植物生理学-植物的光合作用

植物生理学中的光合作用简述植物是自主合成有机物质的生物，而光合作用是植物进行自主合成的重要途径之一。

在日光的照射下，植物通过使用光合色素，将太阳能转化为化学能，并利用该能量为自身合成有机物质。

本文将简单的介绍植物光合作用的基本过程和在其过程中所涉及的分子和机制。

光合作用的基本过程光合作用的主要过程可以被概括为两个基本反应：光反应和暗反应。

在光反应中，太阳能被转换成了化学能，这种能量是由光生电子转移而形成的氧化还原能。

在暗反应中，这种光能被利用来驱动一系列的化学反应，从而产生有机化合物。

在光反应中，最重要的物质就是叶绿素。

叶绿素是光合色素的一种，它是植物中最具代表性的色素之一，可以吸收太阳光中的红、橙、黄、绿、蓝和紫等各种光线，其中吸收光线最大值位于蓝色和红色之间。

叶绿素的一个重要特性是它能够捕捉太阳能，并将其转化成对电子的激发，使光合酶得以工作。

光合酶是一个大分子复合物，在叶绿体膜上焦距定义，它是能够收集光子能量并促进电子跃迁的。

这些光子首先会被捕获到叶绿素分子中形成激发态，接着通过光合酶移入电子传递链，最后产生足够强的还原力保障ATP的合成以及NADPH的自然界生成。

在暗反应中，最重要的过程是卡尔文循环。

该循环由Rubisco酶、甘油磷酸酸倒路、三磷酸甘露醇通路、琥珀酸途径等多个反应过程组成。

在这些反应中，光合产生的CO2和三磷酸葡萄糖被逐步转化成葡萄糖和其他有机化合物。

光合作用涉及的分子和机制在光合作用的过程中，有两种主要的光合色素：叶绿素和类胡萝卜素。

叶绿素是绿色的，主要吸收蓝色和红色的光线。

而类胡萝卜素则是红色、黄色和橙色的，主要吸收蓝色和绿色光线。

这些色素通过吸收光子的能量，能够捕获电子并将其传递到光化学反应中心（PSI和PSII）。

在光化学反应中心中，光能被用于转移电子，产生ATP和NADPH。

这个过程被称为光合成电子传递链。

PSII和PSI是两个主要的复合物，其中PSII通过水光解产生氧气和负离子，而PSI则利用电子来还原NADP+，从而产生NADPH。

植物生理学中的光合作用光合作用是植物生理学中一项重要的生理过程，它使植物能够利用阳光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。

本文将就光合作用的基本原理、过程和调控因素进行讨论。

一、光合作用的基本原理光合作用是通过光能转化为化学能的过程。

在光合作用中，植物通过叶绿素等色素吸收光能，并利用该光能将二氧化碳和水合成有机物质，同时释放出氧气。

这一过程主要发生在植物的叶绿体中。

二、光合作用的过程光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。

1. 光反应：光反应发生在叶绿体的基质膜上。

当叶绿体中的色素吸收到光子后，光能被转化为化学能，产生ATP和NADPH等高能化合物。

同时，水分子被光解，释放出氧气并提供电子供应。

2. 暗反应：暗反应发生在叶绿体的基质中，不需要直接依赖光能。

在暗反应中，植物利用光反应阶段生成的ATP和NADPH，将二氧化碳还原为有机物质，例如葡萄糖。

暗反应的最终产物是有机物质，它们被植物用于生长和代谢。

三、光合作用的调控因素光合作用的进行受到许多因素的影响，主要包括光照强度、温度和二氧化碳浓度。

1. 光照强度：光照强度对光合作用的速率有着直接的影响。

当光照强度较低时，光合作用受限于光反应的速率；而在光照强度较高时，暗反应对光合作用速率的影响更大。

2. 温度：温度是另一个重要的调控因素。

在适宜的温度下，光合作用可正常进行；然而，过高或过低的温度均会抑制光合作用的进行。

这是因为较高温度下酶活性受到抑制，而较低温度下酶活性受到限制。

3. 二氧化碳浓度：二氧化碳是暗反应的底物之一，其浓度的增加可以促进暗反应的进行。

然而，在现代工业化社会中，二氧化碳排放导致大气中二氧化碳浓度的增加，进而对植物的光合作用产生了积极的影响。

四、光合作用的重要性光合作用是生物圈中最为重要的能量来源之一。

通过光合作用，植物能够将太阳能转化为化学能，进而提供给其他生物。

此外，光合作用还能够释放出氧气，并吸收大量的二氧化碳，起到了调节大气组成的作用。

第四章植物的光合作用一、名词解释1．光合作用2．光合午休现象3．希尔反应4．荧光现象与磷光现象5．天线色素6．光合色素7．光合作用中心8．光合作用单位9．红降现象10．双光增益现象11.C3途径12．C4途径13．光合磷酸化14．非环式光合磷酸化l5. 量子效率16．暗反应17．同化力18．光反应19．CAM途径20．光呼吸21．表观光合速率22．光饱和点23．光补偿点24．CO2饱合点25．CO2补偿点26．光能利用率27．瓦布格效应28．原初反应29．碳素同化作用30．叶面积指数二、将下列缩写翻译成中文1．CAM 2．Pn 3．P700 4．P680 5．LHC 6．PSl 7．PSⅡ8．PQ 9．PC 10．Fd 11．Cytf12 12．RuBP 13．3-PGA 14．PEP l5.GAP 16．DHAP 17．OAA 18．TP 19．Mal 20．ASP 21．SBP 22．G6P 23．F6P 24．FDP 25．LAI 26．X5P 27. Fe-S 28. Rubisco 29.P* 30.DPGA三、填空题1.叶绿体的结构包括______、______、______和片层结构，片层结构又分为_____和______。

2.光合色素可分为______、______、______三类。

3.叶绿素可分为______ 和______两种。

类胡萝卜素可分为______和______。

4.叶绿素吸收光谱的最强吸收带在______ 和______。

5. 光合作用原初反应包括光能的______过程。

6. 叶绿体色素中______称作用中心色素，其他属于______。

7. 缺水使光合速率下降的原因是______、______、______。

8. 卡尔文循环中，同化１分子CO2需消耗______分子ATP和______ 分子NADPH+H+。

9. 高等植物CO2同化的途径有______、______、______三条，其中最基本的是______。

植物生理学第三章植物的光合作用第三章植物的光合作用一、名词解释1. C3途径2. C4途径3. 光系统4. 反应中心5. 原初反应6. 荧光现象7. 红降现象8. 量子产额9. 爱默生效应10. PQ循环11. 光合色素12. 光合作用13. 光合单位14. 反应中心色素15. 聚光色素16. 解偶联剂17. 光合磷酸化18. 光呼吸19. 光补偿点20. CO2补偿点21. 光饱和点22. 光能利用率23. 光合速率二、缩写符号翻译1. Fe-S2. PSI3. PSII4. OAA5. CAM6. NADP＋7. Fd 8. PEPCase 9. RuBPO10. P680、P700 11. PQ 12. PEP13. PGA 14. Pheo 15. RuBP16. RubisC(RuBPC) 17. Rubisco(RuBPCO) 18.TP三、填空题1. 光合作用的碳反应是在中进行的，光反应是在中进行的。

2. 在光合电子传送中最终电子供体是，最终电子受体是。

3. 在光合作用过程中，当形成后，光能便转化成了活跃的化学能；当形成后，光能便转化成了稳定的化学能。

4. 叶绿体色素提取掖液在反射光下观察呈色，在透射光下观察呈色。

5. P700的原初电子供体是，原初电子受体是。

6. 光合作用的能量转换功能是在类囊体膜上进行的，所以类囊体亦称为。

7. 光合作用中释放的氧气来自于。

8. 与水光解有关的矿质元素为。

9. 和两种物质被称为同化能力。

10. 光的波长越长，光子所持有的能量越。

11. 叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在，另一个在。

12. 光合磷酸化有三种类型：、、。

13. 根据C4化合物和催化脱羧反应的酶不同，可将C4途径分为三种类型：、、。

14. 一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例为；叶黄素和胡萝卜素的分子比例为。

15. 光合作用中，淀粉的形成是在中，蔗糖的形成是在中。

16. C4植物的C3途径是在中进行的；C3植物的卡尔文循环是在中进行的。

第三章植物的光合作用本章内容提要碳素同化作用有三种类型：细菌光合作用和化能合成作用以及绿色植物光合作用。

绿色植物光合作用是地球上规模最大的转换日光能的过程。

高等植物光合色素主要有2类:叶绿素与类胡萝卜素。

叶绿体是光合作用的细胞器，光合色素就存在于内囊体膜（光合膜）上。

光合作用可分为三大步骤: （1）原初反应，包括光能的吸收、传递和转换的过程；（2）电子传递和光合磷酸化，合成的ATP和NADPH（合称同化力）用于暗反应；（3）碳同化，将活跃化学能变为稳定化学能。

碳同化包括三种生化途径：C3途径、C4途径和CAM途径。

C3途径是碳同化的基本途径，可合成糖类、淀粉等多种有机物。

C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成光合产物等。

光呼吸是乙醇酸的氧化过程，由叶绿体、过氧化体和线粒体三个细胞器协同完成的、耗O2、释放出CO2的耗能过程。

其底物乙醇酸及许多中间产物都是C2化合物，也简称为C2循环。

在C3植物中光呼吸是一个不可避免的过程，对保护光合机构免受强光的破坏具有一定的生理功能。

C4植物的光合速率比C3植物高，主要原因是C4植物CO2的固定由PEPC完成，PEPC 对CO2亲和力高；而CO2的同化在BSC中进行，C4植物BSC花环式结构类似一个CO2泵，因而光呼吸很低。

但C4植物同化CO2需要消耗额外的能量，其高光合速率只有在强光、较高温度下才能表现出来。

光合作用受光照、CO2、温度、水分和矿质元素等环境条件的影响。

植物的光能利用率很低。

改善光合性能是提高光能利用率的根本措施。

提高作物提高光能利用率的途径是：提高光合能力，增加光合面积，延长光合时间，减少有机物质消耗，提高经济系数。

第一节光合作用的意义自养生物吸收二氧化碳转变成有机物的过程叫碳素同化作用(carbon assimilation)。

不能进行碳素同化作用的生物称之为异养生物，如动物、某些微生物和极少数高等植物。

碳素同化作用三种类型：细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用。

植物生理学第三章植物的光合作用植物的光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成有机物质（如葡萄糖）和氧气的过程。

其反应方程式为：6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2光合作用是植物最重要的生理过程之一，它不仅是植物能够生存和生长的基础，还能为其他生物提供氧气和有机物质。

光合作用通过光合色素和叶绿体等生理结构，具有高效和专一性的特点。

植物的光合作用可以分为两个阶段：光能捕获和光化学反应、以及碳固定和假单胞菌循环。

在光能捕获和光化学反应阶段，植物的光合色素（如叶绿素）能够捕获太阳光，并将其转化为化学能。

光合作用发生在叶绿体内，主要以叶绿体膜的光合作用单位，光系统（PSI和PSII）为中心。

光系统中的光合色素吸收太阳光，并将其能量传递给反应中心，激发电子。

通过光合色素的电子传递链，电子在PSII和PSI之间进行转移，最终转移到还原辅酶NADP+上，形成还原辅酶NADPH。

在碳固定和假单胞菌循环阶段，植物利用还原辅酶NADPH和ATP的能量，将二氧化碳转化为有机化合物。

这个过程称为Calvin循环，也叫柠檬酸循环。

Calvin循环包括三个主要步骤：碳固定、还原和再生。

首先，二氧化碳与从光合作用过程中产生的核酮糖五磷酸（RuBP）结合，形成不稳定的六碳中间体。

然后，该中间体通过一系列酶的作用，将其分解为两个三碳化合物，3-磷酸甘油醇醛（3-PGA）。

最后，3-PGA经过一系列的加氢还原反应和磷酸化反应，合成出葡萄糖和其他有机物质。

光合作用的速率受到光照、温度、二氧化碳浓度和水分等环境条件的影响。

光合速率随着光照强度的增大而增加，但达到一定的饱和点后，光合速率趋于稳定。

温度对光合作用的影响是复杂的。

在适宜温度下，光合速率随着温度的升高而增加，因为反应速率加快。

然而，当温度超过一定范围时，光合作用会受到抑制，因为高温会破坏光系统和酶的结构。

二氧化碳浓度越高，光合速率越快。

水分对光合作用的影响主要是通过调节植物的气孔进行的。

光合作用-植物生理-图文第三章植物的光合作用碳素营养是植物的生命基础，这是因为，第一，植物体的干物质中90％以上是有机化合物，而有机化合物都含有碳素(约占有机化合物重量的45%)，碳素成为植物体内含量较多的一种元素；第二，碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架，好象建筑物的栋梁支柱一样。

碳原子与其他元素有各种不同形式的结合，由此决定了这些化合物的多样性。

按照碳素营养方式的不同，植物可分为两种：1）只能利用现成的有机物作营养，这类植物称为异养植物(heterophyte)，如某些微生物和少数高等植物；2)可以利用无机碳化合物作营养，并且将它合成有机物，这类植物称为自养植物(autophyte)，如绝大多数高等植物和少数微生物。

异养植物与自养植物相比，后者在植物界中最普遍，而且非常重要。

这里我们着重讨论自养植物。

自养植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物质的过程，称为植物的碳素同化作用(carbonaimilation)。

植物碳素同化作用包括细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用3种类型。

在这3种类型中，绿色植物光合作用最广泛，合成的有机物质最多，与人类的关系也最密切，因此，本章重点阐述绿色植物光合作用（以下简称光合作用）。

第一节光合作用的重要性绿色植物吸收阳光的能量，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（photoynthei)。

光合作用所产生的有机物质主要是糖类，贮藏着能量。

光合作用的过程，光合作用的重要性，可概括为下列3个方面：1．把无机物变成有机物植物通过光合作用制造有机物的规模是非常巨大的。

据估计，地球上的自养植物每年约同化2某lOt碳素，其中40％是由浮游植物同化的，余下60％是由陆生植物同化的(图3-1)。

如以葡萄糖计算，整个地球每年同化的碳素相当于四五千亿吨有机物质，难怪人们把绿色植物喻为庞大的合成有机物的绿色工厂。

绿色植物合成的有机物质，可直接或间接作为人类和全部动物界的食物(如粮、油、糖、牧草饲料、鱼饵等)，也可作为某些工业的原料(如棉、麻、橡胶、糖等)。

第三章植物的光合作用_植物生理学第三章：植物的光合作用植物的光合作用是植物生理学中一个非常重要的过程，通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并且产生出氧气和有机物质，为植物自身生长和发育提供能量和养分，也间接地为其他生物提供能源。

植物的光合作用是在叶绿体中进行的。

叶绿体是植物细胞中的一种细胞器，它含有叶绿素，可以吸收太阳光中的能量。

光合作用主要包括光能的吸收、光能的转换和产物的合成三个过程。

首先，光能的吸收过程。

植物的叶绿体中含有多种不同类型的叶绿素，它们能够吸收不同波长的光。

叶绿素中的色素分子吸收光子后激发，成为激发态叶绿素。

不同的叶绿素吸收不同波长的光，其中最主要的是吸收红光和蓝光的叶绿素a，然后是辅助叶绿素如叶绿素b和叶黄素等。

叶绿体中的叶绿素主要吸收短波长的光，因此植物呈现出绿色。

其次，光能的转换过程。

当叶绿素吸收光子之后，其中的电子被激发出来，并且通过一系列的电子传递过程，在两个光化学反应中最终形成高能态分子ATP和NADPH。

这两种高能物质是植物光合作用最重要的产物，它们为植物提供了能量和电子。

ATP是一种能量通货，它可以通过释放磷酸基团的能量来驱动其他细胞活动。

NADPH是一种电子载体，它可以将电子传递给碳固定反应中的酶，驱动二氧化碳的还原反应。

最后，产物合成过程。

产生的ATP和NADPH被用来驱动碳固定反应，也就是光合作用的第二阶段。

在这个阶段中，植物利用ATP和NADPH将二氧化碳还原成有机物质。

这个过程中最重要的酶是光合酶RuBisCO，它将二氧化碳与一种五碳糖RuBP反应生成六碳糖，然后分解成两个三碳糖PGA。

PGA在一系列酶催化作用下转化为三碳糖G3P，部分G3P能够通过其他途径转化为其他有机物质，但大部分会再次参与碳固定反应生成更多的RuBP。

总结起来，植物的光合作用是植物生理学中的一个重要过程，通过光合作用植物能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质并产生氧气。

《植物生理学》第四章植物的光合作用复习题及答案一、名词解释1.光合作用(photosynthesis)：通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。

从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。

2. 光合午休现象：指植物的光合速率在中午前后下降的现象。

引起光合"午休"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。

另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件也会使光合速率在中午或午后降低。

3.希尔反应(Hill reaction)：希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气，这个反应称为希尔反应(Hill reaction) 。

其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。

4. 荧光(fluorescence)和磷光(phosphorescence)现象：激发态的叶绿素分子回到基态时，可以光子形式释放能量。

处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为荧光，而处在三线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为磷光。

5. 天线色素(antenna pigment)：又称聚(集)光色素(light harvesting pigment)，指在光合作用中起吸收和传递光能作用的色素分子，它们本身没有光化学活性。

6. 光合色素：指参与光合作用中光能的吸收、传递和原初反应的各种色素。

包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素。

可分为聚光色素与作用中心色素两类。

7. 光合作用中心：指在叶绿素或载色体中，进行光合作用原初反应的最基本色素蛋白结构，至少包括一个光能转换色素分子、一个原初电子受体和一个原初电子供体。

8. 光合单位(photosynthetic unit)：最初是指释放1个O２分子所需要的叶绿素数目，测定值为2500chl/O ２。

若以吸收1个光量子计算，光合单位为300个叶绿素分子；若以传递1个电子计算，光合单位为600个叶绿素分子。

植物生理学光合作用光合作用是植物中一种非常重要的生理过程，它使植物能够利用光能将二氧化碳和水转化成能量丰富的有机物质。

在光合作用中，植物通过叶绿素等色素吸收光能，并在发生光合作用的叶绿体中进行一系列的反应，最终合成葡萄糖和氧气。

本文将从光合作用的过程、影响光合作用的因素以及光合作用的生理意义等方面进行详细介绍。

光合作用的过程可以分为光能捕捉、光化学反应和暗反应三个阶段。

首先，光合作用开始于叶绿体中的叶绿素分子吸收光能，使其能够进一步参与反应。

光能被吸收后，植物中的色素将光能传递给特定的反应中心，如光系统Ⅱ和光系统Ⅰ，从而引发一系列电子传递反应。

光化学反应阶段中，植物利用光系统Ⅱ产生的能量促使水分子分解，释放出氧气和电子。

同时，光能也用于将电子转移到光系统Ⅰ，并最终用于产生能量丰富的三磷酸腺苷（ATP）和还原型辅酶NADPH。

这两种能量分子将在暗反应中进一步利用。

暗反应是光合作用的最后一个阶段，它需要依赖先前生成的ATP和NADPH。

在暗反应中，二氧化碳通过碳固定反应参与合成葡萄糖和其他有机物。

此过程中，一部分ATP提供能量，而另一部分NADPH则提供还原能力。

最终产生的葡萄糖可以用于细胞的能量供应、构建新的细胞结构以及储存为淀粉等形式。

然而，光合作用的效率受到多个因素的影响。

首先，光强度对光合作用的效率起着重要作用。

光合作用的光化学反应依赖于充足的光能供应，适宜的光强度可以促进光合作用的进行。

另外，温度也是一个影响光合作用的因素。

过高或过低的温度会降低酶的活性，导致光合作用效率的降低。

此外，二氧化碳浓度也是影响光合作用速率的重要因素。

在二氧化碳浓度较低的情况下，酵素RuBisCO的催化效率下降，从而限制了光合作用的进行。

植物也通过调节气孔的开度来控制二氧化碳的吸收和水分的散失，以满足光合作用的需要。

光合作用在植物的生理过程中具有非常重要的意义。

首先，光合作用是所有植物生物体能够存活和生长的基础，通过合成葡萄糖和其他有机物，植物可以提供自身所需的能量和碳源。

植物生理学中的光合作用光合作用是植物生理学中的重要过程，它是植物能量来源的基础，能够将太阳能转化为有机物质。

本文将从光合作用的定义、光合作用的过程及其影响因素三个方面进行论述。

一、光合作用的定义光合作用是指植物利用太阳光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。

在光合作用中，光能被植物中的叶绿素吸收，经过一系列反应，最终产生光合产物，其中最重要的产物是葡萄糖。

二、光合作用的过程光合作用主要包括光能吸收、光合色素的激发、光合电子传递链和碳酸化反应等几个过程。

1. 光能吸收植物叶片中的叶绿素能够吸收光能，其中最主要的吸收峰位于可见光的蓝色和红色波长区域。

当叶绿素吸收光能后，能量将被转移至反应中心，进入下一步骤。

2. 光合色素的激发在反应中心，叶绿素分子将光能转化为化学能，并将能量传递给反应中心的特殊叶绿素分子——反应中心叶绿素a。

这一过程称为光合色素的激发。

3. 光合电子传递链叶绿素a激发后，光合电子传递链便开始工作。

在这个过程中，叶绿素a释放出高能电子，并将其传递至不同的细胞膜蛋白上。

通过一系列复杂的电子传递过程，氢离子（H+）被运输至细胞膜内腔，形成负向电压差。

这一过程中，产生的能量可以用来合成三磷酸腺苷（ATP）和一氧化二氢（NADPH）。

4. 碳酸化反应ATP和NADPH经过光合作用供能反应后，参与碳酸化反应。

这一反应是将二氧化碳和水转化为葡萄糖的过程。

在叶绿体中存在着一种称为RuBisCO的酶，它能够催化二氧化碳与一种五碳物质结合，形成六碳物质，再分解成两个PGA分子。

PGA接着经过一系列反应，最终生成葡萄糖。

三、光合作用的影响因素光合作用的效率受到许多因素的影响，主要包括光照强度、二氧化碳浓度和温度三个方面。

1. 光照强度光照强度是影响光合作用速率的重要因素。

适宜的光照强度能够提高光能的吸收和利用效率。

然而，过强的光照则会引起叶片的光合反应受抑制，甚至损伤叶绿素分子。

2. 二氧化碳浓度高浓度的二氧化碳有助于促进光合作用的进行，因为二氧化碳是光合作用的重要底物。