光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物,也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么,光合作用是怎样发现的呢?
光合作用的发现 直到18世纪中期,人们一直以为植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的,并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年,英国科学家普利斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠也不容易窒息而死。因此,他指出植物可以更新空气。但是,他并不知道植物更新了空气中的哪种成分,也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。下面介绍其中几个著名的实验。1864年,德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在暗处几小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
1880年,德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
光合作用的过程:
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。
暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。
光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面;
第一,制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物,这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。
第二,转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能,并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物,都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量,归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。
第三,使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计,全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧,平均为10000 t/s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算,大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而,这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上,不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧,从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。
第四,对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前,地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前,绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后,地球的大气中才逐渐含有氧,从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层,能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线,从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程,最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。
光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有机物,同时释放氧的过程。
光合作用反应阶段:
1,光反应:
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
扩展资料:
光合作用植物:
1,C3类植物
二战之后,美国加州大学伯利克分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻,以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟,卡尔文正好在实验中用上此两种技术。
他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将C标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞,使细胞中的酶变性而失效。
接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成分进行比较。
卡尔文在实验中发现,标记有C的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与已知化学物比较,斑点中的化学成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中间体。
这第一个被提取到的产物是一个三碳分子,所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。
后来研究还发现,CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。
C3类植物(碳三植物),如米和麦,二氧化碳经气孔进入叶片后,直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小,不含或含很少叶绿体,卡尔文循环不在这里发生。
2,C4类植物
在20世纪60年代,澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物,除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外,CO2首先通过一条特别的途径被固定。
这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径(Hatch-Slack途径),又称四碳二羧酸途径C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
在这种环境中,植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳,会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以,植物只能短时间开放气孔,二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用,合成自身生长所需的物质。
在C4类植物叶片维管束的周围,有维管束鞘围绕,这些维管束鞘细胞含有叶绿体,但里面并无基粒或发育不良。在这里,主要进行卡尔文循环。
其叶肉细胞中,含有独特的酶,即磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶,使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化,形成四碳化合物草酰乙酸,这也是该暗反应类型名称的由来。
这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘,就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环,后同C3进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。
也就是说,C4植物可以在夜晚或气温较低时开放气孔吸收CO2并合成C4化合物,再在白天有阳光时借助C4化合物提供的CO2合成有机物。
该类型的优点是,二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中,因为这是卡尔文循环的场所,而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。
参考资料:百度百科----光合作用
光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强庋的增减而增减。在黑暗时,光合作用停止,而呼吸作用不断释放CO2;
随着光照增强,光合速率逐渐增强,逐渐接近呼吸速率,最后光合速率与呼吸速率达到动态平衡相等。同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度,就称为光补偿点。
植物在光补偿点时,有机物的形成和消耗相等,不能积累干物质,而晚间还要消耗干物质,因此从全天来看,植物所需的最低光照强度,必须高于光补偿点,才能使植物正常生长。
植物在同化无机碳化物的同时,把太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为,约为人能所需能量的10倍。
有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说,光合作用提供今天的主要能源。
绿色植物是一个巨型的能量转换站。
参考资料:百度百科---光合作用
植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在光的照射下将水和二氧化碳转变为糖类,并释放氧的复杂过程。
光合作用(Photosynthesis),即光能合成作用,是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和,是生物界赖以生存的基础,也是地球碳氧循环的重要媒介。
主要是靠植物的叶子来进行光合作用的
绿色植物通过叶绿体利用光提供的能量,将二氧化碳和水等无机物合成淀粉等有机物,并且把光能转变为化学能,储存在有机物中,同时释放出氧气,这一过程就叫做光合作用。
在光合作用过程中,发生了物质变化,将无机物——二氧化碳和水合成了有机物——淀粉。这些淀粉还可以进一步转化成蛋白质、脂肪等其他的有机物。这些有机物不仅是植物自身生长发育所需要的营养物质,也是人类和动物的食物来源。
在物质变化的同时还发生了能量变化,原来的太阳光能转变成淀粉等有机物中贮存的能量。这些能量是植物,动物和人体生命活动的能量来源。煤炭、石油等通过燃烧释放出热量,其中的能量都是亿万年前植物通过光合作用所积蓄的太阳能。
生物的呼吸作用要消耗氧气,排出二氧化碳,各种物质的燃烧也是这样。而光合作用则是吸收二氧化碳,释放氧气,这对维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定起着极其重要的作用。
由此可见,光合作用是地球上生物生存、繁衍和发展的基础。
绿色植物要生存,要繁衍,就必须进行新陈代谢,而要进行新陈代谢就必须利用能量,这个能量就是从自然界中最常见的、最普遍的太阳光中获得的。植物正是利用阳光提供的能量,来完成自然界中最伟大的合成作用——光合作用。
事实上,由于经过长期对生存环境的适应和进化,不同的植物对光的要求也不同。有很多植物只有在较强的光照下才能健壮生长,在阴暗的地方则会发育不良、生长缓慢,这类植物人们叫做阳生植物。我们所见到的许多高大乔木都是阳生植物,例如松、杉、杨、柳、桦、槐等。它们为了获得充足的阳光照射,都努力向空中伸展身姿,接受阳光的洗礼。此外,一般的农作物也都是阳生植物,例如我国北方农民普遍种植的小麦、玉米、棉花等等。阳生植物大多生长在空旷的地方,它们的枝叶一般较疏松,透光性比较好;植株的开花结实率也比较高,生长快。还有,阳生植物的叶片质地较厚,叶面往往有角质层或蜡质层用来反射光线,以避免特强光线的损伤。它们的气孔通常小而密集,叶绿体个头小,但是数量很多。尤其有趣的是,阳生植物叶部的叶绿体在细胞中的位置是可以改变的!当光照过于强烈时,叶绿体就会排列在光线射来的平行方向,以减少强光的伤害;当光照较弱时,叶绿体的排列又可以与光线射来的方向成直角,以增强照射在叶绿体上的光照强度,进行有效的光合作用。你看,小小的绿色的叶子也有着自己生存的智慧呢!
还有一些植物则喜欢生长在光线较弱的地方,它们在弱光下反而比在强光下生长发育得更好,对应于阳生植物,这样的植物就被人们叫做阴生植物。森林中高大树木下生长的许多草本植物、蕨类植物、药用植物以及山毛榉、红豆杉等等,都是阴生植物。当然,称它们为阴生植物,并不是说这类植物对光照的要求越弱越好,它们对弱光的要求也是有一个最低限度的。如果光照低于这个限度,这类植物也不会进行正常的生长和发育,所以阴生植物要求较弱的光照强度也仅仅是相对阳生植物而言的。阴生植物的叶片大都比较平展,叶的上部接收的阳光比较多,叶子上面的颜色较深。阴生植物的叶镶嵌现象特别明显,叶柄有长有短,叶形有大有小,每一片叶子都能充分利用空间,以便更充分地利用阳光。对于这些植物而言,如果光照过强,就会出现植株生长缓慢、叶片变黄、严重时叶子甚至会出现“灼斑”,影响这类植物的生存。因此,在引种这类阴生植物时,如果环境光照较强,就必须采取遮蔽措施来减少植物受到的光照,保护植物顺利生长。
光照对植物的开花也有很重要的影响。科学家们认为,日照强度对植物的开花有决定性的影响。有些植物开花需要较长时间的日照,这样的植物叫做长日照植物,例如作物中的冬小麦、大麦、菠菜、油菜、甜菜、萝卜等;有些植物需要较短的日照长度才会开花,这样的植物类型叫做短日照植物,常见的这类植物有苍耳、牵牛、水稻、大豆、玉米、烟草等。
利用光对植物开花作用的机理,园艺师们就可以通过人为的延长或缩短日照时间,促使植物在我们需要的时间开花。举一个简单的小例子:大家经常见到的植物菊花是一种典型的短日照植物,一般都是在秋季才开花的。现在,人们经过人工处理(遮光成短日照),在六七月份也可以让菊花开出鲜艳的花朵来!如果人为的延长光照,还可以使花期延后,让我们在寒冷的春节欣赏到刚刚盛开的美丽的菊花呢!
光合作用可分为光反应和碳反应(旧称暗反应)两个阶段 卡尔文循环 光合作用的两个阶段
2.1 光反应
条件:光照、光合色素、光反应酶。 场所:叶绿体的类囊体薄膜。(色素) 光合作用的发现: 水(原料)+二氧化碳 (原料) 光(条件)&叶绿体(场所)=氧气(产物)+有机物(产物) 过程:①水的光解:2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下)。②ATP的合成:ADP+Pi+能量→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)。 影响因素:光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等。 意义:①光解水,产生氧气。②将光能转变成化学能,产生ATP,为碳反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子,合成NADPH(还原型辅酶Ⅱ),为碳反应提供还原剂NADPH(还原型辅酶Ⅱ),NADPH(还原型辅酶Ⅱ)同样可以为碳反应提供能量。 详细过程如下: 系统由多种色素组成,如叶绿素a(Chlorophyll a)、叶绿素b(Chlorophyll b)、类胡萝卜素(Carotenoids)等组成。既拓宽了光合作用的作用光谱,其他的色素也能吸收过度的强光而产生所谓的光保护作用(Photoprotection)。在此系统里,当光子打到系统里的色素分子时,会如图片所示一般,电子会在分子之间移转,直到反应中心为止。反应中心有两种,光系统一吸收光谱于700nm达到高峰,系统二则是680nm为高峰。反应中心是由叶绿素a及特定蛋白质所组成(这边的叶绿素a是因为位置而非结构特殊),蛋白质的种类决定了反应中心吸收之波长。反应中心吸收了特定波长的光线后,叶绿素a激发出了一个电子,而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子,多余的电子去补叶绿素a分子上的缺。然后叶绿素a透过如图所示的过程,生产ATP与NADPH(还原型辅酶)分子,过程称之为电子传递链(Electron Transport Chain)。
2.2 碳反应
碳反应的实质是一系列的酶促反应。原称暗反应,后随着研究的深入,科学家发现这一概念并不准确。因为所谓的暗反应在暗中只能进行极短的时间,而在有光的条件下能连续不断进行,并受到光的调节。所以在20世纪90年代的一次光合作用会议上,从事植物生理学研究的科学家一致同意,将暗反应改称为碳反应。
条件:碳反应酶。 场所:叶绿体基质。 影响因素:温度、CO2浓度、酸碱度等。 过程:不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型,植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH在ATP供能的条件下反应,生成糖类(CH2O)并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。 光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质变化)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量变化)。 CO2+H2O( 光照、酶、 叶绿体)==(CH2O)+O2 (CH2O)表示糖类
详细看下面的参考资料。
参考资料:http://baike.baidu.com/view/8885.htm#2
首先是要有叶绿体,这是反应的场所;
其次是适宜的温度和充足的光照,这是反应的条件;
再就是充足的二氧化碳和水,这是反应物!
当所有条件充足的时候,光合作用才能够顺利进行!
光合作用是将空气中的CO2和H2O转化成氧气释放到空气中,因此这个氧气是关键!一般用蜡烛燃烧的实验便可证明有无氧气的存在。控制变量——光,设计对照实验2组,选用两盆叶子数量级绿色程度相近的同种绿色植物,将两支燃烧程度相近的蜡烛分别于这两组植物放在一起,均罩上透明密封的塑料罩子,并分别编号A、B组,将A组至于光下,B组至于黑暗处,其余环境条件相同,观察AB两组里蜡烛的燃烧情况。
光合作用的过程:
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。
暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。
你应该在学高中生物吧,其实光合作用的进行的考点也就是算光合速率之类的,那几个公式要整好.
还是多做题,多看书,你上网查这些很多的.很多都不是高中需要掌握的.了解一些就行.
还是需要跟着课本走.
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程.
光合作用的过程:
光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段.光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的.
暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段.暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的.光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的.