的化学为植物的化学方程式:6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O + 能量
能量转化过程:光能→电能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能。
绿色植物利用太阳的光能,同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程,称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物,并释放出能量。
当特殊叶绿素a对(P)被光激发后成为激发态P*,放出电子给原初电子受体(A)。叶绿素a被氧化成带正电荷(P+)的氧化态,而受体被还原成带负电荷的还原态(A-)。氧化态的叶绿素(P+)在失去电子后又可从次级电子供体(D)得到电子而恢复电子的还原态。
这样不断地氧化还原,原初电子受体将高能电子释放进入电子传递链,直至最终电子受体NADP+。同样,氧化态的电子供体(D+)也要想前面的供体夺取电子,一次直到最终的电子供体水。
地球上只有绿色植物(还有光合细菌)能通过光合作用,直接从太阳光截获能量,并利用它将无机物(二氧化碳)还原成有机物,作为自身的养料.其他生物(包括人类在内)不能直接利用太阳能,而是直接或间接依靠绿色植物光合作用所提供的有机物和能量进行生命活动。
因此,光合作用保证了整个生物界生命活动的进行和生命的延续.由于光合作用同化二氧化碳,释放氧气,因此使大气中二氧化碳和氧的含量长期以来保持基本稳定.另外,光合作用对生物进化也有重要意义。
地球上原始大气中几乎没有游离的氧,约在30亿年前,出现了最早具有光合能力的蓝藻,地球上开始有了氧气的积累,为需氧生物的发生、发展创造了条件.由此可见,光合作用是地球上生物生存、繁荣和发展的根本源泉。
植物的光合作用化学方程式:CO₂+H₂O=CH₂O+O₂; 呼吸作用化学方程式:C₆H₁₂O₆+6O₂=6CO₂+6H₂O+能量(催化剂:酶)。 光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。 光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP⁺,使它还原为NADPH。 反应式:H₂O+ADP+Pi+NADP⁺=O₂+ATP+NADPH+H⁺。 暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。 反应式: CO₂+ATP+NADPH+H⁺=CH₂O+ADP+Pi+NADP⁺。
光合作用的过程
(1)总反应式:CO2+H2O→(CH2O)+O2,其中(CH2O)表示糖类. .
(2)光合作用需要光,但并不是所有的过程均需要光,根据需光与否,把过程分为光反应 和暗反应 .
(3)光反应阶段:
a.定义:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须在有光 条件下才能进行
b.场所:叶绿体基粒片层膜
c.光合色素吸收的光能的去路:水的光解:2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢) ;
ATP的形成:ADP+Pi+光能-→ATP(为暗反应提供能量) .
d.光反应中的反应式有2H2O→4[H]+O2 ,ADP+Pi+光能-→ATP .
(4)暗反应阶段:
a.定义:光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光 都可以进行
b.场所:叶绿体的基质
c.过程:CO2的固定:CO2+C5→2C3 .
三碳化合物的还原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5 .
d.暗反应中的反应式有CO2+C5→2C3 ,2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5 .
(5)光反应阶段与暗反应阶段的比较:
a.部位:光反应在叶绿体基粒片层膜上,暗反应在叶绿体的基质中
b.条件:光反应需要光、叶绿素等色素、酶,暗反应需要许多有关的酶.
c.物质变化:光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原.
d.能量变化:光反应中光能→ATP中活跃的化学能,在暗反应中ATP中活跃的化学能→CH2O中稳定的化学能.
e.两者之间的联系:光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂,ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料. .