光合作用,什么叫光合作用
1、什么叫光合作用
光合作用通常是指綠色植物(包括光合細菌)利用自身的光合色素吸收光能,經過酶的催化作用,將二氧化碳和水合成有機物并釋放氧的過程[1][2]。光合作用是生物界中規模最大的有機物合成過程,每年約有 2x101? kcal 的太陽光能轉化為化學能(糖類物質),放出的氧氣約為 5.35x1011 t,同化的碳素約2x1011 t。光反應
光反應階段的特征是,在光的驅動下水分子氧化釋放電子,通過類似于線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統傳遞給電子受體 NADP ,使它還原為 NADPH。電子傳遞的另一結果是,基質中質子被泵送到類囊體腔中,形成的跨膜質子梯度,驅動 ADP 磷酸化生成 ATP。暗反應
暗反應階段是利用光反應生成的 NADPH 和 ATP 進行碳的同化作用,使二氧化碳還原為糖。由于這個階段不直接依賴于光,只是依賴于光反應的產物,把它們當反應物,故稱為暗反應階段。
2、什么是光合作用???
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(CO2)和水(H2O)合成富能有機物,同時釋放氧的過程。
光合作用反應階段:
1,光反應:
光反應階段的特征是在光驅動下水分子氧化釋放的電子通過類似于線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統傳遞給,使它還原為。
電子傳遞的另一結果是基質中質子被泵送到類囊體腔中,形成的跨膜質子梯度驅動磷酸化生成。
反應式:
2,暗反應:
暗反應階段是利用光反應生成和進行碳的同化作用,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,而只是依賴于和的提供,故稱為暗反應階段。
反應式:
總反應式:
其中表示糖類。
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光合作用植物:
1,C3類植物
二戰之后,美國加州大學伯利克分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻,以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時C示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟,卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO2的密閉容器中,然后將C標記的CO2注入容器,培養相當短的時間之后,將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞,使細胞中的酶變性而失效。
接著他們提取到溶液里的分子。然后將提取物應用雙向紙層析法分離各種化合物,再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點,并與已知化學成分進行比較。
卡爾文在實驗中發現,標記有C的CO2很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內,層析紙上就出現放射性的斑點,經與已知化學物比較,斑點中的化學成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中間體。
這第一個被提取到的產物是一個三碳分子,所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。
后來研究還發現,CO2固定的C3途徑是一個循環過程,人們稱之為C3循環。這一循環又稱卡爾文循環。
C3類植物(碳三植物),如米和麥,二氧化碳經氣孔進入葉片后,直接進入葉肉進行卡爾文循環。而C3植物的維管束鞘細胞很小,不含或含很少葉綠體,卡爾文循環不在這里發生。
2,C4類植物
在20世紀60年代,澳大利亞科學家哈奇和斯萊克發現玉米、甘蔗等熱帶綠色植物,除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文循環外,CO2首先通過一條特別的途徑被固定。
這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑(Hatch-Slack途徑),又稱四碳二羧酸途徑C4植物主要是那些生活在干旱熱帶地區的植物。
在這種環境中,植物若長時間開放氣孔吸收二氧化碳,會導致水分通過蒸騰作用過快的流失。所以,植物只能短時間開放氣孔,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行光合作用,合成自身生長所需的物質。
在C4類植物葉片維管束的周圍,有維管束鞘圍繞,這些維管束鞘細胞含有葉綠體,但里面并無基粒或發育不良。在這里,主要進行卡爾文循環。
其葉肉細胞中,含有獨特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶,使得二氧化碳先被一種三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸,這也是該暗反應類型名稱的由來。
這草酰乙酸在轉變為蘋果酸鹽后,進入維管束鞘,就會分解釋放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳進入卡爾文循環,后同C3進程。而丙酮酸則會被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此過程消耗ATP。
也就是說,C4植物可以在夜晚或氣溫較低時開放氣孔吸收CO2并合成C4化合物,再在白天有陽光時借助C4化合物提供的CO2合成有機物。
該類型的優點是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱環境生長。C3植物行光合作用所得的淀粉會貯存在葉肉細胞中,因為這是卡爾文循環的場所,而維管束鞘細胞則不含葉綠體。而C4植物的淀粉將會貯存于維管束鞘細胞內,因為C4植物的卡爾文循環是在此發生的。
:百度百科----光合作用
3、光合作用是什么意思?
光合作用(Photosynthesis),即光能合成作用,是植物、藻類和某些細菌,在可見光的照射下,經過光反應和暗反應,利用光合色素,將二氧化碳(或硫化氫)和水轉化為有機物,并釋放出氧氣(或氫氣)的生化過程。光合作用是一系列復雜的代謝反應的總和,是生物界賴以生存的基礎,也是地球碳氧循環的重要媒介。光合作用(Photosynthesis)是綠色植物利用葉綠素等光合色素和某些細菌(如帶紫膜的嗜鹽古菌)利用其細胞本身,在可見光的照射下,將二氧化碳和水(細菌為硫化氫和水)轉化為有機物,并釋放出氧氣(細菌釋放氫氣)的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產者,是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產有機物并且貯存能量。通過食用,食物鏈的消費者可以吸收到植物及細菌所貯存的能量,效率為10%~20%左右。對于生物界的幾乎所有生物來說,這個過程是它們賴以生存的關鍵。而在地球上的碳氧循環,光合作用是必不可少的。
生物的生命活動都需要消耗能量,這些能量來自生物體內糖類、脂類和蛋白質等有機物的氧化分解。生 物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產物,并且釋放出能量的總過程,叫吸作用(又叫生物氧化)。
呼吸作用,是生物體細胞把有機物氧化分解并產生能量的化學過程,又稱為細胞呼吸(Cellular respiration)。無論是否自養,細胞內完成生命活動所需的能量,都是來自呼吸作用。真核細胞中,線粒體是與呼吸作用最有關聯的胞器,呼吸作用的幾個關鍵性步驟都在其中進行。
呼吸作用是一種酶促氧化反應。雖名為氧化反應,不論有無氧氣參與,都可稱作呼吸作用(這是因為在化學上,有電子轉移的反應過程,皆可稱為氧化)。有氧氣參與時的呼吸作用,稱之為有氧呼吸;沒氧氣參與的反應,則稱為無氧呼吸。同樣多的有機化合物,進行無氧呼吸時,其產生的能量,比進行有氧呼吸時要少。有氧呼吸與無氧呼吸是細胞內不同的反應,與生物體沒直接關系。即使是呼吸氧氣的生物,其細胞內,也可以進行無氧呼吸。
呼吸作用的目的,是透過釋放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即細胞最主要的直接能量供應者。呼吸作用的過程,可以比擬為氫與氧的燃燒,但兩者間最大分別是:呼吸作用透過一連串的反應步驟,一步步使食物中的能量放出,而非像燃燒般的一次性釋放。在呼吸作用中,三大營養物質:碳水化合物、蛋白質和脂質的基本組成單位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透過數個步驟,將能量轉移到還原性氫(化合價為+1的氫)中。最后經過一連串的電子傳遞鏈,氫被氧化生成水;原本貯存在其中的能量,則轉移到ATP分子上,供生命活動使用。
有氧呼吸的全過程,可以分為三個階段:第一個階段(稱為糖酵解),一個分子的葡萄糖分解成兩個分子的丙酮酸,在分解的過程中產生少量的氫(用[H]表示),同時釋放出少量的能量。這個階段是在細胞質基質中進行的;第二個階段(稱為三羧酸循環或檸檬酸循環),丙酮酸經過一系列的反應,分解成二氧化碳和氫,同時釋放出少量的能量。這個階段是在線粒體基質中進行的;第三個階段(呼吸電子傳遞鏈),前兩個階段產生的氫,經過一系列的反應,與氧結合而形成水,同時釋放出大量的能量。這個階段是在線粒體內膜中進行的。以上三個階段中的各個化學反應是由不同的酶來催化的。在生物體內,1mol的葡萄糖在徹底氧化分解以后,共釋放出2870kJ的能量,其中有977kJ左右的能量儲存在ATP中(38個ATP),其余的能量都以熱能的形式散失了。
生物進行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸。那么,生物在無氧條件下能不能進行呼吸作用呢?科學家通過研究發現,生物體內的細胞在無氧條件下能夠進行另一類型的呼吸作用——無氧呼吸。
無氧呼吸一般是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質分解成為不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。這個過程對于高等植物、高等動物和人來說,稱為無氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌),則習慣上稱為發酵。細胞進行無氧呼吸的場所是細胞質基質。蘋果儲藏久了,為什么會有酒味?高等植物在水淹的情況下,可以進行短時間的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,并且釋放出少量的能量,以適應缺氧的環境條件。高等動物和人體在劇烈運動時,盡管呼吸運動和血液循環都大大加強了,但是仍然不能滿足骨骼肌對氧的需要,這時骨骼肌內就會出現無氧呼吸。高等動物和人體的無氧呼吸產生乳酸。此外,還有一些高等植物的某些器官在進行無氧呼吸時也可以產生乳酸,如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等。無氧呼吸的全過程,可以分為兩個階段:第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同;第二個階段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉化成乳酸。以上兩個階段中的各個化學反應是由不同的酶來催化的。在無氧呼吸中,葡萄糖氧化分解時所釋放出的能量,比有氧呼吸釋放出的要少得多。例如,1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,共放出196.65kJ的能量,其中有61.08kJ的能量儲存在ATP中(2個ATP),其余的能量都以熱能的形式散失了。
植物有氧呼吸過程中,中間產物丙酮酸必須進入線粒體才能被分解成CO2
對生物體來說,呼吸作用具有非常重要的生理意義,這主要表現在以下兩個方面:第一,呼吸作用能為生物體的生命活動提供能量。呼吸作用釋放出來的能量,一部分轉變為熱能而散失,另一部分儲存在ATP中。當ATP在酶的作用下分解時,就把儲存的能量釋放出來,用于生物體的各項生命活動,如細胞的分裂,植株的生長,礦質元素的吸收,肌肉的收縮,神經沖動的傳導等。第二,呼吸過程能為體內其他化合物的合成提供原料。在呼吸過程中所產生的一些中間產物,可以成為合成體內一些重要化合物的原料。例如,葡萄糖分解時的中間產物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
4、光合作用概念是什么?
光合作用的概念:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。
光合作用作為生物最基本的物質代謝和能量代謝,其所固定的能量和形成的有機物幾乎是所有生物直接或間接的物質和能量來源。
光合作用場所在葉綠體,條件是要有光照,原料要有CO2和H2O,反應后產生有機物(主要是淀粉,最初生成成份是葡萄糖,其后轉化成淀粉、脂肪、蛋白質等),物質變化方面是將無機物(CO2和H2O等)合成有機物(主要以淀粉形式存在)并放出O2,能量變化是吸收光能,轉化為化學能,貯存在有機物中。
光合作用的意義
1、光合作用制造的淀粉等有機物,不僅是植物自身生長發育的營養物質,而且是動物和人的食物來源。
2、光合作用轉化光能并儲存在有機物里,這些能量是植物,動物,和人體生命活動的能量來源。
3、維持大氣中的氧氣和二氧化碳的含量的相對穩定。
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