光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-10-31 07:05:35

地球上的氧气,几乎全部来自植物的光合作用,主要是森林和海洋中的植物。

当你望着翠绿的树叶,或是水中的水藻时,是否想过它们是怎么光合作用释放氧气的

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(1)

这里我就来解开大家的疑惑

光合作用的结构

植物并不是所有部分都能进行光合作用,只是宏观的来看植物整个都是绿色的,但如果把植物放显微镜下看,你就会发现:

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(2)

植物细胞并不是整个都是绿色,而是绿色部分的细胞中有很多绿色的球体

这些球体就是

叶绿体

这就完了吗

当然不是,叶绿体也不是整个都是绿的,如果把叶绿体继续放大

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(3)

看不懂叶绿体里是啥情况吗

别担心,已经有人分析过了

这里我就用简单的图展示出来↓

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(4)

叶绿体膜是双层膜(两层磷脂双分子层),里面是叶绿体基质,基质中有很多基粒,每个基粒都是很多类囊体堆叠成的,类囊体上有很多可以吸收光的色素

高等植物的光合色素一般有4种,

叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素

这4种色素分散在类囊体上,都是主要吸收红光和蓝光,对绿光基本不吸收,太阳光照上去,红光和蓝光被吸收,绿光被反射,所以看起来植物就是绿色的

绿色的根源也就在这里,类囊体薄膜上的色素

光合作用靠的就是这些色素(还需要很多其它物质,后面在讲),有了这些色素,那光合作用是怎么进行的呢

光合作用第一步,水的光解

叶绿体基质中有ATP(腺苷三磷酸),ADP(腺苷二磷酸),游离的磷酸,还有NADP (辅酶),以及多种相关的酶(起催化作用的蛋白质)

当光照射到光合色素上,光合色素吸收光能,有了能量后,在酶的催化下,每个水分子被夺去两个电子,变成氢离子和氧原子,氧原子结合成氧气直接离开细胞,这一步消耗色素吸收的一部分光能,并放出氧气。

夺走的电子和留下的氢离子,会在酶催化下,与NADP 反应,生成NADPH(辅酶,为第二步反应提供氢和部分能量)

色素吸收的另一部分光能,用于将ADP转化为ATP,同样在酶的催化下,腺苷二磷酸与磷酸结合,吸收色素吸收的光能,生成腺苷三磷酸(为第二步反应提供一部分能量)

到这里,第一步反应结束了

水,ADP,磷酸,NADP 转变成了氧气,ATP,NADPH

光能变成了氧气,NADPH,ATP的化学能

氧气释放到大气中,其余物质留在叶绿体

总结一下,就是下面这张图↓

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(5)

第一步反应的生成物,用于第二步反应

------合成葡萄糖

光合作用第二步,暗反应

这里注意一下,暗反应只是不需要光,不一定非要在黑暗环境中进行,有没有光暗反应都能发生

光反应不是生成了NADPH和ATP吗,它们带着氢和能量,要把这些能量储存起来,并合成生长所需的物质,就需要第二步反应------暗反应

植物生长所需物质之一,葡萄糖,就是暗反应的产物

第一步反应的产物,怎么变成葡萄糖呢,和CO2结合是最好的选择

但NADPH不能直接和二氧化碳反应,需要先将二氧化碳固定到叶绿体,这时候就用到 核酮糖-1,5-二磷酸

一分子的二氧化碳与一分子的它结合,在经过复杂的反应,生成两分子的

3-磷酸甘油酸

大量的 核酮糖-1,5-二磷酸 与大量的CO2反应,生成大量的 3-磷酸甘油酸 完成CO2的固定

第一步反应生成的 NADPH和ATP在酶的催化下与 3-磷酸甘油酸 等反应,生成葡萄糖,并生成 核酮糖-1,5-二磷酸,ADP,磷酸,NADP 。

反应生成的 核酮糖-1,5-二磷酸可以继续固定CO2

NADP ,ADP,磷酸可以继续参与水的光解

到这里,完整的一步光合作用就完成了

就这样,水和二氧化碳经过复杂的过程,变成了糖和氧气

生成的物质一部分用于生命活动,另一部分继续参与光合作用

总结一下↓

光怎么参与光合作用,光合作用是什么能转化成什么能(6)

NADP ,ADP,核酮糖-1,5-二磷酸,3-磷酸甘油酸这些都可以看作是载体和工具,将光的能量,水,二氧化碳转变为氧气和葡萄糖

现在,你应该明白植物是怎么进行光合作用了吧

植物作为生产者,为我们提供食物和氧气,我们应该保护植物,而不是肆意破坏,毁灭性开发

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