植物在高温时有更高的呼吸效率,那高出来的能量用在什么地方了

发布时间: 2022-12-20 23:01:38 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 97

冬天植物的光合作用冬天树的叶子都落了还有法进行光合作用吗?为什么?光合作用可分为光反应和暗反应(又叫碳反应)两个阶段。,2....

植物在高温时有更高的呼吸效率,那高出来的能量用在什么地方了

冬天植物的光合作用

冬天树的叶子都落了还有法进行光合作用吗?为什么?
光合作用可分为光反应和暗反应(又叫碳反应)两个阶段。
   2.1 光反应
  条件:光照、光合色素、光反应酶。
  场所:叶绿体的类囊体薄膜。
  过程:①水的光解:2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下)。②ATP的合成:ADP+Pi→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)。
  影响因素:光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。
  意义:①光解水,产生氧气。②将光能转变成化学能,产生ATP,为暗反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH,为暗反应提供还原剂NADPH。
   2.2 暗反应
  暗反应的实质是一系列的酶促反应。
   条件:暗反应酶。
  场所:叶绿体基质。
  影响因素:温度、CO2浓度、酸碱度等。
  过程:不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH及ATP提供的能量反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。
  光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质变化)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量变化)。 [编辑本段]3. 光合作用的详细机制  植物利用阳光的能量,将二氧化碳转换成淀粉,以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方,因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。
  3.1 原理
  植物与动物不同,它们没有消化系统,因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。就是所谓的自养生物。对于绿色植物来说,在阳光充足的白天,它们将利用阳光的能量来进行光合作用,以获得生长发育必需的养分。
  这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下,把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉,同时释放氧气
  3.2 注意事项
  上式中等号两边的水不能抵消,虽然在化学上式子显得很特别。原因是左边的水,是植物吸收所得,而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。为了更清楚地表达这一原料产物起始过程,人们更习惯在等号左右两边都写上水分子,或者在右边的水分子右上角打上星号。
  3.3 光反应和暗反应
  请参见本词条的“基本原理”栏目。
  3.4 吸收峰
   叶绿素a,b的吸收峰叶绿素a、b的吸收峰过程:叶绿体膜上的两套光合作用系统:光合作用系统一和光合作用系统二,(光合作用系统一比光合作用系统二要原始,但电子传递先在光合系统二开始)在光照的情况下,分别吸收680nm和700nm波长的光子(以蓝紫光为主,伴有少量红色光),作为能量,将从水分子光解过程中得到电子不断传递,(能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素a) 最后传递给 辅酶二 NADP+。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质,势能降低,其间的势能用于合成ATP,以供暗反应所用。而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP+带走。一分子NADP+可携带两个氢离子,NADP +2e- +H+ =NADPH .还原性辅酶二 DANPH则在暗反应里面充当还原剂的作用。
  3.5 有关化学方程式
  H20→2H+ 1/2O2(水的光解)
  NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢)
  ADP+Pi→ATP (递能)
  CO2+C5化合物→2C3化合物(二氧化碳的固定)
  2C3化合物→(CH2O)+ C5化合物(有机物的生成或称为C3的还原)
  ATP→ADP+PI(耗能)
  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)→稳定的化学能(糖类即淀粉的合成)
  注意:光反应只有在光照条件下进行,而只要在满足暗反应条件的情况下暗反应都可以进行。也就是说暗反应不一定要在黑暗条件下进行。
  3.6 光反应阶段和暗反应阶段的关系
  ①联系:光反应和暗反应是一个整体,二者紧密联系。光反应是暗反应的基础,光反应阶段为暗反应阶段提供能量(ATP)和还原剂(【H】),暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。
  ②区别:(见下表)
   项目光反应暗反应 实质光能→ 化学能,释放O2同化CO2形成(CH2O)(酶促反应)时间短促,以微秒计较缓慢 条件需色素、光和酶不需色素和光,需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下) ADP+Pi→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)
  CO2+C5→2C3(在酶的催化下)
  C3+【H】→(CH2O)+ C5(在酶和ATP的催化下)
  能量转化叶绿素把光能转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能[编辑本段]4. 光合作用的要点解析   4.1 光合色素和电子传递链组分
    4.3 光合磷酸化
  一对电子从P680经P700传至NADP+,在类囊体腔中增加4个H+,2个来源于H2O光解,2个由PQ从基质转移而来,在基质外一个H+又被用于还原 NADP+,所以类囊体腔内有较高的H+(pH≈5,基质pH≈8),形成质子动力势,H+经ATP合酶,渗入基质、推动ADP和Pi结合形成ATP。
  ATP合酶,即CF1-F0偶联因子,结构类似于线粒体ATP合酶。CF1同样由5种亚基组成α3β3γδε的结构。CF0嵌在膜中,由4种亚基构成,是质子通过类囊体膜的通道。
   4.4 卡尔文原理
  卡尔文循环(Calvin Cycle)是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原,此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化,最后在生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始。循环运行六次,生成一分子的葡萄糖。
  4.4.1 C3类植物
  二战之后,美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻,以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟,卡尔文正好在实验中用上此两种技术。
  他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将C14标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞,使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成份进行比较。
  卡尔文在实验中发现,标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与一直化学物比较,斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子, 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现,CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。
  C3类植物,如米和麦,二氧化碳经气孔进入叶片后,直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小,不含或含很少叶绿体,卡尔文循环不在这里发生。
  4.4.2 C4类植物
  在20世纪60年代,澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物,除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外,CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。
  C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳,会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以,植物只能短时间开放气孔,二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用,合成自身生长所需的物质。
  在C4植物叶片维管束的周围,有维管束鞘围绕,这些维管束鞘细胞含有叶绿体,但里面并无基粒或发育不良。在这里,主要进行卡尔文循环。
  其叶肉细胞中,含有独特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶,使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸,这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘,就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。
  也就是说,C4植物可以在夜晚或气温较低时开放气孔吸收CO2并合成C4化合物,再在白天有阳光时借助C4化合物提供的CO2合成有机物。
  该类型的优点是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所,而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。
  4.4.3 景天酸代谢植物
  景天酸代谢(crassulacean acid metabolism, CAM): 如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话,那景天酸循环就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物,是那些有着膨大肉质叶子的植物,如凤梨。这些植物晚上开放气孔,吸收二氧化碳,同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定。早上的时候气孔关闭,避免水分流失过快。同时在叶肉细胞中开尔文循环开始。这些植物二氧化碳的固定效率也很高。
  4.4.4 藻类和细菌的光合作用
   绿藻真核藻类,如红藻、绿藻、褐藻等,和植物一样具有叶绿体,也能够进行产氧光合作用。光被叶绿素吸收,而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素,赋予了它们不同的颜色。
  进行光合作用的细菌不具有叶绿体,而直接由细胞本身进行。属于原核生物的蓝藻(或者称“蓝细菌”)同样含有叶绿素,和叶绿体一样进行产氧光合作用。事实上,目前普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的。其它光合细菌具有多种多样的色素,称作细菌叶绿素或菌绿素,但不氧化水生成氧气,而以其它物质(如硫化氢、硫或氢气)作为电子供体。不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。 [编辑本段]5. 影响光合作用的外界条件  5.1 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。光合速率可以用CO2的吸收量来表示,CO2的吸收量越大,表示光合速率越快。
  5.2 二氧化碳
  CO2是绿色植物光合作用的原料,它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高CO2的浓度能提高光合作用的速率,CO2浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加,这是因为光反应的产物有限。
  5.3 温度
  温度对光合作用的影响较为复杂。由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分,光反应主要涉及光物理和光化学反应过程,尤其是与光有直接关系的步骤,不包括酶促反应,因此光反应部分受温度的影响小,甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应,明显地受温度变化影响和制约。
  当温高于光合作用的最适温度时,光合速率明显地表现出随温度年升而下降,这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏,同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损;高温加剧植物的呼吸作用,而且使二氧化碳溶解度的下降超过氧溶解度的下降,结果利于光呼吸而不利于光合作用;在高温下,叶子的蒸腾速率增高,叶子失水严重,造成气孔关闭,使二氧化碳供应不足,这些因素的共同作用,必然导致光合速率急剧下降。当温度上升到热限温度,净光合速率便降为零,如果温度继续上升,叶片会因严重失水而萎蔫,甚至干枯死亡。
  5.4 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、酶、ATP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。
  5.5 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。缺乏水时会使光合速率下降。 [编辑本段]6. 光合作用的进化过程   光合作用不是起源于植物和海藻,而是起源于细菌。
  从这些进程中能够很明显地看出,无论是宿主生物体,还是共生细胞,它们都在光合作用。此“半植半兽”微生物在宿主和共生体细胞之间的快速转变可能在光合作用演化过程中起过关键作用,推动了植物和海藻的进化。虽然目前科学家还不能培养野生Hatena来完全研究清楚他的生命周期,但是这一阶段的研究可能会为搞清楚什么使得叶绿体成为细胞永久的一部分提供了一些线索。科学家认为,此生命现象导致海藻进化出一种吞噬细菌的方法,最终使海藻进化出自己的叶绿体来进行光合作用。然而,这一过程到底是怎样发生的,目前还是一个不解之谜。从此研究发现可以看出,光合作用不是起源于植物和海藻,而是最先发生在细菌中。正是因为细菌的有氧光合作用演化造成地球大气层中氧气含量的增加,从而导致复杂生命的繁衍达十亿年之久。在其他的实验中,冈本和井上教授尝试了喂给Hatena其他的海藻,想看看它是否会有同样的反应。但是,尽管它也吞噬了海藻,却没有任何改变的过程。这说明在这两者之间存在着某种特殊的关系。判断出这种关系是否是基因决定的将是科学家需要解决的下一个难题。
  光合作用的基因可能同源,但演化并非是一条从简至繁的直线科学家罗伯持·布来肯细普曾在《科学》杂志上发表报告说,我们知道这个光合作用演化来自大约25亿年前的细菌,但光合作用发展史非常不好追踪,且光合微生物的多样性令人迷惑,虽然有一些线索可以将它们联系在一起,但还是不清楚它们之间的关系。为此,布来肯细普等人通过分析五种细菌的基因组来解决部分的问题。他们的结果显示,光合作用的演化并非是一条从简至繁的直线,而是不同的演化路线的合并,靠的是基因的水平转移,即从一个物种转移到另一个物种上。通过基因在不同物种间的“旅行”从而使光合作用从细菌传到了海藻,再到植物。布来肯细普写道:“我们发现这些生物的光合作用相关基因并没有相同的演化路径,这显然是水平基因转移的证据。”他们利用BLAST检验了五种细菌:蓝绿藻、绿丝菌、绿硫菌、古生菌和螺旋菌的基因,结果发现它们有188个基因相似,而且,其中还有约50个与光合作用有关。它们虽然是不同的细菌,但其光合作用系统相当雷同,他们猜测光合作用相关基因一定是同源的。但是否就是来自Hatena,还有待证实。然而,光合作用的演化过程如何?为找到此答案,布来肯细普领导的研究小组利用数学方法进行亲缘关系分析,来看看这5种细菌的共同基因的演化关系,以决定出最佳的演化树,结果他们测不同的基因就得出不同的结果,一共支持15种排列方式。显然,它们有不同的演化史。他们比较了光合作用细菌的共同基因和其它已知基因组的细菌,发现只有少数同源基因堪称独特。大多数的共同基因可能对大多数细菌而言是“日常”基因。它们可能参加非光合细菌的代谢反应,然后才被收纳成为光合系统的一部分。 [编辑本段]7. 光合作用的发现历程   7.1 发现年表
  公元前,古希腊哲学家亚里士多德认为:植物生长所需的物质全来源于土中。
  1627年,荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。
  1771年,英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验,他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里,他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着,于是,他得出了结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。但他并没有发现光的重要性。
  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实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产生淀粉。他做了一个试验:把绿色植物叶片放在暗处几个小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半曝光,一半遮光。过一段时间后,用典蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。
  1880年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵(水绵的叶绿体是条 水绵状,螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里,然后用极细光束照射水绵通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中:如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。
  1897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“光合作用中释放出的氧到底来自水,还是来自二氧化碳”这个问题,得到了氧气全部来自于水的结论。
  20世纪40年代,美国的卡尔文等科学家用小球藻做实验:用C14标记的二氧化碳(其中碳为C14)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,这一途径被成为卡尔文循环。
    直到18世纪中期,人们一直以为植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的,并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年,英国科学家普利斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠也不容易窒息而死。因此,他指出植物可以更新空气。但是,他并不知道植物更新了空气中的哪种成分,也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年,德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在暗处几小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年,德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 [编辑本段]8. 光合作用原理的研究与应用  研究光合作用,对农业生产,环保等领域起着基础指导的作用。知道光反应暗反应的影响因素,可以趋利避害,如建造温室,加快空气流通,以使农作物增产。人们又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的两面性,即既催化光合作用,又会推动光呼吸,正在尝试对其进行改造,减少后者,避免有机物和能量的消耗,提高农作物的产量。
  当了解到光合作用与植物呼吸的关系后,人们就可以更好的布置家居植物摆设。比如晚上就不应把植物放到室内,以避免因植物呼吸而引起室内氧气浓度降低。
  农业生产的目的是为了以较少的投入,获得较高的产量。根据光合作用的原理,改变光合作用的某些条件,提高光合作用强度(指植物在单位时间内通过光合作用制造糖的数量),是增加农作物产量的主要措施。这些条件主要是指光照强度、温度、CO2浓度等。如何调控环境因素来最大限度的增加光合作用强度,是现代农业的一个重大课题。 [编辑本段]9. 我国提高光合作用效率的实例  </B>云南生态农业研究所所长那中元开发的作物基因表型诱导调控表达技术(GPIT),在世界上第一个成功地解决了提高光合作用效率的难题。
  提高农作物产量有多种途径,其中之一是提高作物光合作用效率,而如何提高则是一个世界难题,许多发达国家开展了多年研究,但至今未见成功的报道。
  那中元开发的GPIT技术率先解决了这一难题,据西藏、云南、山东、黑龙江、吉林等省、自治区试验结果,使用GPIT技术,不同作物的光合作用效率可分别提高50%至400%以上。
  云南省西北部的迪庆藏族自治州中甸高原坝区海拔3276米,玉米全生育期有效积温493℃,不到世界公认有效积温最低极限的一半;玉米苗期最低气温零下5.4℃,地表最低气温零下9.5℃。但使用GPIT技术试种的玉米仍生长良好,获得每亩499公斤的高产。
  1999年在海拔3658米的拉萨试种的玉米,单株最多长出八穗,全部成熟,且全是高赖氨酸优质玉米。全国高海拔地区和寒冷地区的试验示范表明,应用GPIT技术可使作物的生育期大为缩短,小麦平均缩短7至15天,水稻平均缩短10至20天,玉米平均缩短30至40天。
  GPIT技术还解决了农作物自身抗性表达,高抗根、茎、叶多种病害的世纪难题。1999年在昆明市官渡区进行了百亩小麦连片对照试验,未使用GPIT技术的小麦三次施用农药,白粉病仍很严重;而应用GPIT技术处理的百亩小麦,不用农药,基本不见病株。 [编辑本段]10. 光合作用的简单实验  【设计】 光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物(淀粉等),同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法,使学生认识:(1)绿叶能制造淀粉;(2)绿叶必须在光的作用下才能制造出淀粉。
  火。
  光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物,也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么,光合作用是怎样发现的呢?
光合作用主要和温度,光照,二氧化碳含量等因素有关,总放室内不能充分的照射阳光,光合作用弱,对植物是不好的。白天最好还是搬出去,晚上再搬回来,麻烦也没办法
当然没办法进行了,光合作用要依靠叶绿体中的叶绿素,没 有了叶子,哪来的叶绿素呢?除非该植物的茎有叶绿素

植物的蒸腾作用对植物有什么用?

如题..

作用:是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,对吸收矿物质和有机物很有帮助。

植物的蒸腾是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,特别是高大的植物,假如没有蒸腾作用,由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生,植株较高部分也无法获得水分。

由于矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转,既然蒸腾作用是对水分吸收和流动的动力,那么,矿物质也随水分的吸收和流动而被吸入和分布到植物体各部分中去。

植物对有机物的吸收和有机物在体内转运也是如此。所以,蒸腾作用对吸收矿物质和有机物,以及这两类物质在植物体内运输都是有帮助的。

扩展资料

植物蒸腾作用的过程

植物蒸腾的器官主要是叶片气孔,首先水分从叶肉细胞中汽化进入胞间隙,再扩散到叶室,最后通过气孔向大气中输送。在叶片内部,水汽是饱和的,所以水汽的蒸腾主要决定于气孔的开张度(气孔阻抗)以及大气中水汽压和大气中水汽输送阻抗。

可以用类似于欧姆定律来描述叶片气孔蒸腾的速率:叶室水汽压与空气中水汽压差为电动势,气孔阻抗和大气阻抗为电阻,则气孔蒸腾速度为电流。

参考资料来源:百度百科-植物蒸发

植物的蒸腾作用对植物本身的好处

1、蒸腾作用能产生的蒸腾拉力,蒸腾拉力是植物被动吸水与转运水分的主要动力,这对高大的乔木尤为重要。

2、蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输。土壤中的矿质盐类和根系合成的物质可随着水分的吸收和集流而被运输和分布到植物体各部分去。

3、蒸腾作用能降低植物体的温度。这是因为水的气化热高,在蒸腾过程中可以散失掉大量的辐射热。

4、蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化,这是因为叶片进行蒸腾作用时,气孔是开放的,开放的气孔便成为CO2进入叶片的通道。

扩展资料:

蒸腾作用方式分类

1、 皮孔蒸腾

木本植物经由枝条的皮孔和木栓组织的裂缝的蒸腾,叫做皮孔蒸腾。但是皮孔蒸腾的量非常小,约占树冠蒸腾总量的0.1%。

2、角质层蒸腾

通过叶片和草本植物茎的角质层的蒸腾,叫做角质层蒸腾,约占蒸腾作用的5%~10%。幼嫩叶子的角质蒸腾可达总蒸腾量的1/3到1/2。一般植物成熟叶片的角质蒸腾,占总蒸腾量的5%~10%。长期生长在干旱条件下的植物其角质层蒸腾更低,其蒸腾总量小于5%。

3、气孔蒸腾

通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。

气孔是植物进行体内外气体交换的重要门户。水蒸气(H₂ O)、二氧化碳(CO₂)、氧气(O₂ )都要共用气孔这个通道,气孔的开闭会影响植物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程。

参考资料来源:百度百科——蒸腾作用

蒸腾作用 是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程。与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。

成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,一般比土壤灌溉可增产。

生理意义:
(1)是植物吸收和运输水分的主要动力,特别是对于高大的植物,没有蒸腾作用,高处的茎叶就无法得到水分。
(2)能降低植物体和叶片表面的温度,避免高温灼伤(1g水20℃下蒸发,要吸收2.44KJ能量)。
(3)蒸腾引起的上升液流有助于矿质元素和根系中合成的有机物运输,气孔开放有助于呼吸和光合作用。
蒸腾部位
(1)叶片:通过叶片表面上的气孔进行的蒸腾,叫做气孔蒸腾(stommatal trspiration):约占总蒸腾量的90%以上。通过叶片表面的角质层进行的蒸腾叫做角质层蒸腾(cuticular trspiration ):约占5%~10%
2)茎枝:从茎表皮 的皮孔进行蒸腾称为皮孔蒸腾(lenticular stommatal trspiration ):约占0.1%)。
幼小 植物地上部的全部表面都能蒸腾。
(1)蒸腾速率( transpiration rate): 也称为蒸腾强度,是植物在一定时间之内,单位叶面积上散失的水量。 常用的单位:g /m2-h
一般植物蒸腾速率为:白天:15~250 g / m2-h 夜间:1~20 g / m2-h
(2)蒸腾效率( transpiration ratio):也称蒸腾比率,是植物每消耗1000g水所生产干物质的克数,或植物在一定时间之内干物质累积量与同期所消耗的水量之比。
植物的蒸腾效率一般在1~8之间
(3)蒸腾系数( transpiration coefficient ):也叫需水量,是植物每制造1克干物质所消耗的水量,是蒸腾效率的倒数。
植物的蒸腾系数一般在100~800之间。
在植物吸收的水分中,有90%的水因蒸腾作用而丧失,实际吸收的水分只占3%-5%。
蒸腾作用
是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程。与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。

成长植物的蒸腾部位主要在叶片。
叶片蒸腾有两种方式:
一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;
二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,一般比土壤灌溉可增产。

生理意义:
(1)是植物吸收和运输水分的主要动力,特别是对于高大的植物,没有蒸腾作用,高处的茎叶就无法得到水分。
(2)能降低植物体和叶片表面的温度,避免高温灼伤(1g水20℃下蒸发,要吸收2.44KJ能量)。
(3)蒸腾引起的上升液流有助于矿质元素和根系中合成的有机物运输,气孔开放有助于呼吸和光合作用。
蒸腾部位
(1)叶片:通过叶片表面上的气孔进行的蒸腾,叫做气孔蒸腾(stommatal trspiration):约占总蒸腾量的90%以上。通过叶片表面的角质层进行的蒸腾叫做角质层蒸腾(cuticular trspiration ):约占5%~10%
(2)茎枝:从茎表皮 的皮孔进行蒸腾称为皮孔蒸腾(lenticular stommatal trspiration ):约占0.1%)。
幼小 植物地上部的全部表面都能蒸腾
(1)蒸腾速率( transpiration rate): 也称为蒸腾强度,是植物在一定时间之内,单位叶面积上散失的水量。 常用的单位:g /m2-h
一般植物蒸腾速率为:白天:15~250 g / m2-h 夜间:1~20 g / m2-h
(2)蒸腾效率( transpiration ratio):也称蒸腾比率,是植物每消耗1000g水所生产干物质的克数,或植物在一定时间之内干物质累积量与同期所消耗的水量之比。
植物的蒸腾效率一般在1~8之间
(3)蒸腾系数( transpiration coefficient ):也叫需水量,是植物每制造1克干物质所消耗的水量,是蒸腾效率的倒数。
植物的蒸腾系数一般在100~800之间。
在植物吸收的水分中,有90%的水因蒸腾作用而丧失,实际吸收的水分只占3%-5%。
蒸腾作用对植物主要有两方面作用:作为水分和无机盐运输动力,以及降低叶面温度。
首先,蒸腾作用是植物水分运输动力,通过水分蒸发,在植物导管细胞间产生蒸腾拉力,从而将根系水分向植物冠层输送。而植物必需的无机盐是溶于水中的,因此蒸腾作用也是植物矿质养分运输的动力。
其次,水分蒸发会吸收热量,通过蒸腾作用,可以降低叶面温度,避免叶片在高温季节太阳直射下温度过高,从而保证叶片细胞能够正常进行生理活动和发挥其功能。

植物体在呼吸作用中分解有机物,释放的能量用于干什么?

部分转化为热能,
部分储存在ATP中,供生命活动利用.

植物呼吸作用什么能量 把什么能转化成什么?

植物呼吸作用释放能量
把化学能(淀粉和氧气)能转化成能量(能量和二氧化碳)
括号里的是根据那个反应式来的
从稳定的化学能(有机物),转化为热能与活跃的化学能(ATP

《植物世界》,最通俗、最时尚、最新奇的青少年科学普及读物。吉林出版集团

植物的呼吸作用 特点有那些

呼吸作用 

 生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。
  生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式,因此,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般说来,葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。
  有氧呼吸的全过程,可以分为三个阶段:第一个阶段,一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示),同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的;第二个阶段,丙酮酸经过一系列的反应,分解成二氧化碳和氢,同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的;第三个阶段,前两个阶段产生的氢,经过一系列的反应,与氧结合而形成水,同时释放出大量的能量。这个阶段也是在线粒体中进行的。以上三个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在生物体内,1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散失了。

无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说,称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),则习惯上称为发酵。细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。 苹果储藏久了,为什么会有酒味?高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,并且释放出少量的能量,以适应缺氧的环境条件。高等动物和人体在剧烈运动时,尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了,但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要,这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。此外,还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等。无氧呼吸的全过程,可以分为两个阶段:第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同;第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。以上两个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在无氧呼吸中,葡萄糖氧化分解时所释放出的能量,比有氧呼吸释放出的要少得多。例如,1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,共放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量储存在ATP中,其余的能量都以热能的形式散
植物呼吸
plant respiration
植物在有氧条件下,将有机化合物氧化,产生CO2和水的过程。其化学反应式(以碳水化合物为例)为:
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+2821kJ
此过程中产生的能量可以部分地用于各种生命活动。植物组织在供氧不足或无氧时,其中的有机物可以部分分解,产生少量CO2并释放少量能量。这就是发酵作用,有时又称为无氧呼吸。与此相区别,氧气供应充分时的呼吸也称为有氧呼吸。三碳植物中的绿色部分,在光下以二磷酸核酮糖的氧化产物乙醇酸为底物,继续氧化,产生CO2,这个过程称为光呼 吸。
植物虽靠光合作用提供能量形成有机物,但非绿色部分(以及处于黑暗中的绿色部分)都是通过呼吸作用,将光合产物中的化学能释放出来,以ATP中高能键的形式供各种生理活动之用,其基本反应与动物及微生物的相似,而且电子传递和磷酸化也在线粒体上进行。与高等动物不同之处在于:植物叶片扁而薄、气孔众多,与大气间气体交换方便,除沼泽植物如水稻有通气组织之外,没有肺鳃等呼吸器官。
呼吸速率因植物种类、发育时期和生理状态而异。幼嫩的、旺盛生长着的组织呼吸速率高,长成的和衰老的组织呼吸速率低。影响呼吸速率最显著的环境因素有温度、大气成分、水分和光照等。
呼吸对植物正常生活和产量形成必不可少。特别是低洼渍水地区,土壤中氧气不足使根系呼吸受阻,影响根系生长和对水与无机离子的吸收,种子和果实在贮藏中呼吸旺盛会消耗贮藏物质,影响种子寿命和果实的品质。常用控制含水量的办法降低种子的呼吸速率。对新鲜水果、蔬菜可以用降低O2浓度(至3%)和提高CO2浓度(至5%)的气调贮藏法来降低呼吸速率。
首先植物的呼吸作用是植物体吸收氧气,将有机物转化成二氧化碳和水并释放能量的过程。为植物的各种生命活动提供能量可以说呼吸作用是植物生命的需求,还有植物全身各器官都能进行呼吸作用乃至脱离了植株的各个组织或单个活细胞都能进行呼吸作用!
呼吸作用是植物的物质代谢和能量代谢的中心。光合作用合成的和贮存的能量,需要通过呼吸作用来分解和释放,植物生长发育所需要的物质原料几乎都直接来自呼吸作用。在植物体内四大物质的代谢,碳水化合物代谢、蛋白质代谢、核酸代谢和脂类物质代谢,也通过呼吸作用提供中间产物和能量。因此,呼吸作用是植物体内释放能量的发电站,是物质代谢的枢纽。
本文标题: 植物在高温时有更高的呼吸效率,那高出来的能量用在什么地方了
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