光合作用的作用機制,光合作用的機理是什麼?環境中有哪些因素影響光合作用

時間 2021-10-27 17:50:39

1樓:假面

光合作用的作用機制: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。

光合作用包括在光照條件下進行的光反應過程,不需要光的純酶促過程(即暗反應)以及導致在葉綠體和外界空氣之間二氧化碳和氧氣的氣體交換過程。它是地球上利用日光能最重要的過程,糧食、煤炭中所含的能量,都是通過光合作用貯藏起來的。

2樓:善光啟

作用原理

植物與動物不同,它們沒有消化系統,因此它們必須依靠其他的方式來進行對營養的攝取,植物就是所謂的自養生物的一種。對於綠色植物來說,在陽光充足的白天(在光照強度太強的時候植物的氣孔會關閉,導致光合作用強度減弱),它們利用太陽光能來進行光合作用,以獲得生長髮育必需的養分。

這個過程的關鍵參與者是內部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下,把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成為澱粉等物質,同時釋放氧氣。

光合作用是將太陽能轉化為atp中活躍的化學能再轉化為有機物中穩定的化學能的過程!

化學方程式

co2+h2o→(ch2o)+o2(反應條件:光能和葉綠體)

6h2o+6co2+陽光→c6h12o6(葡萄糖)+6o2+6h2o(與葉綠素產生化學作用)

(化學反應式12h2o+6co2→c6h12o6(葡萄糖)+6o2+6h2o箭頭上標的條件是:酶和光照,下面是葉綠體)

h2o→2h++2e-+1/2o2(水的光解)

nadp++2e-+h+→nadph(遞氫) adp+pi+能量→atp(遞能)

co2+c5化合物→2c3化合物(二氧化碳的固定)

2c3化合物+4nadph→c5糖(有機物的生成或稱為c3的還原)

c3(一部分)→c5化合物(c3再生c5)

c3(一部分)→儲能物質(如葡萄糖、蔗糖、澱粉,有的還生成脂肪)

atp→adp+pi+能量(耗能)

c3:某些3碳化合物

c5:某些5碳化合物

能量轉化過程:光能→電能→atp中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能→atp中活躍的化學能

注:因為反應中心吸收了特定波長的光後,葉綠素a激發出了一個電子,而旁邊的酵素使水裂解成氫離子和氧原子,多餘的電子去補葉綠素a分子上缺的。產生atp與nadph分子,這個過程稱為電子傳遞鏈(electron transport chain)

電子傳遞鏈分為迴圈和非迴圈。

非迴圈電子傳遞鏈從光系統2出發,會裂解水,釋放出氧氣,生產atp與nadph.

迴圈電子傳遞鏈不會產生氧氣,因為電子**並非裂解水。最後會生成atp.

可見,從葉綠素a吸收光能開始,就發生了電子的移動,形成了電子傳遞鏈,有了電子傳遞鏈,才能使得atp合成酶將adp和磷酸合成atp。因此,它的能量轉化過程為:

光能→電能→不穩定的化學能(能量儲存在atp的高能磷酸鍵)→穩定的化學能(澱粉等糖類的合成)

注意:光反應只有在光照條件下進行,而只要在滿足碳反應條件的情況下碳反應都可以進行。也就是說碳反應不一定要在黑暗條件下進行。

注意事項

12h2o+6co2+陽光→(與葉綠素產生化學作用)c6h12o6(葡萄糖)+6o2+6h2o

上式中等號兩邊的水不能抵消,雖然在化學上式子顯得很特別。原因是左邊的水,是植物吸收所得,而且用於製造氧氣和提供電子和氫離子。而右邊的水分子的氧原子則是來自二氧化碳。

為了更清楚地表達這一原料產物起始過程,人們更習慣在等號左右兩邊都寫上水分子。有時會在co2和右邊的h2o的氧原子上打星號,表示右邊的水分子的氧原子來自二氧化碳。(是由同位素追蹤法得來)

反應階段

光合作用可分為光反應和碳反應(舊稱暗反應)兩個階段。

光反應條件:光照、光合色素、光反應酶。

場所:葉綠體的類囊體薄膜。(藍細菌等微生物的反應場所在細胞膜)(色素所在地)

光合作用的反應:

(原料)光

(產物)水→氧氣(光和葉綠體是條件)+能量(儲存在atp中)+還原氫(nadph)

葉綠體過程:①水的光解:2h2o→4[h]+o2(在光和葉綠體中的色素的催化下)。

②atp的合成:adp+pi+能量→atp(在酶的催化下)。

影響因素:光照強度、co2濃度、水分供給、溫度、酸鹼度、礦質元素等。

意義:①光解水,產生氧氣。

②將光能轉變成化學能,產生atp,為碳反應提供能量。

③利用水光解的產物氫離子,合成nadph(還原型輔酶ⅱ),為碳反應提供還原劑nadph(還原型輔酶ⅱ)。

碳反應條件:多種酶。

場所:葉綠體基質。

過程:①碳的固定:c5+co2→2c3(在酶的催化下)

②c3+[h]→(ch2o)+c5(在atp供能和酶的催化下)

影響因素:溫度、co2濃度

光反應和碳反應比較

①聯絡:光反應和碳反應是一個整體,二者緊密聯絡。光反應是碳反應的基礎,光反應階段為碳反應階段提供能量(atp、nadph)和還原劑(nadph),碳反應產生的adp和pi為光反應合成atp提供原料。

②區別:(見下表) 專案 光反應 碳反應(暗反應) 實質 光能→化學能,釋放o2 同化co2形成(ch2o)(酶促反應) 時間 短促,以微秒計 較緩慢 條件 需色素、光、adp、和酶 不需色素和光,需多種酶 場所 在葉綠體內囊狀結構薄膜上進行 在葉綠體基質中進行 物質轉化 2h2o→4[h]+o2↑(在光和葉綠體中的色素的催化下)adp+pi→atp(在酶的催化下) co2+c5→2c3(在酶的催化下)

c3+【h】→(ch2o)+c5(在atp供能和酶的催化下) 能量轉化 葉綠素把光能先轉化為電能再轉化為活躍的化學能並儲存在atp中 atp中活躍的化學能轉化變為糖類等有機物中穩定的化學能

3樓:學而思網校教育

[高三生物]光合作用與呼吸作用

4樓:匿名使用者

光合則是利用淨光合作用加上呼吸作用得出的,在實驗中是測不出來的,體現在題目中一般用的語言就是某植物在單位時間內製造了葡萄糖多少,或是在單位時間內同化了二氧化碳多少等詞語。

光合作用的機理是什麼?環境中有哪些因素影響光合作用

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