专题五：光合作用
竞赛要求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）4C3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知识梳理一、光合作用概述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。1．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。2．叶绿体和光合色素叶绿体是进行光合作用的细胞器。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3～6um，厚约为2～3um。其结构可分为外膜、内膜、基粒和基质四部分，内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，基粒是光反应进行的场所，基质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，这样的类囊体称为基粒类囊体；有一些类囊体较大，贯穿在两个基粒之间的基质中，称为基质类囊体。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。光合色素就位于类囊体膜中。其种类、颜色和吸收的可见光段如下：叶绿素a（蓝绿叶绿素——主要吸收蓝光和红光色）光合色素叶绿素b（黄绿类胡萝卜素——主要吸收蓝光色）胡萝卜素（橙黄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色）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，即不同波长叶黄素（黄光作用下的光合效率称为作用光谱。色）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。3．光合作用的发现
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17世纪，va
Helmo
t，将23kg的小柳树种在908kg干土中，雨水浇5年后，小柳树重767kg，而土仅减少57g。因此，他认为植物是从水中取得所需的物质。1771年，JosephPriestley，密闭容器中蜡烛燃烧污染了空气，使放于其中的小鼠窒息；若在密闭容器中放入一支薄荷，小鼠生命就可得到挽救。他的结论是，植物能净化空气。1779年，Ja
I
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housz，确定植物净化空气是依赖于光的。1782年，JSe
ebier，证明植物在照光时吸收CO2并释放O2。1804年，NTDeSaussure发现，植物光合作用后增加的重量大于吸收CO2和释放O2所引起的重量变化，他认为是由于水参与了r