光合生理研究现状

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1、光合生理研究现状09级植物学李宏富Theresearchactualityofphotosynthesis光合作用的发现光合作用的场所光合作用的过程光合作用的意义研究进展与展望光合作用光合作用的发现公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。1627年，荷兰人VanHelmont的盆栽柳树称重实验他将一株2.3kg重的小树种在重90.9kg的干土中，用雨水浇灌５年。小树长成重76.7kg，而土壤只比试验开始时减少57g。由此试验不难看出：植物生长所需的大部分物质并非来自于土壤。

2、1771年，英国普里斯特利的实验结论：绿色植物具有更新空气的能力。1779年，荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变好的作用。1804年，法国的索叙尔通过定量研究进一步证明二氧化碳和水是植物生长的原料。1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。1864年，德国的萨克斯发现光合作用的过程中产生了淀粉。萨克斯的实验在暗处放置几个小时的叶片一半曝光，一半遮光碘蒸气处理结论：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉1880年，美国恩吉尔曼实验黑暗中光照下结论:光合作用可以释放氧气，氧气由叶绿体释放.1897

3、年，首次在教科书中称它为光合作用。20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了“光合作用中释放的氧到底来自水还是来自二氧化碳”这个问题，得到了光合作用产生的氧气全部来自于水的结论。20世纪40年代初，美国的卡尔文等科学家用小球藻做试验：用C14标记的二氧化碳供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径被称为卡尔文循环。鲁宾、卡门实验结论：光合作用释放的氧来自水光合作用的场所——叶绿体外膜内膜基质基粒叶绿体色素具有吸收光能、传递光能、转化

4、光能的作用。叶绿体色素叶绿素类胡萝卜素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光什么是光合作用光合作用(photosynthesis)：是绿色植物通过叶绿体，利用可见光中的光能，把二氧化碳和水合成为储存能量的糖类（通常指葡萄糖），并且释放出氧气的过程。光合作用的反应式：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O光能叶绿体释放的氧气来源于参加反应的水光合作用的过程色素分子可见光吸收2H2O光解O24[H]ADP+Pi酶ATPC5CO2固定2C3酶还原能多种酶C6H12O6+H2O光反应暗反

5、应光合作用有关化学方程式水的光解：H2O→2H++1/2O2递氢：NADP+2e-+H+→NADPH递能：ADP+Pi→ATPCO2的固定：CO2+C5化合物→2C3化合物有机物的生成（C3的还原）：2C3化合物→（CH2O）+C5化合物耗能：ATP→ADP+Pi能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键中）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成）光、暗反应的联系：两者是一个整体，两者紧密联系。光反应为暗反应提供能量（ATP）和还原剂（NADPH），暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。光

6、反应和暗反应的比较场所条件物质变化能量变化光反应暗反应基粒片层膜上基质中有光光反应、多种酶水的光解ATP的生成CO2的固定C3的还原ATP的水解光能活跃化能活跃化能稳定化能影响光合作用的外界条件光照：光合作用是一个光生物化学反应，所以光合速率随着光照强度的增加而加快，但超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，直到不再增加。CO2：CO2是绿色植物进行光合作用的原料，在一定范围内提高其浓度能提高光合作用速率，当浓度增加到一定值之后光合作用速率不再增加，因为光合作用的产物有限。温度：光合作用中的化学反应都是在酶的催化作用下进

7、行的，而温度直接影响酶的活性。温度与光合速率的关系就像温度与酶之间的关系，有一个最适温度。矿质元素：矿质元素直接或间接影响光合作用。例如：N是构成叶绿素、ATP、酶的化合物的元素，P是构成ATP的元素，Mg是构成叶绿素的元素。水分：水分既是光合作用的原料之一，又可影响叶片气孔的开闭，间接影响CO2的吸收。缺水时光合速率下降。光合作用的意义1、生物界中有机物的来源；2、维持大气中氧和二氧化碳的相对稳定；3、对生物的进化具有重要作用；4、生物生命活动所需能量的最终来源。总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界

8、最基本的物质代谢和能量代谢。光合作用与生产生活在生活中的应用——清晨或夜间不在密林中锻炼在农业生产上应用(如何增加作用单位面积的产量)增加光照面积延长光照时间适当增加二氧化碳浓度增加光照面积合理密植立体种植改变株形延长光照时间大棚人工光照一年一熟改为一年多熟增加二氧化碳浓度施用NH4HCO3（大田）施用农家肥研究进展与展望我国最早