生物竞赛辅导光合作用.pptx

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,生物竞赛辅导,光合作用专题,1.光合作用的概念及其重大意义,2.光合作用的场所和光合色素,3.光合作用的全过程（光系统I和光系统II）,和C4植物的比较（光呼吸）,5.外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点）,6.光合作用的原理在农业生产中的应用,竞赛要求,光合作用是指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。,一、光合作用概念,光合作用的重要性可以概括为把无机物变成有机物、蓄积太阳能量和环境保护为三方面。,二、光合作用的意义,三、叶绿体和光合色素,叶绿体是进行光合作用的细胞器。,形态：,在显微镜下观察，高等植物的叶绿体大多数呈椭球形，一般直径约为36um，厚约为23um。,外膜,内膜,基粒,基质,结构,内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能,是光反应进行的场所,是暗反应进行的场所,叶绿体具有由许多片层组成的片层系统，称为类囊体。每个基粒是由2个以上的类囊体垛叠在一起形成的,光合作用的光能转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体膜亦称为,光合膜,。,光合色素,叶绿素,主要吸收,蓝光,和,红光,类胡萝卜素,主要吸收,蓝光,叶绿素a（蓝绿色）,叶绿素b（黄绿色）,胡萝卜素（橙黄色）,叶 黄 素（黄 色）,应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的,光段,，,不能,进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的,效率,，要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱，即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。,荧光现象：,叶绿素溶液在,透射光,下呈,绿色,，而在,反射光,下呈,红色,的现象。,磷光现象：,叶绿素在,去掉光源,后，还能继续辐射出极微弱的红光（用精密仪器测知）的现象。,光合色素就位于类囊体膜中。其种类、颜色和吸收的可见光段如下：,光合色素,四、光合作用的过程,1光反应和暗反应,光反应发生水的光解、O,2,的释放和ATP及NADPH（还原辅酶II）的生成。反应场所是叶绿体的类囊体膜中，需要光。,暗反应利用光反应形成的ATP和NADPH，将CO2还原为糖。反应场所是叶绿体基质中，不需光。,从能量转变角度来看，光合作用可分为下列3大步骤：,（1）光能的吸收、传递和转换为电能的过程（通过原初反应完成）；,（2）电能转化为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；,（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程（通过碳同化完成）。,前两个步骤属于光反应，第三个步骤属于暗反应。,（1）光能的吸收、传递和转换,原初反应：为光合作用最初的反应，它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光能转换为电能的具体过程,光合色素按,功能,可分为两类：,一类具有,吸收和传递,光能的作用，包括,绝大多数的,叶绿素a,，以及,全部的叶绿素b、,胡萝卜素,和,叶黄素,；,另一类是,少数,处于,特殊状态,的,叶绿素a,，这种叶绿素a能够,捕获光能,，并将受,光能激发的电子传送给相邻的电子受体,。在类囊体膜中，上述色素并非散乱地分布着，而是与各种蛋白质结合成复合物，共同形成称做光系统的大型复合物,参加原初反应的色素,光系统：由光合色素组成的特殊功能单位。每一系统包含250-400个叶绿素和其他色素分子。分光系统I和光系统II，2个光系统之间有电子传递链相连接。,光系统I（PSI）：作用中心色素为P700，P700被激发后，把电子供给Fd。,光系统II（PSII）：作用中心色素为P680，P680被激发后，电子供给pheo(去镁叶绿素)，并与水裂解放氧相连。,原初反应的基本过程：,DPA DP*A DP+A-D+PA-,DPA 为光系统或反应中心,Donor（原初电子供体）,Pigment（作用中心色素）,Acceptor（原初电子受体）,光合作用,（2）电能转化为活跃的化学能,水的光解：H,2,O是光合作用中O,2,来源，也是光合电子的最终供体,水光解的反应：2H,2,OO,2,4H,+,4e,-,光合电子传递链（光合链）,概念：光合链是指定位在光合膜上的、一系列互相衔接的电子传递体组成的电子传递的总轨道。,由于各电子传递体具不同的氧化还原电位，负值越大代表还原势越强，正值越大代表氧化势越强，据此排列呈“Z”形，又称为“Z方案”,光合磷酸化,光合磷酸化的概念：叶绿体在光下把无机磷酸和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程。,（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能,碳同化：,植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO,2,转化成稳定的碳水化合物的过程，称为CO,2,同化或碳同化。,碳同化的途径：,A)卡尔文循环（又叫C,3,途径）,：,CO,2,的受体是一种,戊糖,(核酮糖二磷酸，,RuBP,)，故又称为还原戊糖磷酸途径（RPPP）。二氧化碳被固定形成的最初产物是一种,三碳化合物,（,3磷酸甘油酸,），故称为,C3途径,。是卡尔文等在50年代提出的，故称为卡尔文循环(The Calvin cycle)。,卡尔文循环具有合成淀粉等有机物的能力，是,所有植物,光合碳同化的基本途径，大致可分为三个阶段，即羧化阶段、还原阶段和再生阶段。,C,3,途径的总反应式：,3CO,2,+5H,2,O+3RuBP+9ATP+6NADPHPGAld+6NADP,+,+9ADP+9Pi,可见，要产生1molPGAld（磷酸丙糖分子）需要消耗3mol CO2，9mol ATP和6mol NADPH。,B)C,4,途径（又叫Hatch-Slack途径）,：,有些起源于,热带,的植物，如,甘蔗、玉米,等，除了和其它植物一样具有卡尔文循环以外，还存在一条固定CO,2,的途径。按C,4,途径固定CO,2,的植物称为C,4,植物。现已知被子植物中有20多个科近2000种植物中存在C,4,途径。,C,3,和C,4,叶的,结构,的不同：绿色植物的叶片中有由导管和筛管等构成的维管束，围绕着维管束的一圈薄壁细胞叫做维管束鞘细胞,C3植物,叶片中的,维管束鞘细胞,不含,叶绿体,，维管束鞘以,外,的,叶肉细胞排列疏松,，但都,含,有,叶绿体,C4植物,的叶片中，,围绕,着维管束的是,呈“花环型”,的,两圈,细胞：,里面,的一圈是,维管束鞘细胞,，,外面,的一圈是,一部分叶肉细胞,。C4植物中构成,维管束鞘的细胞,比较大,，里面,含有没有基粒的,叶绿体,，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大，,叶肉细胞,则含有,正常的叶绿体。,固定CO,2,的最初产物是,四碳二羧酸,（草酰乙酸），,故称为C,4,-二羧酸途径（C,4,dicarboxylic acid pathway），简称C,4,途径。也叫Hatch-Slack途径。,C,4,循环和C,3,循环的关系见图,C,4,植物具较高光合速率的因素有：,C,4,植物的叶肉细胞中的PEPC对底物HCO,3,的亲和力极高，细胞中的HCO,3,浓度一般不成为PEPC固定CO,2,的限制因素；,C4植物由于有“CO,2,泵”浓缩CO,2,的机制，使得BSC中有高浓度的CO,2,，从而促进Rubisco的羧化反应，降低了光呼吸，且光呼吸释放的CO,2,又易被再固定；,高光强又可推动电子传递与光合磷酸化，产生更多的同化力，以满足C,4,植物PCA循环对ATP的额外需求；,鞘细胞中的光合产物可就近运入维管束，从而避免了光合产物累积对光合作用可能产生的抑制作用。,但是C,4,植物同化CO,2,消耗的能量比C,植物多，也可以说这个“CO,2,泵”是要由ATP来开动的，故在光强及温度较低的情况下，其光合效率还低于C,3,植物。可见C4途径是植物光合碳同化对热带环境的一种适应方式。,C)景天科酸代谢途径（CAM）：,干旱地区的景天科、仙人掌科、菠萝等植物有一个特殊的CO,2,同化方式。晚上气孔开放，吸进CO,2,，再PEP羧化酶作用下，与PEP结合，形成OAA，进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到胞质溶胶，在依赖NADP苹果酸酶作用下，氧化脱羧，放出CO,2,，参与卡尔文循环，形成淀粉等。这类植物体内白天糖分含量高，而夜间有机酸含量高。具有这种有机酸合成日变化类型的光合碳代谢称为景天科酸代谢。,植物的光和碳同化途径具有多样性，这也反映了植物对生态环境多样性的适应。但是,C,3,途径是最基本、最普遍的途径,，也只有该途径才可以生成碳水化合物，,C,4,和CAM途径都是C,3,途径的辅助形式,，只能起,固定、运转、浓缩CO,2,的作用，单独不能形成淀粉等碳水化合物。,（4）光呼吸,定义：植物绿色细胞在光下吸收O,2,、释放CO,2,的过程称为光呼吸。,光呼吸的全过程需要由,叶绿体,、,过氧化物酶体,和,线粒体,三种细胞器协同完成。,光呼吸的,底物,是,乙醇酸,，,O,2,的,吸收,发生在,叶绿体,和,过氧化物酶体,，,CO,2,的,释放,发生在,线粒体,。光呼吸时，每氧化2分子乙醇酸放出1分子CO2，碳素损失25%。,光呼吸的意义：,消除乙醇酸的毒害,：乙醇酸的产生在代谢中是不可避免的。光呼吸可消除乙醇酸的毒害作用。,维持C,3,途径的运转,：在叶片气孔关闭或外界CO,2,浓度降低时，光呼吸释放的CO,2,能被C3途径再利用，以维持C,3,途径的运转。,防止强光对光合机构的破坏,：在强光下，光反应中形成的同化力会超过暗反应的需要，叶绿体中NADPH/NADP+的比值增高，最终电子受体NADP+不足，由光激发的高能电子会传递给O,2,，形成超氧阴离子自由基O,2,，O,2,对光合机构具有伤害作用，而光呼吸可消耗过剩的同化力，减少O,2,的形成，从而保护光合机构。,氮代谢的补充,：光呼吸代谢中涉及多种氨基酸(甘氨酸、丝氨酸等)的形成和转化过程，对绿色细胞的氮代谢是一个补充。,反 应,主要事件,需要的物质,最终产物,1、光反应,（类囊体膜）,光化学反应,电子传递,化学渗透,利用光能使水光解，合成ATP和,还原NADP,+,（即NADPH）,叶绿素激发；反应中心将高能电,子传递给电子受体,电子沿着类囊体膜上的电子传递,链传递，并最终还原NADP,+,；,水的光解提供的H,+,积累于类囊体,内质子穿越类囊体膜进入类囊体,；在类囊体和基质间形成质子梯度；质子通过由ATP合成酶复合物构成的特殊通道回到基质中；ATP生成,光能；光合色素,电子；NADP,+,H,2,O、质子梯,度、ADP+Pi,电子,NADPH+H,+,O,2,、H,+,、,ATP,2、暗反应,(基质),CO,2,固定，即CO,2,与一有机化合物结合,二磷酸核酮,糖；CO,2,；,ATP；,NADPH+H,+,糖；,ADP+Pi，,NADP,+,生物竞赛辅导2,影响光合作用的因素,2影响光合作用的因素,（1）外部因素：,光,A）光强,光补偿点：,当叶片的光合速率与呼吸速率相等（净光合速率为零）时的光照强度，称为光补偿点。,光饱和点：,在一定条件下，使光合速率达到最大时的光照强度，称为光饱和点。,出现光饱和点的原因,：强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率。,一般来说，,光补偿点高的植物其光饱和点也高。,如，草本植物的光补偿点与光饱和点木本植物；阳生植物的阴生植物；C4植物的C3植物。光补偿点低的植物较耐荫，适于和光补偿点高的植物间作。如豆类与玉米间作。,光抑制：,光能过剩导致光合效率降低的现象称为光合作用的光抑制。,光抑制现象在自然条件下是经常发生的，因为晴天中午的光强往往超过植物的光饱和点，如果强光与其它不良环境(如高温、低温、干旱等)同时存在，光抑制现象更为严重。,B）光质,对光合作用,有效,的是,可见光,。红光下，光合效率高；蓝紫光次之；绿光的效果最差。红光有利于碳水化合物的形成，蓝紫光有利于蛋白的形成。,二氧化碳,CO,2,补偿点：,当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的CO2浓度即为补偿点。,凡是能提高CO,2,浓度差和减少阻力的因素都可促进CO,2,流通从而提高光合速率。如改善作物群体结构，加强通风，增施CO,2,肥料等。,CO,2,饱和点：,当光合速率开始达到最大值(Pm)时的CO2浓度被称为CO,2,饱和点。,凡是能提高CO,2,浓度差和减少阻力的因素都可促进CO,2,流通从而提高光合速率。如改善作物群体结构，加强通风，增施CO,2,肥料等。,温度,光合作用有温度三基点，即光合作用的最低、最适和最高温度。,低温抑制光合,的原因主要是，,低温,导致,膜脂相变,，叶绿体,超微结构破坏,以及,酶的钝化,。,高温,会引起,膜脂和酶蛋白的热变性,，加强,光呼吸,和,暗呼吸,。在一定温度范围内，昼夜温差大,有利于光合产物积累。,水分,用于光合作用的水只占植物吸收水分的1%，因此，水分缺乏主要是,间接,的影响光合作用，具体地说，缺水使气孔关闭，影响二氧化碳进入叶内；使光合产物输出减慢；使光合机构受损；光合面积减少。水分过多也会影响光合作用。土壤水分过多时，通气状况不良，根系活力下降，间接影响光合作用。,矿质元素,直接或间接影响光合作用。N、P、S、Mg是叶绿体结构中组成叶绿素、蛋白质和片层膜的成分；Cu、Fe是电子传递体的重要成分；Pi是ATP、NADPH以及光合碳还原循环中许多中间产物的成分；Mn、Cl是光合放氧的必需因子；K、Ca对气孔开闭和同化物运输具有调节作用。因此，农业生产中合理施肥的增产作用，是靠调节植物的光合作用而间接实现的。,其他,引起光合“午睡”的原因：大气干旱和土壤干旱（引起气孔导度下降）；CO2浓度降低，光合产物淀粉等来不及运走，反馈抑制光合作用。光呼吸增强。光合“午休”造成的损失可达光合生产的30%以上。,（2）内部因素：,不同部位,以叶龄为例：幼叶净光合速率低，需要功能叶片输入同化物；叶片全展后，光合速率达最大值（叶片光合速率维持较高水平的时期，称为功能期）；叶片衰老后，光合速率下降。,不同生育期,一般都以营养生长期为最强，到生长末期就下降。,3提高光能利用率的途径,光能利用率：,单位土地面积上植物光合作用积累的有机物所含的化学能，占同一期间入射光能量的百分率称为光能利用率。作物光能利用率很低，即便高产田也只有1%2%。,（1）延长光合时间：,措施有提高复种指数、延长生育期（如防止功能叶的早衰）、补充人工光照等。,（2）增加光合面积：,措施有合理密植、改变株型等。,（3）增强光合作用效率：,措施主要有增加二氧化碳浓度、降低光呼吸等。,例1从海的不同深度采集到4种类型的浮游植物（I、和）。测定了每种类型的光合作用，如右图所示。在最深处采集到的是哪种类型的浮游植物？（）,A、,B、,C、,D、,解析：深海处的光强是极其微弱的，长期生活在深海处的浮游植物必然已适应这种环境，因此在较低光强下即达到光饱和点,而在较高光强下其光合速率仍然是很低的。,D,例2取相同体积的培养液，分别放入透光瓶和不透光瓶中，分别加入等量的小球藻，置于相同温度及光照下培养一段时间后，测得透光瓶中产生氧气的量为0.3g,不透光瓶中消耗氧气的量为0.lg,则透光瓶中小球藻光合作用制造氧气的量是 （）,A、0.4g B、0.3g C、0.2g D、,A,例3在严寒的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、气体和温度，以提高产品的质量和品质。下列措施及方法正确的是 （）,由于温室内外温差大，在温室薄膜（或玻璃）上结成一层水膜，要及时擦干，以防止透光率降低适当地增加光照，以补充冬季阳光的不足尽量增加空气湿度，以降低植物的蒸腾作用向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度冬季温室内温度尽量维持恒定,A、B、C、D、,A,例4对植物进行暗处理的暗室内，安装的安全灯最好是选用,（）,A、红光灯 B、绿光灯 C、白炽灯 D、黄色灯,B,例5在光合环运转正常后，突然降低环境中的CO,2,浓度，则光合环的中间产物含量会发生哪种瞬时变化？（）,A、RuBP量突然升高而PGA量突然降低,B、PGA量突然升高而RuBP量突然降低,C、RuBP和PGA均突然升高,D、RuBP和PGA的量均突然降低,A,解析：RuBP是碳同化过程中直接与CO,2,结合的物质，而且RuBP在光合环中是不断再生的，当突然降低环境中的CO,2,浓度后，用于结合CO,2,而消耗的RuBP少了，但RuBP再生过程仍然进行，因此此时RuBP量突然升高；PGA是碳同化过程中产生的三碳化合物，当环境中的CO,2,浓度降低后，同化的CO,2,少了，产生必然也就少了。,例6连接光反应和暗反应的关键物质是 （）,A、ADP和NADPH B、ATP和NADPH,C、CO,2,和C,3,D、丙酮酸和H,B,例7如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反应，最好是检验其 （）,A、葡萄糖的形成 B、淀粉的形成,C、氧气的释放 D、CO,2,的吸收量,C,例8C,4,植物同C,3,植物相比 （）,A、C,4,植物能在弱光下生长更好,B、C,4,植物能在低C0,2,浓度下生长更好,C、C,4,植物利用高光合速率补偿高光呼吸带来的损失,D、C,4,植物光合速率受高温抑制相对较小,B D,例9右图表示在75%的全日照下两种植物的叶片在不同CO,2,浓度下CO,2,净吸收速度，下列叙述正确的是：（）,A、植物A是C,4,植物，因为它在高CO,2,浓度下有较高的CO,2,净吸收速度,B、在CO,2,净吸收速度等于0时，A和B没有光合作用和呼吸作用,C、如果光照强度保持恒定，CO,2,浓度进一步增加，则A的CO,2,净吸收速度将达到饱和点,D、在CO,2,浓度为20010,-6,时，B比A有较高的光能利用效率,C D,例10在昼夜周期条件下，维持植物正常生命活动所需要的最低光照强度应 （）,A、大于光补偿点 B、等于光补偿点,C、小于光补偿点 D、大于或等于光补偿点,A,例11下面有关光系统II的论述是正确的（）,A、在受光激发后，作用中心色素分子P680失去电子,B、P700是P680的氧化态形式,C、每一个吸收的光子可以导致两个电子传递,D、放氧过程产生的质子可以用于ATP合成,E、光系统II仅在叶绿体存在,A D,例12气孔的开闭影响绿色植物的哪些生理活动？（）,A、光合作用 B、离子转运,C、呼吸作用 D、水的转运,ABCD,例13为探究光合作用放出了氧气，某同学设计了下图所示的实验装置。,(1)请说明他该如何检验试管内收集到的是否是氧气,(2)能利用这套装置探究植物光合作用最有效的波长吗请写出实验思路。,(3)再给你一只秒表、蒸馏水、小苏打、天平，同样利用这套装置，你能探究二氧化碳对光合作用效率的影响吗,利用O,2,助燃的性质,（2）设置同样的装置若干套，分别置于不同波长的光下，用秒表记录试管中所收集到的气体达到刻度线所需的时间，时间最短者，光合作用的效率最高。依次类推，可测出不同波长的光对植物光合作用于的影响大小。,（3）写出方法步骤：通过添加不同量的小苏打，使蒸馏水碳酸化，如可以用浓度是、2.0%和3.0%的溶液进行比较实验。通过测量试管中所收集到的气体达到刻度线所需的时间长短，可以测量不同二氧化碳浓度对光合作用的速率的影响。注意：一定要设立一个对照组，这样就可以计算出所收集的气体中，有多少是苏打水中的二氧化碳。,例14将某一绿色植物置于密闭的玻璃容器中，在一定条件下不给光照，CO,2,的含量每小时增加8mg；如给予充足的光照后，容器内CO,2,的含量每小时减少36mg，据实验测定上述光照条件下光合作用每小时能产生葡萄糖30mg。请回答：,（1）上述条件下，比较光照时呼吸作用的强度与黑暗时呼吸作用强度是,。,（2）在光照时该植物每小时葡萄糖的净生产量是,。,（3）若一昼夜中先光照4小时，接着处置在黑暗的情况下20小时，该植物体内有机物含量的变化是,。,相同,24.5454,减少,例15有人设计了一个研究光合作用的实验，实验前在溶液中加入破损了外膜和内膜的叶绿体及一定量的ATP和NADPH然后分连续的、两个阶段，按图示的控制条件进行实验请回答：,（1）根据光合作用原理，在上图中绘出糖类合成速率的两条可能的曲线。,（2）除糖以外阶段积累的物质是,。阶段积累的物质是,。,ATP，NADPH，五碳化合物,ADP，Pi，NADP，三碳化合物,1光强度增加，光合作用速率不再增加时，外界的光强度为 （）,A光补偿点 BCO,2,饱和点,CCO,2,补偿点 D光饱和点,2植物光反应的最终电子受体和氧化磷酸化中最初电子受体依次是 （）,ANADP,和NAD,BH,2,O和O,2,CFAD,和FMN DNAD,和FAD,3下列论述哪项是对的？（）,A暗反应在叶绿体的基粒片层上进行,B光反应在叶绿体的基质中进行,C暗反应不需要光，但在阳光下也能进行,D暗反应只有在黑暗中才能进行,练一练,D,A,C,4光合作用的过程中，二氧化碳被H还原，这个H来源于 （）,A固定CO,2,的五碳化合物 B水被光解后产生的,C体内有机物氧化产生的 D吸收大气中的氢,5C,4,植物维管束鞘细胞的特点（）,A细胞较大、叶绿体没有基粒 B细胞较大、叶绿体有基粒,C细胞较小、叶绿体没有基粒 D细胞较小、叶绿体有基粒,6下列对叶绿素分子功能的叙述，正确的是（）,A吸收光能 B传递光能 C储藏光能 D转化光能,7一个光合单位包括（）,A天线色素系统和反应中心色素分子,BATP酶复合物和电子传递体,C电子传递体和NADPH DATP酶复合物和P,700,练一练,B,A,ABD,A,8光合作用过程中在叶绿体类囊体腔中完成的反应步骤有：（）,A三碳化合物的形成 B水的光解和氧的释放,CNADP的还原 DATP的生成,9所有进行光合放氧的生物都具有哪种色素 （）,A叶绿素a，叶绿素b B叶绿素L，叶绿素c,C叶绿素a，类胡萝卜素 D叶绿素a，藻胆素,10以下哪些参与光合磷酸化：,（）,AP,680,，P,700,，P450 BP,680,，P,700,，去镁叶绿素,CP,680,，P,700,，叶绿素b D细胞色素c，细胞色素b，NADH,练一练,B,C,B,练一练,11哪些特征使得景天科植物适应在炎热荒漠环境生长 （）,A维管束的排列方式特异 B具有C4代谢途径,C白天气体交换少 D储存酸性物质可以抗虫。,12光合作用中C02固定和同化一定需要：（）,ARubisco BNADPH CATP D放出氧气,13一个分子自叶绿体类囊体内到达线粒体基质必须穿过的层膜数是 （）,A3 B5 C7 D9,B,BC,ABC,14一种C,3,植物和一种C,4,植物在光下一起放在一个密封的玻璃钟罩中，在这个钟罩内CO,2,浓度如何变化？（）,A没有变化 B增加,C下降到C,4,植物的CO,2,补偿点,D下降到C,3,植物的CO,2,补偿点,E下降到C,4,植物的CO,2,补偿点以下,15光合产物主要以什么形式运出叶绿体 （）,A丙酮酸 B磷酸丙糖 C蔗糖 DG6P,16叶绿体中所含的脂除叶绿体色素外主要是 （）,A真脂 B磷脂 C糖脂 D硫脂,练一练,B,C,B,练一练,17将叶绿素提取液放到直射光下，则可观察到（）,A反射光为绿色，透射光是红色,B反射光是红色，透射光是绿色,C反射光和透射光都是红色,D反射光和透射光都是绿色,18光合作用中蔗糖的形成部位（）,A叶绿体间质 B叶绿体类囊体,C细胞质 D叶绿体膜,19维持植物正常生长所需的最低日光强度（）,A等于光补偿点 B大于光补偿点,C小于光补偿点 D与日光强度无关,B,B,C,练一练,20类胡萝卜素属于萜类化合物中的（）,A倍半萜 B三萜 C双萜 D四萜,21“高能磷酸键”中的“高能”是指该键（）,A健能高 B活化能高,C水解释放的自由能高 DA，B和C都是,22绿色植物在白天光合作用旺盛时，多数气孔常开放着，随着光合作用的减弱，越来越多的气孔逐渐关闭。影响气孔开闭的主要内因是保卫细胞内部的（）,A氧气的浓度 B淀粉的浓度,C水解酶的浓度D酸碱度（pH值）,D,C,D,23绿色植物在白天光合作用旺盛时，多数气孔常开放着，随着光合作用的减弱，越来越多的气孔逐渐关闭。影响气孔开闭的主要内因是保卫细胞内部的（）,A氧气的浓度 B淀粉的浓度,C水解酶的浓度 D酸碱度（pH值）,24C,3,植物光合作用时，CO,2,的受体是（）,A磷酸甘油醛 B磷酸甘油酸,C丙酮酸 Dl，5二磷酸核酮糖,25阳光经三棱镜分光照在丝状绿藻上，在哪些频率范围内聚集着最多的好气性细菌 （）,A红光和蓝紫光 B黄光和蓝紫光,C红光和绿光 D蓝紫光和绿光,练一练,D,D,A,练一练,26在光合作用中，光化学反应的中心分子是（）,A全部叶绿素a的各种状态分子BP700和P680的叶绿素a的分子,C与光合作用有关的酶分子 D全部叶绿素和类胡萝卜素分子,27正常状态下，光合作用过程中，限制光合作用速度的步骤是 （）,A光能的吸收 B高能电子的传递 CCO2的固定 D以上都是,28天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于100下烘干，称其重量；黄昏时，再取同一株上着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是 （）,A甲叶片比乙叶片重 B乙叶片比甲叶片重,C两叶片重量相等 D不一定,39光合磷酸化过程发生的场所是 （）,A叶绿体内膜上 B叶绿体基质中,C类囊体膜的外侧 D类囊体膜的内侧,B,C,B,C,30下列哪组色素是叶绿体和有色体都含有的？（）,A叶绿素和类胡萝卜素 B叶绿素和叶黄素,C叶绿素和胡萝卜素 D叶黄素和胡萝卜素,31绿色植物的保卫细胞与表皮细胞在生理功能上的主要区别是 （）,A含有叶绿体 B能进行光合作用,C能进行呼吸作用 D能吸水、失水,32下列生理活动中，不产生 ATP的是（）,A暗反应 B有氧呼吸 C光反应 D无氧呼吸,33影响光合作用速度的环境因素主要是（）,A水分 B阳光 C温度 D空气,练一练,D,B,A,BC,练一练,34光合电子传递链位于 （）,A叶绿体内膜上 B叶绿体类囊体膜上,C叶绿体间质中 D叶绿体类囊体膜内,35下列有关光合作用的叙述，哪项不正确（）,A能进行光合作用的生物细胞都含有叶绿素,B能进行光合作用的植物细胞都含有叶绿体,C植物细胞进行光合作用时，将水分解产生氧分子的反应是在叶绿体的基质中进行,D植物细胞进行光合作用时，固定二氧化碳生成糖分子的反应是在叶绿体的基质中进行,B,C,练一练,36某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm,2,的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z一x)6 gcm,-2,H,-1,(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是 （）,A下午4时后将整个实验装置遮光3小时,B下午4时后将整个实验装置遮光6小时,C下午4时后在阳光下照射1小时,D晚上8时后在无光下放置3小时,A,37在光合作用研究过程中，科学实验陆续发现以下事实,(1)在人们对光合作用的认识达到一定程度时，以式子：,6CO,2,6H,2,O C,6,H,12,O,6,O,2,表示光合作用,(2)后来，希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应式是：,H2O+氧化态电子受体 还原态电子受体+1/2 O2,(3)在希尔反应基础上，Amon又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并有有机物(CH2O)产生,希尔反应和Amon的发现应该使当时的人们对光合作用有以下哪些方面的新认识 （）,A光合作用释放的O2来自H2O而不是CO2,BH2O被裂解的时候，发生了由H2O最后到NADP的电子传递，这个过程需要光,C希尔反应与CO2合成有机物是2个可以区分开来的过程,D光合作用需要光的过程为CO2合成有机物过程提供还原剂NADPH和ATP,练一练,ACD,植物的水分代谢（P87）,植物的水分代谢包括水分的,吸收、运输和排出,三个过程,一、水分的吸收,1、细胞的渗透性吸水,渗透作用定义：水分从,水势高,的系统通过,半透膜,向,水势低,的系统移动的现象，称为,渗透作用,水势,：水分子,自由能,的高低,由于溶质分子对水分子的吸引，降低了水的自由能，故浓度越大，水势越小,典型植物细胞水势的组成：,w(水势）,=,（渗透势）,+,p（压力势）,+,m（衬质势）,渗透势,是由,溶质颗粒,引起的纯水势的变化，为,负值,压力势,是由于,细胞壁等压力,存在而增加的水势，当细胞,吸水膨胀,时，细胞壁对原生质产生压力（膨压），此时压力势为,正值,，当细胞,质壁分离,时，压力势为,0,，当,剧烈蒸腾,时，细胞壁表面蒸发的水多于原生质蒸发水，细胞壁随着原生质的收缩而收缩，压力势为,负值,衬质势,是细胞,胶体物质,亲水性,和,毛细管,对水束缚,而引起水势降低的值，为,负值,已形成液泡的细胞，其衬质势很小，通常忽略不计，上述公式简化为,w,=,+,p,植物细胞相对体积变化与水势、渗透势、和压力势之间的关系,压力势,p,水势,w,渗透势,不膨胀,完全膨胀,1、细胞初始质壁分离时,p,=0,w,=,2、当细胞完全膨胀时,p,=,但符号相反，因此,w,=0，,不吸水,3、当叶片在剧烈蒸腾时，由于压力势为负值，水势低于渗透势,2、细胞的吸胀吸水,细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀吸水。,由于细胞没有液泡，,=0,p,=0,所以,w,=,m,二、根系吸水的动力,蒸腾拉力,和,根压,蒸腾拉力,：由于蒸腾作用使水分沿导管上升，使根吸水 的力量,根压,：由于植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力,伤流,：从植物的基部把茎切断，伤口会向外溢出液体的现象,吐水,：在土壤水分充分，空气潮湿的环境中，叶片尖端或边缘,有液体向外溢出的现象,伤流,和,吐水,都是,根压,引起的,通常蒸腾植物的吸水主要是由蒸腾拉力引起的，只有春季叶片未展开，蒸腾速率很低的植物，根压才成为主要的吸水动力,蒸腾,是,主要,的,失水方式,三、植物体内水分的运输,通过,共质体,和,质外体,两条途径,共质体,是指无数,相邻细胞的原生质体,通过,胞间连丝,形成一个连续整体，水分和溶质在共质体内进行,渗透运输,，速度,较慢,质外体,是指植物体内,没有原生质,的,非生命部分,，由,细胞壁,、,细胞间隙,和,木质部的导管,、,管胞,组成的一个连续的体系，水分和溶质在其中可,自由扩散,，运输,迅速,植物的矿质营养,一、必需矿质元素的生理作用及缺乏症,据在植物体内的,生理作用,，概况为两大类,细胞结构物质的组成成分,，,对生命的代谢活动起调节作用,生命元素,：,N、P、S,既是植物生命基础物质，不可缺少的构成元素，又是植物生命活动中催化、调节系统的某些物质的重要元素,缺氮：,植株,矮小瘦弱,，,叶小,色淡。有些作物如油菜、棉花植株呈现,红紫色,缺磷：,植株明显,矮小,，叶色,暗绿,，,开花结果少,，,开花期,和,成熟期,都,延迟,。,缺钾：,叶片,卷曲皱缩,，出现,褐色斑点,。茎秆,易倒伏,，抗旱性、抗寒性差。,缺镁,：叶绿素的形成受到阻碍，叶片,失绿,。,缺硫,：叶片呈,黄绿色,。,缺铁,：幼叶叶脉间首先失绿，表现“黄叶病”。,缺硼,：植物往往“只开花不结果”。,缺锰,：与缺铁类似，但在黄花区域内杂有斑点,缺锌,：果树会出现“小叶病”，和谷类作物会出现“白苗症”,元素缺乏症举例,二、植物细胞对矿质元素的吸收,1、被动吸收,由于,扩散作用,或,其他物理过程,而进行的吸收，,不,需要消耗,能量,，又称,非代谢吸收,（1）简单扩散,（2）杜南平衡,：细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积，等于细胞外正负离子浓度乘积时的平衡，称为杜南平衡。,由于细胞内含有许多大分子化合物，不能扩散到细胞外，为不扩散离子，不扩散负离子吸引细胞内部分可扩散正离子，所以，达到平衡时，细胞内的可扩散正离子的浓度较大，外界溶液中的可扩散负离子的浓度较大；当不扩散离子为正离子时，情况相反,2、主动吸收,三、植物吸收矿质元素的特点,1、对矿质元素和水的吸收表现为相对独立,2、具有选择性,3、单盐毒害和离子拮抗,单盐毒害,：将植物培养在,单一,盐溶液中，,即使,是植物,必须,的营养元素，且,浓度很低,，植物生长都会,异常,并,最终死亡,的现象。,离子拮抗,：在发生单盐毒害的溶液中，如果,少量,加入,不同价,的,金属离子,，这种毒害作用就会,大大减轻甚至消除,，离子间的这种作用叫离子拮抗。,例如：用C,a,Cl,2,或N,a,Cl的溶液培养小麦，均引起单盐毒害，而用两者的混合溶液培养，则会产生拮抗作用，根系生长趋于正常,生理酸性盐、生理碱性盐、生理中性盐,四、矿质元素在植物体内的同化,N的同化,植物主要利用土壤中的含N化合物，一共有三类：,1、有机含N化合物，如氨基酸、尿素；,2、铵盐,；,3、硝酸盐,铵盐,被植物吸收后，可以,直接,合成,氨基酸,。,硝酸盐,吸收后，要,先,在,硝酸还原酶,催化下还原为,亚硝酸盐,，再在,亚硝酸盐还原酶,催化下还原为,氨,，才能被利用。,各种,不同,来源的,氨,，在植物体内被,立即同化,，同化,方式,有,还原氨基化,以及,氨基交换,作用等。,五、矿质元素在植物体内的运输和分布,根系吸收的矿质元素可以沿,质外体途径,和,共质体途径,径向,运输到,中柱,，然后主要通过,木质部导管,向上运输,，也能从,木质部,横向运输,到,韧皮部,再,向上运输,。,植物叶片等,地上部分,也可以,吸收,矿质元素，这是植物的,根外营养,，也称,叶片营养,。,矿质元素在植物体内的分布,参与,植物体内,循环和再利用,的元素（如,K、N、P、Mg,），多分布于,生长点,和,嫩叶,等,代谢旺盛,的部位，缺乏时，,老叶,先出现缺乏症,不能再参与循环,的元素（,Ca、Fe、B,等），将,停留,在,已长成的器官,中，缺乏时，,幼叶,先出现缺乏症。,六、植物体内有机物的运输与分配,细胞内,的有机物的运输，主要是通过,扩散,和,布朗运动,等在,细胞器和细胞溶质,之间引动。,细胞间,有机物,短距离,运输，主要通过,质外体,和,共质体,运输。,有机物的,长距离运输,途径是,韧皮部,，有机物进入韧皮部后，可向上或向下运输，也可同时作双向运输，以及微量的横向运输。,糖类,运输的,主要,形式是,蔗糖,作物不同生育期中各有明显的生长中心，光合产物一般,优先分配到生长中心,。以不同位置的叶片来说，光合产物分配有“,就近供应，同侧运输,”的特点。,植物的生殖生长及其调控,植物必须达到,花熟状态,，才能在适宜的条件下诱导成花。在幼年期即使满足形成花所需的环境条件，也不能成花。,低温,和,适宜的光周期,是诱导成花的主要环境条件,一、低温和花的诱导,一些植物必须经过一定时间的,低温处理,，才能诱导开花。例如：冬小麦、白菜,这种低温诱导或促进开花的现象，称作,春化作用,春化作用的时期,：一般在,种子萌发,或,植株生长时期,感受低温的部位,：,茎尖端的生长点,春化作用一旦完成，即不受温度的影响,二、光周期和花的诱导,植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象，称作,光周期现象,1、光周期反应类型,（1）,长日照植物,：每天日照时间,长于,它的,临界日长,才开花的植物,（2）,短日照植物,：每天日照时间,短于,它的,临界日长,才开花的植物,（3）,日中性植物,：在,任何日长,均可开花的植物,临界日长,：昼夜周期中诱导,短日,植物开花所需的,最长日照,，或,诱导,长日,植物开花所需的,最短日照,如果在,光期,中用,短,时间的,暗期,打断光期,，并,不影响,开花；但如果在,暗期,中间用,短,时间的,光照,打断暗期,，即使是给以短日照条件，,短日照植物也不能开花,，,而长日照植物却能开花。,说明,决定开花,的,关键,是,暗期的长短,2、植物感受光周期的部位与时间,部位：,是叶片,时间：对光周期的反应与,叶龄有关,，幼叶和衰老的叶片对光周期的敏感性差，,叶片长到最大,时，敏感性最,高,3、红光、远红光的可逆现象,用不同波长的光进行暗期间断实验，发现,红光,