植物的光合作用
懵懂時期
一、光合作用的概念及其重要意義
光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。光合作用的重要意義是把無機物轉(zhuǎn)變成有機物,轉(zhuǎn)化并儲存太陽能,使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定等。總之,光合作用是地球上幾乎一切生物的生存、繁榮和發(fā)展的根本源泉。
二、光合作用的場所和光合色素
葉片是植物進行光合作用的主要器官,葉綠體是光合作用的重要細胞器。葉綠體的類囊體薄膜上分布有光合色素,在類囊體膜和間質(zhì)中存在許多種光合作用需要的酶。
葉綠體中的色素有三類:①葉綠素,主要是葉綠素a和葉綠素b。絕大多數(shù)葉綠素a分子和全部葉綠素b分子具有收集光能的作用,少數(shù)不同狀態(tài)的葉綠素a分子有將光能轉(zhuǎn)換為電能的作用。②類胡蘿卜素,包括胡蘿卜素和葉黃素。它們除有收集光能的作用之外,還有防止光照傷害葉綠素的功能。③藻膽素,是藻類進行光合作用的主要色素。
三、光合作用的過程
光合作用的總反應式概括為:
CO2+H2O(CH2O)+O2
(一)光反應階段
是由光引起的光化反應,在葉綠體的類囊體上進行,包括兩個步驟:1.光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換,是通過原初反應完成的。這個過程使光能轉(zhuǎn)換為電能。2.電能轉(zhuǎn)換為活躍化學能過程,是通過電子傳達和光合磷酸化完成的。結(jié)果使電能轉(zhuǎn)變成的活躍化學能貯存于ATP和NADPH2中。
(二)暗反應階段
是由若干酶所催化的化學反應,不需要光,在葉綠體的間質(zhì)中進行。暗反應是活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定化學能的過程,通過碳同化來完成。碳同化的途徑有卡爾文循環(huán)(C3途徑)、C4途徑和景天科酸代謝(CAM)??栁难h(huán)是碳同化的主要形式,大體分三個階段:1.羧化階段(CO2的固定)。2.還原階段。3.更新階段。根據(jù)碳同化的最初光合產(chǎn)物的不同,把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。
四、外界條件對光合作用的影響
影響光合作用的外界條件主要有光照強度、二氧化碳濃度、溫度和水含量等。