植物是怎樣進行光合作用的

牽丶浪蕩氵葉灬末 發佈 2024-01-17T15:06:10.154825+00:00

地球上的氧氣,幾乎全部來自植物的光合作用,主要是森林和海洋中的植物。

地球上的氧氣,幾乎全部來自植物的光合作用,主要是森林和海洋中的植物。

當你望著翠綠的樹葉,或是水中的水藻時,是否想過它們是怎麼光合作用釋放氧氣的

這裡我就來解開大家的疑惑

光合作用的結構

植物並不是所有部分都能進行光合作用,只是宏觀的來看植物整個都是綠色的,但如果把植物放顯微鏡下看,你就會發現:


植物細胞並不是整個都是綠色,而是綠色部分的細胞中有很多綠色的球體

這些球體就是

葉綠體

這就完了嗎

當然不是,葉綠體也不是整個都是綠的,如果把葉綠體繼續放大


看不懂葉綠體裡是啥情況嗎

別擔心,已經有人分析過了

這裡我就用簡單的圖展示出來↓


葉綠體膜是雙層膜(兩層磷脂雙分子層),裡面是葉綠體基質,基質中有很多基粒,每個基粒都是很多類囊體堆疊成的,類囊體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種,

葉綠素a,葉綠素b,胡蘿蔔素,葉黃素

這4種色素分散在類囊體上,都是主要吸收紅光和藍光,對綠光基本不吸收,太陽光照上去,紅光和藍光被吸收,綠光被反射,所以看起來植物就是綠色的

綠色的根源也就在這裡,類囊體薄膜上的色素

光合作用靠的就是這些色素(還需要很多其它物質,後面在講),有了這些色素,那光合作用是怎麼進行的呢

光合作用第一步,水的光解

葉綠體基質中有ATP(腺苷三磷酸),ADP(腺苷二磷酸),游離的磷酸,還有NADP+(輔酶),以及多種相關的酶(起催化作用的蛋白質)

當光照射到光合色素上,光合色素吸收光能,有了能量後,在酶的催化下,每個水分子被奪去兩個電子,變成氫離子和氧原子,氧原子結合成氧氣直接離開細胞,這一步消耗色素吸收的一部分光能,並放出氧氣。

奪走的電子和留下的氫離子,會在酶催化下,與NADP+反應,生成NADPH(輔酶,為第二步反應提供氫和部分能量)

色素吸收的另一部分光能,用於將ADP轉化為ATP,同樣在酶的催化下,腺苷二磷酸與磷酸結合,吸收色素吸收的光能,生成腺苷三磷酸(為第二步反應提供一部分能量)

到這裡,第一步反應結束了

水,ADP,磷酸,NADP+轉變成了氧氣,ATP,NADPH

光能變成了氧氣,NADPH,ATP的化學能

氧氣釋放到大氣中,其餘物質留在葉綠體

總結一下,就是下面這張圖↓

第一步反應的生成物,用於第二步反應

------合成葡萄糖

光合作用第二步,暗反應

這裡注意一下,暗反應只是不需要光,不一定非要在黑暗環境中進行,有沒有光暗反應都能發生

光反應不是生成了NADPH和ATP嗎,它們帶著氫和能量,要把這些能量儲存起來,併合成生長所需的物質,就需要第二步反應------暗反應

植物生長所需物質之一,葡萄糖,就是暗反應的產物

第一步反應的產物,怎麼變成葡萄糖呢,和CO2結合是最好的選擇

但NADPH不能直接和二氧化碳反應,需要先將二氧化碳固定到葉綠體,這時候就用到 核酮糖-1,5-二磷酸

一分子的二氧化碳與一分子的它結合,在經過複雜的反應,生成兩分子的

3-磷酸甘油酸

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

第一步反應生成的 NADPH和ATP在酶的催化下與 3-磷酸甘油酸 等反應,生成葡萄糖,並生成 核酮糖-1,5-二磷酸,ADP,磷酸,NADP+。

反應生成的 核酮糖-1,5-二磷酸可以繼續固定CO2

NADP+,ADP,磷酸可以繼續參與水的光解

到這裡,完整的一步光合作用就完成了

就這樣,水和二氧化碳經過複雜的過程,變成了糖和氧氣

生成的物質一部分用於生命活動,另一部分繼續參與光合作用

總結一下↓


NADP+,ADP,核酮糖-1,5-二磷酸,3-磷酸甘油酸這些都可以看作是載體和工具,將光的能量,水,二氧化碳轉變為氧氣和葡萄糖

現在,你應該明白植物是怎麼進行光合作用了吧

植物作為生產者,為我們提供食物和氧氣,我們應該保護植物,而不是肆意破壞,毀滅性開發

如果你有什麼想法,就在評論說一說

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