光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣的過程。其主要包括光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個(gè)階段,涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應(yīng)步驟,對實(shí)現(xiàn)自然界的能量轉(zhuǎn)換、維持大氣的碳-氧平衡具有重要意義。
綠色植物利用太陽的光能,同化二氧化碳(CO2)和水(H2O)制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過程,稱為光合作用。光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物主要是碳水化合物,并釋放出氧氣。
光合作用的過程是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,從表面上看,光合作用的總反應(yīng)式似乎是一個(gè)簡單的氧化還原過程,但實(shí)質(zhì)上包括一系列的光化學(xué)步驟和物質(zhì)轉(zhuǎn)變問題。根據(jù)現(xiàn)代的資料,整個(gè)光合作用大致可分為下列3大步驟:①原初反應(yīng),包括光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換;②電子傳遞和光合磷酸化,形成活躍化學(xué)能(ATP和NADPH);③碳同化,把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能(固定CO2,形成糖類)。
將太陽能變?yōu)榛瘜W(xué)能
植物在同化無機(jī)碳化物的同時(shí),把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,儲存在所形成的有機(jī)化合物中。每年光合作用所同化的太陽能約為人類所需能量的10倍。有機(jī)物中所存儲的化學(xué)能,除了供植物本身和全部異養(yǎng)生物之用外,更重要的是可供人類營養(yǎng)和活動(dòng)的能量來源。因此可以說,光合作用提供今天的主要能源。綠色植物是一個(gè)巨型的能量轉(zhuǎn)換站。
把無機(jī)物變成有機(jī)物
植物通過光合作用制造有機(jī)物的規(guī)模是非常巨大的。據(jù)估計(jì),植物每年可吸收CO2約7×1011噸,合成約5000億噸的有機(jī)物。地球上的自養(yǎng)植物同化的碳素,40%是由浮游植物同化的,余下60%是由陸生植物同化的。人類所需的糧食、油料、纖維、木材、糖、水果等,無不來自光合作用,沒有光合作用,人類就沒有食物和各種生活用品。換句話說,沒有光合作用就沒有人類的生存和發(fā)展。
維持大氣的碳-氧平衡
大氣之所以能經(jīng)常保持21%的氧含量,主要依賴于光合作用(光合作用過程中放氧量約)。光合作用一方面為有氧呼吸提供了條件,另一方面,氧氣的積累,逐漸形成了大氣表層的臭氧(O3)層。臭氧層能吸收太陽光中對生物體有害的強(qiáng)烈的紫外輻射。植物的光合作用雖然能清除大氣中大量的CO2,但大氣中CO2的濃度仍然在增加,這主要是由城市化及工業(yè)化所致。
C3類植物
通過C3途徑固定CO2的植物稱為C3植物,它們行光合作用所得的淀粉會貯存在葉肉細(xì)胞中,因?yàn)檫@是卡爾文循環(huán)的場所。C3類植物屬于高光呼吸植物類型,光合速率較低,其種類多,分布廣,多生長于暖濕條件,如大多數(shù)樹木、植物類糧食、煙草等。
通過C4途徑固定CO2的植物稱為C4植物,它們主要是那些生活在干旱熱帶地區(qū)的植物。在這種環(huán)境中,植物若長時(shí)間開放氣孔吸收二氧化碳,會導(dǎo)致水分通過蒸騰作用過快的流失。所以,植物只能短時(shí)間開放氣孔,二氧化碳的攝入量必然少。植物必須利用這少量的二氧化碳進(jìn)行光合作用,合成自身生長所需的物質(zhì)。
光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣的過程。其主要包括光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個(gè)階段,涉及光吸...
光合作用化學(xué)方程式:12H2O+6CO2+陽光→(與葉綠素產(chǎn)生化學(xué)作用)C6H12O6(葡萄糖)+6O2+6H2O。
光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣的過程。其主要包括光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個(gè)階段,涉及光吸...
光合作用和呼吸作用的區(qū)別:光合作用其實(shí)是需要有葉綠體的細(xì)胞才可以進(jìn)行,而呼吸作用則是所有部位的活細(xì)胞都是能夠進(jìn)行的,因?yàn)榛畹募?xì)胞是需要有生命...
光合作用的意義:將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,維持大氣碳氧平衡。呼吸作用的意義:生物體的生命活動(dòng)提供能量;為體內(nèi)的其他化合物的合成提供原料。
植物光合作用不只在陽光下才能進(jìn)行,只同光照的強(qiáng)度有關(guān),只要在合適的光照條件下,無論是何種光源(包括陽光和燈光)都可以進(jìn)行。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)植物進(jìn)...
光照、溫度、二氧化碳、水、礦質(zhì)元素均影響光合作用的進(jìn)行。光照強(qiáng)度影響光合作用,光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快。但超過一定范圍之后,光合速率...
光合作用的原料是二氧化碳和水。在光合作用中,綠色植物利用葉綠體中的光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為儲存能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣。原料是二氧化碳和...