO2
多种酶 定 C5
酶
ATP
酶
原
(CH2O)
ADP+Pi
光反应阶段
暗反应阶段
水的光解:H2O 光解 2[H]+1/2 O2
酶
CO2的固定: CO2+C5 2C3
光合磷酸化:ADP+Pi+能量 酶
ATP
C3化合物还原:2 C3
光系统(PSII)
PSII的颗粒大,直径约17.5 nm,主要分布在类囊体膜的叠合部分。
➢ 晶体结构中的PSII为一个二聚体,二聚体的两个 单体呈准二次旋转对称。PSII单体具有36个跨膜α螺旋,其中D1和D2各5个,CP43和CP47各6个, Cytb559的α亚基和β亚基各自形成一个跨膜α-螺旋。 D1和D2蛋白与Cytb559的α和β亚基一起组成PSII 反应中心,是进行原初电荷分离和电子传递反应 的机构,CP47和CP43的主要功能是接受LHCII的 激发能量并传递到反应中心。
是否需光 需光 不一定,但受光促进 不一定,但受光促进
不同层次和时间上的光合作用
第二节 原初反应
➢ 原初反应 是指从光合色素分子被光激发,到引起 第一个光化学反应为止的过程。 ➢ 它包括: 光物理-光能的吸收、传递
光化学-有电子得失
原初反应特点 1) 速度非常快,10-12s∽10-9s内完成; 2) 与温度无关,(77K,液氮温度)(2K,液氦温度); 3) 量子效率接近1
表1 光合作用中各种能量转变情况
•
能量转变 光能 电能 活跃的化学能 稳定的化学能
植物生理学题库(含答案)第三章 植物的光合作用
植物生理学题库(含答案)第三章植物的光合作用一、名词解释1、爱默生效应:如果在长波红光(大于685nm)照射时,再加上波长较短的红光(650nm),则量子产额大增,比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
2、光合作用:绿色植物吸收阳光的能量,同化CO2和H2O,制造有机物质,并释放O2的过程。
3、荧光现象:指叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色,这种现象就叫荧光现象。
4、磷光现象:当去掉光源后,叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光,它是由三线态回到基态时所产生的光。
这种发光现象称为磷光现象。
5、光反应:光合作用的全部过程包括光反应和暗反应两个阶段,叶绿素直接依赖于光能所进行的一系列反应,称光反应,其主要产物是分子态氧,同时生成用于二氧化碳还原的同化力,即ATP和NADPH。
6、碳反应:是光合作用的组成部分,它是不需要光就能进行的一系列酶促反应。
7、光合链:亦称光合电子传递链、Z—链、Z图式。
它包括质体醌、细胞色素等。
当然还包括光系统I和光系统II的反应中心,其作用是传递将水在光氧化时所产生的电子,最终传送给NADP+。
8、光合磷酸化:指叶绿体在光下把有机磷和ADP转为A TP,并形成高能磷酸键的过程。
9、光呼吸:植物的绿色细胞依赖光照,吸收O2和放出CO2的过程。
10、景天科酸代谢:植物体在晚上的有机酸含量十分高,而糖类含量下降;白天则相反,有机酸下降,而糖分增多,这种有机物酸合成日变化的代谢类型,称为景天科酸代谢。
11、光合速率:指光照条件下,植物在单位时间单位叶面积吸收CO2的量(或释放O2的量)12、光补偿点:指同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。
13、光饱和现象:光合作用是一个光化学现象,其光合速率随着光照强度的增加而加快,这种趋势在一定范围的内呈正相关的。
但是超过一定范围后光合速率的增加逐渐变慢,当达到某一光照强度时,植物的光合速率就不会继续增加,这种现象被称为光饱和现象。
植物的光合作用过程
植物的光合作用过程植物的光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这一过程是植物生存的基础,也是地球上所有生物能量的主要来源之一。
本文将详细介绍植物的光合作用过程,从光能的捕获到产生有机物质的步骤。
第一步:光的吸收和反应中心植物中的光合作用主要发生在叶绿素,特别是叶绿体中。
叶绿素是一种色素,能够吸收来自太阳的光能。
当光线照射到叶片上时,叶绿素会吸收红光和蓝光的能量。
该能量被传递到反应中心,这是植物光合作用的起点。
第二步:光合色素和光能转化在反应中心,光合色素接收到光能后,它会激发一个电子,并将其传递给一个叫做电子传递链的过程。
电子传递链由一系列蛋白质和辅助色素组成,这些辅助色素能够帮助电子传递。
在电子传递链中,光能逐渐转化为化学能。
第三步:ATP和NADPH的生成通过电子传递链,光合作用产生了两种重要的能量分子,即三磷酸腺苷(ATP)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)。
ATP是一种能量储存分子,它能为细胞提供所需的能量。
而NADPH则是一种还原剂,用于将化学反应中的氢原子供应给产生有机物质的过程。
第四步:碳固定和光照反应在光照反应(光依赖反应)中,光合作用利用光能将从水中释放的氧气和电子传递链中的氢离子和NADP+还原成水和NADPH。
这个过程释放出的氧气是我们呼吸所需的氧气。
同时,在光照反应中,ATP和NADPH也被用于碳固定的过程。
第五步:光独立反应(Calvin循环)光独立反应,也被称为Calvin循环,是光合作用的最后一步。
该循环发生在叶绿体中的基质中,通过一系列酶的作用,将二氧化碳转化为有机物质,尤其是葡萄糖。
在Calvin循环中,ATP和NADPH提供能量和氢原子,驱动碳固定和有机物质的合成。
综上所述,植物的光合作用过程可以分为光依赖反应和光独立反应两个阶段。
在光依赖反应中,光能被吸收和转化为化学能,产生了ATP和NADPH。
而在光独立反应中,通过Calvin循环,植物利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为有机物质。
2024年冀少版八年级生物上册教学第三单元 植物的生活第三章 叶的光合作用第三节 光合作用的场所
光合作用的场所课时目标1.概述叶片的结构特点,解释其与光合作用相适应的功能,树立植物体结构与功能相适应的生命观念。
2.探究光合作用的场所,阐明光合作用的实质和意义。
3.举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用。
学习重点:光合作用的概念和实质,叶片的结构与功能。
学习难点:探究叶片的结构的实验。
课时活动设计创设情境,导入新课。
教师讲述故事:《我要的是葫芦》。
提出问题:叶在植物的生长过程中有什么重要作用呢?叶片有什么样的结构?学生活动:思考讨论,各抒己见。
设计意图:通过讲故事引起学生的好奇心,激发求知欲,明确学习任务。
探究实验:制作临时切片,观察叶片的结构。
教师活动:1.给出实验目的:①制作叶的横切临时切片;②使用显微镜观察叶片的结构;③理解叶片适于光合作用的结构特点。
2.给出材料用具:新鲜叶片(菠菜、大叶黄杨等)、清水、显微镜、双面刀片、镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、叶片横切永久切片、滴管、吸水纸。
3.播放视频:叶片的临时切片的制作方法和步骤,提出问题——①叶片有哪些适应光合作用的结构特点?②光合作用只能在叶片中进行吗?学生活动:1.观看视频,动手操作,在显微镜下观察叶片的横切面结构。
2.对照课本中叶片的横切面结构示意图,认识叶片的结构名称,分析各部分结构的特点。
3.小组讨论,总结出叶片利于进行光合作用的结构特点。
得出结论:叶是植物体进行光合作用的主要器官。
教师活动:知识拓展,讲述叶绿体是光合作用的场所。
学生活动:分析得出——植物体中有叶绿体的细胞,见光就能进行光合作用,如植物细嫩的茎也能进行光合作用。
设计意图:在动手实验和分析总结结构特点的过程中,提高了学生的思维能力、动手操作能力、分析问题的能力,树立了生物体结构与功能相适应的生命观念。
光合作用的表达式及概念。
教师活动:提出问题——光合作用的条件、原料、产物和场所分别是什么?学生活动:回忆学过的内容,一一回答,理解光合作用的过程是一个化学反应过程,最后总结出光合作用的表达式。
植物生理第3章光合答案
参考答案:一. 填空题1. CO2,H2 O2. 20~100(或200 ),40~60,10~50 (或100 )3. 卟啉,水,叶醇,脂5. -CH3,CHO6. 长光,短光7. 光,温度,水分,矿质营养8. 原初反应,电子传递与光合磷酸化,碳素同化作用9. 光,暗,光能向活跃化学能,活跃化学能向稳定化学能10. 表观光合速率,呼吸速率11. 100 ,外,P 700 ,175 ,内,P 68012. 原初反应,电子传递与光合磷酸化,碳素同化作用13. 光能的吸收,传递,光能转变成电能,类囊体膜14. 原初反应15. 非环式光合磷酸化,环式光合磷酸化,假环式光合磷酸化,非环式光合磷酸化16. C3,C4,PEP,PEP 羧化酶,草酰乙酸,叶肉,RuBP,RuBP羧化酶,3 –磷酸甘油酸,叶肉17. H2O18. 卡尔文,同位素示踪,纸谱色层分析19. 反应中心色素分子,原初电子供体,原初电子受体20. P 700,P 68021. 700nm ,680nm22. 2,3,12,1823. ATP,NADPH24. H2O,NADP+25.原初反应,电子传递与光合磷酸化,ATP,NADPH,O2,类囊体膜26. RuBP 羧化酶,NADP –磷酸甘油醛脱氢酶,FBP 磷酸酯酶,SBP 磷酸酯酶,Ru5P 激酶27. CAM,C3,夜间气孔张开,夜间有机酸含量高28. 50 μmol/mol 左右,0~5 μm ol/mol,PEP 羧化酶对CO2的亲和能力强29. CO2,液泡,CO230. 叶肉,维管束鞘31. PEP,CO2,OAA,RuBP,CO2,PGA32. 乙醇酸,葡萄糖,叶绿体,过氧化体,线粒体,线粒体33. 乙醇酸,RuBP 加氧34. RuBP 羧化酶-加氧酶(Rubisco),羧化,加氧35. 叶绿体,叶绿体,过氧化体,叶绿体,线粒体36. 卡尔文,米切尔,爱默生,明希37. C3,C4,CAM代谢途径,C3,糖38. 小麦,大豆,棉花,玉米,甘蔗,高粱39. CO2 /O2比值高,CO2 /O2比值低40. 光照,温度,水分,CO2,矿质营养41. 光反应不能利用全部光能,暗反应跟不上42. H2O 被氧化到O2水平,CO2被还原到糖的水平,同时伴有光能的吸收、转换与贮存43. 反应中心,聚光(天线)44. 叶绿体,细胞质45. 维管素鞘,叶肉46. 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b47. 褐色、去镁叶绿素、翠绿色、铜代叶绿素48. 保护叶绿素不被破坏49. 流速、体积50. 气体流速、叶室温度、叶面积51. 光合速率、呼吸速率、光呼吸速率、光补偿点、光饱和点、或CO2 补偿点、CO2饱和点、表观量子产额)52. 苯、胡萝卜素、叶黄素、乙醇、皂化的叶绿素a 、皂化的叶绿素b53. 密闭式、气封式、夹心式54. 红,绿四、选择题1(4)2(3)3(2)4(4)5(2)6(2)7.(1)8.(4)9.(1)10.(3)11.(3)12.(3)13.(2)14.(3)15.(3)16.(1)17.(3)18.(1)19.(1)20.(1)21.(2)22.(3)23.(3)五、是非题1. ×2. √3. ×4. √5. ×6. ×7. ×8. ×9. × 10. √ 11. √ 12. √ 13. √ 14. × 15. × 16. × 17. × 18. × 19. × 20. √ 21. × 22. × 23. × 24. × 25. × 26. × 27. √ 28. √六问答:1. 答:光合色素分子的激发态电子,未被电子受体所接受,其电子从第一单线态回到基态时所发射的光称荧光。
第三章 植物的光合作用
2.意义 (1)将无机物转变成有机物 CO2 + 4H+ —— (CH2O) (2)随着物质的转变,将光能转变为化学能。
光能电能活跃的化学能稳定的化学能 hv eATP、NADPH CH2O
(3)释放氧,净化空气;并产生臭氧,滤去太 阳光中对生物有强烈破坏作用的紫外光。
第三章 植物的光合作用
430 nm波长的蓝光量子的能量为4.5710-19J
(二)吸收光谱(absorption spectrum) 太阳光到达地表面的波长大约是 300 nm —— 2600 nm 可见光的波长是 390 nm —— 770 nm 连续光谱: 光束通过三棱镜后可把白光分为七色 连续光谱。
吸收光谱:
第三、四、五节 光合作用过程
光合作用机制的研究
• 在研究外界条件影响时发现:弱光下增加光强能提高 光合速率,但当光强增加到一定值时,光合速率便不 再随光强的增加而提高;此时提高温度或CO2浓度才 能增强光合速率。由此推理,光合作用至少有两个步 骤:其一需要光,另一个则与温度相关。 希尔反应的发现和水氧化钟模型的提出。 藻类闪光实验:在光能相同时,一种用连续光照;另一 用闪光照射,中间间隔一暗期。发现后者的光合速率 比前者的要高。表明,光合作用不是任何步骤都需要 光。根据需光与否,将光合作用分为两个反应—光反 应和暗反应。
(1)叶绿素a在红光区的吸收带偏向长光波方 向,而在兰紫光区则偏向短光波方向.
(2)叶绿素a在红光区的吸收带宽些,兰紫光 区窄些,叶绿素b与其相反.
2.类胡罗卜素的吸收光谱 1)吸收光谱 —— 兰紫光区 2)重要功能 —— 吸收光能并向叶绿素传递 ——可进行光保护 吸收兰紫光形成激发态的类胡罗卜素 热耗散返回基态淬灭激发态的叶绿素 避免吸收的多余能量对光合系统的伤害
植物的光合作用(初中生物
植物的光合作用(初中生物
首先,植物叶片中的叶绿素吸收光能,将光能转化为光化学能。
这个
过程涉及到两个类型的叶绿素分子:PSI和PSII。
PSII能够捕获光能,
将其传递给电子传输链中的酶复合物,并将光能转化为光化学能。
而PSI
能够接收来自PSII的电子,将其重新激发,并将光能传递给细胞色素f
复合物,该复合物能够将电子传递给辅助色素NDH。
然后,通过光合电子传递链,光化学能转化为化学能。
在这个过程中,光合作用产生的高能电子将从一个酶复合物传递到下一个酶复合物,以释
放能量。
这个过程是依赖于氧化还原反应的,称为光合作用的氧化反应。
这些电子最终将被用于还原NADP+,形成NADPH。
NADPH将在暗反应中用
于合成有机化合物。
此外,光合作用还会产生氧气。
在发生光化学反应时,水分子被分解
为氢离子、电子和氧气。
其中氧气是光合作用的副产品,被释放到大气中。
这也是植物通过光合作用释放氧气,维持地球上氧气含量的原因之一总结起来,植物的光合作用通过叶绿素捕获太阳能,将其转化为光化
学能,并通过光合电子传递将光化学能转化为化学能。
在这个过程中,植
物合成有机物质,并释放氧气到大气中。
这个过程不仅使植物能够生长和
发育,还对地球生态系统的稳定和维持起着重要的作用。
同时,光合作用
也是地球上碳循环的一个重要组成部分,通过吸收二氧化碳,有助于减少
温室气体的含量。
第三章 植物的光合作用复习题及参考答案
第三章植物的光合作用复习题及参考答案作者: 来源:本站时间:2006-2-22第三章植物的光合作用复习题一、名词解释1、光反应与暗反应;2、C3途径与C4途径;3、光系统;4、反应中心;5、光合午休现象;6、原初反应;7、磷光现象;8、荧光现象;9、红降现象;10、量子效率;11、量子需要量;12、爱默生增益效应;13、PQ循环;14、光合色素;15、光合作用;16、光合作用单位;17、反应中心色素;18、聚光色素;19、激子传递;20、共振传递;21、解偶联剂;22、水氧化钟;23、希尔反应;24、光合磷酸化;25、光呼吸;26、光补偿点;27、CO2补偿点;28、光饱和点;29、光能利用率;30、光合速率;31、C3-C4中间植物;32、光合滞后期;33、叶面积系数;34、共质体与质外体;35、压力流动学说;36、细胞质泵动学说;37、代谢源与代谢库;38、比集转运速率(SMTR);39、运输速率;40、溢泌现象;41、P-蛋白;42、有机物质装载;43、有机物质卸出;44、收缩蛋白学说;45、协同转移;46、磷酸运转器;47、界面扩散;48、可运库与非运库;49、转移细胞;50、出胞现象;51、生长中心;52、库-源单位;53、供应能力;54、竞争能力;55、运输能力。
二、缩写符号翻译1、Fe-S;2、Mal;3、OAA;4、BSC;5、CFl-Fo;6、NAR;7、PC;8、CAM;9、NADP+;10、Fd;11、PEPCase;12、RuBPO;13、P680,P700;14、PQ;15、PEP;16、PGA;17、Pn;18、Pheo;19、PSP;20、Q;21、RuBP;22、RubisC(RuBPC);23、Rubisco(RuBPCO);24、LSP;25、LCP;26、DCMU;27、FNR;28、LHC;29、pmf;30、TP;31、PSI;32、PSII。
三、填空题1、光合作用是一种氧化还原反应,在该反应中,被还原,被氧化;光合作用的暗反应是在中进行的;光反应是在上进行的。
植物的光合作用和光合产物运输
第3 章 植物的光合作用和光合产物运输答案一、名词解释1. 光合作用:光合作用是绿色植物吸收光能、同化CO 2和H 2O 、制造有机物质并释放O 2的过程。
光合作用分为光反应(原初反应、电子传递和光合磷酸化)和暗反应(CO 2同化)。
2. 原初反应:是光合作用起始的光物理化学过程,包括光能的吸收、传递与电荷分离,即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子,使之激发,被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体,使之还原,同时又从原初电子供体获得电子,使之氧化。
3. 光合链:也称光合电子传递链,是指存在光合膜上、一系列互相衔接着的电子传递体组成的电子传递的轨道。
现在被广泛接受的光合电子传递途径是“Z”方案,即电子传递是由两个光系统串联进行,其中的电子传递体按氧化还原电位高低排列,使电子传递链呈侧写的“Z”形。
4. 水氧化钟:放氧复合体含有4个Mn ,包括Mn +、Mn 2+、Mn 3+和Mn 4+。
按照氧化程度从低到高的顺序,将不同状态的含锰蛋白分别称为S 0、S 1、S 2、S 3和S 4。
即S0不带电荷,S 1带1个正电荷,依次到S 4带有4个正电荷。
每一次闪光将S 状态向前推进一步,直至S 4。
然后,S 4从2个H 2O 中获取4个e -,并回到S 0。
此模型称为水氧化钟或Kok 钟。
5. PQ 穿梭:PQ 为质体醌,是光合链中含量最多的电子递体,即可传递电子也可以传递质子,具有亲脂性,能在类囊体膜内移动。
它在传递电子时,也将质子从间质输入类囊体内腔,PQ 在类囊体上的这种氧化还原反复变化称PQ 穿梭。
6. 光合磷酸化:由光驱动的光合电子传递所偶联的将ADP 和无机磷合成ATP 的过程,称为光合磷酸化,这一现象是Arnon1954年用离体叶绿体测出的。
由于与磷酸化相偶联的光合电子传递的方式不同,故将其分为环式光合磷酸式、非环式光合磷酸化与假环式光合磷酸化。
7. 光合单位:指同化1分子CO 2或释放1分子氧所需要的叶绿体色素分子数目。
第三章植物的光合作用
能进行光合作用的细菌称之为光合细菌 。光合细 菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。其中蓝细菌的 光合过程与真核生物相似,紫细菌和绿细菌则不能 分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原 剂。
例如:紫色硫细菌(purple-Sulfur bacteria)和绿色硫 细菌 (green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体,在 光下同化CO2:
色,这种现象叫荧
光现象,发出的光
叫荧光.
磷光现象: 当荧光出现后,立即中断光源,色素分子仍 能持续短时间的“余辉”,这种现象,叫磷
光现象,发出的光叫磷光。
荧光现象与磷光现象产生的原因 (一) 激发态的形成
通常色素分子是处于能量的最低状态-基态(ground state) 。 色素分子吸收了一个光子后,会引起原子结构内电子的重新 排列。
醇
(三)藻胆素
仅存在于红藻和蓝藻中,主 要有藻红蛋白、藻蓝蛋白和 别藻蓝蛋白三类,前者呈红 色,后两者呈蓝色。它们的 生色团与蛋白以共价键牢固 地结合。 藻胆素分子中的四个吡咯环 形成直链共轭体系,不含镁 也没有叶绿醇链。藻胆素也 有收集光能的功能。 由于类胡萝卜素和藻胆素吸 收的光能能够传递给叶绿素 用于光合作用,因此它们被 称为光合作用的辅助色素。
镁卟啉
亲水的“头部”
颜色来源
叶醇基(双萜)
亲脂的尾部
(二) 类胡萝卜素
种类:胡萝卜素和 叶黄素
紫罗兰酮环
溶解性:有机溶剂
颜色:胡萝卜素呈橙 黄色,叶黄素呈黄色 功能:收集光能,防 护多余光照伤害叶绿 素
结构式:C40H56,常 见的为β-胡萝卜素, 叶黄素是胡萝卜素衍 生的醇类,C40H56O2
2. 发射荧光与磷光 激发态的叶绿素分子回至基态时,以光子形式释放 能量。 处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的 光称为荧光(fluorescence)。
第三章光合作用3植物生理学
形成的磷酸丙糖一部分可运 出叶绿体,在细胞质中合成 蔗糖或参与其它反应;
形成的磷酸丙糖一部分则留在 叶绿体中转化成淀粉或蔗糖而 被临时贮藏。
碳同化的总反应式为: 碳同化的总反应式为 3CO2+6H2O+9ATP+6NADPH → PGAld+6NADP+9ADP+9Pi
C3途径的调节 A.自身催化:卡尔文循环产生的中间产物是维持循环所 必须的,增加中间产物的浓度,加速光合。 B.光调节:光调节酶,卡尔文循环中被光调节的酶有5种; C.光合产物转运:叶绿体与胞质之间是通过磷酸转运体联系的,
PEPCase对HCO3-的亲和力很强, PEPCase对HCO3-的亲和力很强,有把外界低浓度 CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用 "CO2泵 CO2浓缩到维管束鞘细胞中的作用--"CO2泵"。 浓缩到维管束鞘细胞中的作用--
㈣ C3植物与C4植物的光合特征
• C3植物:光合作用碳同化最初产物为三碳化合物的植物,
3.3.4 光合作用中蔗糖和淀粉的合成与调节
第四节 光呼吸
一、光呼吸概念:植物的绿色细胞依赖光照,吸收O2和 放出CO2的过程,又称为乙醇酸氧化途径(C2循环)。
确定了最初受体是RuBP,进一步弄清了 整个C3途径的细节。又称之为卡尔文循环。
1 C3途径反应过程:羧化、还原和更新 A.羧化阶段:指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合,并水解 指进入叶绿体的CO 与受体RuBP结合,并水解 产生PGA的反应过程。 产生PGA的反应过程。
CH2-O- P C=O H-C-OH H-C-OH CH2-O- P
Xu5P 5-磷酸木酮糖
PGAld (3-磷酸甘油醛)
考研神圣总结03 植物的光合作用
第三章植物的光合作用1、光合作用的主要器官:叶片。
光和作用的主要细胞器:叶绿体。
2、叶绿体的结构:外膜、内膜、基质、基粒(圆饼状、浓绿色颗粒)、嗜锇滴(脂滴)、基粒类囊体、基质类囊体、3、基质:固定CO2,合成淀粉并贮藏。
4、基粒:类囊体垛叠成基粒,是高等植物光合细胞所特有的膜结构。
光合色素主要集中在基粒中,光能转化为化学能。
5、嗜锇滴:亲脂性醌类物质,叶绿体脂质的仓库,片层合成需要脂质时,从嗜锇滴调用,嗜锇滴就减少,叶绿体衰老时,片层解体,嗜锇滴增大。
6、类囊体:许多片层组成的片层系统。
类囊体膜又称为光合膜,完成光合作用的能量转换7、光合色素:叶绿素(蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素),排列在类囊体膜上。
8、大部分的叶绿素a和叶绿素b具有收集和传递光能的作用,少数特殊状态的叶绿素a有光能转化为化学能的作用。
叶绿素不参与氢传递,而以电子传递和共振传递的方式参与光反应。
叶绿素的“头部”为金属卟(bu)啉环,金属为Mg原子;“尾巴”为叶绿醇链,是亲脂部分。
9、叶绿素吸收光谱最强的两个区域:640—660nm的红光部分,430—450nm的蓝紫光部分,对绿光吸收最少。
胡萝卜素和叶黄素最大吸收带在蓝紫光部分,不吸收红光等长波长的光。
10、荧光和磷光现象:叶绿素被光激发后产生,叶绿素分子的激发是光能转化为化学能的第一步。
叶绿素溶液在透射光(入射光,波长短,能量大)下呈绿色、在反射光(波长长,能量小)下呈红色的现象,叫荧光现象。
叶绿素从第一单线态回到基态发生的光叫荧光;从第一三线态回到基态发出的光做磷光。
胡萝卜素和叶黄素也有荧光现象。
11、叶绿素的合成:四个阶段,需要氮、镁元素。
(谷氨酸→ALA 2ALA→PBG)(4PBG→原卟啉Ⅸ+Mg→Mg原卟啉→→→单乙烯基原叶绿素酯a)(单乙烯基原叶绿素酯a+光+NADPH+原叶绿素酯a氧化还原酶→叶绿素酯a)(叶绿素酯a→→叶绿素a)叶绿素a→→叶绿素b 原卟啉Ⅸ+Fe→亚铁血红素12、植物的叶色:正常的叶子(叶绿素:胡萝卜素=3:1)(叶绿素a:b=3:1)(叶黄素:胡萝卜素=2:1).秋天时叶片衰老,叶绿素易降解,类胡萝卜素较稳定,故叶子呈现黄色。
第三章植物的光合作用_植物生理学
第三章植物的光合作用_植物生理学第三章:植物的光合作用植物的光合作用是植物生理学中一个非常重要的过程,通过光合作用,植物能够将光能转化为化学能,并且产生出氧气和有机物质,为植物自身生长和发育提供能量和养分,也间接地为其他生物提供能源。
植物的光合作用是在叶绿体中进行的。
叶绿体是植物细胞中的一种细胞器,它含有叶绿素,可以吸收太阳光中的能量。
光合作用主要包括光能的吸收、光能的转换和产物的合成三个过程。
首先,光能的吸收过程。
植物的叶绿体中含有多种不同类型的叶绿素,它们能够吸收不同波长的光。
叶绿素中的色素分子吸收光子后激发,成为激发态叶绿素。
不同的叶绿素吸收不同波长的光,其中最主要的是吸收红光和蓝光的叶绿素a,然后是辅助叶绿素如叶绿素b和叶黄素等。
叶绿体中的叶绿素主要吸收短波长的光,因此植物呈现出绿色。
其次,光能的转换过程。
当叶绿素吸收光子之后,其中的电子被激发出来,并且通过一系列的电子传递过程,在两个光化学反应中最终形成高能态分子ATP和NADPH。
这两种高能物质是植物光合作用最重要的产物,它们为植物提供了能量和电子。
ATP是一种能量通货,它可以通过释放磷酸基团的能量来驱动其他细胞活动。
NADPH是一种电子载体,它可以将电子传递给碳固定反应中的酶,驱动二氧化碳的还原反应。
最后,产物合成过程。
产生的ATP和NADPH被用来驱动碳固定反应,也就是光合作用的第二阶段。
在这个阶段中,植物利用ATP和NADPH将二氧化碳还原成有机物质。
这个过程中最重要的酶是光合酶RuBisCO,它将二氧化碳与一种五碳糖RuBP反应生成六碳糖,然后分解成两个三碳糖PGA。
PGA在一系列酶催化作用下转化为三碳糖G3P,部分G3P能够通过其他途径转化为其他有机物质,但大部分会再次参与碳固定反应生成更多的RuBP。
总结起来,植物的光合作用是植物生理学中的一个重要过程,通过光合作用植物能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并产生氧气。
植物生理学题库-03 光合作用作业及答案
第三章光合作用一、名词解释1.光合色素:指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。
2.原初反应:包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变,即由光所引起的氧化还原过程。
3.红降现象:当光波大于685nm时,虽然仍被叶绿素大量吸收,但量子效率急剧下降,这种现象被称为红降现象。
4. 爱默生效应:如果在长波红光(大于685nm)照射时,再加上波长较短的红光(650nm),则量子产额大增,比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
5.光合链:即光合作用中的电子传递。
它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体,当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。
其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递,最后传递给NADP+。
光合链也称Z链。
6.光合作用单位:结合在类囊体膜上,能进行光合作用的最小结构单位。
7.作用中心色素:指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。
8.聚光色素:指没有光化学活性,只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。
聚光色素又叫天线色素。
9.希尔反应:离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。
10.光合磷酸化:叶绿体(或载色体)在光下把无机磷和ADP转化为ATP,并形成高能磷酸键的过程。
11.光呼吸:植物的绿色细胞在光照下吸收氧气,放出CO2的过程。
光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化,乙醇酸来源于RuBP的氧化。
光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。
12.光补偿点:同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。
13.CO2补偿点:当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时,外界的CO2浓度。
14.光饱和点:增加光照强度,光合速率不再增加时的光照强度。
15.光能利用率:单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量,占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。
16. 碳素同化作用:自氧植物吸收二氧化碳,将其转变成有机物的过程,称为植物的碳素同化作用。
植物光合作用
植物光合作用
植物光合作用是植物通过光能转化为化学能的过程。
在光合作用中,植物利用叶绿素和其他色素吸收光能,将其转化为植物能够利用的化学能。
光合作用可以分为两个关键步骤:光能捕捉和光化学反应。
在光能捕捉阶段,叶绿素分子吸收光的能量,并将其转化为激发态。
这些能量激发态的叶绿素分子随后通过光能传递链传递能量,最终达到反应中心。
同时,水分子还被分解为电子、氧气和氢离子。
光化学反应阶段发生在反应中心。
激发态叶绿素分子的能量被用于驱动一系列的化学反应,其中最重要的是光合作用的核心反应——光化学还原和光化学氧化。
光化学还原产生的电子被用于合成ATP(三磷酸腺苷)和NADPH(辅酶NADP+还原型),这些物质是植物细胞中重要的能量和还原力来源。
而光化学氧化则是通过将电子从反应中心传递到电子接受者来产生氧气。
总的来说,植物光合作用通过将光能转化为化学能,为植物提供能量和还原力,同时释放氧气。
这个过程是植物生长和发展所必需的,也对整个生态系统的稳定性起着重要的作用。
植物的光合作用与光呼吸
● 04
第四章 光合作用中的暗反 应
暗反应的过程
暗反应主要发生在叶 绿体基质中,通过碳 同化酶固定二氧化碳 为糖类物质。暗反应 不依赖光能,但需要 光 反 应 提 供 的 AT P 和 NADPH作为能量来 源。
暗反应的途径
卡尔文循环
主要的固碳途径
C4途径
在高温、干旱等 条件下的适应策
略暗反应的产物环境因素 Nhomakorabea 光合作用的
影响
研究环境如温度、 湿度等对光合作
用的影响
提高光合效 率的方法
寻找提高植物光 合效率的技术途
径
结语
01 光合作用是自然界的奇迹
探究光合作用的神奇之处
02 植物生长发育的基础
了解光合作用在植物生长中的重要性
03 促进生态平衡的实现
探讨光合作用对生态系统的平衡作用
未来展望
光合作用机制
光呼吸的概念
植物反应
光呼吸是植物在光照条件 下将氧气还原为二氧化碳 的反应
能量损耗
光呼吸是一种对光合作用 产物的消耗,会降低植物 的光合效率
光呼吸的影响
氧气消耗
光呼吸导致氧气 浪费
蒸腾量增加
光呼吸增加了植 物蒸腾量
效率下降
光呼吸减低光合 作用效率
● 02
第2章 叶绿素的结构与功能
叶绿素的结构
植物的光合作用与光呼吸
汇报人:XX
2024年X月
目录
第1章 植物的光合作用与光呼吸 第2章 叶绿素的结构与功能 第3章 光合作用中的光反应 第4章 光合作用中的暗反应 第5章 光合作用与植物生长 第6章 总结与展望
● 01
第1章 植物的光合作用与光 呼吸
光合作用的定义
第3章植物光合作用
第三章植物光合作用一、名词解释(写出下列名词的英文并解释)温室效应集光(天线)色素作用中心色素荧光现象光合膜原初反应光合链光合强度光合单位同化力红降现象爱默生效应(双光增益效应)非环式光合电子传递环式电子传递假环式电子传递Hill反应PQ穿梭光合磷酸化C3途径C4途径CAM途径光调节酶Rubisco 光呼吸(C?途径)光补偿点光饱和点CO2补偿点CO2饱和点光合量子效率光合量子需要量光能利用率叶面积指数二、填空题1 1 地球上有三种碳素同化类型,它们究别是、和。
2 2 产生温室效应的主要气体是和。
3 3 叶绿体的结构由、和三大部位组成。
4 4 叶绿素a和b在可见光的光区和光区都有两吸收高峰。
5 5 叶绿素a与b相比在兰紫光区的吸收波长短而红光区的吸收波长长。
6 6 叶绿素b与a相比在兰紫光区的吸收波长而红光区的吸收波长。
7 7 类胡萝卜素在 ______________ 光区有吸收峰。
8 8 类胡萝卜素分布在细胞的中,而花青素分布在中。
9 9 植物合成叶绿素的起始物质是谷氨酸或a酮戊二酸;从原叶绿素酸酯转变成叶绿素酸酯还必需有光和NADPH 才能进行。
10 10叶绿体分子的端为亲水端,端为亲脂端,因而它可以定向排列在类囊体膜上。
11 11类胡萝卜素的主要功能是和。
12 12高等植物的作用中心色素是。
13 13光能在色素分子之间传递,其波长逐渐,能量逐渐。
14 14叶绿体色素吸收光能后,其光能主要以方式在色素分子之间传递。
在传递过程中,其波长逐渐,能量逐渐。
15 15叶绿体内起吸收,传递光能的色素分子称为,而起激发光化学反应的色素分子称为。
16 16从光能转化的角度看,兰紫光被叶绿体色素 b 吸收后,比被类胡萝卜素吸收后传递到作用中心的转化效率要高。
17 17在强光下,兰紫光被叶绿体色素吸收后,比被吸收后对植物危害轻。
18 18叶绿体中起吸收并转变光能的部位是,而固定和同化CO2的部位是。
19 19光合链上的PC,中文叫,它是通过元素Cu 的变价来传递电子的。
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第三章植物光合作用一、名词解释(写出下列名词的英文并解释)温室效应集光(天线)色素作用中心色素荧光现象光合膜原初反应光合链光合强度光合单位同化力红降现象爱默生效应(双光增益效应)非环式光合电子传递环式电子传递假环式电子传递Hill反应PQ穿梭光合磷酸化C3途径C4途径CAM途径光调节酶Rubisco 光呼吸(C2途径)光补偿点光饱和点CO2补偿点CO2饱和点光合量子效率光合量子需要量光能利用率叶面积指数二、填空题11地球上有三种碳素同化类型,它们究别是、和。
22产生温室效应的主要气体是和。
33叶绿体的结构由、和三大部位组成。
44叶绿素a和b在可见光的光区和光区都有两吸收高峰。
55叶绿素a与b相比在兰紫光区的吸收波长短而红光区的吸收波长长。
66叶绿素b与a相比在兰紫光区的吸收波长而红光区的吸收波长。
77类胡萝卜素在光区有吸收峰。
88类胡萝卜素分布在细胞的中,而花青素分布在中。
99植物合成叶绿素的起始物质是谷氨酸或α-酮戊二酸;从原叶绿素酸酯转变成叶绿素酸酯还必需有光和NADPH 才能进行。
1010叶绿体分子的端为亲水端,端为亲脂端,因而它可以定向排列在类囊体膜上。
1111类胡萝卜素的主要功能是和。
1212高等植物的作用中心色素是。
1313光能在色素分子之间传递,其波长逐渐,能量逐渐。
1414叶绿体色素吸收光能后,其光能主要以方式在色素分子之间传递。
在传递过程中,其波长逐渐,能量逐渐。
1515叶绿体内起吸收,传递光能的色素分子称为,而起激发光化学反应的色素分子称为。
1616从光能转化的角度看,兰紫光被叶绿体色素 b 吸收后,比被类胡萝卜素吸收后传递到作用中心的转化效率要高。
1717在强光下,兰紫光被叶绿体色素吸收后,比被吸收后对植物危害轻。
1818叶绿体中起吸收并转变光能的部位是,而固定和同化CO2的部位是。
1919光合链上的PC,中文叫,它是通过元素Cu 的变价来传递电子的。
2020光合链上通过元素Cu的变价传递电子的组分是。
2121类囊体膜上的PQ库具有传递和的特点。
2222光合链上的PQ是一类醌类物质,其功能是传递和。
2323光合链上组分比例最高的物质是,其功能是传递。
2424光合链上的Fd,中文叫,它是通过元素的变价来传递电子的。
2525PSI中,电子的原初供体是,电子原初受体是。
2626PSII中,电子的原初供体是,电子原初受体是。
2727非环式电子传递及其磷酸化过程所涉及的产物有、和。
2828绿色植物通过非环式电子传递和光合磷酸化作用,将光能转变成和中的化学能,在此过程中还有的释放。
2929同化力是指和,它们将用于光合作用中的过程。
3030在光合链中,电子的最终供体是,电子最终受体是。
3131在光合作用中,同化力中的A TP用于和,NADPH则用于。
3232三碳植物光合作用的CO2受体是,初产物是。
C4途径中的受体是,初产物是。
3333在CO2同化中,ATP是用于和,NADPH则是用于。
3434C3植物每同化1分子CO2,需要消耗分子ATP和分子NADPH。
3535C3植物每同化1分子CO2,一般需吸收8~10 个光量子,其量子效率为1/8~1/10 。
3636C4植物种类很多,最常见的是,和等。
3737高等植物的Rubisco是由大亚基和小亚基组成,大亚基由基因编码,而小亚基由基因编码。
3838植物的Rubisco活化不但需要和离子,还需要Rubp活化酶催化。
3939C4植物的RuBP羧化酶分布在部分,PEP羧化酶分布在部位。
4040C4途径中,PEP羧化酶催化与生成。
4141C4植物的C3途径是在部位进行的,其固定CO2的酶是酶。
4242C4植物在细胞固定CO2形成后,即将其运入细胞进行碳同化。
4343C4植物每同化1分子CO2,需要消耗 5 分子ATP和分子NADPH。
4444CAM植物在夜间固定CO2的酶是酶,白天固定CO2的酶是酶。
4545CAM植物夜间其液泡的pH ,这是由于积累了大量引起的。
4646CAM植物夜间其气孔,淀粉,液泡内积累大量的。
4747CAM植物在晚上固定CO2后形成,再还原为积累在液泡中。
4848CAM植物在水分充足的环境中,白天气孔进行光合途径。
4949常见的CAM植物有和等。
5050相比较而言,酶光合时较难利用13CO2其光合产物中积累的δ13C值与大气或地质比差值。
5151、和等光合碳循环的酶是光调节酶。
5252相比较而言,酶光合时较易利用13CO2其光合产物中积累的δ13C值与大气或地质比差值。
5353光合作用中,电子的最终供体是,电子最终受体是。
5454光呼吸的底物是乙醇酸,它是在(细胞器)内由酶催化形成的。
5555光呼吸可能的生理意义有、和等。
5656光呼吸是依次在、、三种细胞器中进行的。
5757光呼吸在细胞器叶绿体和过氧化物酶体中消耗O2,在细胞器线粒体中放出CO2。
5858Rubisco催化底物加氧生成PGA 和,后者是光呼吸底物的主要来源。
5959在炎热的中午,叶片因水势下降,引起气孔开度下降,这时气孔导度,胞间CO2浓度。
水稻、小麦等植物光合下降,其原因是酶加快反应,导致上升。
气孔导度表示的是气孔张开的程度6060在炎热的中午,叶片因水势下降,引起气孔开度下降,这时气孔导度,胞间CO2浓度。
高粱、玉米等植物不“午休”,其原因是酶对亲和力高,使不发生加氧反应。
6161光合作用中,磷酸丙糖是在内合成的,蔗糖是在里合成的。
6262叶绿体间质中的磷酸丙糖转移到部位,转移时要有与之对等交换,才能在该部位进一步合成蔗糖。
6363光合作用细胞在合成蔗糖时,1,6-二磷酸果糖酶(FBPase)酶受F2-6P的高度调节。
在F2-6P下降时,蔗糖合成增加。
F-2,6-P抑制FBPase的活性6464在光下由于上升及下降,导致,2-激酶活性下降,酯酶活性提高,使F2-6P含量下降,蔗糖合成增加。
6565糖叶与淀粉叶在方面有较大差异,糖叶光合时主要形成,并及时的。
粉叶光合产物先形成;并积累在中。
6666国际通用的光强标准单位是和。
6767农作物中,和是三碳植物,而和是四碳植物。
6868对C3农作物进行CO2施肥,既可提高其,又可降低,因此能增加光合产物的积累。
6969与C3植物相比,C4的光饱和点,CO2补偿点,呼吸作用。
7070提高环境CO2浓度,棉花、水稻等植物的光合速率,但玉米、高梁等植物的光合速率。
7171近期大量的研究表明,在不增加N投入的情况下,增加大气CO2浓度对光合途径植物可暂时增加光合,而对光合途径植物来说,光合反会下降。
7272与C3植物相比,C4的光补偿点高,主要是因为量子效率低。
7373强光导致光合下降的现象称光抑制,其主要原因是、、和等所致。
7474在水分不足的情况下,植物光合下降,其原因有和。
7575在水分不足的情况下,植物光合下降伴随着Ci的下降和气孔导度的下降,该时光合的限制因子主要是。
如植物光合下降伴随着气孔导度的下降和Ci的上升,该时光合的限制因子主要是。
7676在光合最适温度以下,如提高温度,CO2补偿点,饱和点。
7777在光合最适温度以上,提高温度CO2补偿点,饱和点。
7878对多种农作物进行CO2施肥,既可提高,又可降低其。
7979O2对植物光合作用的抑制称效应。
8080Chlororespiration是指。
三、选择题1. 温室效应的主要成因是大气含量增多造成的。
(1)O3+ CO2(2)CO2+SO2(3) HF+CH4(4)CO2+CH42. 叶绿素分子的叶醇基是化合物。
(1)脂肪醇(2)倍半萜(3)二萜(4)单萜3. 叶绿素分子的头部是化合物。
(1)萜类(2)Fe卟啉环(3)Fe吡咯环(4)Mg卟啉环4. 叶黄素分子是化合物。
(1)单萜(2)倍半萜(3)二萜(4)四萜5. 红光的波长大致在mm范围。
(1)250-390 (2)390-480 (3)500-600 (4)620-7006. 在400-700nm光波长中,对植物光合作用不重要的波长段是。
(1)黄光区(2)红光区(3)绿光区(4)蓝紫光区7. 叶绿素提取液,如背着光源观察,其反射光是。
(1)暗红色(2)橙黄色(3)绿色(4)蓝色8. 早春,作物叶色常呈浅绿色,主要是引起的。
(1)吸收氮肥困难(2)光照不足(3)气温偏低(4)细胞内缺水9. 光合链中的最终电子受体是。
(1)H2O (2)CO2(3)O2(4)NADP10. 光合作用中的最终电子受体是。
(1)H2O (2)CO2(3)O2(4)NADP11. 光合作用中的电子传递发生在在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中12. 光合作用中的碳同化发生在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中13. 光合作用中的光合磷酸化发生在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中14. 光合作用中的光能吸收和传递发生在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中15. 光合作用中的原初反应发生在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中16. 光合作用中A TP和NADPH的形成,发生在。
(1)叶绿体膜上(2)类囊体膜上(3)叶绿体间质中(4)类囊体腔中17. 通过光合作用的原初反应把。
(1)光能变为电能(2)光能变为化学能(3)电能变为化学能(4)水分解18. 光合作用的原初反应是指光能转变成的过程。
(1)电能(2)化学能(3)同化力(4)碳水化合物19. 光合作用的光化学反应是指的过程。
(1)光能吸收传递(2)光能变电能(3)光能变化学能(4)电能变化学能20. 光合作用的电子传递是的过程。
(1)光能吸收传递(2)光能变电能(3)光能变化学能(4)电能变化学能21. 光合作用的碳同化的过程是的过程。
(1)光能变电能(2)活跃的化学能变为稳定的化学能(3)电能变化学能(4)稳定的化学能变为稳定的化学能22. 作用中心色素的直接功能包括。
(1)吸收光能(2)通过诱导共振传递光能(3)利用光能推动电子流动(4)推动跨膜H+梯度的形成23. 光合作用放氧是在叶绿体的部位发生的。
(1)被膜(2)间质(3)光合膜上(4)类囊体内腔24. 高等植物光合作用产生的O2来自。
(1)CO2(2)H2O (3)H2S (4)HOCH(CH3)CH325. PSII的原初电子受体应为。
(1)Pheo(去镁叶绿素) (2)Q (3)PQ (4)Ao26. 光合链中,数量最多又同时起电子、质子传递的组成是。
(1)Fd (2)PQ (3)QA (4)NADP+27. 光合链中的最终电子供体是。
(1)H2O (2)CO2(3)O2(4)NADP+28. 光合链上的PC是一种含元素的电子递体。