岩溶区4种石山植物光合作用的光响应

西北林学院学报2009,24(1):44~48

Jo ur na l of N o rthwest F or estr y U niv ersity

岩溶区4种石山植物光合作用的光响应1

张中峰1,黄玉清1,莫凌1,袁维园1,2

(1.广西壮族自治区、中国科学院广西植物研究所,广西桂林541006; 2.广西师范大学,广西桂林541002)

摘要:为阐明石山植物对光与水分的适应能力,采用L-i6400光合作用测定系统,对岩溶区石山植物红背山麻杆、九龙藤、青檀和圆叶乌桕生长盛期的光响应曲线进行了测定,并利用非直角双曲线模型对4种植物光合作用生理参数进行拟合。结果表明;红背山麻杆具有较高的光饱和点L sp (1026.57L m ol#m-2#s-1)、最大净光合速率P max(11.52L m ol#m-2#s-1)和较低的光补偿点L cp(3.87L mol#m-2#s-1),表现为典型的喜阳性特点;九龙藤的表观量子效率A(0.075)最大,L sp (627.71L mol#m-2#s-1)、L cp(2.06L mo l#m-2#s-1)、P max(6.68L mo l#m-2#s-1)最低,表现为弱阳性特点;青檀和圆叶乌桕表观量子效率较低,分别为:0.054、0.060,L sp和L cp都相对较高,表现为阳性植物特点;九龙藤与红背山麻杆水分利用效率高于乔木树种青檀与圆叶乌桕。九龙藤与红背山麻杆在高温干旱的岩溶环境下具有较好的适应性,而青檀与圆叶乌桕虽然光合能力较强,但较低的水分利用效率不利于在石山上生存,这可能是岩溶区石山上高大乔木较少,而以灌丛植被类型为主的原因之一。

关键词:岩溶区;石山植物;光合作用;光响应曲线;水分利用效率

中图分类号:S718.43文献标识码:A文章编号:1001-7461(2009)01-0044-05

Photosynt hesis Light Response Characteristics of Four Limestone

Plants in Karst A rea

ZHANG Zhong-feng1,HUANG Yu-qing1,MO Ling1,YUAN We-i yuan1,2

(1.Guang xi I nstitu te of Botany,G uangx i Zhuang zu A utonomou s R egion and the Chinese A cade my of Science s,

G uilin,G uang xi541006,China;2.G uangx i Normal Univ er sity,G uilin,G uang xi541002,China)

Abstract:T he aim of this study w as to reveal the adaptation respo nse of limesto ne plants to light and w a-ter.T he light response curves of limestone plants Alchornea trew ioides,Bauhinia cham p ionii,Pter oceltis tatar inow ii,Sap ium rotund if olium w ere measur ed w ith Licor-6400Photosynthesis A nalyzer in Karst are-a,and parameters of photosy nthesis w er e sim ulated by no n-rectang le hyper bo lae function.The r esults show ed that A.tr ew ioides had high lig ht saturatio on point(L sp1026.57L mo l#m-2#s-1)high max um um net pho to synthetic rate(P max11.52L m ol#m-2#s-1),and low light compensation point(L cp3.87L m ol# m-2#s-1),featuring in typical sciophytes characteristic. B.champ ionii had high apparent quantum y ield A(0.075)and low L sp(627.71L mo l#m-2#s-1)、L cp(2.06L mol#m-2#s-1)、P max(6.68L mol#m-2# s-1),featuring in w eak sciophytes characteristic.P.tatar inow ii and S.r otundif olium show ed sciophytes character istic,they had low A and high L sp and L cp.T he w ater use efficiency(WUE)of A.tr ew ioid es and B.champ ionii w ere hig her than those of P.tatar inow ii and S.r otundif olium. B.cham p ionii and A. tr ew ioides could adapted w ell to the droug ht and therm al Karst environment.While P.tatarinow ii and S. rotundif olium hav e hig her light utlizing capibility and low er W UE.This maybe one result of limestone

1收稿日期:2008-03-17修回日期:2008-06-30

基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAC01A10);中国科学院西部之光人才培养项目(2005);广西自然科学基金(桂科回0575009)作者简介:张中峰,男,硕士,研究实习员,主要从事岩溶植物生理生态研究.E-m ail:z fz han gw w w@https://www.wendangku.net/doc/6016314888.html,。

hills w ere lack of tree but m ainly distr ibuting shrubbery in Karst area.

Key words:Kar st area;limestone plants;photosynthesis;light response cur ve;w ater use efficiency

我国西南岩溶区面积达50万km2多,这一区域生态系统较脆弱,石漠化不断加剧,并且以2500 km2/a的速度不断扩展[1]。岩溶区的石漠化不仅严重破坏了生态地质环境,而且造成土地生产力下降,严重影响了农林牧的生产和人类生存。研究这一地区植物光合作用对环境因子的响应特点,探讨石山植物对环境的适应能力,对恢复岩溶区退化的植被生态系统有着重要意义。谢会成等[2]与彭晓邦等[3],分别对栓皮栎(Quercus var iabilis)林和锐齿栎(Q.aliena)林内植物光合特点进行了研究,结果发现植物光饱和点、光补偿点均表现为乔木>灌木>草本,灌木与草本对弱光的利用能力较强,乔木占据上层优势,光合与蒸腾都较下层植物强烈。渠春梅等[4]的研究表明,藤本植物水分利用效率最高,乔木和灌木差别不大。黄玉清等[5]对西南岩溶石漠化地区先锋植物种类光合、蒸腾与水分利用效率的研究发现,乔木任豆(Zenia insignis)有较好的耐受强光的能力,蒸腾作用受气孔调节明显,有较好的适应能力,并能够对下层藤灌植物适当遮荫,提高下层植物水分利用效率。刘锦春等[6]对重庆石灰岩地区灌木十大功劳(M ahonia f ortunei)光合特性研究发现,十大功劳有较高的水分利用效率,但以牺牲光能利用效率为代价,认为灌木的这种特性适应高大乔木较少的石灰岩地区。余龙江等[7]通过解剖学方法研究了岩溶区灌木黄荆(Vitex negundo)和檵木(L or op etalum)的生理特征,发现植物叶片维管组织发达程度、叶片及上下表皮厚度等均高于非岩溶区,这些特点有利于适应岩溶区的高温干旱环境。本文以藤本植物九龙藤、灌木红背山麻秆、乔木青檀和圆叶乌桕为材料,用Licor-6400光合测定系统测定4种植物的光响应曲线,并采用非直角双曲线模型拟合光合参数,比较不同植被层植物光合生理特征,探讨石山植物对环境的适应能力,为岩溶区退化生态系统植被恢复、不同尺度的植被生理生态过程模拟和森林生态系统生产力等研究提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

研究地区位于桂林市雁山公园方竹山,为典型岩溶地貌类型,地理位置110b18c E,25b04c N。该地区属中亚热带季风气候区,年降雨量1900m m,年平均日照约1550h,年平均气温为19e。山顶处海拔为184m,山体高差<50m,总体岩石裸露度山体上部>80%,下部约40%,土壤为棕黑色石灰土,土层平均厚度约6~9cm。山顶植物群落乔木层主要有圆叶乌桕(Sap ium r otund if olium)、水冬瓜(Sinoad ina r acemosa)、青檀(P teroceltis tatari-now ii)等种类,高度约4~6m,盖度45%;灌木层主要以九龙藤(Bauhinia champ ionii)、粗糠柴(M all-otus p hilip p ensis)、红背山麻杆(A lchor nea trew ioides)、雀梅藤(S ager etia thea)等石山特性较强的植物种类为代表,攀爬于裸岩上,盖度约50%。试验材料中,红背山麻杆为大戟科灌木,九龙藤为蝶形花科常绿攀援藤本,圆叶乌桕为大戟科落叶乔木,青檀为榆科落叶乔木。

1.2方法

选择在2006年7月天气晴朗的18日、19日,应用LI-6400便携式光合系统分析仪(LI-COR, Inc,U SA)对九龙藤、红背山麻秆、青檀和圆叶乌桕4种植物的健康植株进行测定,测定时间选择在上午9:00~12:00。叶片选取生长良好、中等成熟度的同龄向阳植物叶片。测定时,在自然CO2浓度条件下(约375L mol#mol-1),叶片温度控制在(29?

0.5)e,利用仪器配备的红、蓝人工光源(LI6400-02B LED),设定光有效辐射强度(PAR)由高到低依次为2200,1800,1500,1200,900,600,400,200, 100,50,30,15,5L m ol#m-2#s-1,每个光强下适应3~5min后测定,每个树种重复测定6组叶片;仪器自动记录净光合速率(P n)、蒸腾速率(T r)、气孔导度(G s)、胞间CO2浓度(C i)、大气CO2浓度

(C a)等指标。

1.3数据处理

用SPSS13.0对测定的光合数据采用非直角双曲线方法进行拟合,得出相应的参数,并分别对每个树种的各个参数值求平均。非直角双曲线模型[8,9]:

P n=

A Q+P max-A Q+P max)2-4A QK P max

2K

-R day

其中P n:净光合速率,P max:最大净光合速率,K:曲角,R day:光下呼吸速率,Q:光合有效辐射,A:初始量子效率;在拟合的光响应曲线中,P n=0时的Q 值为光补偿点L cp(light com pensation point);P n= P max时的Q值为光饱和点L sp(lig ht saturatioon point)[10];W UE(w ater use efficiency)为水分利用效率,是净光合速率与蒸腾速率的比值。

45

第1期张中峰等岩溶区4种石山植物光合作用的光响应

2 结果与分析

2.1 不同树种的拟合参数比较

2.1.1 光补偿点与光饱和点 植物叶片的光饱和点与光补偿点反映了植物对光照条件的要求,光补偿点较低、光饱和点较高的植物对光环境的适应性较强;而光补偿点较高、光饱和点较低的植物对光照的适应性较弱[11]

。由表1知,九龙藤光饱和点与光补偿点均较低,表明它相对其它3种植物比较耐荫,光合能力相对较弱,但对弱光利用能力较强,这可能是它能在石山植被下层生长的原因之一;红背山麻杆光补偿点低而光饱和点高,表明其对光的适应能力较强。圆叶乌桕光补偿点与光饱和点在4种植物中最高,分别为16.59L mo l #m -2#s -1和1036.64L mol #m -2

#s -1,青檀光补偿点仅次于圆叶乌桕为7.05L mo l #m -2#s -1,光饱和点为896.67L mo l #m -2#s -1,表明这两种乔木植物均具有较高的光合能力。

2.1.2 表观量子效率 表观量子效率是植物对CO 2同化的表观光量子效率,反映了植物光合作用

的光能利用效率,尤其是对弱光的利用能力[12]

。有研究表明植物的最大初始量子效率理论上在0.08~0.125之间,但在自然条件下的A 值远小于理论值,植物的A 值一般在0.04~0.07之间[12~14]

,本文用拟合得出的表观量子效率在0.054~0.075之间(表1)。4种植物A 大小顺序为:九龙藤>红背山麻杆>圆叶乌桕>青檀,可看出九龙藤与红背山麻杆叶片光能转化效率较高,而圆叶乌桕与青檀叶片光能转化效率低,其对光的响应敏感性较差。2.1.3 最大净光合速率与暗呼吸速率 在适当的条件下得出的光饱和时的最大净光合速率是衡量叶片光合潜力的重要指标[15],4种石山植物中红背山麻杆P max 最大,九龙藤最小,圆叶乌桕与青檀居中(图1)。暗呼吸速率主要受植物生长状态和温度的影响,本试验在植物的生长旺盛期进行,暗呼吸速率主要受空气温度影响,4种植物中圆叶乌桕暗呼吸速率最高达1.043L mo l #m -2#s -1,九龙藤最小,仅0.270L mo l #m

-2

#s

-1

,这主要因为九龙藤生长

在群落的下层,圆叶乌桕在群落上层,下层空气温度相对比上层低,使植物的暗呼吸速率有差异。

表1

非直角双曲线模型拟合的4种植物光合作用参数

Table 1 Photos ynthetic parameters of four lim estone plants from non -rectangle h yperbola model

材料A P max /L m ol #m -2#s -1

R day /

L mol #m -2#s -1

L CP /L m ol m -2s -1

L SP /

L mol m -2s -1K R 2红背山麻杆0.071?0.00411.519?2.1620.316?0.191 3.868?2.4041026.57?42.5170.93?0.050.966九龙藤0.075?0.006 6.680?0.5750.270?0.137 2.063?3.597627.71?2.3430.88?0.190.982青檀0.054?0.0029.715?1.2840.454?0.0337.045?0.267

896.67?34.874

0.79?0.170.998圆叶乌桕

0.060?0.017

10.705?2.313

1.043?0.377

16.594?9.4531036.64?52.544

0.80?0.51

0.

999

图1 非直角双曲线拟合的4种石山植物光响应曲线

Fig.1

Light res pon se cu rves of four limeston e plants fitted by non -rectangle h yperbola model

2.2 光合参数的光响应过程

2.2.1 胞间二氧化碳浓度与气孔导度

许大

全[16]认为,胞间CO 2浓度的下降是判定光合作用受气孔限制不可缺少的条件,气孔导度值C i 的增加则是光合作用非气孔限制的最可靠判断。在光强达到光饱和点之前,随着净光合速率的增加,青檀、圆叶乌桕和红背山麻杆3种植物的胞间CO 2浓度逐渐降低最后趋于平缓,而九龙藤胞间CO 2浓度一直在

降低(图2);结合气孔导度值来看(图3),青檀和圆叶乌桕在光合有效辐射达到饱和点之后气孔导度值仍然在升高,表明这2种植物净光合速率的降低不

是由于气孔的关闭引起CO 2供应不足造成的,而是受强光下光抑制的加强等非气孔限制因素的影响。九龙藤在达到光饱和点后其气孔导度值持续下降,表明其光合速率的降低主要由气孔的关闭引起胞间CO 2浓度降低造成的。红背山麻杆在低光强下其

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西北林学院学报24卷

气孔导度值较低,在高光强下气孔导度值升高较快,在达到光饱和点之后,气孔导度值仍很高,在光强达到1800L mol #m -2#s -1后气孔导度值逐渐下降,表明其对光的适应能力较强,净光合速率的降低主

要受非气孔限制因素的影响。

图2 胞间二氧化碳浓度的光响应

Fig.2 Ligh t respons es of

Ci

图3 气孔导度的光响应

Fig.3 Light res ponses of Gs

2.2.2 蒸腾速率与水分利用效率 随着光强的增加,青檀和圆叶乌桕蒸腾速率逐渐升高(图4),尤其是圆叶乌桕蒸腾速率在4种植物中最高;红背山麻杆蒸腾速率随光强升高而不断增加,但随气孔导度值的变化而波动较大;九龙藤的蒸腾速率一直保持稳定的状态。4种植物蒸腾速率的变化情况与气孔导度值的变化基本相似。从图5可看出,乔木植物青檀与圆叶乌桕的水分利用效率明显低于灌木植物红背山麻杆和藤本植物九龙藤;在光强达到800L mol #m -2#s -1之前,4种植物水分利用效率均持续上升,而后随光强的增加不断降低,只有九龙藤水分利用效率一直保持较高水平,在光强达到1800L mol #m

-2

#s

-1

后才逐渐下降,表明在强光下九龙

藤的水分利用效率有明显的优势,其光合与蒸腾作用相对较低,但水分利用效率保持较高水平,能充分利用水资源。从以上分析可以看出九龙藤与红背山麻杆对缺乏水分的岩溶石山有较强的适应性,而圆

叶乌桕与青檀虽然其光饱和点较高,对光的利用能

力较强,但其水分利用效率较低。

图4 蒸腾速率的光响应

Fig.4

Light res pon ses of Pn

图5 水分利用效率的光响应

Fig.5 Lig ht respons es of W UE

3 结论与讨论

通过对4种石山植物光响应特征的研究,结果发现青檀、圆叶乌桕和红背山麻杆在光合有效辐射

超过光饱和点时,净光合速率的降低主要受强光下光抑制的加强等非气孔限制因素影响;而九龙藤则能通过气孔调节来避免强光的伤害,净光合速率的降低主要由气孔的关闭引起胞间CO 2浓度的降低引起。九龙藤水分利用效率最高,红背山麻杆次之,这两种植物对干旱的岩溶石山环境有较强的适应能力;乔木树种青檀与圆叶乌桕生长在群落上层,能充分利用光能,但对水分的利用效率相对较低。

岩溶区森林群落一旦遭到破坏,进行乔木树种的恢复比较困难,而通常情况下藤本植物和灌木相对乔木树种有较高的水分利用效率,这可能是岩溶区植被常以灌丛为主,乔木林一旦被破坏很难恢复的原因之一。研究发现,桂西南岩溶石漠化区植被乔木树种少、组成简单,植被覆盖以灌木为主,进行恢复时灌木恢复能力明显强于乔木树种[17]。对岩溶区常绿灌木十大功劳研究发现,十大功劳光合与蒸腾作用都很低,但有较高的水分利用效率,这使得它能很好地适应岩溶环境[6]。水分因子常常是植物生长的限制因子,在干旱条件下,水分利用效率越大,则表明植物节水能力越强,耐旱生产力越

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第1期张中峰等 岩溶区4种石山植物光合作用的光响应

高[18,19]。乔木植物为适应高温干旱环境,常具有较高的光合与蒸腾作用[5]。但对于缺水的岩溶区,过度的蒸腾作用会使得土壤更加缺水,水分利用效率低的乔木树种最容易受到干扰和破坏。黄玉清等[5]对岩溶区适生乔木树种任豆研究发现,相对于藤本植物金银花任豆不仅有较高的光合速率和蒸腾速率,而且水分利用效率也较高,这表明在岩溶区水分利用效率高的乔木树种也能成为植被恢复的先锋树种。

有研究表明非直角双曲线模型拟合的光合作用参数具有生物学意义,拟合的曲线比较符合植物的光响应过程[14,20]。本文采用此模型拟合的4种石山植物光合作用生理参数比较理想,能反应石山植物光合特点。在非直角双曲线模型中,LSP的计算方法是利用200L m ol#m-2#s-1以下的光有效辐射与光合速率拟合的直线方程,与经过最大净光合速率并平行于x轴的直线相交,交点对应的x值作为L SP[20~22],但用此方法计算所得L SP值往往与实测值相差较大,本文采用双曲线拟合所得最大净光合速率对应的光合有效辐射值作为L SP比较符合实测值。

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48西北林学院学报24卷

(完整版)光合作用知识点总结

第五章细胞的能量供应和利用 第四节能量之源——光与光合作用 一、主要知识点回顾 1、色素分类 叶绿素a 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿体中色素叶绿素b （类囊体薄膜）胡萝卜素 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶黄素（保护叶绿体免受强光伤害） 2、色素提取和分离实验注意事项： ⑴、丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素； ⑵、层析液的的用途是分离叶绿体中的色素； ⑶、石英砂的作用是为了研磨充分； ⑷、碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏； ⑸、分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中； 3、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。 4、光合作用作用过程（重点） 联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。

条件：一定需要光 场所：类囊体薄膜， 产物：[H]、O 2和能量 光反应阶段 过程：（1）水的光解，水在光下分解成[H]和O 2 （光合作用释放的氧气全部来自水） （2）形成ATP ：ADP+Pi+光能?→?酶ATP 能量变化：光能变为ATP 中活跃的化学能 条件：有没有光都可以进行 场所：叶绿体基质 暗反应阶段 产物：糖类等有机物和五碳化合物 过程：（1）CO 2的固定：1分子C 5和CO 2生成2分子C 3 （2）C 3的还原：C 3在[H]和A TP 作用下，部分还原 成糖类，部分又形成C 5 能量变化：ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能 5、影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度、光照长短、光的成分等 （1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加 快。 （2）CO2浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。 （3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率 最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。 6、农业生产以及温室中提高农作物产量的方法 ⑴、控制光照强度的强弱；⑵、控制温度的高低；⑶、适当的增加作物环境中二氧化碳的 浓度；⑷、延长光合作用的时间； ⑸、增加光合作用的面积-----合理密植，间作套种；⑹、 温室大棚用无色透明玻璃；⑺、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温；⑻、 温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。 7、化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化分解所释放的能量制造有机物。 光 合 作 用 的 过 程

第四章 植物的光合作用

第四章植物的光合作用 4.1 光合作用的意义、研究历史与度量 4.1.1 光合作用的概念与意义 光合作用：绿色植物吸收光能，同化CO2和H2O，制造有机物质并释放O2的过程。 光合作用本质上是一个氧化还原反应：水是电子供体（还原剂），被氧化到O2的水平； CO2是受体（氧化剂），被还原到糖的水平； 氧化还原反应所需的能量来自光能。 光合作用的意义： （1）无机物转变为有机物 （2）光能转变为化学能 （3）维持大气O2与CO2的相对平衡 4.1.2光合作用的早期研究 1771年,英国化学家 Priestley 观察到, 植物有净化空气作用1779年,荷兰的J.Ingenhousz 证实, 植物只有在光下才能净化空气1782年, 瑞士的J.Senebier 用化学方法证明，CO2是光合作用必需的, O2是光合作用的产物 4.1.3 光合作用的度量 光合速率(photosynthetic rate):单位叶面积在单位时间内同化CO2量或积累干物质的量,也叫光合强度.

单位: 微摩尔CO2?米 -2?秒 -1或克干重?米 -2?秒 -1 真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 光合生产率（净同化率）：生长植株的单位叶面积在一天内进行光合作用减去呼吸和其它消耗之后净积累的干物质重。 4.2 光合色素(叶绿体色素) 4.2.1结构与性质 光合色素 叶绿素类：叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色） 类胡萝卜素类：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色） 藻胆素 据作用分类：聚光色素(天线色素)、反应中心色素 4.2.2光学特性 1)吸收光谱(absorptionspectrum) 2)荧光 (fluorescence) 与磷光 (phosphorescence)现象 荧光现象:叶绿素提取液在透射光下为绿色，在反射光下为暗红色,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

植物生理学考研复习资料第三章 植物的光合作用

第四章植物的光合作用 一、名词解释 1．原初反应 2．磷光现象 3．荧光现象 4．红降现象 5．量子效率 6．量子需要量 7．爱默生效应 8．PQ穿梭 9．光合色素 10．光合作用 11．光合单位 12．作用中心色素 13．聚光色素 14．希尔反应 15．光合磷酸化 16．同化力 17．共振传递18．光抑制 19．光合“午睡”现象 20．光呼吸 21．光补偿点 22．CO2补偿点 23．光饱和点24．光能利用率 25．复种指数 26．光合速率 27．叶面积系数 二、写出下列符号的中文名称 1．ATP 2．BSC 3．CAM 4．CF1—CFo 5．Chl 6．CoI(NAD+) 7．CoⅡ(NADP+) 8．DM 9．EPR 10．Fd 11．Fe—S 12．FNR 13．Mal 14．NAR 15．OAA 16．PC 17．PEP 18．PEPCase 19．PGA 20．PGAld 21．P680 22．Pn 23．PQ 24．Pheo 25．PSI II 26．PCA 27．PSP 28．Q 29．RuBP 30．RubisC(RuBPC) 31．RubisCO(RuBPCO) 32．RuBPO 33．X 34． LHC 三、填空题 1．光合作用是一种氧化还原反应，在反应中被还原，被氧化。 2．叶绿体色素提取液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。 3．影响叶绿素生物合成的因素主要有、、和。 4．P700的原初电子供体是，原初电子受体是。P680的原初电子供体是，原初电子受体是。 5．双光增益效应说明。 6．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应：和。 7．暗反应是在中进行的，由若干酶所催化的化学反应。 8．光反应是在进行的。 9．在光合电子传递中最终电子供体是，最终电子受体是。 10．进行光合作用的主要场所是。 11．光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。 12．早春寒潮过后，水稻秧苗变白，是与有关。 13．光合作用中释放的O2，来自于。 14．离子在光合放氧中起活化作用。 15．水的光解是由于1937年发现的。 16．被称为同化能力的物质是和。 17．类胡萝素除了收集光能外，还有的功能。 18．光子的能量与波长成。 19．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在。 20．类胡萝卜素吸收光谱的最强吸收区在。 21．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为。 22．一般来说，正常叶子的叶黄素和胡萝卜素的分子比例为。 23．与叶绿素b相比较，叶绿素a在红光部分的吸收带偏向方向，在蓝紫部分的吸收带偏向 方向。 24．光合磷酸化有三个类型：、和。 25．卡尔文循环中的CO2的受体是。 26．卡尔文循环的最初产物是。 27．卡尔文循环中，催化羧化反应的酶是。

植物的光合作用教学设计

植物的光合作用教学设计 一、教学目标: 学习目标:学生能够通过对光合作用发现过程的学习，分析并掌握其原料、条件、产物、场所和理解光合作用的过程。 重点:掌握光合作用的原料、条件、产物、场所 难点：理解光合作用的过程 二、教学过程 导入: 师：出示 １、生态系统中，人们把植物称为什么?为什么？ 2、从柳苗生长之谜说起 生:结合所学知识思考并回答问题1,阅读资料思考柳苗生长之谜中的问题。 新课推进: 一、探究光在植物生长中的作用 师;出示 （一）思考题 １、实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理? 2、实验选用的叶片，一部分被遮光,一部分不遮光，这两部分在实验中各有什么时候作用? 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变绿的实验现象？

４、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实验结果说明什么? (二）模拟实验动画：“探究光在植物生长中的作用” 生：结合查阅教材内容和观看实验过程的动画,独立思考和解决上述问题。 师:出示问题答案并纠正学生的误区。 （三）分析实验现象和结果 师：结合视屏过程引导生分析实验现象和结果。 生:完成P54表格。 二、植物光合作用及其场所 (一)、探究光合作用的场所 师：绿色植物是有机物的生产者,植物的绿色和光合作用有什么关系的?有机物的“加工厂”主要分布在植物体的哪一器官? 生:阅读教材P55德国科学家恩吉尔曼利用水绵探究植物光合作用场所实验过程,思考光合作用的产物和场所。 师:出示恩吉尔曼实验过程图片并讲解并补充讲解光合作用的原料为二氧化碳和水。 生：理解光合作用的场所在叶绿体并完成对Ｐ56胡萝卜、仙人掌、银边春藤可以进行光合作用的部位的辨别。 （二）观察叶片和叶绿体的结构 师：出示叶片结构和叶绿体结构图。 生:通过观察图片感受叶片和叶绿体结构。

第三章 植物的光合作用 习题答案

第三章植物的光合作用 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CO 2 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CO 2 和呼吸过程中放 出的CO 2 等量时的光照强度。 13．CO 2补偿点：当光合吸收的CO 2 量与呼吸释放的CO 2 量相等时，外界的CO 2 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。 二、填空题 1．叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素 2． -氨基酮戊二酸原叶绿素酸酯叶绿素酸酯 3．光反应暗反应基粒类囊体膜（光合膜）叶绿体间质 4．PC Fd Z Pheo 5．H 2 O NADP+ 6．希尔（Hill） 7．氯锰 8．红光区紫光区蓝光区 9．3：1 2：1 10．非循环式光合磷酸化循环式光合磷酸化假循环式光合磷酸化非循环式光合磷酸化

光合作用的过程

光合作用的过程 ?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：

? ?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、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

光反应和暗反应的对比

光反应和暗反应的对比 一、反应场所 光反应：叶绿体类囊体薄膜上 暗反应：叶绿体的基质中 二、反应步骤 光反应： 1．光能的吸收、传递和转换——原初反应在光照下，叶绿素分子吸收光能，被激发出一个高能电子。该高能电子被一系列传递电子的物质有规律地传递下去。叶绿素分子由于失去一个电子，就留下一个空穴，这空穴立刻从电子供体得到一个电子来填补，使叶绿素分子恢复原来状态，准备再一次被激发。这样，叶绿素分子不断被激发，不断给出高能电子，又不断地补充电子，就完成了从光能到电能的过程——原初反应。 2．电子传递和光合磷酸化——原初反应中的电能再用作水的光解和光合磷酸化，经过一系列电子传递体的传递，最后形成ATP和NADPH，H+。 (1)水的光解和氧的释放：当叶绿素分子吸收光能后，被激发出一个高能电子，处于很不稳定的状态，有极强的夺回电子的能力。经实验证明，它是从周围的水分子中夺得电子，因而促使水的分解。其中的氧被释放出来，氢和辅酶Ⅱ（NADP）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH)。 (2)光合磷酸化：光合作用中形成的高能电子在传递过程中，拿出一部分能量使ADP和(P)结合形成ATP的过程，叫做光合磷酸化。光合作用中磷酸化跟电子传递是偶联的，一般认为光合磷酸化偶联因子是它们之间的物质联系。到此为止，ATP和NADPH已形成了，它们是光合作用的重要中间产物，一方面因为这两者都能暂时贮存能量，继续向下传递；另一方面因为NADPH的H又能进一步还原二氧化碳，并把它固定成中间产物。 暗反应： 绿叶从外界吸收来的二氧化碳，不能直接被氢[H]还原。它必须首先与植物体内的一种含有五个碳原子的化合物（简称五碳化合物，用C5表示）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定以后，很快形成两个含有三个碳原子的化合物（简称三碳化合物，用C3表示）。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP释放出的能量并且被氢[H]还原。其中，一些三碳化合物经过一系列变化，形成糖类；另一些三碳化合物则经过复杂的变化，又形成五碳化合物，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。 三、区别 1、光反应需要色素、光和酶，暗反应不需色素和光，需多种酶； 2、光反应反应产物为[H]、O2、ATP，暗反应反应产物为有机物（CH2O）、ADP、Pi； 3、光反应的反应性质是光化学反应，暗反应的反应性质是酶促反应； 4、光反应必须在光下，进行暗反应有光无光都能进行； 5、光反应中光能→ATP中活跃的化学能，暗反应中ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能； 6、光反应的实质是光能转化为化学能，暗反应的实质是放出O 2同化CO 2 生成 （CH 2 O）。 四、光合作用中形成的高能电子在传递过程中，拿出一部分能量使ADP和(P)结合形成ATP的过程，叫做光合磷酸化。

高中生物 必修1 光合作用 知识点全面总结 (word20页)

第三单元之—光合作用 一、叶绿体的结构与功能 （一）叶绿体的结构模型. （二）相关知识 1、.叶绿体是真核细胞进行光合作用的场所 2、叶绿体由两层膜（内膜和外膜）包围而成，内部有许多基粒，基粒和基粒之间充满了基质。 3、每个基粒都有许多个类囊体构成，类囊体薄膜上含有吸收、传递和转化光能的色素以及光反应所需的酶，是光反应的场所。 4、基质中含有暗反应所需的酶，是进行暗反应的场所。 5、光合色素的相关知识。 （1）叶绿体色素的种类及含量： 叶绿素a 叶绿素（3/4） 叶绿素b 叶绿体色素 胡萝卜素 类胡萝卜素（1/4） 叶黄素 （2）叶绿体色素的分布：叶绿体类囊体薄膜上。 （3）叶绿体色素的功能：吸收，传递（4种色素），转化光能（只有少量的叶绿素a把光能转为电能） （4）影响叶绿素合成的因素： ①光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。（例如韭黄，蒜黄） ②温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温（秋末）时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 ③必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。

（5）叶绿体色素的吸收光谱： ①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 ②叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少。对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 经过色素吸收后，光谱出现两条黑带。说明：叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。 （6）叶绿体色素的性质：易溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂，不溶于水，叶绿素的性质不稳定，易被破坏，类胡萝卜素性质相对稳定。 (7)植物叶片的颜色与所含色素的关系： 正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄 叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 6、色素的提取和分离实验。 (1)原理解读： ①色素的提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。 ②色素的分离原理：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。从而使各种色素分离。 (2)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (3)过程：省略。 (4)结果分析：

第四章植物的光合作用复习思考题与答案

第三章植物的光合作用复习思考题与答案 （一）解释名词 1、光合作用(photosynthesis) 通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。 2、希尔反应(Hill reaction) 希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气，这个反应称为希尔反应(Hill reaction) 。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。 3、光反应(light reaction) 光合作用中需要光的反应。为发生在类囊体上的光的吸收、传递与转换、电子传递和光合磷酸化等反应的总称。 4、暗反应(dark reaction) 光合作用中的酶促反应，即发生在叶绿体间质中的同化CO2反应。 5、同化力(assimilatory power) ATP和NADPH是光合作用光反应中由光能转化来的活跃的化学能，具有在黑暗中同化CO2为有机物的能力，所以被称为"同化力"。 6、量子效率(quantum efficiency) 又称量子产额(quantum yield) 是指光合作用中吸收一个光量子所能引起的光合产物量的变化，如放出的氧分子数或固定的CO2的分子数。 7、量子需要量(quantum requirement) 量子效率的倒数，即释放1个O2和还原1个CO2所需吸收的光量子数。一般认为最低量子需要量为8～10，这个数值相当于0.12～0.08的量子效率。 8、光合单位(photosynthetic unit) 最初是指释放1个O2分子所需要的叶绿素数目，测定值为2500chl/O2。若以吸收1个光量子计算，光合单位为300个叶绿素分子；若以传递1个电子计算，光合单位为600个叶绿素分子。而现在把存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位称为光合单位。它应是包括两个反应中心的约600个叶绿素分子(300×2)以及连结这两个反应中心的光合电子传递链。它能独立地捕集光能，导致氧的释放和NADP的还原。 9、光合膜(photosynthetic membrane) 即为类囊体膜，这是因为光合作用的光反应是在叶绿体中的类囊体膜上进行的。 10、红降现象(red drop) 光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象。 11、双光增益效应或爱默生增益效应(Emerson enhancement effect)- 在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生增益效应。 12、原初反应(primary reaction) 指光合作用中最初的反应，从光合色素分子受光激发起到引起第一个光化学

第4章 第1节 植物的光合作用

第4章第1节植物的光合作用（第2课时）班级姓名 一、填空题 1、写出光合作用文字表达 式。 3、绿色植物制造淀粉等有机物的主要器官是。 3、如果把一片绿叶比喻为绿色植物实行光合作用的绿色工厂，那么它的车间是， 动力是，原料是和，产物是和。 二、选择题 （）1、叶的结构中，含有大量叶绿体的是 A、表皮细胞 B、构成叶脉的细胞 C、叶肉细胞 D、以上所有细胞 （）2、在一个生态系统中，能够使太阳光进入生态系统的成分是 A、非生物部分 B、生产者 C、消费者 D、分解者 （）3、为使城市居民每天得到新鲜的空气，应采取的最好措施是 A、多盖高楼，居住在高层 B、增大住房面积 C、清理垃圾，搞好环境卫生 D、多种花草树木 （）4、为充分利用单位面积上的光照，种植农作物时应注意 A、稀疏种植 B、紧密种植 C、合理种植 D、没有要求 （）5、下列措施中，能够使光合作用增强的是 A、适当增加氧气的浓度 B、适当减少氧气的浓度 C、适当增加二氧化碳的浓 D、适当减少二氧化碳的浓度 （）6、建造温室时，采用下列何种颜色的玻璃最好？A、红色B、绿色C、蓝色D、无色 （）7、培育韭黄所依据的原理是 A、光合作用需要叶绿素 B、叶绿素的形成需要适宜的温度 C、叶绿素的形成需要光 D、叶绿素的形成需要养料 （）8、从物质变化来说，光合作用的实质是 A、把废物变成有机物 B、把无机物变成有机物 C、使气态物变成另一种气态物 D、把气态物变成固态物 三、实验分析题

1、一科学家发现：把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个密闭的玻璃罩中，植物和小白鼠都能正常生活。另一科学家发现：上述实验只有在阳光下才能获得成功。请你回答： ①上述两位科学家做的都是关于方面的实验。 ②植物在光下能吸收小白鼠所呼出的气体，并能为小白鼠提供呼吸作用所需的 气体。 ③上述实验需要，它在该过程中的作用是提供并在植物体内 转化后最终储藏在中。

植物生理学习题大全——第3章植物的光合作用

第三章光合作用 一、名词解释 光合作用(photoｓyｎｔhesiｓ):绿色植物吸收阳光得能量,同化二氧化碳与水,制造有机物质并释放氧气得过程。 光合色素(photosyｎｔhｅｔic pigment):植物体内含有得具有吸收光能并将其光合作用得色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等、 吸收光谱(abｓorption spectrum):反映某种物质吸收光波得光谱。 荧光现象(ｆｌｕorescenｃeｐhenomenｏｎ):叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色,这种现象称为荧光现象。 磷光现象(pｈｏsｐhoｒｅscｅnce ｐhenomeｎoｎ):当去掉光源后,叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱得红光,它就是由三线态回到基态时所产生得光。这种发光现象称为磷光现象。 光合作用单位(pｈotosyntｈeｔｉcｕnｉｔ):结合在类囊体膜上,能进行光合作用得最小结构单位。 作用中心色素(reacｔioｎcenter piｇmｅnt):指具有光化学活性得少数特殊状态得叶绿素a分子。 聚光色素(ligｈt harvesｔing pｉｇmｅｎｔ):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得色素分子、 原初反应(pｒimaｒy reaction):包括光能得吸收、传递以及光能向电能得转变,即由光所引起得氧化还原过程。 光反应(lｉgｈt ｒeａcｔio):光合作用中需要光得反应过程,就是一系列光化学反应过程,包括水得光解、电子传递及同化力得形成。 暗反应(dark rｅacｔiｏn):指光合作用中不需要光得反应过程,就是一系列酶促反应过程,包括ＣO2得固定、还原及碳水化合物得形成。 光系统(photoｓyｓtem,PS):由不同得中心色素与一些天线色素、电子供体与电子受体组成得蛋白色素复合体,其中PS Ⅰ得中心色素为叶绿素a P70０,ＰS Ⅱ得中心色素为叶绿素ａP680。 反应中心(reaｃtiｏｎcｅｎter):由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成得具有电荷分离功能得色素蛋白复合体结构。 量子效率(ｑｕanｔum eｆficienｃy):又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出得氧分子数目或固定二氧化碳得分子数目。

4 第四章 植物的光合作用

第四章植物的光合作用 光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过 程。地球上一年中通过光合作用约吸收2.0×1011t碳素(6400t/s)，合成5×1011t有机物，同时将3.2×1021J的 日光能转化为化学能，并释放出5.35×1011t氧气。光合作用是地球上规模最巨大的把太阳能转变为可贮存 的化学能的过程，也是规模最巨大的将无机物合成有机物和从水中释放氧气的过程。自从有了光合作用， 需氧生物才得以进化和发展。由于光合作用中氧的释放和积累而逐渐形成了大气表面的臭氧(O3）层，O3 能吸收阳光中对生物有害的紫外辐射，使生物可从水中到陆地上生活和繁衍。光合作用是生物界获得能量、 食物以及氧气的根本途径，所以光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。没有光合作用也就没有繁荣 的生物世界。当今人类社会面临着日趋严峻的食物不足、能源危机、资源匮乏和环境恶化等问题，这些问 题的解决无一不与植物的光合作用有着密切的关系。因此深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理， 使之更好地为人类服务，愈加显得重要和迫切。 第一节光合作用研究的历史 一、光合作用总反应式的确定 18世纪以前，人们都认为植物是从土壤中获得生长所需的全部元素的。1771年英国化学家普利斯特利(J.Priestley)发现将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密闭的钟罩里，蜡烛不易熄灭；将小鼠与植物放在同一钟罩里，小鼠也不易窒息死亡。因此，他提出植物可以“净化”空气，现在就把1771年定为发现光合作用的年代。以后又经许多人的研究(见绪论)，到了19世纪末，人们写出了如下的光合作用的总反应式： 6CO2+6H2O→ C6H12O6＋6O2 (4-1) 从(4-1)式中可以看出：光合作用本质上是一个氧化还原过程。其中CO2是氧化剂，CO2中的碳是氧化态的，而C6H12O6中的碳是相对还原态的，CO2被还原到糖的水平。H2O 是还原剂，作为CO2还原的氢的供体。(4-1)式用了几十年，后来又把它简化成下式：CO2+H2O→(CH2O)＋O2(△G°?＝4.783105J) (4-2) (4-2)式用(CH2O)表示一个糖类分子的基本单位，比较简洁。用叶绿体代替绿色植物，说明叶绿体是进行光合作用的场所。由于葡萄糖燃烧时释放2870 kJ2mol-1的能量，因而每固定1mol CO2(即12g碳)就意味着转化和贮存了约478kJ的能量。 应该注意到光合作用反应式中所有的反应物和产物都含有氧，而上面两式并没有指出释放的O2是来自CO2还是H2O。很多年来，人们一直以为光能将CO2分解成O2和C，C与H2O 结合成(C H2O )，然而以下三方面研究证实了光合作用释放的O2来自于H2O 。 1.细菌光合作用能进行光合作用的细菌称之为光合细菌(photosynthetic bacteria)。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： CO2+2H2S→(CH2O)+2S+H2O (4-3) 光合细菌在光下同化CO2而没有O2的释放。因此，细菌光合作用是指光合细菌利用光能，以某些无机物或有机物作供氢体，将CO2还原成有机物的过程。 1931年微生物学家尼尔(C.B.Van Niel)将细菌光合作用与绿色植物的光合作用加以比较，提出了以下光合作用的通式： CO2+2H2A→(CH2O)+2A+H2O (4-5) 这里的H2A代表一种还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。绿色植物光合作用中的最初光化学反应是把水分解成氧化剂(OH)与还原剂(H)。还原剂(H)可以把CO2还原成有机物质；氧化剂(OH)则会通过放出O2而重新形成H2O。 绿色植物和光合细菌都能利用光能将CO2合成有机物，它们是光养生物。从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用光能把CO2合成有机物的过程。 2．希尔反应 1939年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气： 4Fe3+＋２H2O→4Fe2+＋４Ｈ+＋Ｏ2 (4-6) 这个反应称为希尔反应(Hill reaction)。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)，铁氰化钾、草酸铁、多种醌、醛及有机染料都可作为希尔氧化剂。希尔不但证明了给叶绿体照光可使水分解放氧，氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，而且也是第一个用离

光反应暗反应光合作用

光反应暗反应光合作用 【学习目标】 （4）分析人类对光合作用的探究历程，形成光合作用的概念，并能简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。理解科学过程，领会技术（同位素示踪法）与科学的关系，学习科学家质疑、创新、勇于实践的科学精神和科学态度。 （5）尝试探究环境因素对光合作用强度的影响，说出光合作用原理的应用，理解光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢。（6）简述化能合成作用。【自主学习】 （三）光合作用的探究历程 1．光合作用概念：是指绿色植物通过________，利用____能，把___________转化成储存能量的_____________，并且释放出________的过程。 2．探究历程：（1）1771年，英国科学家普利斯特利实验证实：________________________________。（2）荷兰科学家英格豪斯发现：只有在______________下，只有_____________才能更新空气。1785年明确了：绿叶在光下吸收__________，释放_______________。（3）1845年，德国科学家梅耶指出：植物进行光合作用时，把_______能转换成________能储存起来。（4）1864年，德国科学家萨克斯实验证明：光合作用产生________。①、饥饿处理：将绿叶置于_____数小时，耗尽其____________________。②、遮光处理：绿叶一半________，一半_________________。③、光照数小时：将绿叶放在光下，使之能进行光合作用。④、碘蒸汽处理：遮光的一半____________，暴光的一侧边__________。实验证明：光合作用产生________。（5）1939年，美国科学家鲁宾和卡门用____________法实验证明：光合作用释放的氧气来自_____：①、用18O标记H2O和CO2，得到H218O和C18O2。②、将植物分成两组，一组提供___________和CO2，另一组提供H2O和______________。③、在其他条件都相同的情况下，分别检测植物释放的O2。④、实验结果：只有提供_________时，植物释放出18O2。结论：光合作用释放的氧气来自_________。（6）卡尔文循环——卡尔文实验：小球藻提供用14C标记的14CO ，追踪光和作用过程中C的运动途径，结论：光合作用产生的有机物中的碳来自2 _______________。 （四）光合作用过程 反应式：其中（2）表示的（五）光合作用原理的应用

(完整版)光合作用教学设计

《光合作用的原理和应用（第一课时）》教学设计 普通高中生物新课程必修1《分子与细胞》模块(人教版) 福安二中阮建英 一、教材分析与教学设计思路 光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系,所以光合作用知识在全书教材中占有重要地位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点。 本节教学设计意图沿着光合作用的发现历程对光合作用的光反应和暗反应这两个阶段从物质变化和能量转化的高度作深入的探讨和研究，引导学生从物质和能量转变的角度去理解光合作用的实质，掌握本节重点；同时希望通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，使学生体会经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力。 二、学情分析 对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，学生的基本情况如下： ●对光合作用大体内容基本了解 ●对光合作用发现史有待于系统研究 ●对光合作用详细的过程有待深入探究 三、教学目标设计 １、知识目标： （1）学生能够描述光合作用的认识过程。 （2）描述光反应、暗反应过程的物质变化和能量转化。 ２、能力目标： （1）尝试进行实验设计，学会控制自变量、设置对照实验。 （2）在有关实验、资料分析、思考与与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力及分享信息的能力。 ３、情感、态度和价值观目标： 通过光合作用的探究历程，学生能体验前人设计实验的技能和思维方式，同时能认识到科学是在不断的观察、实验和探索中前进的。通过光反应和暗反应关系的分析，能树立科学的辨证观点。 四、重点难点及确立依据： 1.教学重点

苏科版生物-七年级上册第三单元 第四章 第1节 植物的光合作用习题

《第1节植物的光合作用》习题 一、选择题 1、上海世博园中一些场馆的外墙种植了很多的绿色植物，让游人顿觉空气湿润而清新这是由于植物体的（） A、光合作用和呼吸作用 B、蒸腾作用和光合作用 C、呼吸作用和蒸腾作用 D、光合作用和吸收作用 2、在观察了叶片的结构后，晓东将刚摘下的叶片放人70度的热水中，很快 发现叶片表面产生许多的小气泡，并且下表皮的气泡比上表皮的气泡多，这 种现象说明（） A、叶片下表面的光照弱 B、叶片上表面含叶绿体比下表面的多 C、叶片下表面产生的氧气多 D、叶片下表面的气孔多 3、在验证“绿叶在光照下制造淀粉”的实验中，说法错误的是( ) A、实验前应将天竺葵放在暗处一昼夜 B、脱色过程中应把叶片放到酒精中隔水加热 C、遮光时应用不透光的黑纸或铝箔 D、滴加碘液后未漂洗便直接观察 4、医生忠告糖尿病患者，要尽量少吃像马铃薯一样含淀粉较多的食物。马铃薯块茎中的淀粉是（） A、块茎细胞利用无机物自身合成的 B、块茎细胞从土壤中吸收并积累而成的 C、由叶肉细胞制造后运输到块茎细胞的 D、由根细胞合成后运输到块茎细胞的 5、绿色植物进行光合作用的场所是（） A、叶绿体 B、线粒体 C、细胞壁 D、细胞 6、小李穿的白裤子被绿色的菠菜弄脏，将裤子上的绿色除去的最佳材料是（） A、普通洗衣粉 B、酒精 C、沸水 D、肥皂水 7、“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将天竺葵黑暗饥饿处理一昼夜后，用黑纸对叶片的

一部分进行两面遮盖，光照一段时间，经酒精脱色处理后滴加碘液，变蓝的部位是（）A、整个叶片都变蓝 B、见光的部分 C、只是时片的边缘变蓝 D、被遮光的部分 二、非选择题 8、在“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗处一昼夜后，选其中一个叶片，用三角形的黑制片将叶片的上下两面遮盖起来，如图所示，置于阳光下照射一段时间，摘下叶片，经过酒精脱色、漂洗，最后在叶片上滴加碘液，请分析回答： （1）将天竺葵放在黑暗处处理一昼夜的目的是。 （2）叶片的一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到作用。 （3）下图中对叶片进行酒精脱色的装置正确的是。 （4）在脱色后的叶片上滴加碘液，变蓝的是叶片中部分，由此说明绿叶在光下制造淀粉。 参考答案 一、选择题

完整版植物生理学习题及答案第三章植物的光合作用

第三章植物的光合作用 (Translate) 一、英译中26、photorespiration 1、heterophyte 27、、autophyte dark respiration 2.28、3、photosynthesis peroxisome 29、photosynthetic product 4、chloroplast 30、Photosynthetic rate thylakoid 5.、31、light compensation 6.、Photosynthetic membrane 32、light saturation 、7chlorophyll 33、shade plant 8、carotenoid 34、carotene photoinhibition 9、35 、10xanthophyll 、greenhouse effect 36absorption spectrum 、solar constant 11、3712、thylakoid lumen 、etiolation 38 、13light reaction 、Rubisco 39、14carbon reaction 、antenna pigment 40 primary reaction 、light –harvesting pigment 、1541、16photosynthetic unit 、reaction center 42 17、Emerson effect 、photosystem I 43 、18electron transport 、oxygen-evolving complex 44 、19photosynthetic chain 、water splitting 45 、20photophosphorylation 、water oxidizing clock 46、21coupling factor 、core complex 47chemiosmotic hypothesis 22、、assimilatory power 48、CO assimilation the Calvin cycle 23、2 49、fluorescence 、24reductive pentose phosphate pathway phosphoenol pyruvate 、25 (Translate) 二、中译英、异养植物1 、光合作用3 、自养植物2 4、叶绿体 1 5、类囊体28、过氧化物酶体 29、光合产物6、光合膜 30、光合速率7、叶绿素 31、光补偿点8、类胡萝卜素 32 、光饱和现象9、胡萝卜素 33、阴生植物10、叶黄素 34、光抑制、吸收光谱1135、温室效应12、黄化现象 36、太阳常数、光反应13 37、类囊体腔14、碳反应 38、、原初反应15 CO补偿点239、天线色素16、光合单位 40、聚光色素、爱默生效应17 41 、反应中心18、电子传递

(完整版)植物生理学习题大全——第3章植物的光合作用

第三章光合作用 一. 名词解释 光合作用(photosynthesis)：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。 光合色素(photosynthetic pigment)：植物体内含有的具有吸收光能并将其光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。 吸收光谱(absorption spectrum)：反映某种物质吸收光波的光谱。 荧光现象(fluorescence phenomenon)：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象。 磷光现象(phosphorescence phenomenon)：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。 光合作用单位(photosynthetic unit)：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。 作用中心色素(reaction center pigment)：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。 聚光色素(light harvesting pigment )：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。 原初反应(primary reaction)：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。 光反应(light reactio)：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成。 暗反应(dark reaction)：指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化合物的形成。 光系统(photosystem，PS)：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PS Ⅰ的中心色素为叶绿素a P700，PS Ⅰ的中心色素为叶绿素a P680。 反应中心(reaction center)：由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。 量子效率(quantum efficiency)：又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出的氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目。