植物光合作用的总反应式是怎样的?

Question

植物光合作用的总反应式是怎样的?

Answer 1

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葡萄糖,同时释放氧气：
　　CO2+H2O→C(H2O)n+O2+H2O
　　（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
　　（４）光反应
　　条件：光,色素,光反应酶
　　场所：囊状结构薄膜上
　　影响因素：光强度,水分供给
　　植物光合作用的两个吸收峰
　　叶绿素a,b的吸收峰过程：叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二,（光合作用系统一比光合作用系统二要原始,但电子传递先在光合系统二开始）在光照的情况下,分别吸收680nm和700nm波长的光子,作为能量,将从水分子光解光程中得到电子不断传递,（能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素a)
　　最后传递给辅酶NADP.而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质,势能降低,其间的势能用于合成ATP,以供暗反应所用.而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP带走.一分子NADP可携带两个氢离子.这个NADPH+H离子则在暗反应里面充当还原剂的作用.
　　意义：1：光解水（又称水的光解）,产生氧气.2：将光能转变成化学能,产生ATP,为暗反应提供能量.3：利用水光解的产物氢离子,合成NADPH+H离子,为暗反应提供还原剂【H】（还原氢）.
　　（５）暗反应
　　实质是一系列的酶促反应
　　条件：无光也可,暗反应酶（但因为只有发生了光反应才能发生,所以不再称为暗反应）
　　场所：叶绿体基质
　　影响因素：温度,二氧化碳浓度
　　过程：不同的植物,暗反应的过程不一样,而且叶片的解剖结构也不相同.这是植物对环境的适应的结果.暗反应可分为C3,C4和CAM三种类型.三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的.
　　C3反应类型：植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内,通过自由扩散进入叶绿体.叶绿体中含有C5.起到将CO2固定成为C3的作用.C3再与【H】及ATP提供的能量反应,生成糖类（CH2O）并还原出C5.被还原出的C5继续参与暗反应.
　　（6 ）光暗反映的有关化学方程式
　　H20→H+ O2（水的光解）
　　NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）
　　ADP+Pi→ATP （递能）
　　CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）
　　C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成或称为C3的还原）
　　ATP→ADP+PI（耗能）
　　能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成）
　　注意
　　光反应只有在光照条件下进行而在满足暗反应条件的情况下暗反应,都可以反映.也就是说暗反应不一定黑暗下进行