第二章光合作用與生物固氮

2022-05-21 20:06:17 字數 2367 閱讀 7036

一光合作用

●疑難辨析

1.特殊狀態的葉綠素a

特殊狀態的葉綠素a接受光能被激發而失去電子,失去電子的特殊狀態的葉綠素a在結構上發生了變化,失去了乙個電子;在功能上發生了變化,成為強氧化劑,可以最終從水中奪得電子而恢復原結構。

2.輔酶ⅱ的特性

輔酶ⅱ是一種帶正電荷的有機物,它的全名叫做烟醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,簡稱nadp+,這種輔酶ⅱ具有乙個十分重要的特性,就是它的烟醯胺部分很容易與氫(兩個電子和乙個氫離子)結合而被還原,成為還原型輔酶ⅱ(nadph)這種還原型輔酶ⅱ具有很強的還原能力。在需要氫的反應中,烟醯胺部分又很容易與氫分離,用它分離出來的氫去還原別的物質。乙個被還原的物質再氧化時會放出能量,因此,當輔酶ⅱ接受氫(2個電子,1個氫離子)而變成還原型輔酶ⅱ時。

就意味著電能在這裡是以化學能的形式積蓄起來的。所以還原型輔酶ⅱ可以看成是攜帶一定能量的還原劑。

●典例剖析

[例1]下圖是光能轉換成電能的示意圖,依圖回答:

(1)光能轉換成電能,電能轉換成活躍的化學能,是在葉綠體的__中進行的。

(2)圖中b代表的色素是__。a代表的色素是__。

(3)圖中c和d是__。

(4)e是__,當它得到__和__就形成f__。這樣一部分電能轉化成__儲存在f__中。

(5)光能在葉綠體中的轉換過程中,__變成強氧化劑,__是很強的還原劑。

(6)在光的照射下,葉綠體內能形成電子流的原因是由於少數處於特殊狀態的__連續不斷地__和__的緣故。

【解析】 (1)光合作用的光反應場所是葉綠體內的囊狀結構的薄膜上,而光能轉換成電能,電能轉換成活躍的化學能,都屬於光反應的變化,所以兩種能量變化都發生在葉綠體的囊狀結構的薄膜上。

(2)從圖中可知,b具有吸收、傳遞光能的作用,a具有吸收光能,並將光能轉換成電能的作用,所以b是一類具有吸收和傳遞光能的色素,包括絕大多數的葉綠素a,以及全部的葉綠素b、胡蘿蔔素和葉黃素。a是一類既能吸收光能,還能使光能轉換成電能的色素,即少數特殊狀態的葉綠素a。

(3)由圖中可知c、d分別是最初電子供體和受體,所以都是傳遞電子的物質。

同時脫離葉綠素a的電子,在傳遞過程中使另一部分電能轉換成化學能,這部分化學能被adp捕獲,結合pi;在酶的催化下形成atp。

(6)在光的照射下,葉綠體形成電子流的原因是:少數處於特殊狀態的葉綠素a,連續不斷地失去電子和從水分中得到電子。

【答案】

(1)囊狀結構的薄膜

(2)吸收和傳遞光能的色素

特殊狀態的葉綠素a

(3)傳遞電子的物質

(5)失去電子的葉綠素a,nadph

(6)葉綠素a 失去電子獲得電子

[例2]atp貯存的能量和adp形成atp時接收的能量分別是

a.化學能,只能是電能

b.電能,化學能

c.化學能,電能和化學能

d.化學能,只能是化學能

【解析】 atp中含有的能量是化學能,但atp接收的能量可以是化學能,也可以是電能。在呼吸作用中,有機物氧化分解合成atp,被稱為氧化磷酸化,這裡接收的是化學能。在光合作用的反應中,隨著電子的流動形成atp,其中所貯存的能量就來自電能。

【答案】 c

[例3]光照較強的夏季中午,下列哪種植物光合作用效率高一些

a.菠菜

b.水稻

c.玉公尺

d.小麥

【解析】 植物在光照較強的夏季中午,葉片上大多數氣孔關閉,使葉片內細胞間隙中的co2含量很低,這時只有c4植物能夠利用葉片內細胞間隙中含量很低的co2進行光合作用,而c3植物則不能或效率很低。題中四種植物只有玉公尺是c4植物,因此答案應選c。

【答案】 c

【答案】 b

[例5]在可控制溫度和大氣成分的溫室中,以人工配製的營養液無土栽培蔬菜。請回答下列問題:

(1)春季天氣晴朗,光照充足時,為使作物增產,除滿足礦質元素的需求外,應採取的措施是__,此措施可通過__或__等方法實現。

(2)當陰雨連綿、光照不足時,溫室溫度應__,以降低蔬菜的__。

(3)向培養液中幫浦人空氣的目的是__。

(4)(2023年浙江高考題)寫出培養液中與光合作用有關的三種必需礦質元素的元素符號及它們在光合作用中的作用解析】 這是一道聯絡農業生產實際的問題,同時考查綜合運用光合作用、礦質元素吸收等知識的能力。

(2)當光照不足時,光合作用減弱,合成的有機物減少,此時只有通過適當降低室內溫度,來降低呼吸作用,使有機物消耗減少。

(3)根吸收礦質離子的方式是主動運輸,此方式所需的能量主要由有氧呼吸產生的atp所提供,因此,向培養液中幫浦入空氣的目的是促進根的有氧呼吸,為根部吸收礦質離子提供更多的能量。

(4)與光合作用有關的必需礦質元素有多種,如n、p、k、mg、mn、fe、s、ca、cl等。

鉀在光合作用合成醣類,以及將醣類運輸到塊根、塊莖和種子等器官中起重要作用;

鎂是葉綠素的重要組成成分。

【答案】

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