植物的呼吸實(shí)驗(yàn)作文 。。急急急!。。

【專家解說】：你這方法行!我也急!光合作用(Photosynthesis)是綠色植物、和某些細(xì)菌利用葉綠素，在可見光的照射下，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物(主要是淀粉)，并釋放出氧氣的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^光合作用利用無機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量，效率為10~20%。對(duì)于生物界的幾乎所有生物來說，這個(gè)過程是他們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。 歷史綠色的葉，進(jìn)行光合作用的重要場(chǎng)所1642年荷蘭人揚(yáng)·巴普蒂斯塔比利時(shí)人范·海爾蒙特做了盆栽柳樹稱重實(shí)驗(yàn)，得出植物的重量主要不是來自土壤而是來自水的推論。他沒有認(rèn)識(shí)到空氣中的物質(zhì)參與了有機(jī)物的形成。 1684年，比利時(shí)的海爾蒙特認(rèn)為，植物會(huì)從水中吸收養(yǎng)分，但其實(shí)這是不正確的觀念。 1771年，英國(guó)的普里斯特利發(fā)現(xiàn)植物可以恢復(fù)因蠟燭燃燒而變“壞”了的空氣。 1771年，英國(guó)的普里斯特利發(fā)現(xiàn)置于密封玻璃罩內(nèi)的老鼠極易窒息，但是加入一片新鮮薄荷葉，老鼠就可以蘇醒。 1773年，荷蘭的英格豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變“好”的作用。 1774年，英國(guó)的普里斯特利發(fā)現(xiàn)綠色的植物會(huì)制造、釋放出氧氣。 1782年，瑞士的瑟訥比埃發(fā)現(xiàn)，即使植物沒有受到陽光照射，照樣會(huì)釋放出二氧化碳。 1804年，瑞士的索緒爾通過定量研究進(jìn)一步證實(shí)二氧化碳和水是植物生長(zhǎng)的原料。 1845年，德國(guó)的邁爾發(fā)現(xiàn)植物把太陽能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能。 1864年，德國(guó)的薩克斯發(fā)現(xiàn)光合作用產(chǎn)生淀粉。 1880年，美國(guó)的恩格爾曼發(fā)現(xiàn)葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 1897年，首次在教科書中稱它為光合作用。 原理植物與動(dòng)物不同，它們沒有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取。就是所謂的自養(yǎng)生物。對(duì)于綠色植物來說，在陽光充足的白天，它們將利用陽光的能量來進(jìn)行光合作用，以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分。 這個(gè)過程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經(jīng)由氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖，同時(shí)釋放氧氣: 12H2O + 6CO2 + 陽光 → (與葉綠素產(chǎn)生化學(xué)作用); C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O 注意:上式中等號(hào)兩邊的水不能抵消，雖然在化學(xué)上式子顯得很特別。原因是左邊的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來自二氧化碳。為了更清楚地表達(dá)這一原料產(chǎn)物起始過程，人們更習(xí)慣在等號(hào)左右兩邊都下寫上水分子，或者在右邊的水分子右上角打上星號(hào)。 12H2O + 陽光 → 12H2 + 6O2 [光反應(yīng)] 12H2 (來自光反應(yīng)) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [暗反應(yīng)] 光反應(yīng)光合作用分解水釋放出O2并將CO2轉(zhuǎn)化成糖類植物的光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)步驟如下 場(chǎng)所:類囊體 影響因素:光強(qiáng)度，水分供給 過程:葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng):光合作用系統(tǒng)一和光合作用系統(tǒng)二，(光合作用系統(tǒng)一比光合作用系統(tǒng)二要原始，但電子傳遞先在光合系統(tǒng)二開始，一二的命名則是按其發(fā)現(xiàn)順序)在光照的情況下，分別吸收700nm和680nm波長(zhǎng)的光子，作為能量，將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞，其中還有細(xì)胞色素b6/f的參與，最后傳遞給輔酶NADP，通過鐵氧還蛋白-NADP還原酶將NADP還原為NADPH。而水光解所得的氫離子則因?yàn)轫槤舛炔钔ㄟ^類囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類囊體內(nèi)向外移動(dòng)到基質(zhì)，勢(shì)能降低，其間的勢(shì)能用于合成ATP，以供暗反應(yīng)所用。而此時(shí)勢(shì)能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走。一分子NADP可攜帶兩個(gè)氫離子。這個(gè)NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用。 意義: 光解水，產(chǎn)生氧氣。將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，產(chǎn)生ATP，為暗反應(yīng)提供能量。利用水光解的產(chǎn)物氫離子，合成NADPH及H離子，為暗反應(yīng)提供還原劑。 固碳作用 固碳作用實(shí)質(zhì)上是一系列的酶促反應(yīng)。生物界有幾種固碳方法，主要是卡爾文循環(huán)，但并非所有行光合作用的細(xì)胞都使用卡爾文循環(huán)進(jìn)行碳固定，例如綠硫細(xì)菌會(huì)使用還原性三羧酸循環(huán)，綠曲撓菌(Chloroflexus)會(huì)使用3-羥基丙酸途徑(3-Hydroxy-Propionate pathway)，還有一些生物會(huì)使用核酮糖-單磷酸途徑(Ribolose-Monophosphate Pathway)和絲氨酸途徑(Serin Pathway)進(jìn)行碳固定。 場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì) 影響因素:溫度，二氧化碳濃度 過程:不同的植物，固碳作用的過程不一樣，而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同。這是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果。固碳作用可分為C3,C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過程的不同而劃分的。 卡爾文循環(huán) 卡爾文循環(huán)是光合作用的暗反應(yīng)的一部分。反應(yīng)場(chǎng)所為葉綠體內(nèi)的基質(zhì)。循環(huán)可分為三個(gè)階段: 羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物會(huì)將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個(gè)五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此過程稱為二氧化碳的固定。這一步反應(yīng)的意義是，把原本并不活潑的二氧化碳分子活化，使之隨后能被還原。但這種六碳化合物極不穩(wěn)定，會(huì)立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反應(yīng)中生成的NADPH+H還原，此過程需要消耗ATP。產(chǎn)物是3-磷酸丙糖。后來經(jīng)過一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，一個(gè)碳原子將會(huì)被用于合成葡萄糖而離開循環(huán)。剩下的五個(gè)碳原子經(jīng)一些列變化，最后在生成一個(gè)1，5-二磷酸核酮糖，循環(huán)重新開始。循環(huán)運(yùn)行六次，生成一分子的葡萄糖。 影響條件 光照 植物光合作用的兩個(gè)吸收峰光合作用是一個(gè)光生物化學(xué)反應(yīng)，所以光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快。但超過一定范圍之后，光合速率的增加變慢，直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量來表示，CO2的吸收量越大，表示光合速率越快。 二氧化碳 CO2是綠色植物光合作用的原料，它的濃度高低影響了光合作用暗反應(yīng)的進(jìn)行。在一定范圍內(nèi)提高CO2的濃度能提高光合作用的速率，CO2濃度達(dá)到一定值之后光合作用速率不再增加，這是因?yàn)楣夥磻?yīng)的產(chǎn)物有限。 溫度 光合作用中的化學(xué)反應(yīng)都是在酶的催化作用下進(jìn)行的，而溫度直接影響酶的活性。溫度與光合作用速率的關(guān)系就像溫度與酶之間的關(guān)系，有一個(gè)最適的溫度。 礦質(zhì)元素 礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。例如，N是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP的化合物的元素，P是構(gòu)成ATP的元素，Mg是構(gòu)成葉綠素的元素。 水分 水分既是光合作用的原料之一，又可影響葉片氣孔的開閉，間接影響CO2的吸收。缺乏水時(shí)會(huì)使光合速率下降。 傳遞鏈 非循環(huán)電子傳遞鏈 葉綠素a,b的吸收峰非循環(huán)電子傳遞鏈過程大致如下: 電子從光系統(tǒng)2出發(fā)。 光系統(tǒng)2->初級(jí)接受者(Primary acceptor)->質(zhì)體醌(Pq)->細(xì)胞色素復(fù)合體(Cytochrome Complex)->質(zhì)體藍(lán)素(含銅蛋白質(zhì))(Pc)->光系統(tǒng)1->初級(jí)接受者(Primary acceptor)->鐵氧化還原蛋白(Fd)->NADP+還原酶(NADP+ reductase) ，非循環(huán)電子傳遞鏈從光系統(tǒng)2出發(fā)，會(huì)裂解水，釋出氧氣，生產(chǎn)ATP與NADPH。 循環(huán)電子傳遞鏈 循環(huán)電子傳遞鏈的過程如下: 電子從光系統(tǒng)1出發(fā)。 光系統(tǒng)1→初級(jí)接受者(Primary acceptor)→鐵氧化還原蛋白(Fd)→細(xì)胞色素復(fù)合體(Cytochrome Complex)→質(zhì)體藍(lán)素(含銅蛋白質(zhì))(Pc)→光系統(tǒng)1，循環(huán)電子傳遞鏈不會(huì)產(chǎn)生氧氣，因?yàn)殡娮觼碓床⒎橇呀馑?。最后?huì)生產(chǎn)出ATP。 非循環(huán)電子傳遞鏈中，細(xì)胞色素復(fù)合體會(huì)將氫離子打到類囊體(臺(tái)灣的翻譯)(Thylakoid)里面。高濃度的氫離子會(huì)順著高濃度往低濃度的地方流這個(gè)趨勢(shì)，像類囊體外擴(kuò)散。但是類囊體膜是雙層磷脂膜(Phospholipid dilayer)，對(duì)于氫離子移動(dòng)的阻隔很大，它只能通過一種叫做ATP合成酶(ATP Synthase)的通道往外走。途中正似水壩里的水一般，釋放它的位能。經(jīng)過ATP合成酶時(shí)會(huì)提供能量、改變它的形狀，使得ATP合成酶將ADP和磷酸合成ATP。 應(yīng)用 C3類植物 二戰(zhàn)之后,美國(guó)加州大學(xué)柏克萊分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻，以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時(shí)C14示蹤技術(shù)和雙向紙層析法技術(shù)都已經(jīng)成熟，卡爾文正好在實(shí)驗(yàn)中用上此兩種技術(shù)。 他們將培養(yǎng)出來的藻放置在含有未標(biāo)記CO2的密閉容器中,然后將C14標(biāo)記的CO2注入容器,培養(yǎng)相當(dāng)短的時(shí)間之后,將藻浸入熱的乙醇中殺死細(xì)胞，使細(xì)胞中的酶變性而失效。接著他們提取到溶液里的分子。然后將提取物應(yīng)用雙向紙層析法分離各種化合物,再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點(diǎn),并與已知化學(xué)成份進(jìn)行比較。 卡爾文在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，標(biāo)記有C14的CO2很快就能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。在幾秒鐘之內(nèi),層析紙上就出現(xiàn)放射性的斑點(diǎn),經(jīng)與已知化學(xué)物比較,斑點(diǎn)中的化學(xué)成分是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中間體。這第一個(gè)被提取到的產(chǎn)物是一個(gè)三碳分子, 所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。后來研究還發(fā)現(xiàn), CO2固定的C3途徑是一個(gè)循環(huán)過程,人們稱之為C3循環(huán)。這一循環(huán)又稱卡爾文循環(huán)。 C3類植物，如米和麥，二氧化碳經(jīng)氣孔即如葉片后，直接進(jìn)入葉肉進(jìn)行卡爾文循環(huán)。而C3植物的維管束鞘細(xì)胞很小，不含或含很少葉綠體，卡爾文循環(huán)不在這里發(fā)生。 C4類植物 在20世紀(jì)60年代，澳大利亞科學(xué)家哈奇和斯萊克發(fā)現(xiàn)玉米、甘蔗等熱帶綠色植物，除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環(huán)外，CO2首先通過一條特別的途徑被固定。這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑。 C4植物主要是那些生活在干旱熱帶地區(qū)的植物。在這種環(huán)境中，植物若長(zhǎng)時(shí)間開放氣孔吸收二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致水分通過蒸騰作用過快的流失。所以，植物只能短時(shí)間開放氣孔，二氧化碳的攝入量必然少。植物必須利用這少量的二氧化碳進(jìn)行光合作用，合成自身生長(zhǎng)所需的物質(zhì)。 在C4植物葉片維管束的周圍，有維管束鞘圍繞，這些維管束鞘含有葉綠體，但里面并無基粒或發(fā)育不良。在這里，主要進(jìn)行卡爾文循環(huán)。 其葉肉細(xì)胞中，含有獨(dú)特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸羧基化酶，使得二氧化碳先被一種三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，這也是該暗反應(yīng)類型名稱的由來。這草酰乙酸在轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸鹽后,進(jìn)入維管束鞘，就會(huì)分解釋放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳進(jìn)入卡爾文循環(huán)，后同C4進(jìn)程。而丙酮酸則會(huì)被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此過程消耗ATP。 該類型的優(yōu)點(diǎn)是，二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱環(huán)境生長(zhǎng)。C3植物行光合作用所得的淀粉會(huì)貯存在葉肉細(xì)胞中，因?yàn)檫@是卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所，而維管束鞘細(xì)胞則不含葉綠體。而C4植物的淀粉將會(huì)貯存于維管束鞘細(xì)胞內(nèi)，因?yàn)镃4植物的卡爾文循環(huán)是在此發(fā)生的。 我就不信這沒500字!