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光合作用
发布时间:2017-08-08   点击次数:330次

光合作用|概念

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,经过光反应和碳反应,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。同时也有将光能转变为级物中化学能的能量转化过程。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。

光合作用|作用原理

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,植物就是所谓的自养生物的一种。

对于绿色植物来说,在阳光充足的白天,它们利用太阳光能来进行光合作用,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,把经由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等能源物质,同时释放氧气。

光合作用是将太阳能转化为ATP中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能的过程!

光合作用|影响条件

光照

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度的增加而加快。但超过一定范围之后,光合速率的增加变慢,直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量来表示,CO2的吸收量越大,表示光合速率越快。

二氧化碳

CO2是绿色植物光合作用的原料,它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高CO2的浓度能提高光合作用的速率,CO2浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加,这是因为光反应的产物有限。

温度

温度对光合作用的影响较为复杂。由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分,光反应主要涉及光物理和光化学反应过程,尤其是与光有直接关系的步骤,不包括酶促反应,因此光反应部分受温度的影响小,甚至不受温度影响;而暗反应是一系列酶促反应,明显地受温度变化影响和制约。

当温度高于光合作用的最适温度时,光合速率明显地表现出随温度上升而下降,这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏,同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损;高温加剧植物的呼吸作用,而且使二氧化碳溶解度的下降超过氧溶解度的下降,结果利于光呼吸而不利于光合作用;在高温下,叶子的蒸腾速率增高,叶子失水严重,造成气孔关闭,使二氧化碳供应不足,这些因素的共同作用,必然导致光合速率急剧下降。当温度上升到热限温度,净光合速率便降为零,如果温度继续上升,叶片会因严重失水而萎蔫,甚至干枯死亡。

矿质元素

矿质元素直接或间接影响光合作用。例如,N是构成叶绿素、酶、ATP的化合物的元素,P是构成ATP的元素,Mg是构成叶绿素的元素。

水分

水分既是光合作用的原料之一,又可影响叶片气孔的开闭,间接影响CO2的吸收。缺乏水时会使光合速率下降。

大气电场

大气电场作为一个新发现的光合作用调节因子正在生产中得到应用。

正向的大气电场促进植物的光合作用,降低光饱和点;而负向的大气电场则促进呼吸作用。人工模拟大气电场变化的空间电场用于植物的光合作用调控,也用于高甜度水果化萝卜的生产工艺中。空间电场与二氧化碳增补相结合能促进植物生长和根菜类蔬菜甜度的增加。空间电场调控植物生长是空间电场生物效应的一个重要方面。

光合作用|意义

1、把无机物转变成有机物。每年约合成(5*1011次方)吨有机物,可直接或间接作为人类或动物界的食物,据估计地球上的自养植物一年中通过光合作用约同化(2*1011次方)吨碳素,其中40%是由浮游植物同化的,余下的60%是由陆生植物同化的;

2、将光能转变成化学能,绿色植物在同化二氧化碳的过程中,把太阳光能转变为化学能,并蓄积在形成的有机化合物中。人类所利用的能源,如煤炭、天然气、木材等都是如今或过去的植物通过光合作用形成的;

3、维持大气O2CO2的相对平衡。在地球上,由于生物呼吸和燃烧,每年约消耗3.15×1011O2,以这样的速度计算,大气层中所含的O2将在3000年左右耗尽。然而,绿色植物在吸收CO2的同时每年也释放出5.35×1011O2,所以大气中含的O2含量仍然维持在21%


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