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生物必修1知识点整理
高中生物必修一《分子与细胞》
第1章走近细胞
第1节从生物圈到细胞
一、相关概念
细胞:
是生物体结构和功能的基本单位。
细胞是地球上最基本的生命系统。
地球上最早出现的生命形式是具有细胞形态的单细胞生物。
病毒没有细胞结构,但必须依赖活细胞才能生活。
生命系统的结构层次:
细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
二、病毒的相关知识
1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。
主要特征有:
①一种病毒仅具有一种类型的核酸,即DNA或RNA。
没有同时含两类核酸的病毒
②专营细胞内寄生生活。
培养病毒必须用活细胞进行培养
③个体微小,结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳构成
2、分类:
根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。
根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。
3、常见的病毒有:
人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒、T2噬菌体等。
第2节细胞的多样性和统一性
一、细胞种类:
根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞。
二、原核细胞和真核细胞的比较:
1、原核细胞:
细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合;细胞器只有核糖体;有细胞壁,其成分与真核细胞不同。
2、真核细胞:
细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。
3、原核生物:
由原核细胞构成的生物。
如:
蓝藻(蓝细菌)(如颤藻、发菜)、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。
4、真核生物:
由真核细胞构成的生物。
如动物、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
三、细胞学说:
19世纪30年代德国人施莱登(MatthiasJacobSchleiden)、施旺(TheodarSchwann)提出,其基本内容阐明了动植物都以细胞为基本单位,论证了生物界的统一性。
细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程。
四、实验——使用高倍镜观察的步骤和要点:
(1)首先用低倍镜观察,找到要观察的物像,移到视野的中央。
(2)转动转换器,用高倍镜观察,并轻轻转动细准焦螺旋,直到看清楚材料为止。
第2章组成细胞的分子
第1节细胞中的元素和化合物
一、1、生物界与非生物界具有统一性:
组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到,无细胞特有的元素
2、生物界与非生物界存在差异性:
组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的相对含量大不相同
二、组成细胞的常见化学元素有20多种:
大量元素:
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
基本元素:
C
主要元素;C、O、H、N、S、P
细胞含量最多的4种元素:
C、O、H、N
水
无机物无机盐
组成细胞蛋白质
的化合物脂质
有机物糖类
核酸
三、在活细胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有机物是蛋白质(7%-
10%);占细胞鲜重比例最大的化学元素是O(65%)、占细胞干重比例最大的化学元素是C(48.4%)。
四、实验
1、还原糖的检测和观察:
①还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖等;
②斐林试剂中的甲、乙液必须等量混合均匀后再加入到样液中,现配现用;③用水浴加热(50-65℃)2min;④颜色变化:
浅蓝色→棕色→砖红色沉淀。
2、脂肪的检测和观察:
常用材料:
花生子叶或向日葵种子。
试剂:
苏丹Ⅲ(染色3min)或苏丹Ⅳ染液(染色1min),现象是染成橘黄色或红色。
注意事项:
①切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊;②50%酒精的作用是:
洗去浮色;③需制成临时装片,使用显微镜观察;④使用不同的染色剂染色时间不同。
3、蛋白质的检测和观察:
常用材料:
鸡蛋清、黄豆组织样液、牛奶;试剂:
双缩脲试剂。
现象:
产生紫色反应。
注意事项:
①先加A液1mL,再加B液4滴,摇匀;②鉴定前,留出一部分组织样液,以便对比颜色变化。
4、淀粉遇碘变蓝色
第2节生命活动的主要承担者——蛋白质
一、相关概念:
氨基酸:
蛋白质的基本组成单位,在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。
8种(婴儿为9种)必需氨基酸的含量,是评价食品蛋白质营养价值的重要指标。
脱水缩合:
一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子水。
肽键:
肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。
二肽:
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
多肽:
由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
肽链:
多肽通常呈链状结构,叫做肽链。
二、氨基酸分子结构通式:
NH2
︱
R—CH—COOH
三、氨基酸结构的特点:
每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如果有—NH2和—COOH,但不是连在同一个碳原子上,则不属此类);侧链基团(R基)的不同,导致氨基酸的种类不同。
四、蛋白质多样性的原因是:
组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链形成的空间结构千差万别。
五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):
①结构蛋白:
构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;
②催化作用:
如绝大多数的酶;
③调节作用:
信息传递作用,如胰岛素、生长激素;
④免疫功能:
如抗体;
⑤运输作用:
如载体、红细胞中的血红蛋白。
六、有关计算:
①肽键数=脱去的水分子数=(氨基酸总数—肽链数)
②至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2)=肽链数
第3节遗传信息的携带者——核酸
一、核酸的种类:
脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
二、核酸:
是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有极其重要作用。
三、核酸的基本组成单位——核苷酸:
一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成。
组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有:
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含碱基有:
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
五、核酸的分布:
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。
RNA主要分布在细胞质中。
原核细胞的DNA位于拟核区域及质粒。
六、实验——观察核酸在细胞中的分布:
盐酸的作用是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
现象:
在显微镜下观察,甲基绿将(细胞核中的)DNA染成绿色,吡罗红将(细胞质中的)RNA染成红色。
第4节细胞中的糖类和脂质
一、相关概念:
糖类:
由C、H、O三种元素构成;是主要的能源物质,17kJ/g;大致分为单糖、二糖和多糖等。
单糖:
是不能水解的糖,如葡萄糖、核糖。
二糖:
水解后能生成两分子单糖的糖,如蔗糖、麦芽糖、乳糖。
二糖必须水解成单糖才能被细胞吸收。
多糖:
是水解后能生成许多单糖的糖,是生物体内绝大多数糖类的存在形式。
多糖的基本组成单位是葡萄糖。
可溶性还原性糖:
葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
二、糖类的比较:
分类
元素
常见种类
分布
主要功能
单糖
C
H
O
核糖
动植物
参与组成核酸
脱氧核糖
葡萄糖、果糖、半乳糖
能源物质
二糖
蔗糖
植物
——
麦芽糖
乳糖
动物
多糖
淀粉
植物
植物贮能物质
纤维素
细胞壁主要成分
糖原(肝糖原、肌糖原)
动物
动物贮能物质
三、脂质的比较:
分类
元素
常见种类
功能
脂质(相对于糖类氧含量少,氢含量高)
脂肪
C、H、O
——
①主要储能物质,39kJ/g
②隔热、保温
③减少摩擦,缓冲和减压
磷脂
C、H、O
(N、P)
——
生物膜的重要成分
固醇
胆固醇
与细胞膜流动性有关
性激素
促进动物生殖器官发育及生殖细胞形成
维生素D
促进肠道对Ca、P的吸收
四、生物大分子以碳链为骨架:
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
故碳是生命的核心元素。
第5节细胞中的无机物
一、有关水的知识要点
存在形式
含量
功能
联系
细胞中
细胞外
自由水
约95.5%
良好溶剂;
参与多种生物化学反应
构成细胞外液体环境;运送养料和代谢废物
自由水与结合水可相互转化;代谢旺盛时自由水含量相对增多,反之则减少。
结合水
约4.5%
细胞结构的重要组成成分
二、无机盐(绝大多数以离子形式存在)功能:
①构成某些重要的化合物,如:
叶绿素(Mg)、血红蛋白(Fe)、甲状腺激素(I)等。
②维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐)。
③维持酸碱平衡,调节渗透压。
第3章细胞的基本结构
第1节细胞膜——系统的边界
一、细胞膜的成分:
主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%,其种类及数量与膜功能的复杂程度成正相关),还有少量糖类(约2%-10%)。
二、细胞膜的功能:
①将细胞与外界环境分隔开;②控制物质进出细胞;③进行细胞间的信息交流。
三、植物细胞还有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用。
其性质是全透性的。
四、实验——制备细胞膜的方法:
材料——哺乳动物成熟红细胞,原因:
无细胞壁,吸水涨破;无细胞核和众多细胞器。
提纯细胞膜:
差速离心法。
第2节细胞器——系统内的分工合作
一、相关概念:
细胞质:
细胞在细胞膜以内、细胞核以外的部分,叫做细胞质。
主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质:
细胞质内呈液态的部分是基质。
是细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行提供所需的物质和一定的环境条件。
在其中也进行着多种化学反应。
细胞器:
细胞质中具有一定结构和特定功能的各种亚细胞结构的总称。
二、八大细胞器的比较:
1、线粒体:
普遍存在于动、植物细胞中,呈粒状、棒状。
具有双层膜,内膜可向内折叠成嵴。
内膜上和基质中有许多种与有氧呼吸有关的酶。
含有少量DNA和RNA。
线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。
2、叶绿体:
呈扁平的椭球形或球形,具有双层膜,主要存在绿色植物叶肉细胞里。
叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA。
叶绿体色素分布在基粒类囊体的薄膜上。
在类囊体的薄膜上(光反应阶段场所)和叶绿体内的基质中(暗反应阶段场所),含有光合作用需要的酶。
3、核糖体:
椭球形粒状小体,有的附着在内质网上,有的游离分布在细胞质中。
是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
原核细胞亦具有该细胞器。
4、内质网:
由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”
5、高尔基体:
对来自内质网的蛋白质(分泌蛋白)进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
6、中心体:
每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
存在于动物细胞和某些低等植物细胞中。
7、液泡:
主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液。
化学成分:
有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素(花青素)等。
有维持细胞形态、储存养料、调节细胞内的环境及渗透吸水的作用。
8、溶酶体:
有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
分解后的产物,有用的物质可被细胞再利用,废物则被排出细胞外。
三、分泌蛋白的合成、加工和运输:
整个过程中的能量由线粒体供给。
核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→囊泡→高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外
四、细胞的生物膜系统的组成:
包括细胞器膜(内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体、液泡)、细胞膜(单层膜)和核膜(双层膜)等。
第3节细胞核——系统的控制中心
一、细胞核的功能:
是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的控制中心。
二、细胞核的结构:
1、染色质:
由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核膜:
双层膜,把核内物质与细胞质分开。
3、核仁:
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4、核孔:
实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
第4章细胞的物质输入和输出
第1节物质跨膜运输的实例
一、渗透作用:
水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。
二、原生质层:
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、发生渗透作用的条件:
1、具有半透膜
2、半透膜两侧溶液有浓度差
四、植物细胞的吸水和失水:
外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离;
外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原;
外界溶液浓度=细胞液浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。
质壁分离产生的条件:
(1)具有大液泡;
(2)具有细胞壁
质壁分离产生的内因:
原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性。
外因:
外界溶液浓度>细胞液浓度
五、对矿质元素的吸收:
逆相对含量梯度——主动运输;对物质是否吸收以及吸收多少,都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。
六、生物膜是选择透过性膜:
水分子可以自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
第2节生物膜的流动镶嵌模型
一、细胞膜结构:
磷脂蛋白质糖被(糖蛋白)
↓↓↓
磷脂双分子层“镶嵌蛋白”(与细胞识别有关)
(膜基本支架)
二、
结构特点:
具有一定的流动性
细胞膜
(生物膜)功能特点:
选择透过性
第3节物质跨膜运输的方式
一、相关概念:
被动运输:
物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
又包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散:
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
协助扩散:
进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。
主动运输:
物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
二、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较:
比较项目
运输方向
是否要载体
是否消耗能量
代表例子
自由扩散
高浓度→低浓度
不需要
不消耗
O2、CO2、N2、H2O、乙醇、甘油、苯等
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞等
主动运输
低浓度→高浓度
需要
消耗
氨基酸、各种离子等
三、离子和小分子物质主要以被动运输(自由扩散、协助扩散)和主动运输的方式进出细胞;大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。
第5章细胞的能量供应和利用
第1节降低化学反应活化能的酶
一、相关概念:
新陈代谢:
是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢:
细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
酶:
是活细胞(来源)产生的具有催化作用(功能:
降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。
酶的本质:
绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。
活化能:
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
二、酶的特性:
①高效性:
催化效率比无机催化剂高许多。
②专一性:
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
③酶需要较温和的作用条件:
在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。
温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
过酸、过碱和高温都能使酶的空间结构遭到破坏而使酶永久失活。
0℃左右的低温可降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、控制变量
变量:
实验过程中可以变化的因素。
自变量:
人为改变的变量。
因变量:
随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量:
除自变量外,实验过程中可对实验结果造成影响的一些可变因素。
对照实验:
除了一个因素外,其余因素都保持不变(且适宜)的实验。
第2节细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP的结构简式:
ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:
A-P~P~P,其中:
A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
作为高能磷酸化合物的ATP化学性质不稳定,高能磷酸键水解时,释放的能量多达30.54kJ/mol。
二、ATP与ADP的转化:
细胞内的吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。
ATP在活细胞中的含量很少,但是ATP与ADP的相互转化十分迅速、时刻不停且总是处于动态平衡中。
ATP与ADP相互转化的供能机制是生物界的共性。
合成ATP的能量来源:
主要来源是细胞呼吸(有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
),绿色植物还可来自光能。
第3节ATP的主要来源——细胞呼吸
一、相关概念:
1、细胞呼吸(也叫呼吸作用):
指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它产物,释放出能量并生成ATP的过程。
根据是否有氧参与可分为:
有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸:
指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成许多ATP的过程。
3、无氧呼吸:
一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精+CO2;或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:
微生物(如:
酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
二、有氧呼吸的总反应式:
三、无氧呼吸的总反应式:
四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行):
五、影响细胞呼吸速率的外界因素:
1、温度:
温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。
在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:
氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分:
一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。
陆生植物根部如长时间受水浸没,须及时排水,否则因根部缺氧,会进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:
环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
六、呼吸作用在生产上的应用:
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常有氧呼吸,如疏松土壤(中耕松土)等。
2、粮油种子贮藏时,要风干、降温、降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
七、探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测CO2的产生:
CO2可使澄清的石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
检测酒精的产生:
橙色的重铬酸钾(95%—97%浓硫酸)溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
第4节能量之源——光与光合作用
一、相关概念:
光合作用:
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,并且释放出氧气的过程。
二、光合色素(在类囊体的薄膜上):
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
叶绿素b(黄绿色)
色素
胡萝卜素(橙黄色)
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶黄素(黄色)
白光下光合作用最强,其次是红光和蓝紫光,绿光下最弱。
实验——绿叶中色素的提取和分离实验原理:
绿叶中的色素因溶解在无水乙醇中而被提取;绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
方法步骤中需要注意的问题:
①研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用:
二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
②实验为何要在通风的条件下进行?
为何要用棉塞塞紧试管口或用培养皿盖住小烧杯?
因为层析液中的石油醚、丙酮、苯(20:
2:
1)是挥发性的有害物质。
③滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?
防止细线中的色素被层析液溶解。
④滤纸条上有几条不同颜色的色带?
其排序怎样?
宽窄如何?
有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。
最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。
三、叶绿体的结构及功能:
叶绿体是进行光合作用的场所。
结构:
外膜,内膜,基质,基粒(由类囊体构成)。
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
四、光合作用的探究历程:
1864年,德国科学家萨克斯把经过暗处理(消耗掉营养物质)的绿色叶片一半曝光,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。
证明:
绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
1939年,美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法研究了光合作用:
给第一组植物提供H2O和C18O2,释放的氧气全部是O2;第二组向同种植物提供H218O和CO2,释放的氧气全部是18O2。
证明:
光合作用释放的氧气来自水。
五、光合作用的过程:
①总反应式:
其中的(CH2O)表示糖类。
根据是否需要光能,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
②光反应阶段:
必须有光才能进行。
场所:
类囊体薄膜上
物质变化:
分解H2O成O2和[H](活泼的还原剂);在酶的催化下,利用光能将ADP与Pi合成ATP。
能量变化:
光能转化为ATP中活跃的化学能。
③暗反应阶段:
有光无光都能进行。
场所:
叶绿体基质中
物质变化:
CO2的固定:
C3的还原:
能量变化:
ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能
④联系:
光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi。
六、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
(1)光
①光的波长:
叶绿体中色素的吸收光波主要是红光和蓝紫光。
②光照强度:
植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加。
阴生植物需要的光照较弱。
)变心长________________________________________________________________________________________________
③光照时间:
光照时间长,光合作用时间长。
合理密植、间作套种可增加单位面积耕地的光合作用面积。
(2)温度
温度低,光合速率低。
随着温度升高,光合速率加快,温度过
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