今天我们来聊聊光合作用,以下6个关于光合作用的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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什么叫光合作用?
光合作用通常是指绿色植物(包括光合细菌)利用自身的光合色素吸收光能,经过酶的催化作用,将二氧化碳和水合成有机物并释放氧的过程[1][2]。光合作用是生物界中规模最大的有机物合成过程,每年约有 2x10¹⁸ kcal 的太阳光能转化为化学能(糖类物质),放出的氧气约为 5.35x10¹¹ t,同化的碳素约2x10¹¹ t。光反应
光反应阶段的特征是,在光的驱动下水分子氧化释放电子,通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给电子受体 NADP ,使它还原为 NADPH。电子传递的另一结果是,基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度,驱动 ADP 磷酸化生成 ATP。暗反应
暗反应阶段是利用光反应生成的 NADPH 和 ATP 进行碳的同化作用,使二氧化碳还原为糖。由于这个阶段不直接依赖于光,只是依赖于光反应的产物,把它们当反应物,故称为暗反应阶段。
什么叫做光合作用
绿色植物利用太阳的光能,同化二氧化碳(CO2 和水(H2O 制造有机物质并释放氧气的过程,称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物,并释放出能量。
光合作用(Photosynthesis ,即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和暗反应,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢 和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气 的生化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。
光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+,使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
拓展资料:
光合作用的化学方程式是:6CO2+6H2O(光照、叶绿体 →C6H12O6[(CH2O n]+6O2。光合作用是植物特有的功能,它们会吸收太阳产生的光能,将内部的二氧化碳和水,合成富含能量的有机物,并释放出氧气。正是因为这种独特的功能,使植物对自然界的能量转换起到举足轻重的作用。因此,保护地球首先要保护地球表面的植被面积。
什么是光合作用
光合作用是可以 乘坐41路 南路行驶38公里左前方999米转弯进入淮海路((点,击))就到了。指光能被植物和一些微生物利用,将二氧化碳和水转化为有机物质,同时释放出氧气的生物化学过程。这个过程主要发生在植物的叶绿体里,需要光能、光合色素、光合酶等多种因素的配合。光合作用是地球上大部分生物生存和繁衍的基础,也是维持地球环境中氧气含量和二氧化碳含量基本平衡的主要原因之一。
光合作用是什么?
(photosynthesis)
(高荣孚)
绿色植物吸收日光能,将二氧化碳和水合成为有机物质并贮存能量,释放氧气的生理过程。可用下式表示:
光合作用经历两个过程——光反应和暗反应。光反应是利用光能把水分解,放出氧。光能转化为具有能量的中间产物还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酯(NADPH)和三磷酸腺苷(ATP)。暗反应是固定二氧化碳形成中间产物,利用NADPH和ATP使中间产物还原;并再生固定二氧化碳的化合物。
光合作用是1771年英国化学家皆里斯特利(J.Pnestley)发现的,他观察到绿色植物能使密闭容器中的蜡烛较长时间燃烧,或使老鼠能继续生存。1777年荷兰科学家英根—豪斯(J.Ingen—housz)发现植物只有在光下释放出氧气。随后在一个相当长的历史阶段,一些学者证明了植物能利用CO2并与有机物的增加有关;而氧的释放与吸收CO2是等量的。同时发现了叶绿素与光能的吸收有关。在建立光合作用的现代概念中,在1905年就有学者提出了光合作用包括光化学或光反应和非光化学(暗)反应的两个阶段。1937年英国剑桥大学的希尔(R.Hill)用离体的叶绿体在光下和有电子受体(三价铁离子)存在时,能放出氧和将电子受体还原,首先用实验方法证明了光反应的存在。在第二次世界大战后,由于放射性同位素的应用,以及分析技术的发展,在1950年前后,美国加利福尼亚大学的卡尔文(M.Calvin)和他的同事以及其他学者的研究,科学地阐明了光合作用碳代谢途径。阿侬(D.I.Arnon)等人提出了光合作用中ATP形成的光合磷酸化作用。后来希尔等提出了两个光系统概念。至此光合作用的现代概念基本形成。从60年代到80年代是光合作用突飞猛进的时期,光合作用的研究发展迅速。
光合作用过程
光合作用包括光物理和光化学以及一系列生物化学过程。
光反应
由叶绿素和类胡萝卜素组成的光系统——光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ),接受光量子的能量,通过光系统Ⅰ、Ⅱ的反应中心进行光化学变化。首先是PSⅡ接受光能通过含有锰的放氧的酶系统将水分解,释放出氧气,并从中取得电子和质子,使质体醌还原,还原的质体醌将电子交给细胞色素b和细胞色素f等组成的复合体,然后将质体菁还原。还原的质体菁将电子传递给被光激发的PSⅠ而氧化,并可再接受新的电子。PSⅠ则将电子进一步传递给另外的电子受体(以X代表尚未完全确定的传递体),然后将NADP还原为NADPH。这种电子传递过程称为光合电子链(图1)。与电子传递相偶联的是质子(H+)在叶绿体的类囊体膜内外的移动,造成了膜内外的质子推动力,组成了另一种能量的传递,使无机磷酸盐转变ATP的高能磷酸键。这一过程被称为光合磷酸化作用。ATP和NADPH是光反应的两个产物,其能量是间接地从光能转化而来,为光合作用的暗反应提供能量,所以被称为同化力。
图1 光合电子链示意图
暗反应
光合作用中固定二氧化碳和还原的整个生化过程不直接需要光,但利用光反应所转化的能。1950年前后,卡尔文等人阐明,由二磷酸核酮糖(RuBP)在二磷酸核酮糖羧化酶作用下,与CO2生成磷酸甘油酸(PGA),因PGA是三碳化合物(C3),故称C3途径。具有这一途径的植物称为C3植物。PGA通过酶的作用,并利用ATP和NADPH的能量,被还原为磷酸甘油醛,并转化成糖。RuBP则通过较为复杂的途径再生,不断地被用于固定CO2,这一过程有多种磷酸戊糖参加,故称还原的磷酸戊糖途径,或称卡尔文循环(图2)。另外,有些植物例如玉米、高粱、甘蔗等,在其叶肉细胞叶绿体中,CO2与磷酸烯醇式丙酮酸生成最初产物四碳的二羧酸——草酰乙酸,并还原成苹果酸(或天冬氨酸)。再将C4化合物转运到维管束鞘细胞中脱羧放出CO2和生成丙酮酸,CO2则以C3途径的方式再次被固定。丙酮酸又运回叶肉细胞再用于CO2固定,因而称四碳二羧酸途径。C4途径是在卡尔文循环的基础上,增加叶肉细胞中固定CO2的羧化反应和羧化产物的运输,以及脱羧反应。景天科及其他一些植物的气孔在白天关闭夜间开放,因而CO2在夜间被固定产生苹果酸,在白天虽然气孔关闭,但苹果酸分解放出CO2,再通过卡尔文循环被固定,形成糖等有机化合物。其整个生物化学反应与C4途径相似,但发生在同一细胞中,CO2的固定和还原在不同时间进行。
图2 光合作用碳代谢途径
光呼吸
植物在光合作用中,同时存在释放CO2和吸收O2的反应。是一种特殊的生化途径,不同于一般的呼吸作用。这是因为植物的二磷酸核酮糖羧化酶同时又具有加氧酶的活性,使RuBP与O2结合生成一个PGA和一个乙醇酸。乙醇酸在过氧化体中被氧化为乙醛酸,再转化为甘氨酸:两个甘氨酸被释放出一个CO2,产生丝氨酸,再转化为甘油酸,进入长尔文循环。这个过程是在叶绿体、过氧化体和线粒体三个细胞器中完成的。(图3)C3植物存在着明显的光呼吸,从而降低了CO2的利用效率。C4植物则无明显的光呼吸。
图3 光呼吸的代谢途径
光合作用的强弱,以光合速率(强度)来表示。它的单位通常以单位叶面积(m2、dm2)或单位重量(干重或鲜重g、kg),在单位时间(hr、天或年)同化CO2量(mg、g、kg)或积累的干重来表示。
影响光合作用的因子
光合速率受到植物内部的遗传因子和生理状况以及环境因子的影响。
种和品种间的差异
不同植物间的光合速率有很大差异。一般每平方分米叶子每小时同化数毫克到十几毫克,高的可超过20毫克。品种间也有不同,如不同品种杨树,其光合速率,有的小于10毫克,有的大于25毫克,相差一倍以上。
光
植物从黑暗转移到光下时,随光强度的增加到某一光强度,光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用释放的二氧化碳相等,表面上不发生净的二氧化碳交换,即净光合速率为零。这时的光强度称为光补偿点。此后随光强度增加光合速率增加,当光合速率不随光强度增加而增加,光合作用达到饱和,这时的光强度,称为光饱和点。树木的光补偿点一般从数百Lux到2000Lux左右,光饱和点从10000~60000LuX。光补偿点和光饱和点与树种特性有关,一般阳性树种的光饱和点和光补偿点较高。同一树木中的阳生叶和阴生叶也有相似的情况。
温度
对于温带树木,净光合作用可在零下3~5℃开始,随温度增加到15~25℃时出现高峰,随后光合速率随温度升高而下降,到最高温度时,净光合作用为零。这就是所谓光合温度三基点(最低、最适、最高)。不同树种的三基点有差异,而同一树种中还与种源地的温度有关,这反应了树种的适应特性。
二氧化碳浓度
大气中约有330ppm左右的二氧化碳,对光合作用来说是较低的,当CO2浓度增加到1000ppm,光合速率与浓度几乎成线性关系,继续增加时,有的植物光合速率继续增加,有的速率变慢,有的还会出现下降。这可能与叶片气孔对CO2浓度的反应不同有关,因为CO2浓度增加时,可以增加叶子气孔扩散阻力,使CO2不易进入叶肉,致使光合速率发生变化。当CO2浓度降到某一浓度时,净光合速率为零,这时称为二氧化碳补偿点。C3植物具有较高的二氧化碳补偿点,可以从30ppm到150ppm;而C4植物可低于10ppm。木本植物的二氧化碳补偿点具有C3植物的特征,一般都较高,如杨树的很多品种在50~60ppm。
水
水分逆境(过多或亏缺)影响光合作用。水分亏缺(包括土壤干旱和大气干旱),可以使气孔关闭,增加气孔阻力,同时叶肉细胞内固定二氧化碳的速率降低。当土壤缺水,使叶片水势降低到-1.2~-1.5MPa时,中生植物光合作用将受到严重的抑制,或降到零。一种适应干旱的灌木生长在湿润条件下,-0.5MPa时光合速率下降;而生长干旱地区的植株,在-2.9MPa时只是轻微影响,在-2.5MPa时还能测出明显的光合作用。大气湿度也可影响叶的水分状况,土壤含水量相同,相对湿度从75%降至40%,冷杉的光合作用可降低一半。大气干旱能加剧土壤干旱对光合作用的影响,要保持较高的光合速率,空气湿度要保持在70%以上。
其他
土壤营养状况、大气和土壤污染物以及其他很多因子都能影响光合作用,对树木和植物发生影响。
光合作用是植物积累能量的重要过程,也是地球上利用太阳能最多的一个过程。因此,对光合作用的研究就显得十分重要。
光肩星天牛成虫
光合作用是什么?
什么是光合作用??? 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著能量的有机物,并且释放出氧的过程 光合作用的定义是什么?其意义是什么? 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著能量的有机物,并且释放出氧的过程 植物的光合作用有什么好处 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葡萄糖,同时释放氧气: 什么叫光合作用 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著能量的有机物,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? 光合作用的发现 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。 光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。第一,制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物,这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。 第二,转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能,并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物,都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含 叶得光合作用和叶的蒸腾作用分别是什么? 叶的光合作用是植物的绿叶在阳光的照射下,将空气中的二氧化碳和水合成植物所需的养料,同时释放出氧气。叶的蒸腾作用是植物体内的水分受热以后,会变成水蒸气从叶的气孔跑出,腾飞到空中。 什么是光合作用的主要原料,被称为什么 光合作用是指绿色植物利用光能,在叶绿体里,把二氧化碳和水合成有机物,释放氧气,并把光能转化成化学能储存在制造的有机物中的过程。 由此可见绿色植物的原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气,条件是光,场所是叶绿体。 参与植物光合作用的水和二氧化碳在生态系统的成分中被称为生产者。生产者是能利用简单的无机物合成有机物的自养生物或绿色植物。能够通过光合作用把太阳能转化为化学能,或通过化能合成作用,把无机物转化为有机物不仅供给自身的发育生长,也为其他生物提供物质和能量,在生态系统中居于最重要地位。 植物通过什么进行光合作用 植物利用它特有的叶绿素吸收日光能,将二氧化碳和水转化为富含能量的有机物,并释放氧气的过程。这一过程极其复杂,包括光反应和暗反应。 光合作用是地球上规模最大的无机物转变为有机物(每年约可合成4250亿吨)的过程,也是太阳能转变为化学能并蓄积在合成的有机物中(每年约 6.3×1015兆焦)的过程。地球上只有绿色植物(绩有光合细菌)能通过光合作用,直接从太阳光截获能量,并利用它将无机物(二氧化碳)还原成有机物,作为自身的养料。其他生物(包括人类在内)不能直接利用太阳能,而是直接或间接依靠绿色植物光合作用所提供的有机物和能量进行生命活动。因此,光合作用保证了整个生物界生命活动的进行和生命的延续。由于光合作用同化二氧化碳,释放氧气,因此使大气中二氧化碳和氧的含量长期以来保持基本稳定。另外,光合作用对生物进化也有重要意义。地球上原始大气中几乎没有游离的氧,约在30亿年前,出现了最早具有光合能力的蓝藻,地球上开始有了氧气的积累,为需氧生物的发生、发展创造了条件。由此可见,光合作用是地球上生物生存、繁荣和发展的根本源泉。 光合作用的式子是什么?
什么是光合作用?
1、光合作用图解:
2、方程式解:
总反应式 CO2+H2O→(CH2O)+O2 (箭头上边是光照,下边是叶绿体)
或6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2 (箭头上边是光照,下边是叶绿体)
3、详细解析过程及分步反应式(通过光合作用光反应与暗反应的对比分析):
(从与光的关系,与温度的关系,场所,必要条件,物质变化,能量变化等角度分析)
说明:以下①代表光反应 ②代表暗反应
与光的关系:
①需要光参与反应 ②不需要光参与反应
与温度的关系:
①需要适宜的温度 ②需要适宜的温度
场所:
①类囊体薄膜上 ②叶绿体基质中
条件:
①光、叶绿素 ②许多有关的酶
物质变化:
①⒈水的光解 ②⒈CO2的固定
叶绿素 酶
2H2O————→4[H]+O2 CO2+C5—→2C3
吸收光能
⒉ATP的合成: ⒉C3的还原:
酶 酶
ADP+Pi+能量——→ATP 2C3+[H]———→C6H12O6
ATP→ADP+Pi
能量变化:
①光能转变成ATP中活跃的化学能 ②ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的
化学能
光暗反应的联系:
①光反应的产物[H]是暗反应中C3 ②暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供
的还原剂;光反应形成的ATP为 原料;暗反应继续完成把无机物合成有机物,把
暗反应提供能量。 能量贮存在有机物中的过程。
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