光合作用過程

H2O*

CO2+(CH2O)+O2*光能光合作用的概念及反應(yīng)式光合作用是指綠色植物通過，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的，并且釋放出氧的過程。+

H2O1根據(jù)是否需要光能，光合作用的過程可分為兩個(gè)階段：光反應(yīng)、暗反應(yīng)光合作用的過程2葉綠體中的色素光合作用的過程光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段光能co22c3H2O 水在光下分解C5ATPADP+Pi酶供能[H]供氫O2固定還原多種酶參加催化光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)有機(jī)的整體(CH2O)+H2O3CAD光光NADP+NADPH光B反應(yīng)中心葉綠素類胡蘿卜素少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a，在光的作用下連續(xù)不斷地丟失電子和獲得電子，從而形成電子流，使光能轉(zhuǎn)換成電能。eH2OeeA失去電子成為強(qiáng)氧化劑最終電子供體最終電子受體光能轉(zhuǎn)換成電能示意圖天線色素（吸收、傳遞光能）4類囊體光光O2H2OeH+ADP+PiATPNADP+NADPH電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能5(CH2O)CO2類囊體光光O2H2OeH+NADP+NADPHADP+PiATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能6光能葉綠素aADP+PiNADPHH2ONADPeATPO2CO2C52C3eH+固定葉綠體還原光反應(yīng)暗反應(yīng)〔H〕(片層結(jié)構(gòu)的薄膜上)(基質(zhì)中)（CH2O）光合作用過程天線色素中間物質(zhì)e7光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系光反應(yīng)暗反應(yīng)ATPNADPHADP、PiNADP+從葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)向基質(zhì)移動從葉綠體的基質(zhì)向囊狀結(jié)構(gòu)移動89

用含14C的CO2去培養(yǎng)綠色植物，14C將先后在哪些物質(zhì)中出現(xiàn)？二、C３植物和C４植物10（05全國Ⅰ）在光照下，供給玉米離體葉片少量的14C2，隨著光合作用時(shí)間的延續(xù)，在光合作用固定的CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量變化示意圖正確的是B11(1)、C3植物：小麥、水稻、大豆等絕大多數(shù)綠色植物（2）、C4植物：玉米、甘蔗、高粱、莧菜固定CO2的途徑不同1、概念：14CO2→14

C3化合物→（14CH2O）14CO2→14C4化合物→14C3化合物→（14CH2O）12葉肉細(xì)胞C3植物13葉綠體中無基粒葉綠體中有基粒C4植物14

C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)C3植物C4植物維管束鞘細(xì)胞不含葉綠體，葉肉細(xì)胞排列疏松，含葉綠體維管束鞘細(xì)胞比較大，含有數(shù)量多且大的又沒有基粒的葉綠體，葉肉細(xì)胞含正常葉綠體15C3植物的暗反應(yīng)葉肉細(xì)胞葉綠體16C4植物的暗反應(yīng)CO2C3(PEP)C4C4C3(丙酮酸）CO2C52C3CH2ONADPHNADP+ATPADP+Pi酶葉肉細(xì)胞葉綠體（C4途徑）維管束鞘細(xì)胞葉綠體（C3途徑）17C4植物光合作用的意義

C4植物同C3植物相比，C4植物大大提高了固定CO2的能力。高溫、光照強(qiáng)烈和干旱的條件下，綠色植物的氣孔關(guān)閉，此時(shí)C4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量極低的CO2進(jìn)行光合作用，而則C3植物不能，因而C4植物比C3植物具有較強(qiáng)的光合作用。18如何鑒別C3植物和C4植物？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生長在高溫、強(qiáng)光照和干旱環(huán)境中的植物氣孔關(guān)閉，C4植物能利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的CO2進(jìn)行光合作用，C3植物則不能。(1)取自然界中不同環(huán)境下的甲、乙兩種長勢良好，狀態(tài)相似的草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的類型。請利用一個(gè)密閉大玻璃鐘罩，完成初步判斷乙植物是C3植物還是C4植物的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)原理：

。方法：將植物甲和植物乙一同栽種于密閉鐘罩下，給予

條件培養(yǎng)。連續(xù)若干天觀察記錄它們的生長情況。預(yù)期結(jié)果：①

，②

。對結(jié)果的分析：

。高溫、強(qiáng)光照和干旱甲和乙生長狀態(tài)相似，都良好甲長勢依然良好，但乙卻逐漸變差如果出現(xiàn)第一種情況，則如果出現(xiàn)第二種情況，則19如何鑒別C3植物和C4植物？(2)對于以上的分析，用顯微鏡從形態(tài)學(xué)方面加以進(jìn)一步驗(yàn)證。方法：制作乙植物的葉片過葉脈橫切的臨時(shí)切片，用顯微鏡觀察。結(jié)論：如果視野中看到

，乙是C3植物；如果看到的是，則乙是C4植物。沒有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)或維管束鞘細(xì)胞中無葉綠體有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)或維管束鞘細(xì)胞中有葉綠體20如何鑒別C3植物和C4植物？(3)研究性學(xué)習(xí)小組欲觀察兩種植物光合作用形成的淀粉粒在葉片內(nèi)的位置有何不同，用碘液對葉片處理后制成的橫切片在顯微鏡下只能看到綠色顆粒，卻看不清淀粉粒，這一操作過程存在哪些不足導(dǎo)致上述現(xiàn)象的發(fā)生

。綠色葉片應(yīng)該先在熱酒精中脫去葉綠素，再染色、制片21（1）形態(tài)觀察（2）結(jié)構(gòu)鑒別（3）根據(jù)淀粉位置的生理證明（4）根據(jù)C4植物生理特點(diǎn)的鑒別（5）同位素標(biāo)記法如何鑒別C3植物和C4植物？22（1）形態(tài)觀察：由于C4植物的維管束鞘細(xì)胞是含有葉綠體的，而C3植物不含有，據(jù)此，可根據(jù)觀察葉脈的顏色深淺來鑒別。

（2）結(jié)構(gòu)鑒別：取葉片過葉脈作葉橫切片，然后用顯微鏡觀察，圍繞著維管束如果有兩圈花環(huán)型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的可斷定是C4植物，否則是C3植物。如何鑒別C3植物和C4植物？23（3）根據(jù)淀粉位置的生理證明：

C4植物葉片中只有維管束鞘細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)淀粉粒，葉肉細(xì)胞中沒有淀粉粒；C3植物的情況正好相反。

如何通過實(shí)驗(yàn)證明？顯然，淀粉的位置可以通過碘液進(jìn)行檢測。實(shí)驗(yàn)的方案可以是：①將待測植物置于光下照射一段時(shí)間，以充分積累淀粉；②取待測葉片用酒精隔水加熱，脫去葉綠體色素，用水漂洗；③在葉片上滴加碘液。④若用肉眼觀察，則觀察葉片的葉肉組織與葉脈，可見C3植物的葉肉組織成為藍(lán)色，而C4植物的葉脈呈藍(lán)色；如果利用顯微鏡，則首先制作臨時(shí)裝片，然后觀察葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞?？梢奀3植物葉肉細(xì)胞內(nèi)有藍(lán)色的淀粉顆粒，維管束鞘細(xì)胞沒有；C4植物恰好相反。

24（4）根據(jù)C4植物生理特點(diǎn)的鑒別：C4植物生理特點(diǎn)是能利用低濃度的CO2，利用這一特點(diǎn)區(qū)別C3與C4植物?？蓪⒋b別的C3與C4植物放在同一個(gè)玻璃鐘罩內(nèi)密封，置于光下照射。植物的光合作用將會使鐘罩內(nèi)的CO2濃度下降。由于C3植物光合作用對CO2濃度的要求較高，因此首先因CO2不足而生長不良甚至死亡。（5）同位素標(biāo)記法：C4植物的發(fā)現(xiàn)就是同位素CO2追蹤放射性轉(zhuǎn)移途徑的方法。。C4植物先出現(xiàn)在C4化合物上，接著出現(xiàn)在C3化合物上，最后出現(xiàn)在有機(jī)物中。C3植物則先出現(xiàn)在C3化合物上，而后出現(xiàn)在有機(jī)物中。1425（04廣東）下列有關(guān)C4和C3植物的描述，錯(cuò)誤的是A.C3植物維管束鞘細(xì)胞中含有葉綠體B.C4植物維管束鞘細(xì)胞中含有葉綠體C．C3植物葉肉細(xì)胞中含有葉綠體D．C4植物葉肉細(xì)胞中含有葉綠體（05北京）2.下列能鑒別野牛草是否為C4植物的簡便方法是A.制作葉表皮臨時(shí)裝片，觀察氣孔大小B.制作葉橫切臨時(shí)裝片，觀察葉脈結(jié)構(gòu)C.分離、測定葉片中各種色素的含量D.用碘液測定葉片中淀粉的含量AB26例題：夏季中午強(qiáng)烈的陽光會導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉。此時(shí)．下列