光合作用是如何發(fā)生的 光合作用的意義

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(guò)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(duì)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。

光合作用介紹

綠色植物利用太陽(yáng)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(guò)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。

光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)之一，它為生命提供了能量和氧氣，維持了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。諾貝爾基金會(huì)在1988年給一項(xiàng)光合作用研究成果頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)評(píng)語(yǔ)中，稱光合作用是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。

光合作用是如何發(fā)生的

光反應(yīng)階段

光反應(yīng)階段的特征是在光驅(qū)動(dòng)下水分子氧化釋放的電子通過(guò)類似于線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統(tǒng)傳遞給NADP+，使它還原為NADPH。電子傳遞的另一結(jié)果是基質(zhì)中質(zhì)子被泵送到類囊體腔中，形成的跨膜質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)ADP磷酸化生成ATP。

暗反應(yīng)階段

暗反應(yīng)階段是利用光反應(yīng)生成NADPH和ATP進(jìn)行碳的同化作用，使氣體二氧化碳還原為糖。由于這階段基本上不直接依賴于光，而只是依賴于NADPH和ATP的提供，故稱為暗反應(yīng)階段。

光合作用的過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，從表面上看，光合作用的總反應(yīng)式似乎是一個(gè)簡(jiǎn)單的氧化還原過(guò)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(wèn)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）。在介紹光合作用的反應(yīng)過(guò)程前，對(duì)光合作用過(guò)程中涉及的光合色素及光系統(tǒng)進(jìn)行一定的了解是必要的。

光合作用的意義

將太陽(yáng)能變?yōu)榛瘜W(xué)能

植物在同化無(wú)機(jī)碳化物的同時(shí)，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲(chǔ)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(yáng)能約為人類所需能量的10倍。有機(jī)物中所存儲(chǔ)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(yíng)養(yǎng)和活動(dòng)的能量來(lái)源。因此可以說(shuō)，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(wú)機(jī)物變成有機(jī)物

植物通過(guò)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(wú)不來(lái)自光合作用，沒(méi)有光合作用，人類就沒(méi)有食物和各種生活用品。換句話說(shuō)，沒(méi)有光合作用就沒(méi)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(guò)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(yáng)光中對(duì)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。