光合作用的过程
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光合作用的步骤
光合作用是植物进行自养的重要过程,其步骤如下:
1. 吸收光能
植物的叶片中有叶绿素,可以吸收阳光中的能量。
当阳光照射到叶片上时,叶绿素会吸收能量并将其传递到叶片内部的叶绿体中。
2. 制造ATP
在叶绿体中,光合作用开始。
叶绿体内的一系列化学反应利用吸收到的能量制造ATP(三磷酸腺苷)。
3. 制造NADPH
同时,光合作用还会制造NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐)。
这是一种能量富集的分子,可以在接下来的反应中用来制造葡萄糖。
4. 制造葡萄糖
接下来的化学反应中,植物将ATP和NADPH与二氧化碳反应,制造出葡萄糖。
这个过程称为卡尔文循环,是光合作用最重要的部分。
5. 排放氧气
在制造葡萄糖的同时,植物还会排放出氧气。
这是因为在反应中使用的二氧化碳被还原成葡萄糖,而氧气则是副产物。
这也是植物的一个重要作用,因为它们可以把二氧化碳转化成氧气,为我们维持呼吸提供了必要的材料。
以上就是光合作用的基本步骤。
虽然其中有很多复杂的化学反应,但是这些步骤都是为了让植物能够利用阳光制造出自己所需的营养
物质。
光合作用的三个过程光合作用是指绿色植物和蓝藻等光合生物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这个过程是生命活动中非常重要的一环,因为它不仅可以产生有机物质,还可以释放出氧气,维持地球上所有生命的存在。
光合作用的三个过程分别是:光能转化、光反应和暗反应。
下面将针对这三个过程进行详细的介绍。
一、光能转化在光合作用中,最初需要将太阳能转化为植物可利用的化学能。
这个过程就叫做光能转化。
在这个过程中,植物吸收到太阳辐射中的光子,并将其转换成电子、正孔和激发态分子等活性粒子。
其中最重要的是叶绿体内含有一种特殊的色素——叶绿素。
叶绿素可以吸收红外线和紫外线之间波长范围内(400~700nm)的可见光,并将其转换成电子、正孔等活性粒子。
此外,还有其他色素如类胡萝卜素、类黄酮等也可以吸收光子,但它们的吸收峰位于叶绿素的两侧,因此对光合作用的贡献较小。
二、光反应在光能转化之后,电子和正孔需要分别进行不同的反应。
电子首先被传递到一系列蛋白质复合物中,这些蛋白质复合物被称为光系统。
在光系统中,电子通过一系列氧化还原反应最终被传递到NADP+上形成NADPH。
与此同时,正孔则会从叶绿体内向外跨膜移动,并驱动ATP合成酶进行ATP的合成。
这个过程被称为光化学势梯度,在植物细胞内起到了非常重要的作用。
三、暗反应在光反应之后,NADPH和ATP需要参与到暗反应中来完成二氧化碳固定和有机物质的合成。
暗反应也被称为Calvin循环或碳同化作用。
暗反应发生在叶绿体基质中,在这个过程中,CO2与RuBP(核酮糖1,5-二磷酸)发生羧化反应生成3PGA(3-磷酸甘油酸),然后经过一系列反应最终生成六碳糖物质。
这个过程中需要消耗大量的ATP和NADPH,因此光反应和暗反应是相互依存的。
总结光合作用是一个极其复杂的生物化学过程,涉及到众多的生物分子和蛋白质。
其中,光能转化、光反应和暗反应是三个非常重要的环节,它们相互协作完成了整个光合作用过程。
光合作用的三个过程光合作用是植物和一些原核生物通过光能转化为化学能的重要过程,它是地球上几乎所有生物生存的根本能源。
光合作用主要由三个过程组成:光能的吸收、能量转移和化学反应。
下面将详细介绍这三个过程。
1.光能的吸收:光合作用的第一个过程是吸收光能。
植物细胞中存在一种叫做叶绿素的色素,它能够吸收光线中的能量。
叶绿素主要位于植物细胞中的叶绿体内,其化学结构使其能够吸收一定波长范围的光。
在吸收光线时,叶绿素分子会发生电子激发,从基态跃迁到激发态。
不同波长的光会导致不同程度的电子激发,其中红光和蓝光激发程度较高,而绿光较低。
这正是为什么植物看上去是绿色的原因。
2.能量的转移:光合作用的第二个过程是能量的转移。
一旦叶绿素分子被激发,其激发的能量将会传递给叶绿体中的其他分子。
在叶绿体中,存在一系列叫做色素复合体的结构,其中包含多个叶绿素分子和其他辅助色素分子。
这些复合体会将能量从一个叶绿素分子传递到另一个叶绿素分子,直到能量传递到反应中心。
反应中心是一个叫做P680的大分子结构,它能够将能量转化为化学能。
在此过程中,能量的转移是通过共振能量转移实现的,即一个叶绿素分子将能量传递给另一个叶绿素分子,而自己回到基态。
这样能量就能够从吸收光线的叶绿素分子传递到反应中心,而不会丧失。
3.化学反应:光合作用的第三个过程是化学反应。
当能量到达反应中心时,反应中心会失去一个电子,变成正离子(P680+)。
同时,另一个叫做P700的结构也会失去一个电子,变成正离子(P700+)。
这两个离子对彼此具有亲和力。
然后,电子会从P680+传递到P700+,在此过程中产生光化学反应。
这个过程中,需要一个叫做氧化还原酶的辅助酶来帮助电子传递。
电子从P680+传递到P700+的同时,光能也被转化为化学能。
这个化学能会被用来将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
这个过程叫做碳同化作用。
总的来说,光合作用的三个过程相互协同,将光能转化为化学能,为植物提供能量和有机物质。
光合作用的过程植物是地球上最重要的生物,它们能够通过光合作用将光能转化为化学能,并释放出氧气。
光合作用是一系列复杂而精确的化学反应,这个过程可以分为三个主要阶段:吸收光能、转化为化学能、生成有机物质。
1. 吸收光能:光合作用发生在植物叶片中的叶绿体内。
叶绿体里的叶绿素是光合作用的关键物质之一,它们能够吸收光能。
当阳光照射到植物叶片上时,叶绿素分子就会吸收光子并将其能量转化为激发态。
不同类型的叶绿素分子能够吸收不同波长的光,包括蓝光、红光和绿光。
2. 转化为化学能:激发态的叶绿素分子将能量传递给反应中心复合物中的电子。
反应中心复合物由一系列蛋白质和辅酶组成,它能够捕获光能,并将其转化为化学能。
在反应中心复合物内,光能被用来激发电子,使其跃升至更高的能级。
这个激发态的电子被称为“激发态电子”。
激发态电子经过一系列叶绿素分子的传递,最终到达叶绿体内的细胞色素复合物。
细胞色素复合物是光合作用过程中的另一个关键物质,它可以转移电子和氢离子。
通过这种传递过程,光能逐渐被转化为电子和氢离子的化学能。
3. 生成有机物质:在光合作用的最后一个阶段,化学能被用来合成有机物质,最重要的产物是葡萄糖。
葡萄糖是植物的主要能量来源,同时也是其他有机物质的前体。
细胞色素复合物通过化学反应将二氧化碳和水转化为葡萄糖。
这个反应涉及许多酶和辅酶的参与,包括光合色素、NADP+还原酶和ATP合酶等。
光合色素的作用是吸收光能,并将其转化为化学能;NADP+还原酶参与将电子和氢离子转化为还原型NADPH的过程;ATP合酶使ADP和磷酸根结合,合成ATP。
总结:光合作用是植物生命中至关重要的过程,通过这个过程,植物能够利用阳光的能量合成有机物质,并释放出氧气。
光合作用的过程分为吸收光能、转化为化学能和生成有机物质三个阶段。
这个过程需要多种关键物质的参与,其中叶绿素和细胞色素是最重要的物质之一。
光合作用的理解对于人类的生活和生态系统的平衡都具有重要意义。
光合作用的过程光合作用是生物体利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这是地球上许多生物体生存的重要途径,也是氧气的来源。
在光合作用中,光能在光合色素的作用下被转化为化学能,最终形成糖类物质和氧气。
光合作用的过程可以分为光能捕获、光化学反应和碳固定三个阶段。
首先,光能捕获阶段发生在叶绿体叶片的色素分子中。
叶绿素是植物和一些藻类的主要光合色素,它们能吸收红、橙、黄、蓝、紫色光线,对绿色光线反射最多。
当光线照射到叶绿体中的叶绿素分子时,光子的能量被叶绿素吸收,使得叶绿素中的电子跃迁到激发态,形成一个光合色素激发态复合物。
接下来,光化学反应阶段发生在光合色素激发态复合物中。
这个复合物经历一系列电荷分离和传递的反应过程。
首先,激发态复合物中的电子从叶绿素分子中传递给一个叫做细胞色素b6/f复合物的蛋白质复合体。
然后,电子传递到另一个色素分子中,最终到达反应中心。
在反应中心中,电子结合一个辅助色素与一个电子受体,并形成一个高能反应态com产物。
这个产物通过光合膜上的一系列蛋白质通道传输,在传递过程中会释放能量。
最后,碳固定阶段发生在叶绿体中的光合作用。
通过一系列反应,植物将二氧化碳转化为有机物质。
首先,二氧化碳与一种五碳糖类分子结合,形成不稳定的六碳化合物。
这个化合物分解为两个三碳化合物,称为3-磷酸甘醇酸(PGA)。
PGA进一步反应,通过一系列酶催化反应,最终形成葡萄糖分子。
该过程需要消耗能量,并且维持植物体内的ATP和NADPH供应。
总之,光合作用是一个复杂的过程,利用了太阳能将二氧化碳和水转化为能量丰富的有机物质。
它不仅提供了生命所需的能量,还为大气中的氧气提供了来源。
因此,光合作用是地球上许多生物体生存的基础,也是维持生态系统平衡的关键。
光合作用的步骤
光合作用是指植物通过吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的生物化学过程。
其步骤包括以下几个方面:
1. 吸收光能:植物中的叶绿素能够吸收太阳光的能量,将其转化为电子和激发态叶绿素。
2. 光合电子传递:激发态叶绿素释放出电子,通过一系列电子传递过程,最终将电子传递给叶绿素体系II,产生ATP和NADPH。
3. 光合碳固定:通过光合色素复合物进行光合碳固定,将二氧化碳转化为三碳有机酸,即光合产物。
4. 光解水反应:在光合色素复合物中,激发态叶绿素释放出电子,同时水分子被分解为氧气和氢离子。
5. 光合产物的利用:光合产物被转化为其他有机物质,如葡萄糖、淀粉等,供植物进行生长和代谢。
整个光合作用过程需要光合色素复合物、质体膜和质体液等结构和物质的支持,是植物维持生命的重要过程。
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光合作用全过程详细光合作用是植物和一些藻类、蓝藻细菌等光合生物所进行的一种生物化学过程。
它利用阳光能和水、二氧化碳等无机物质,合成有机物(如葡萄糖)和释放出氧气的过程。
光合作用主要分为光能吸收与利用、光化学反应及暗反应三个阶段。
下面将详细介绍光合作用全过程:一、光能吸收与利用:植物体内的叶绿素是光合作用的重要色素,它们能够吸收光线并将其转化为化学能。
叶绿素主要存在于叶绿体中,叶绿体在叶片细胞内大量存在。
当阳光照射到植物叶片上时,叶绿体中的叶绿素吸收光子,激发叶绿素上的电子。
二、光化学反应:光化学反应发生在叶绿体的光合色素复合物中。
激发的叶绿素通过电子传递链将高能电子从一个分子转移到另一个分子。
在电子传递的过程中,光能被转化为能量梯度,从而将电子和质子分离开来。
光化学反应主要包括两个关键过程:光系统二和光系统一1.光系统二:光系统二位于叶绿体的基质侧膜上,它的主要作用是吸收光子并产生高能电子。
当光线照射到光系统二时,叶绿素P680(其中"P"表示叶绿素,"680"表示吸收光线的波长为680纳米)激发并释放高能电子。
这个激发的电子经过电子传递链的传递,最后到达光系统一2.光系统一:光系统一位于叶绿体膜上,它接收来自光系统二的高能电子,再次激发电子。
这个激发的电子通过另一个电子传递链的传递,最后与通过其他反应产生的质子和电子结合。
三、暗反应:暗反应是光合作用的最后一个阶段,也称为Calvin循环。
在这个过程中,使用从光化学反应中产生的能量和质子,将二氧化碳和水转化为葡萄糖、三磷酸腺苷(ATP)和还原型辅酶NADPH。
这个过程发生在植物体内的叶绿体基质中。
暗反应有三个主要步骤:固定、还原和再生。
1.固定:这一步中,二氧化碳与通过膜的间隙作为中间产物转入叶绿素的反应中,生成一个稳定的化合物。
这个化合物称为3-磷酸甘油醛,它进一步被转化为其他有机物质。
2.还原:在还原步骤中,通过光合作用生成的电子和质子被用于将3-磷酸甘油醛还原为葡萄糖。
简述一下光合作用的过程
光合作用是植物的生命活动的重要组成部分。
它是植物利用太阳能进行的一种化学反应,可以产生有机物质,即碳水化合物,提供植物生长发育所需的水分、能量以及其他营养物质。
光合作用是一种复杂的物理和化学过程,存在于植物的叶绿体之中,扮演着重要角色。
光合作用大体分为光吸收阶段、光能量转换阶段、有机物形成阶段三个阶段,最终产生CO2和H2O,同时从阳光中获得氧气。
1.吸收阶段:光合作用的开始是由叶绿体中的叶绿素吸收太阳光的能量,呈现出绿光的光谱。
叶绿素的作用是将太阳光释放出的光子能转化为化学能,从而为后面的光能量转换提供能量。
2.能量转换阶段:在此阶段中,叶绿体中的光捕捉分子将叶绿素收集到的光能转换为生物分子内的能量,使用光捕捉分子进行光能量转换的过程就是光系统Ⅱ作用,这也是光合作用进行过程中最重要的部分。
3.机物形成阶段:在这一阶段,叶绿体会利用光系统Ⅱ获得的能量,将CO2吸收,同时利用光系统Ⅰ的能量,将H2O分解,以及使用ATP等物质释放出能量,将其反应生成有机物,即碳水化合物,为植物提供能量和其他营养物质。
最终,光合作用可以将阳光中的能量转换为植物生长发育所需的有机物,形成CO2和H2O,同时也将太阳中的能量转换为氧气,并释放到我们的环境中,这正是光合作用的完整过程。
光合作用是植物生存的重要物质循环,它不仅是我们可以直接从太阳获得能量的重要方式,也是植物保持生存的必要条件之一,是地球上的生命的支持者之一。
因此,在科学研究等方面都非常重要,也是值得我们去深入研究和重视的课题。
简述光合作用的过程
光合作用是生物体利用光能将二氧化碳和水转化成有机物的过程。
这是地球上生物圈中最重要的化学反应之一。
光合作用的过程可以分为两个阶段:光能转化和碳水化合物合成。
在第一个阶段,光能被吸收并转化成化学能,这个过程发生在叶绿体中的光合色素分子中。
光合色素分子能够吸收光的能量,当光能被吸收时,电子会从低能级跃迁到高能级。
这个过程产生的电子会通过电子传递链被传递到叶绿体中的反应中心。
在第二个阶段,反应中心的电子会与另一个分子结合,这个过程称为光合作用的光化学反应。
这个反应产生的高能分子会被用于合成ATP(三磷酸腺苷)和NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯)等能量分子。
在碳水化合物合成阶段,ATP和NADPH会被用于产生六碳糖分子。
这个过程称为光合作用的碳反应。
在这个过程中,二氧化碳将被固定成有机物质,这个过程通过卡尔文循环进行。
在这个循环中,六碳糖分子被分解成三碳糖分子,然后这些三碳糖分子会被重新组合成有机物质,如葡萄糖等。
除了产生有机物质,光合作用还产生了氧气。
这个过程是通过水的光解反应来完成的,即水分子被分解成氧气和氢离子。
总的来说,光合作用是一个复杂的过程,它涉及到光能的转化、高能分子的合成和有机物质的合成。
这个过程不仅为生命提供了能量,还产生了氧气,为地球上的各种生物提供了必要的氧气。
植物和藻类利用自身的叶绿素将可见光转化为能量(包括光反应和暗反应)驱动二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。
它是生物界赖以生存的生化反应过程,也是地球碳氧循环的重要媒介。
【基本概念】光合作用公式二氧化碳+水―光/叶绿体→有机物(主要是淀粉)+氧气6CO2+6H2O―光/叶绿体→C6H12O6+6O2中文解释光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类利用叶绿素和某些细菌利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。
植物之所以被称为食物链的生产者,是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。
通过食用,食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量,效率为10%~20%左右。
对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是它们赖以生存的关键。
而地球上的碳氧循环,光合作用是必不可少的。
详细机制植物利用阳光的能量,将二氧化碳转换成淀粉,以供植物及动物作为食物的来源。
叶绿体由于是植物进行光合作用的地方,因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。
(1)原理植物与动物不同,它们没有消化系统,因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。
就是所谓的自养生物。
对于绿色植物来说,在阳光充足的白天,它们将利用阳光的能量来进行光合作用,以获得生长发育必需的养分。
这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。
叶绿体在阳光的作用下,把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉,同时释放氧气:(2)注意事项上式中等号两边的水不能抵消,虽然在化学上式子显得很特别。
原因是左边的水,是植物吸收所得,而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。
而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。
为了更清楚地表达这一原料产物起始过程,人们更习惯在等号左右两边都写上水分子,或者在右边的水分子右上角打上星号。
(3)光反应和暗反应(高中生物课本中称之为暗反应,也有些地方称之为碳反应)光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤。
光合作用的三个过程一、光合作用概述光合作用是指植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
这个过程中,光能被光合色素吸收,然后通过一系列的化学反应将其转化为化学能。
光合作用是地球上能量的主要来源之一,同时也是氧气的产生者。
二、光合作用的三个过程光合作用可以分为光能转换、化学能转换和碳水化合物合成三个过程。
2.1 光能转换光能转换是光合作用的第一个步骤。
在这个过程中,光能被光合色素吸收,并转化为电能。
具体来说,光合色素中的叶绿素分子通过吸收光子的能量,使其电子跃迁至高能态。
这使得叶绿素分子激发,并释放出电子。
这些释放出的电子将通过一系列的电子传递过程,最终被用于下一步骤中的化学能转换。
2.2 化学能转换化学能转换是光合作用的第二个步骤。
在这个过程中,通过一系列的化学反应,光能转化为化学能。
具体来说,释放出的电子将通过电子传递链被运送到叶绿体中的质子泵。
这些质子泵将质子从基质中转运到质膜内腔,形成质子梯度。
这个质子梯度将被用来合成三磷酸腺苷(ATP)。
同时,在化学能转换过程中,还会产生一种叫做还原型辅酶NADPH的物质。
这个物质在后续的碳水化合物合成过程中起到了重要的作用。
2.3 碳水化合物合成碳水化合物合成是光合作用的最后一个步骤。
在这个过程中,通过光合作用产生的ATP和NADPH,将二氧化碳转化为有机物质。
这个过程被称为碳同化作用,是植物体内的一种重要代谢途径。
具体来说,碳同化作用发生在植物叶绿体中的光合细胞器中。
在这个过程中,碳酸化酶将二氧化碳与一种叫做磷酸丙酮酸(RuBP)的五碳化合物反应,产生一个六碳的不稳定中间体。
然后,这个中间体会被分解为两个三碳的化合物,称为3-磷酸甘油酸(PGA)。
接下来,PGA会经过一系列的酶催化反应,最终生成葡萄糖和其他碳水化合物。
三、光合作用的意义光合作用是地球上生命得以存在的重要过程。
它不仅为植物提供了能量,也为其他生物提供了食物和氧气。
同时,光合作用还能够减少大气中的二氧化碳含量,起到调节气候的作用。
光合作用的过程与原理光合作用是指植物及一些原核生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机化合物的过程。
它是地球上所有生命的最主要能量来源,也是维持地球生态平衡的重要过程。
光合作用的过程涉及多个环节,其中包括光能的吸收、光合色素的激发、电子传递和化学反应等一系列过程。
下面将着重介绍光合作用的过程与原理。
1. 光能的吸收光合作用的第一步是植物通过叶绿素等光合色素吸收光能。
叶绿素主要吸收红光和蓝光,并反射绿光,使植物呈现绿色。
当光线照射到叶绿素分子上时,光能会使其电子跃迁到一个高能态。
2. 光合色素的激发通过光能的吸收,叶绿素分子中的电子会被激发到高能态,形成激发态叶绿素。
这些激发态叶绿素会通过电子传递链传递能量,最终用于驱动光合作用的化学反应。
3. 电子传递链激发态叶绿素中的电子会经过一系列传递步骤,从一个叶绿素分子传递到另一个。
这个过程中,电子释放的能量会被用于产生能量梯度。
其中的能量梯度是光合作用中存储化学能的关键。
4. 光化学反应电子在经过电子传递链后,最终会被接收并转移到辅助色素和反应中心的叶绿素分子上。
这个转移过程就是光化学反应的关键步骤。
在反应中心的叶绿素分子中,电子会转移到接受体分子上,同时产生化学能。
5. 光合作用产物的生成光化学反应产生的化学能会用于将二氧化碳和水合成为有机化合物,主要是葡萄糖。
这一过程称为固定二氧化碳。
在固定二氧化碳的过程中,还需要ATP(三磷酸腺苷)等能量来源。
通过上述过程,植物能够将光能转化为化学能,进而合成有机化合物。
除此之外,光合作用还有助于氧气的产生,这正是地球上大气中氧气含量丰富的原因之一。
总结起来,光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机化合物的过程。
从光能的吸收到光化学反应的进行,光合作用涉及多个环节并依赖于光合色素、电子传递链和化学反应等机制。
光合作用的发生使植物得以生长和生存,同时也对地球的氧气含量和生态平衡起到至关重要的作用。
光合作用的过程和意义光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的生物化学过程。
光合作用是地球上最基本的能量来源之一,对维持地球生态平衡和人类生存起着重要作用。
一、光合作用的过程光合作用包括光能捕捉、光化学反应和固定二氧化碳三个主要过程。
1. 光能捕捉:当光线照射到植物叶绿素上时,叶绿素分子吸收光能,电子激发到高能态,从而形成光合色素激发态。
2. 光化学反应:叶绿体内存在于叶绿素上的激发态电子通过电子传递链逐步传递,最终使光能转化为化学能。
光能捕获的过程中,还伴随着水分子的光解,产生氧气和高能态电子供光化学反应使用。
3. 固定二氧化碳:在光化学反应中形成的高能态电子与二氧化碳发生化学反应,生成有机物质,如葡萄糖等。
这些有机物质可供植物进行生长和代谢。
二、光合作用的意义光合作用对地球生态系统和人类生活具有重要意义。
1. 氧气的释放:光合作用中水分子的光解释放出氧气,供氧给地球上的其他生物,维持其生存。
光合作用每年释放出数十亿吨的氧气,保持了地球大气中氧气的含量。
2. 植物生长与生物地理循环:光合作用是植物自身能量和物质的来源,通过光合作用产生的有机物,植物能进行生长、开花和繁殖。
同时,光合作用还推动了地球上的生物地理循环,将碳和能量从大气中固定到植物体内,再通过食物链传递给其他生物。
3. 能量来源:光合作用为地球上大部分生态系统提供了能量来源,维持了生物多样性和生态平衡。
光合作用通过植物吸收光能,将其转化为化学能,再通过食物链传递给其他生物。
4. 碳循环:光合作用固定了大气中的二氧化碳,将其转化为有机物质,并储存在植物体内。
这有助于减少大气中的温室气体浓度,缓解全球变暖和气候变化。
总结:光合作用是植物利用光能进行的生物化学过程,通过光合作用,植物将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。
光合作用对地球生态平衡和人类生存具有重要意义,包括氧气的释放、植物生长与生态循环、能量来源以及碳循环等方面。
光合作用过程:包括光反应和暗反应。
光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,是紧密联系缺一不可的
光反应:光反应必须在光下才能进行,反应场所在类囊体膜上。
类囊体膜上的绝大多数色素排列紧密,快速高效的把吸收来的大量光能传递给特殊状态的叶绿素a,使其被激发而失去电子。
脱离叶绿素a的电子,在类囊体膜上经过一系列的传递,最后传递给一种带正电荷的有机物—NADP+。
失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂,能够从水分子中夺取电子,使水分子分解成氧分子和质子H+,叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。
这样在光的照射下,特殊状态的叶绿素a连续不断的丢失电子和获得电子,从而形成电子流,是光能转换成电能。
随着光能转换成电能,NADP+得到两个电子和一个质子H+就形成了NADPH,这样一部分电能就转化成活跃的化学能储存在NADPH中。
同时,叶绿体利用光能转化成的另一部分能量,将ADP和Pi转化成A TP,这部分电能则转化成活跃的化学能储存在A TP中。
暗反应:叶片从外界吸收的二氧化碳,在酶的作用下与植物体内的一种五碳化合物结合,这个过程叫做二氧化碳的固定,一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定后很快形成两个含有三个碳原子的化合物。
一部分三碳化合物在A TP和多种酶的作用下,被NADPH还原,在经过一系列复杂的变化形成糖类。
这样ATP和NADPH的能量就转移到葡萄糖分子中形成稳定的化学能储存起来。
同时,另一部分三碳化合物又经过复杂的变化重新生成五碳化合物,再次参与二氧化碳的固定。
这个过程发生在叶绿体的基质中,不需要光,所以叫暗反应。
由此可见,。
光合作用的过程•光合作用过程:1、 光合作用的概念: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,并且释放出氧气的过程。
2、 光合作用图解:光合作用过程的因解佐暗反应阶股中 > 一些三碳化合物经过复杂的变化 > 形成蔔萄他: 另一些三碳化合物经过重新爼合"又形成五碳化合物,从而使暗反 应不断地进行下去.)3、光合作用的总反应式及各元素去向12H 2CH5CO ;•光反应与暗反应的比较:项光反应(准备阶段) |叶绿体f暗反应(完成阶段)•易错点拨:1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去:因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同:前者分布在类釀体溯膜上,后者分布在叶绿体基质中°•知识拓展:1、氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。
在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。
在叶绿体基质中进行。
2、玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体 > 能够进行光合作用的暗反应。
C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与C02的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腌失水,而光合速率降低的程度就相对较小'从而提高了水分在四碳植物中的利用率O②二氧化碳固定效率比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;而Cd植物的淀粉将会贮存于维管束綃细胞内,维管束鞫细胞不含叶绿体。
维管束维管束鞫细胞一部分叶肉细胞3、光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。
光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孑包能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源'能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物・硫化物・氨等作为供氢体兼碳源逬行光合作用的微生物。
光合作用的过程•光合作用过程:••1、光合作用的概念:•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,并且释放出氧气的过程。
•2、光合作用图解:?•••3、光合作用的总反应式及各元素去向••光反应与暗反应的比较:目场所?叶绿体的类囊体薄膜上?叶绿体的基质中条件光、色素、酶、水、ADP、Pi多种酶、[H]、ATP、CO2、C5•?•易错点拨:••1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去,因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。
•2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同,前者分布在类囊体薄膜上,后者分布在叶绿体基质中。
•知识拓展:••1、氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。
在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。
在叶绿体基质中进行。
•2、玉米是C4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。
C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
•①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
•②二氧化碳固定效率比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;而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
••3、光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。
光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。
光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。
呼吸作用•呼吸作用:••1、概念:生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。
•(1)呼吸作用是一种酶促氧化反应。
虽名为氧化反应,不论有无氧气参与,都可称作呼吸作用(这是因为在化学上,有电子转移的反应过程,皆可称为氧化)。
有氧气参与时的呼吸作用,称之为有氧呼吸;没氧气参与的反应,则称为无氧呼吸。
同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时,其产生的能量,比进行有氧呼吸时要少。
有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没直接关系。
即使是呼吸氧气的生物,其细胞内,也可以进行无氧呼吸。
•(2)呼吸作用的目的,是透过释放食物里之能量,以制造三磷酸腺苷(ATP),即细胞最主要的直接能量供应者。
呼吸作用的过程,可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大分别是:呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放。
在呼吸作用中,三大营养物质:碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位──葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,被分解成更小的分子,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢(化合价为+1的氢)中。
最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水;原本贮存在其中的能量,则转移到ATP分子上,供生命活动使用。
•植物呼吸作用过程:有机物(储存能量)+氧(通过线粒体)→二氧化碳+水+能量•(3)呼吸速率:又称呼吸强度。
指在一定温度下,单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量,通常以“mg(μl)/(hg)”为单位,表示每克活组织(鲜重、干重、含氮量等)在每小时内消耗氧或释放二氧化碳的毫克数(或微开数)。
呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。
呼吸作用是由一系列酶催化的化学反应,所以温度对呼吸作用有很大影响。
还有水分、氧气、二氧化碳等也是影响呼吸速率的条件。
•(4)植物呼吸作用原理的应用:•粮食储存;•低温保存蔬菜水果:通过增加二氧化碳的含量可以抑制储存蔬菜水果等的呼吸作用;充氮气也可以降低氧气的浓度,抑制呼吸作用。
•农田松土;农田排涝等措施有利于植物根的生长和对无机盐的吸收。
•影响细胞呼吸的因素及实践应用:?••1.内部因素:•(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
•(2)同一植株在不同的生长发育时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率较高,成熟期呼吸速率较低。
•(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。
?•2.环境因素:?•(1)温度?••①规律:呼吸作用在最适温度最强,超过最适温度,呼吸酶活性下降,甚至变形失活,呼吸受抑制;低于最适温度活性下降,呼吸受抑制。
?•②应用:生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。
在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,降低呼吸作用,减少有机物的消耗,提高产量。
?•(2)O2的浓度?•?•①规律:在O2浓度为零时只进行无氧呼吸;O2浓度为10%以下,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2 浓度为l0%以上,只进行有氧呼吸。
?•②应用:生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用,藏少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
•(3)CO2浓度?•①规律:从化学平衡的角度分析,C02浓度增加,呼吸速率下降。
•②应用:在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO:浓度具有良好的保鲜作用。
?•(4)水含量••①规律:在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而加强,随含水量的减少而减弱。
? •②应用:在作物种子的储藏时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。
•思维拓展:••1、温室中栽培农作物提高产量的措施有两个方面,提高光合强度和降低呼吸消耗。
影响细胞呼吸的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等,但农业生产中最常考虑的是温度。
其他几个因素不容易控制。
•2、植物细胞呼吸的最适温度一般在25~35℃,最高温度在35~45℃。
•3、绿色植物细胞呼吸的最适温度总比光合作用的最适温度高。
一般情况下,植物细胞呼吸的最适温度为30℃,而光合作用的最适温度为25℃。
细胞的多样性和统一性•多样性:•表现:细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同。
••统一性:•(1)化学组成;组成细胞的元素和化合物种类基本一致。
•(2)结构:都有细胞膜、细胞质、核糖体。
•(3)遗传物质:都以DNA作为遗传物质,且遗传密码子通用。
•(4)能源物质:以ATP作为直接能源物质。
•知识点拨:••1、原核细胞与真核细胞的不同点体现了细胞的多样性?•2、原核细胞与真核细胞的相似点体现了细胞的统一性例:•(1)基本结构:都有相似的细胞膜和细胞质;都含有与遗传关系密切的DNA分子。
•(2)化学组成:不同细胞具有基本相同的元素组成和化合物种类。
•(3)细胞来源:同一生物个体的不同细胞一般都最终来自同一个细胞(如受精卵)的分裂和分化。
•思维拓展:?••(1)同一生物体细胞具有多样性是细胞分化的结果。
•(2)细胞的统一性说明了生物之间存在着或远或近的亲缘关系,为达尔文的进化论提供了理论基础。
探究:环境因素对光合作用强度的影响•影响光合作用的因素及实践应用:••1.内部因素•(1)与植物自身的遗传性有关,如阴生植物、阳生植物,•如图所示:?•(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用,•如图所示:?•2.外部因素?•(1)单因子?因原理图像应用素光强度影响光反应阶段,制约A1P及NADPH的产生,进而制约暗反应?延长光合作用时通过轮作,延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间二氧化碳影响暗反应阶段,制约C3化合物的生成?①大田中增加空气流动,以增加CO2浓度,如“正其行,通其风”②温室中可增施有机肥,以增大CO2浓度温度通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)①大田中适时播种②温室中,增加昼夜温差,保证植物有机物的积累必需矿质元素可通过所参与的与光合作用相关的化合物对光合作用造成直接或间接影响,如K+可影响光合产物的运输和积累合理施肥促进叶面积增大,提高酶合成速率,增加光合作用速率;施用有机肥,微生物分解后既可提供各种矿质元素••(2)多因子?图像含义P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速率不断提高;当到Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可适当提高图示的其他因子?•知识拓展:••1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际(总)光合速率;光照下测定的CO2吸收速率(或O2释放速率)则为净(表观)光合速率。
?•2、当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长;当净光合速率=0时,植物不能生长;当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。
达尔文进化论的内容•达尔文进化论的内容:过度繁殖,生存斗争,遗传变异和适者生存。
•历史意义:•①解释了生物进化的原因;•②所有生物都有共同的祖先,解释了生物的多样性和适应行;•③反对神创论和物种不变论,为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。
•先进性:能够科学地解释生物进化的原因,以及生物的多样性和适应性,对于人们正确的认识生物界有重要的意义。
?•局限性:对于遗传和变异的本质未能作出科学的解释;对生物进化的解释也局限于个体水平;强调物种的形成是渐变的结果,不能解释物种大爆发的现象。
•达尔文自然选择学说的解释模型••(2)拉马克的进化学说主要内容:•①生物由古老生物进化而来的;•②由低等到高等逐渐进化的;•③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
•不足:缺少科学的支持观点;过于强调环境因素的影响。
•(3)意义:论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
•知识拓展:••1、拉马克的进化学说主要内容:•①生物由古老生物进化而来的;•②由低等到高等逐渐进化的;•③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
•2、不足:缺少科学的支持观点;过于强调环境因素的影响。
•3、意义:论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
•4、生存斗争对生物某些个体的生存是不利的,但对物种的生存是有利的,并摧动生物的进化。
•5、从表面上看,自然选择是对一个个不同个体的选择,实质上是对个体所包含的变异进行选择。
?•6、生物的变异是不定向的,而生物进化的方向是定向的,这个方向指的是适应环境。
环境的作用是对变异了的生物进行定向的选择,而不是因某种环境才产生了某种变异。