第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用第一节 植物光合作用的发现
17世纪比利时科学家VanHelmont进行柳树盆栽实验。证明柳树生长所需的主要物质不是来自土壤,而是来自水。1771年英国牧师、化学家J.Priestley进行密闭钟罩实验,有植物存在蜡烛不熄灭,老鼠不会窒息死亡。1776年提出植物可以“净化”空气。1771年被称为光合作用的发现年。1782年瑞士人JeanSnebier用化学方法发现CO2是光合作用的必需物质,O2是光合作用的产物。
1804年瑞士人N.T.DeSaussure做定量实验,证实植物所产生的有机物和所放出的CO2总量比消耗的CO2多,证明还有水参与反应。1864年J.V.Sachs发现照光叶片遇碘会变蓝,证明光合作用形成碳水化合物(淀粉)。19世纪末,证明光合作用的原料是空气中的CO2和土壤中的H2O,能源是太阳辐射能,产物是糖和O2。2018年6月,美国《科学》杂志刊登的一项新研究学说,蓝藻可利用近红外光进行光合作用,其机制与之前了解的光合作用不同。这一发现有望为寻找外星生命和改良作物带来新思路。
加拿大研究人员的一项新发现表明,地球上最古老的藻类化石约有10亿年历史,在此基础上推算,地球上植物赖以生存的光合作用大约在距今12.5亿年前开始出现的。这项发表在新一期美国《地质学》杂志上的研究,首先解答了关于最古老藻类化石年龄的谜题。1990年,一种红藻化石在加拿大北极地区被发现,这种红藻是地球上已知的第一种有性繁殖物种,也被认为是已发现的现代植物最古老的祖先。对红藻化石的年龄此前没有形成统一看法,多数观点认为它们生活在距今约12亿年前。
为了确定这种红藻化石的年龄,研究人员专门到加拿大巴芬岛收集包含这种红藻化石的黑色页岩并用铼锇同位素测年法分析,认为红藻化石有10.47亿年的历史。
第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用第二节 植物光合作用的场所
各种叶脉
制作叶片临时切片:一放二捏三速割,四蘸五选六制作。
(1)取材时,一定要用手捏紧并排的两片刀片,切割的速度一定要快。(2)在取材时,要横切叶片,刀片与叶片的主叶脉垂直。(3)多切几次,每切一次,刀片要蘸一下水,选最薄的叶片,切后勿用手拿,要用毛笔蘸取。(4)在盖盖玻片时,盖玻片要缓缓放下,防止出现气泡。
大多数植物叶片上气孔分布的特点是:一般情况下,下表皮的气孔数目比上表皮多。由于上表皮直接接受阳光的照射,温度比下表皮相对较高,叶片中的水分比较容易从上表皮的气孔散失。气孔作为蒸腾作用水分出入的门户,如果水分蒸发过多,尤其是炎热的夏季,会让植物萎蔫甚至死亡,所以下表皮气孔多会避免该种现象发生;而水生植物要吸收空气中的气体,气孔在上表皮多;陆生植物为了防止温度过高,气孔多分布在下表皮。
大多数植物的落叶是叶背面朝上,叶正面朝下,这并不是秋风玩的把戏,而是由叶子内部特殊的结构造成的。大多数植物的叶子,叶背面和叶正面在植物生长过程中,所照射到的阳光多少有显著差异,从而导致叶子两面的结构产生了差异。通常靠近叶正面的细胞呈长方形,排列规则,被称为栅栏层;而靠近叶背面的细胞呈不规则的块状,叫作海绵层。
栅栏层排列紧密,其中含有大量的叶绿体,它们主要用于接受光能,利用空气中的二氧化碳制造大量的有机物,密度较大;海绵层排列疏松,叶绿体较少,主要用于储藏植物内部的产物和水,密度较小。因此,叶正面比叶背面的重量大,当树叶从树上飘落下来时,比较重的叶正面就会朝下。
保卫细胞的结构很特殊:靠近气孔的细胞壁比较厚,离气孔较远的细胞壁则比较薄。因此,当保卫细胞吸水膨胀时,较薄的外侧细胞壁容易伸长,使得整个保卫细胞向外侧弯曲,气孔就张开了;当保卫细胞失水时,整个细胞的体积缩小了,随着细胞壁的收缩,气孔就关闭了,如图所示。
叶片里有叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等一些色素。在春、夏两季,叶片内含有大量的叶绿素,使得叶片看起来是绿色的,到了秋季,一些落叶乔木,例如枫树,叶片里的叶绿素开始被破坏掉,于是叶片就会显现出胡萝卜素、叶黄素的红色或者黄色,于是枫树叶片和一些植物的叶片就会变成红色或黄色。
第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用第三节 植物光合作用的实质
光合作用产物的种类与光照强度、CO2浓度、叶片年龄和光质等因素有关。(1)叶片年龄对产物的影响:成熟的叶片主要合成糖类,幼嫩的叶片除了合成糖类外,还产生蛋白质。(2)光质对叶片光合作用产物的影响:在红光下大量合成糖类,蛋白质生成很少;在蓝光下叶片光合作用的产物中蛋白质含量相对较多。
绿色植物进行光合作用,必须在有光的条件下,但这里的“光”不单单指阳光,灯光等其他光照条件下,植物也可以进行光合作用。
染色的过程用到的液体是碘液,因为淀粉遇到碘液会变成蓝色。使用碘液染色后一定要用清水漂洗叶片,以免碘液的颜色影响观察效果。
日常生活中,如果白裤子沾染上绿色的汁液,我们可以用酒精来清洗。因为绿色汁液主要成分是叶绿素,而酒精能溶解叶绿素,白裤子上的绿色汁液能被酒精溶解。
人类生存所需要的能量来自于食物中储存在有机物中的能量。人类的食物主要分为植物性食物和动物性食物两类,动物性食物中的能量也是来源于植物体内的有机物,而植物体内的有机物中的能量都是通过光合作用,由光能转化来的。所以说人类生命活动所需要的能量最终来自于太阳能。
光合作用,靠叶绿体;能量转换,生产车间;不可缺光,存于叶片;产物淀粉,遇碘变蓝;靠有机物,构建自身;直接间接,养育万千。
金鱼藻和鱼放在一起养有哪些好处?(1)金鱼藻会产生大量氧气,放入鱼缸会给水中增加溶氧量,但是千万不要放入过多金鱼藻,因为它夜间也是吸收氧气释放二氧化碳的,而白天释放氧气吸收二氧化碳,所以少量放入对鱼有好处,如果放多了,对鱼就没有好处了。(2)金鱼藻也是鱼很好的饵料,鱼会时常吃些金鱼藻。金鱼藻有利于保持水质,使水不容易变坏。
光合作用,靠叶绿体;生产车间,原料简易;普通水分,二氧化碳;制有机物,生成氧气;能量变化,是转换器;光变化学,存于有机。
二氧化碳对于农作物就像氧气对于人类一样重要,它是植物进行光合作用,合成养分最重要的物质之一。密闭的温室大棚中,二氧化碳供给不足会直接影响蔬菜的正常生长,造成植物抗病虫害能力低、产量减少、品质下降、生产周期延长等情况。二氧化碳气体增施技术是一种实现蔬菜高产、优质、抗病的重要技术措施,越来越受到广大菜农的关注。
二氧化碳浓度充足,植株表现为生长健壮、叶绿素含量高、叶色深绿有光泽;植株开花早、雌花多、落花落果少;蔬菜果品端正、上市早、产量高;可减少病虫害的发病概率等。科学家发现,二氧化碳气体能给农作物增加碳素营养。美国科学家在作物生长发育的旺盛期,定期给农作物喷洒定量的二氧化碳,结果使大豆的产量增加了58%,甜菜增产五成,水稻增产65%,高粱增产两倍以上。
因为光合作用的原料是水和二氧化碳,叶绿素是叶绿体的一部分,它只能吸收光能,为光合作用提供能量。叶绿体是场所,叶绿素从光中吸收能量,然后利用能量将二氧化碳转变为碳水化合物。
第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用第四节 植物的呼吸作用
呼吸强调的是生物体与外界环境进行气体交换的过程。而呼吸作用强调的是有机物分解,释放能量的过程。
生物的呼吸作用无论白天还是黑夜,都在时刻进行。而光合作用必须是在有光的条件下进行。
植物白天进行光合作用、呼吸作用、蒸腾作用;夜晚进行呼吸作用和蒸腾作用,不进行光合作用。
影响呼吸作用的外界因素:(1)温度:温度对呼吸作用的强弱影响较大。温度适当升高,呼吸作用加强,温度过高或过低,均会抑制呼吸作用。(2)水分:植物含水量适当增加,呼吸作用会加强。(3)二氧化碳:二氧化碳浓度过大,会抑制呼吸作用。
生物体进行的呼吸,根据是否有氧的参与,分为无氧呼吸和有氧呼吸。其中,有氧呼吸是呼吸作用的主要类型,是在无氧呼吸的基础上进化形成的。需氧型生物的呼吸形式主要是有氧呼吸,但仍保留无氧呼吸的能力。其中,高等动物和人体进行无氧呼吸时产生乳酸,使动物和人感到酸胀乏力,有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时,也可产生乳酸,比如马铃薯的块茎和甜菜的块根等,但大多数植物无氧呼吸的产物是酒精。
生物呼吸,燃料点燃;分解有机,耗氧排碳;生命不息,呼吸不止;有机分解,供应能量。
第六章绿色植物的光合作用和呼吸作用第五节 光合作用和呼吸作用原理的应用
合理密植是指在单位面积上,栽种作物或树木时密度要适当,行距、株距要合理。合理密植是增加单位面积产量的有效途径,其作用主要在于充分发挥土、肥、水、光、气、热的效能,使个体发育健壮,群体生长协调,达到高产的目的。
新疆地处我国西北内陆,远离海洋,四周高山环绕,海洋湿润气流很难到达,而吐鲁番则位于新疆天山东部博格达山南麓,吐鲁番盆地中部,雨量很少,气候干燥。这里的气温日夜变化很大,人们常用“早穿皮袄,午穿纱”来形容这里昼夜温差之大,正是这看似恶劣的气候,使这里生产出优质的瓜果。由于阴雨天少,日照时间长,植物可以充分地进行光合作用,制造出大量的淀粉、糖类等物质。一到夜间,气温又会变得很低,植物的呼吸作用减弱,这样就减少了养分的消耗。
所以果实中能够积累大量的营养物质,不但个儿长得大,而且养分充足。这就是吐鲁番出产的瓜果又大又甜的秘密。
夏季向粮仓内投放干冰(固体二氧化碳)的原理:粮仓内贮存的种子不停地进行呼吸作用,消耗有机物。向粮仓内投放干冰后,干冰气化,吸收热量,降低粮仓内的温度,同时粮仓内二氧化碳的浓度升高。这些都可以降低种子呼吸作用的强度,延长种子的贮存时间。
生物呼吸,燃料点燃;分解有机,耗氧排碳;耗碳排氧,光合作用;此消彼生,碳氧平衡。
洪涝造成土壤积水,土壤颗粒之间缺乏足够的空气,植物体的根不能进行正常的呼吸,根细胞得到的能量少,生命活动受到影响甚至死亡。
谢谢
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