光合作用

你想明白到什么级别

光合作用全式12H2O+6CO2+光→C6H12O6(葡萄糖)+6O2↑+6H2O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下写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。光合作用的产物中有糖，我们一般把这个糖理解为淀粉，那么淀粉是一种多糖，而多糖由单糖转化而来，单糖聚合成多糖时要脱水，就像氨基酸形成蛋白质要脱水缩合一样在叶绿体的基质中存在着一些五碳化合物，C02可以通过气孔进入叶肉细胞到达基质。一分子的五碳化合物和一分子的C02结合生成了2个分子的三碳化合物，这个过程我们称之为C02的固定。这是暗反应的第一个物质变化。一部分的三碳化合物在ATP和多种酶的作用下，被NADPH还原，经过一系列变化形成糖类(主要是蔗糖和淀粉)。另外，还可以生成H20。3-磷酸甘油酸重排生成2-磷酸甘油酸。磷酸甘油酸变位酶。2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP。于是乎生成水。

光合作用的实质是制造有机物，释放氧气，储存能量。光合作用的原理是要看其他途径摄入营养，植物是所谓的自养生物之一。对于绿色植物来说，在阳光充足的日子里（当光照强度太强时，植物的气孔会关闭，导致光合作用强度的减弱），它们利用太阳光能进行光合作用，以获得生长发育所必需的养分。中国的光合作用研究自20世纪50年代开始，取得了长足的进展。如中国科学院上海植物生理研究所在光合作用能量转换、光合碳代谢的酶学研究等方面，中国科学院植物研究所在光合作用的原初反应和光合色素蛋白复合体研究等方面都有所发现和创新。重要意义植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说，光合作用提供今天的主要能源，绿色植物是一个巨型的能量转换站。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，植物每年可吸收CO2约合成约的有机物。地球上的自养植物同化的碳素，40%是由浮游植物同化的，余下60%是由陆生植物同化的。人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，无不来自光合作用，没有光合作用，人类就没有食物和各种生活用品。

有光和色素，还有相应的酶！你的问题有点模糊

光合作用的实质是：物质上，将无机物转换成有机物；能量上，将活跃的化学能转化为稳定的化学能。光合作用的原理：要看其他途径摄入营养。植物是所谓的自养生物之一。对于绿色植物来说，在阳光充足的日子里(当光照强度太强时，植物的气孔会关闭，导致光合作用强度的减弱)，它们利用太阳光能进行光合作用，以获得生长发育所必需的养分。光合作用反应过程：光反应阶段：光合作用第一阶段的化学反应只能用光能进行。这个阶段称为光反应阶段。光反应阶段的化学反应发生在叶绿体的类囊体上。暗反应阶段：光合作用第二阶段的化学反应可以在没有光能的情况下进行。这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应发生在叶绿体的基质中。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中密切相关，缺一不可。

红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，这种说法不对：因为光合作用是指含有叶绿体绿色植物、动物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程，而紫外光和红外光是不可见光，所以红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用这句话不对。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（在光照强度太强的时候植物的气孔会关闭，导致光合作用强度减弱），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！

一氧化碳遇氧气，产出二氧化碳，二氧化碳又产生一氧化碳

光反应 光反应只发生在光照下，是由光引起的反应。光反应发生在叶绿体的基粒片层（光合膜）。光反应从光合色素吸收光能激发开始，经过电子传递，水的光解，最后是光能转化成化学能，以ATP和NADPH的形式贮存。 暗反应 暗反应是由酶催化的化学反应。暗反应所用的能量是由光反应中合成的ATP和NADPH提供的，它不需要光，所以叫做暗反应。暗反应发生在叶绿体的基质，即叶绿体的可溶部分。因为它是酶促反应，所以对温度十分敏感。暗反应极复杂，主要是用二氧化碳制造有机物，使活跃的化学能转变成稳定的化学能，即把二氧化碳和水合成葡萄糖。 光合作用是光反应和暗反应的综合过程。在这过程中，光能先转化为电能，再转化为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中，最后经过碳同化转变为稳定的化学能，贮存在光合产物中。光反应为暗反应作准备，两者密切联系，不可分割。 光反应中能量转化：光能－电能－活跃化学能 暗反应中能量转化：活跃化学能－稳定化学能

光合作用的过程 、光合作用的过程 （一）光反应：1、场所：叶绿体的类囊体上。2、条件：光照、色素、酶等。3、物质变化：叶绿体利用吸收的光能，将水分解成[H]和O2，同时促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATP。4、能量变化：光能转变为ATP中的活跃的化学能。 （二）暗反应：1、场所：叶绿体内的基质中。2、条件：多种酶参加催化。3、物质变化：（1）CO2的固定：CO2与植物体内的C5结合，形成C3。(2)C3的还原：在有关酶的催化作用下，C3接受ATP水解释放的能量并且被[H]还原，经过一系列的变化，形成葡萄糖和C5。4、能量变化：ATP中活跃的化学能转变为有机物中的稳定的化学能。 (【光合作用基本过程公式】 总反应：CO2 + H2018 ——→ （CH2O） + O218 注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物.各步分反应：H20→H+ O2（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） ADP→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） 光合作用的过程：1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段.光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的.暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段.暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的.光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的.。 光合作用过程 光合作用（Photosynthesis）是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放出氧气的生化过程。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所贮存的能量，效率为30%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。 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： 12H2O + 6CO2 =（光） C6H12O6 （葡萄糖） + 6O2+ 6H2O 光算是催化剂，不参与反应。 (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 光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤 (4)光反应 场所：叶绿体内基粒片层膜 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，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。 (5)暗反应 实质是一系列的酶促反应 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。 光合作用的过程 光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。 光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的囊状结构薄膜上进行的。 在光反应阶段中，叶绿体中的色素吸收光能，这些光能有两方面的用途：一方面是将水分子分解成氧和氢[H]，氧直接以分子的形式释放出去，而氢[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂，参与到第二个阶段中的化学反应中去；另一方面是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。 这里，光能转变为化学能并且储存在ATP中。这些ATP将参与到第二个阶段中的化学反应中去。 暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。 在暗反应阶段中，绿叶从外界吸收来的二氧化碳，不能直接被氢[H]还原。它必须首先与植物体内的一种含有五个碳原子的化合物（简称五碳化合物，用C5表示）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以后，很快形成两个含有三个碳原子的化合物（简称三碳化合物，用C3表示）。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP释放出的能量并且被氢[H]还原。 其中，一些三碳化合物经过一系列变化，形成糖类；另一些三碳化合物则经过复杂的变化，又形成五碳化合物，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。 。 光合作用实质物质转化过程 光合作用是植物通过叶绿体利用阳光的能量，将二氧化碳和水转换成淀粉并储存能量的过程对于绿色植物来说，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：12H2O + 6CO2 =（光） C6H12O6 （葡萄糖） + 6O2+ 6H2O 光算是催化剂，不参与反应.具体为：光反应 场所：叶绿体内基粒片层膜影响因素：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，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.暗反应 实质是一系列的酶促反应 场所：叶绿体基质 影响因素：温度，二氧化碳浓度 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.大部分都是C3和C4植物）。

光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程.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所贮存的能量,效率为30%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. ·传统定义 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→(CH2O)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(碳反应） 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持续发生,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 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

A、合理密植是充分利用光能，能够提高光合效率，从而达到提高产量的目的，A正确；B、增加二氧化碳浓度，为光合作用提供了充足的原料，能够提高光合效率，从而达到提高产量的目的，B正确；C、晚上降低温度，可以减弱呼吸作用，减少有机物的消耗，有利于有机物的积累，能增高产量，但与利用光合作用的原理没有关系；C错误；D、光照是进行光合作用的条件，增加光照是充分利用光能，能够提高光合效率，从而达到提高产量的目的，D正确．故选：C

总反应式：CO2+H2O（ 光照、酶、 叶绿体）==(CH2O)+O2 　　（CH2O）表示糖类有关化学方程式光反应：物质变化：H2O→2H+ 1/2O2（水的光解） 　　NADP+ + 2e- + H+ → NADPH 　　能量变化：ADP+Pi+光能→ATP 　　暗反应：物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定） 　　2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O（有机物的生成或称为C3的还原） 　能量变化：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）

一、目的 了解光合作用的必要条件 二、材料用具及仪器药品 天竺葵、洋紫苏、洒金榕、玻璃钟罩、烧杯、1%NaHCO3溶液、饱和KOH溶液、95%乙醇、酒精灯、表面皿、滴管、锡薄或黑纸片、 I2-KI溶液的配制：2gKI溶于5ml水中，再加1gI2，溶解后加水595ml。 三、原理 光合作用是绿色植物吸收太阳光的能量。同化CO2和H2O为机物质，并释放出O2过程，其中光、CO2、叶绿素是光合作用的必要条件，由于一般植物的光合作用能产生淀粉，故以淀粉能否生成即知光合作用是否进行，可借助于淀粉与I—KI产生蓝色反应检查出来。 四、方法步骤 1、证明光合作用中叶绿体的必要性。 在早上10时后，选择生长正常的洋紫苏叶子、（或洒金榕、银边吊兰等叶子）放在烧杯中加水煮沸，然后将水倒掉，加入95%乙醇，放在水浴锅里煮沸（注意装着酒精的烧杯不能直接在火焰上加热，以免发生危险），直至叶绿素全部浸出，叶片呈白色为止，此时用镊子取出叶片，并将其展开于表面皿上，滴上I—KI溶液，观察其颜色的变化，可见到原有绿色的部分呈现出蓝色，而非绿色部分则呈白色。 2、证明光合作用中光的重要性 在早上太阳末出来之前，选择生长正常的叶子（天竺葵、黄豆、洋紫苏、胜红蓟、菜豆等叶子均可），用黑纸将叶子的一半（上、下面）遮光（注意：遮光部分不能漏光），让植株在阳光下照射约5—6小时，然后将叶子剪下，其后处理（去叶绿素、检查淀粉生成）过程与前面1相同。可见叶子经过遮光的部分呈白色，而经照光的部分则呈蓝色（注意：如果在实验前一天将叶子先遮光处理，效果则更好）。 3、证明光合作用中CO2的必要性 在实验前1—2天选择生长正常的植株2株，（天竺葵、黄豆、菜豆、胜红蓟等植株均可），先经暗处理，使叶片中的淀粉消失。实验时在水中剪下枝条2个，并将它们分别插在两个盛有水的烧杯中，然后将它们分别放进钟罩里，并作如下处理：钟罩（1）用小烧杯装着有饱和的KOH溶液10～20 ml，使之吸收CO2。钟罩（2）内放上盛有少许的NaHCO3(约0.1克)和HCl 15ml(浓度为1%)，使之放出CO2。（或直接放上NaHCO3溶液20ml(浓度为1%)，并用凡士林将钟罩贴于玻璃板上，使钟罩内成为一密闭装置（如图）。把该装置放在日光下照射4～6小时，取出叶片，其后处理（去叶绿素，检验淀粉生成）过程与（1）相同。比较两种处理的叶片的颜色有何不同。

这些是高中生物课本上的，你看一下光合作用的光主要指太阳光以及一些自然光（包括可见和非可见光） 光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放出氧气的生化过程。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所贮存的能量，效率为30%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是他们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。光合作用的发现 古希腊哲学家亚里士多德认为，植物生长所需的物质全来源于土中。 荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。 1771年，英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。 1773年，荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。 1804年，瑞士的索绪尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。 1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。 1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。 1880年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所。 1897年，首次在教科书中称它为光合作用。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。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： 12H2O + 6CO2 + 光 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O 注意： 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。光反应和暗反应 光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤光反应 场所：叶绿体膜 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，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，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。 暗反应 实质是一系列的酶促反应 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。卡尔文循环 卡尔文循环（Calvin Cycle）是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化，最后在生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。C3类植物 二战之后,美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。 他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将C14标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成份进行比较。 卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与一直化学物比较,斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子, 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现, CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。 C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔进入叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。C4类植物 在20世纪60年代，澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物，除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外，CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。 C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。 在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘案由叶绿体，但里面并无基粒或发育不良。在这里，主要进行卡尔文循环。 其叶肉细胞中，含有独特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘，就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环，后同C3进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。 该类型的优点是，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，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。景天酸代谢植物 景天酸代谢(crassulacean acid metabolism, CAM)： 如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话，那景天酸循环就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物，是那些有着膨大肉质叶子的植物，如凤梨。这些植物晚上开放气孔，吸收二氧化碳，同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定。早上的时候气孔关闭，避免水分流失过快。同时在叶肉细胞中开尔文循环开始。这些植物二氧化碳的固定效率也很高。藻类和细菌的光合作用 真核藻类，如红藻、绿藻、褐藻等，和植物一样具有叶绿体，也能够进行产氧光合作用。光被叶绿素吸收，而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素，赋予了它们不同的颜色。 进行光合作用的细菌不具有叶绿体，而直接由细胞本身进行。属于原核生物的蓝藻（或者称“蓝细菌”）同样含有叶绿素，和叶绿体一样进行产氧光合作用。事实上，目前普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的。其它光合细菌具有多种多样的色素，称作细菌叶绿素或菌绿素，但不氧化水生成氧气，而以其它物质（如硫化氢、硫或氢气）作为电子供体。不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。研究意义 研究光合作用，对农业生产，环保等领域起着基础指导的作用。知道光反应暗反应的影响因素，可以趋利避害，如建造温室，加快空气流通，以使农作物增产。人们又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的两面性，即既催化光合作用，又会推动光呼吸，正在尝试对其进行改造，减少后者，避免有机物和能量的消耗，提高农作物的产量。 当了解到光合作用与植物呼吸的关系后，人们就可以更好的布置家居植物摆设。比如晚上就不应把植物放到室内，以避免因植物呼吸而引起室内氧气浓度降低。【设计】 光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物（淀粉等），同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法，使学生认识：（1）绿叶能制造淀粉；（2）绿叶必须在光的作用下才能制造出淀粉。【器材】 天竺葵一盆、烧杯、锥形瓶、酒精灯、三脚架、石棉网、棉絮、镊子、白瓷盘、酒精、碘酒、厚一些的黑纸、曲别针。【步骤】1.将天竺葵放在黑暗处一二天，使叶内的淀粉尽可能多地消耗掉。2.第三天，取出放在黑暗处的天竺葵，选择几片比较大、颜色很绿的叶子，用黑纸将叶的正反面遮盖。黑纸面积约等于叶片面积的二分之一，正反面的黑纸形状要一样，并且要对正，用曲别针夹紧（如图）。夹好后，把天竺葵放在阳光下晒4～6小时。3.上课时，采下一片经遮光处理的叶和另一片未经遮光处理的叶（为了便于区别，可使一片叶带叶柄，另一片叶不带叶柄），放在沸水中煮3分钟，破坏它们的叶肉细胞。4.把用水煮过的叶子放在装有酒精的锥形瓶中（酒精量不超过瓶内容积的二分之一），瓶口用棉絮堵严。将锥形瓶放在盛着沸水的烧杯中，给酒精隔水加热（如图），使叶绿素溶解在酒精中。待锥形瓶中的绿叶已褪色，变成黄白色时，撤去酒精灯，取出叶片。把叶片用水冲洗后放在白瓷盘中。5.将叶片展开铺平，用1∶10的碘酒稀释液，均匀地滴在二张叶片上。过一会儿可以观察到：受到阳光照射的叶子全部变成蓝色；经遮光处理过的叶子，它的遮光部分没变蓝，只有周围受光照射的部分变蓝。由此可以说明，绿叶能制造淀粉，绿叶只有在光的照射下才能制造出淀粉。【注意】1.碘的浓度过大时，叶片的颜色不显蓝，而显深褐色。对存放时间过久的碘酒，因酒精蒸发使碘的浓度增大，可适当多加一些水稀释。2.酒精燃点低，一定要在烧杯中隔水加热，千万不要直接用明火加热，以免着火。光合作用是指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，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么，光合作用是怎样发现的呢？ 光合作用的发现 直到18世纪中期，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年，英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空气。但是，他并不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年，德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。 第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。 第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。 第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。 植物栽培与光能的合理利用 光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。 延长光合作用的时间 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，是合理利用光能的一项重要措施。例如，同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产量。 增加光合作用的面积 合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物.中国解决光合作用效率世界难题 云南生态农业研究所所长那中元开发的作物基因表型诱导调控表达技术（GPIT），在世界上第一个成功地解决了提高光合作用效率的难题。 提高农作物产量有多种途径，其中之一是提高作物光合作用效率，而如何提高则是一个世界难题，许多发达国家开展了多年研究，但至今未见成功的报道。 那中元开发的GPIT技术率先解决了这一难题，据西藏、云南、山东、黑龙江、吉林等省、自治区试验结果，使用GPIT技术，不同作物的光合作用效率可分别提高50%至400%以上。 云南省西北部的迪庆藏族自治州中甸高原坝区海拔3276米，玉米全生育期有效积温493℃，不到世界公认有效积温最低极限的一半；玉米苗期最低气温零下5.4℃，地表最低气温零下9.5℃。但使用GPIT技术试种的玉米仍生长良好，获得每亩499公斤的高产。 1999年在海拔3658米的拉萨试种的玉米，单株最多长出八穗，全部成熟，且全是高赖氨酸优质玉米。全国高海拔地区和寒冷地区的试验示范表明，应用GPIT技术可使作物的生育期大为缩短，小麦平均缩短7至15天，水稻平均缩短10至20天，玉米平均缩短30至40天。 GPIT技术还解决了农作物自身抗性表达，高抗根、茎、叶多种病害的世纪难题。1999年在昆明市官渡区进行了百亩小麦连片对照试验，未使用GPIT技术的小麦三次施用农药，白粉病仍很严重；而应用GPIT技术处理的百亩小麦，不用农药，基本不见病株。

植物的光合作用 光合作用是指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，并且释放出氧的过程。 光合作用的过程: 光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。 暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。 光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面； 第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。 第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。 第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。 第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。

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（1）绿色植物的光合作用需要光，因此普利斯特利的实验必需在光下进行才会成功，钟罩内的小白鼠不易窒息死亡的原因是植物的光合作用产生了氧气．（2）为排除叶片内原有淀粉对实验结果的影响，萨克斯的实验应在实验前将实验装置放在黑暗处一昼夜，将叶片内原有的淀粉运走耗尽；为验证光合作用需要光，需要以光为变量设置对照实验，因此萨克斯将一个叶片的一半遮光、一半曝光，这样做的目的就是形成对照实验．（3）好氧细菌的生命活动需要氧气，恩吉尔曼的实验说明：好氧细菌只集6在叶绿体照光部位，说明这些部位含有氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体．（4）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能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，绿色植物通过光合作用释放氧气，不断消耗大气6的二氧化碳，维持了生物圈6二氧化碳和氧气的相对平衡．（5）光合作用原理在农业生产6的应用有合理密植、间作套种等，这样做的目的是充分利用单位面积内的光照．（1）光照；绿色植物通过光合作用释放氧气（2）让叶片内原有的淀粉运走耗尽；形成对照实验（3）叶绿体（4）碳-氧（5）合理密植、间作套种

光合作用和细胞呼吸复习小结 光合作用和细胞呼吸在高中生物学中占有非常重要的地位，几乎是高考必考的知识点。复习好这部分内容的关键是弄清楚光合作用和细胞呼吸的实质、基本过程和联系、影响因素、以及光合作用强度和呼吸作用强度的表示方法等。笔者根据多年来在学生中普遍遇到的难点和疑点，谈一谈与此有关的几个问题。一、光合作用和细胞呼吸的实质：光合作用是一个把CO2和H2O转变为有机物、把光能转化为ATP中活跃的化学能继而再转化为有机物中稳定的化学能的过程；细胞呼吸则是一个把有机物氧化分解成无机物、释放出能量合成ATP的过程。因此二者均属于细胞的能量代谢，均包含了一系列的氧化还原反应。二、光合作用和细胞呼吸的结构基础：绿色植物叶肉细胞中的叶绿体是其光合作用的结构基础，类囊体薄膜和叶绿体基质分别完成光反应和暗反应；真核生物的线粒体是有氧呼吸的主要场所。原核生物细胞内没有叶绿体和线粒体，其光合作用和细胞呼吸有其特定结构。三、光合作用和细胞呼吸的过程：包括二者的反应条件、物质转变、能量转化、元素转移的规律以及彼此之间的联系。四、光合作用和呼吸作用强度的表示方法：1、呼吸作用强度——呼吸速率：是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。 表示方法（测定指标）：单位时间内CO2的释放量(或者O2的吸收量、或者有机物的减少量) 测定条件：黑暗条件下2、光合作用强度——光合速率：是指单位面积的叶片在单位时间内合成有机物的速率 表示方法（测定指标）：光照条件下，由于叶片同时进行光合作用和呼吸作用，所以实际测得的是净光合速率，以单位时间内CO2的吸收量(或者O2的释放量、或者有机物的增加量)来表示 测定条件：光照条件下 计算公式：总光合速率=净光合速率+呼吸速率 总光合强度的表示方法：以单位时间内CO2的利用量(同化量)(或者O2的产生量、或者有机物的制造量)来表示五、光合作用和呼吸作用的有关计算： 依据：光合作用和呼吸作用的化学反应式 要点：1、总光合=净光合积累+呼吸消耗 2、有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时，总呼吸=有氧呼吸+无氧呼吸六不同光照条件下绿色植物叶肉细胞内气体代谢特点：☆黑暗条件下，叶肉细胞只进行呼吸作用，表现为只从外界吸收O2，只向外界释放CO2。 ☆弱光下，叶肉细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度，线粒体进行呼吸作用时利用的O2除了来自于叶绿体 外，还从外界吸收；产生的CO2除了供应叶绿体外，还向外界释放。 ☆光补偿点时，叶肉细胞的呼吸作用强度等于光合作用强度，线粒体只向叶绿体供应CO2，叶绿体只向线粒体供应O2。理论上既不从外界吸收气体，也不向外界释放气体。 ☆强光下，叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，叶绿体进行光合作用时利用的CO2除了来自于线粒体外，还从外界吸收；产生的O2除了供应线粒体外，还向外界释放七、影响光合作用和呼吸作用的因素分析 Ⅰ、影响因素 1、 光照强度：光照强度影响光合作用的光反应阶段，通过影响〔H〕和ATP的生成来影响光合作用强度。一般而言，在一定范围内，随着光照强度的增强，光合作用强度增加，超过光饱和点后，光合作用强度不再增加。 2、 CO2浓度：CO2影响光合作用的暗反应阶段，通过影响C3的生成来影响光合作用强度。一般而言，在一定范围内，随着CO2浓度的增加，光合作用强度增加，超过CO2饱和点后，光合作用强度不再增加。 3、 温度：温度主要影响光合作用的暗反应阶段，通过影响酶的活性来影响光合作用的强度。一般而言，在一定范围内，随着温度的增加，光合作用强度增加，超过最适温度后，光合作用强度下降。温度是影响呼吸作用的主要因素之一，同样是通过影响酶的活性来影响呼吸作用的强度。一般而言，在一定范围内，随着温度的增加，呼吸作用强度增加，超过最适温度后，呼吸作用强度下降。但要注意：温度对光合酶和呼吸酶活性的影响并不同步；呼吸酶的最适温度高于光合酶的最适温度。 4、 矿质元素：N是酶、ATP、叶绿素等重要化合物的组成元素，P是ATP及膜结构的组成元素K能促进植物体内糖类的合成和运输，Mg是叶绿素的组成元素。 5、 水分：水分是影响呼吸作用的重要因素，一般水分含量升高，呼吸作用增强。 6、 O2浓度：O2浓度影响呼吸作用强度和类型Ⅱ、题型分析：1、曲线观察：一看横坐标和纵坐标，找出自变量和因变量及其生物学意义 二看曲线走势，找出因变量随自变量变化而变化的规律 三看曲线上的特殊点，包括起点、最低点、最高点、和纵轴、横轴的交点等，理解这些点表示的生物学意义2、曲线描述：按照“看曲线，找拐点，分段说”的原则描述曲线。3、、限制因子判定：由于对照实验中一般为单一变量，因此只须找出导致结果改变的因子即为限制因子。八、光合作用和呼吸作用的应用 光合作用和细胞呼吸的原理应用于生产生活中，主要表现在作物获得高产和种子、水果、蔬菜的贮藏两个 方面。 1、作物产量=有机物积累量=光合生产量—呼吸消耗量 2、高产途径：①提高光能利用率②提高光合作用效率 3、大田栽培高产措施：合理密植，间作套种，多施有机肥、碳酸氢铵等。 4、温室栽培高产措施：选用无色玻璃、薄膜，使用CO2发生器，施用干冰，多施有机肥、碳酸氢铵，定时通气，增大昼夜温差等。 5、粮油种子的贮藏要求呼吸消耗最少：低温、低氧、干燥 6、水果、蔬菜的贮藏要求呼吸消耗最少和保鲜两个方面：低温、低氧、湿度适中

生物高中必修1(二)光合作用的原理和应用(二)_B6DC种子下载地址：核实后记得采纳！！

呼吸作用不需要光照，晚上植物也会呼吸。温度越低呼吸作用就越弱，相反并不是越高就越强，因为太强的话，植物会关闭自己的气孔防止水分流失。光合作用，随着温度的提高光合作用会增强，也不是温度越高，光合做多，而是在适应的温度下，一单温度超高，那么植物会热，也会关闭气门停止光合作用，防止失水。

我不知道你所应用的科目处于哪个水平，你是要C3过程还是C4过程光反应的电子传递链，暗反应的达尔文循环等，内容很多很复杂，请详细说明

分类: 教育/科学 >> 科学技术 解析: 光合作用 光合作用(Photosynthesis)是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放出氧气的生化过程。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所贮存的能量，效率为30%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是他们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。 光合作用的发现 古希腊哲学家亚里士多德认为，植物生长所需的物质全来源于土中。荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。 1771年，英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。 1773年，荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。 1804年，瑞士的索绪尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。 1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。 1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。 1880年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所。 1897年，首次在教科书中称它为光合作用。 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。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： 12H2O + 6CO2 + 光 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2↑+ 6H2O 注意： 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下写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。 光反应和暗反应 光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤 光反应 场所：叶绿体膜 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，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，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。 暗反应 实质是一系列的酶促反应 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。 卡尔文循环 卡尔文循环（Calvin Cycle）是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化，最后在生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。 C3类植物 二战之后,美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。 他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中,然后将C14标记的CO2注入容器,培养相当短的时间之后,将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物,再通过放射自显影分析放射性上面的斑点,并与已知化学成份进行比较。 卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与一直化学物比较,斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子, 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现, CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。 C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔即如叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。 C4类植物 在20世纪60年代，澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物，除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外，CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。 C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。 在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘案由叶绿体，但里面并无基粒或发育不良。在这里，主要进行卡尔文循环。 其叶肉细胞中，含有独特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘，就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环，后同C3进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。 该类型的优点是，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，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。 景天酸代谢植物 景天酸代谢(crassulacean acid metaboli *** , CAM)：如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话，那景天酸循环就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物，是那些有着膨大肉质叶子的植物，如凤梨。这些植物晚上开放气孔，吸收二氧化碳，同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定。早上的时候气孔关闭，避免水分流失过快。同时在叶肉细胞中开尔文循环开始。这些植物二氧化碳的固定效率也很高。 藻类和细菌的光合作用 真核藻类，如红藻、绿藻、褐藻等，和植物一样具有叶绿体，也能够进行产氧光合作用。光被叶绿素吸收，而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素，赋予了它们不同的颜色。 进行光合作用的细菌不具有叶绿体，而直接由细胞本身进行。属于原核生物的蓝藻（或者称“蓝细菌”）同样含有叶绿素，和叶绿体一样进行产氧光合作用。事实上，目前普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的。其它光合细菌具有多种多样的色素，称作细菌叶绿素或菌绿素，但不氧化水生成氧气，而以其它物质（如硫化氢、硫或氢气）作为电子供体。不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。 研究意义 研究光合作用，对农业生产，环保等领域起着基础指导的作用。知道光反应暗反应的影响因素，可以趋利避害，如建造温室，加快空气流通，以使农作物增产。人们又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的两面性，即既催化光合作用，又会推动光呼吸，正在尝试对其进行改造，减少后者，避免有机物和能量的消耗，提高农作物的产量。 当了解到光合作用与植物呼吸的关系后，人们就可以更好的布置家居植物摆设。比如晚上就不应把植物放到室内，以避免因植物呼吸而引起室内氧气浓度降低。 【设计】 光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物（淀粉等），同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法，使学生认识：（1）绿叶能制造淀粉；（2）绿叶必须在光的作用下才能制造出淀粉。 【器材】 天竺葵一盆、烧杯、锥形瓶、酒精灯、三脚架、石棉网、棉絮、镊子、白瓷盘、酒精、碘酒、厚一些的黑纸、曲别针。 【步骤】 1.将天竺葵放在黑暗处一二天，使叶内的淀粉尽可能多地消耗掉。 2.第三天，取出放在黑暗处的天竺葵，选择几片比较大、颜色很绿的叶子，用黑纸将叶的正反面遮盖。黑纸面积约等于叶片面积的二分之一，正反面的黑纸形状要一样，并且要对正，用曲别针夹紧（如图）。夹好后，把天竺葵放在阳光下晒4～6小时。 3.上课时，采下一片经遮光处理的叶和另一片未经遮光处理的叶（为了便于区别，可使一片叶带叶柄，另一片叶不带叶柄），放在沸水中煮3分钟，破坏它们的叶肉细胞。 4.把用水煮过的叶子放在装有酒精的锥形瓶中（酒精量不超过瓶内容积的二分之一），瓶口用棉絮堵严。将锥形瓶放在盛着沸水的烧杯中，给酒精隔水加热（如图），使叶绿素溶解在酒精中。待锥形瓶中的绿叶已褪色，变成黄白色时，撤去酒精灯，取出叶片。把叶片用水冲洗后放在白瓷盘中。 5.将叶片展开铺平，用1∶10的碘酒稀释液，均匀地滴在二张叶片上。过一会儿可以观察到：受到阳光照射的叶子全部变成蓝色；经遮光处理过的叶子，它的遮光部分没变蓝，只有周围受光照射的部分变蓝。由此可以说明，绿叶能制造淀粉，绿叶只有在光的照射下才能制造出淀粉。 【注意】 1.碘的浓度过大时，叶片的颜色不显蓝，而显深褐色。对存放时间过久的碘酒，因酒精蒸发使碘的浓度增大，可适当多加一些水稀释。 2.酒精燃点低，一定要在烧杯中隔水加热，千万不要直接用明火加热，以免着火。 光合作用是指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，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么，光合作用是怎样发现的呢？ 光合作用的发现直到18世纪中期，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年，英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空气。但是，他并不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年，德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 光合作用的过程:1.光反应阶段光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。 第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。 植物栽培与光能的合理利用 光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。 延长光合作用的时间 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，是合理利用光能的一项重要措施。例如，同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产量。 增加光合作用的面积 合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物.

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应用的呼吸作用

A、适当提高温度可以促进生物的生命活动，因此适当增加白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物．而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物．这样白天合成的多，夜晚分解的少，剩余的有机物就多，产量高，A错误；B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其他色素也吸收，故为提高大棚蔬菜的产量，应选用无色的塑料，使所有的光都能透过供蔬菜利用，B错误；C、在低温、低氧、干燥的条件下，种子的细胞呼吸速率比较低，有机物的消耗较少，有利于储藏，C正确；D、给农作物经常松土，保证土壤中有较多的氧气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，D正确．故选：AB．

植物光合作用概念绿色植物利用光能，通过叶绿体，把二氧化碳和水转化成贮存着能量的有机物（主要是淀粉），并释放氧气的过程。光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物和把光能转变成ATP中活跃的化学能，再转变成有机物中的稳定的化学能。条件场所光合作用意义产物：二氧化碳产物：二氧化碳二氧化碳是绿色植物进行（光合作用）作用的基本原料，并能强烈吸收来自地面的（红外线) 线，对地面起（保温）作用。概念物理性质：二氧化碳是一种碳氧化合物，常温常压下是一种无色无味或无色无嗅（嗅不出味道）而略有酸味的气体，二氧化碳在常温常压下为无色无味气体，溶于水和烃类等多数有机溶剂。化学性质：二氧化碳是碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧（干冰灭火剂），低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。作用1. 气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造，在焊接领域也应用广泛。2. 固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞台中用于制造烟雾，温室中也常用二氧化碳作肥料。光合作用和呼吸作用区别发生部位不同光合作用只能是有叶绿体的细胞呼吸作用是所有部位的活细胞都能进行产物不同光合作用：有机物和氧呼吸作用：二氧化碳和水能量变化光合作用：光能——化学能呼吸作用：稳定化学能——活跃化学能但二者相互依存易错点拨 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。真题练习1.（2018福建卷）以下有关碗豆的表达，正确为是（ ）A.萌发初期，种子的有机物总重量增加B.及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害C.进人夜间，叶肉细胞内ATP合成停止D.叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多【答案】B【解析】萌发初期所需要的营养物质是由种子提供的，此时还不能进行光合作用，所以有机物不断消耗。积水过多，根细胞的无氧呼吸可产生酒精，对细胞有害，及时排涝，可以减少酒精毒害。进入夜间，叶肉细胞通过呼吸作用也可以产生ATP。叶绿素的吸收光谱是红橙光和蓝紫光。叶片黄化，说明叶绿素含量减少。这样对红光的吸收会减少。2.（2019全国卷I·3）将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g其增加的质量来自于A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气【答案】A【解析】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、I空气。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。-

A、合理密植有利于改善田间CO2浓度和光能利用率，A正确；B、给稻田定期排水、晒田的主要目的是防止根细胞无氧呼吸产生酒精，对根细胞产生毒害作用，B错误；C、用透气的纱布包扎伤口，目的是抑制伤口周围厌氧菌的繁殖，C错误；D、提倡慢跑，可防止因肌细胞无氧呼吸积累乳酸而导致的酸胀乏力，D正确．故选：AD．

植物的光合作用原理是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在制造的有机物里．呼吸作用的原理是在线粒体里在氧气的作用下把有机物分解成二氧化碳和水，同时释放能量．可见要想提高作物的产量就要想办法促进光合作用，并抑制呼吸作用．由其原理可知促进光合作用的措施有：增加光照、增加原料二氧化碳和水．A、适当提高温度可以促进生物的生命活动，因此适当增加白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物．而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物．这样白天合成的多，夜晚分解的少，剩余的有机物就多，自然就产量高．此项说法错误；B、二氧化碳是光合作用的原料，原料越多合成的有机物就越多，所以适度增加大棚中的二氧化碳气体的含量能增产，此项说法正确；C、根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，温度低植物的呼吸作用弱，呼吸作用对有机物的消耗比较少，此项说法正确；D、植物的呼吸作用吸收的是空气中的氧气，给农作物经常松土，保证土壤中有较多的氧气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根的呼吸作用顺利进行，此项说法正确．故选：A

一、教材分析 本节课为高中生物必修1《分子与细胞》（人教版）第5章 第4节《能量之源──光与光合作用》中的学习内容。第4节的教学包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。“光合作用的过程”是继《光合作用的探究历程》学习之后，教师引领学生深入而有简短地认识光合作用过程中化学反应的实质的最重要、最核心的教学内容。 二、教学目标知识目标1．概述光合作用的光反应和暗反应阶段的化学反应，比较二者的区别和联系；2．从物质转变和能量转换的角度，简述光合作用的实质。技能目标1．尝试对光合作用过程的图解进行自主性、探索性的学习；2．尝试利用“同位素标记法”探究H2O中的氢原子在光合作用中的转移途径； 情感目标通过模仿学习科学家的研究方法，通过与老师和同学的合作学习与探究，体验自主学习、探究学习与合作学习成功的的乐趣。 三、教学重点和难点教学重点：光合作用的过程和实质，光反应过程和暗反应过程的区别和联系；教学难点：光反应、暗反应过程中物质和能量的转变过程。 四、教学设计思路 教学过程秉承“学生为主体，教师为主导”的教学理念，学生按照学案实施流程和教师的引导，首先可通过自主阅读课本有关段落，简要寻找、梳理出光合作用两个阶段的知识要点，然后在教师指导下，深入理解、注重比较并学会归纳知识要点。 整个学习过程教师要注意方法的介绍、学情的关注和适时点拨。特别注重通过图解的认识、列表的比较，认清光合作用的光反应和暗反应中，物质和能量的变化过程、化学反应发生的部位和条件等，让学生能够真正明确光反应和暗反应这两个阶段中，物质变化的来龙去脉和伴随着的能量转换过程，以便从整体上认识、理解和掌握光合作用全过程。

　　〔关键词〕 生物教学；光合作用； 教学设计 　　〔中图分类号〕 G633.91〔文献标识码〕 C 　　〔文章编号〕 1004―0463（2011）09（B）―0093―01 　　 　　一、 教材分析 　　《光合作用》一课主要讲述光合作用的发现、叶绿体中的色素、光合作用的过程及重要意义。根据近年来高考命题的发展趋势，这部分内容主要考查影响光合作用的因素、实验设计与分析及相关原理在农业生产上的应用。 　　二、 教学目标 　　1．知识目标。（1）光合作用的发现（了解）；（2）叶绿体中的色素（理解）；（3）光合作用的过程和重要意义（应用）。 　　2.能力目标。（1）在光合作用的教学中培养学生获取、解读实体中以图解、图表、文字等形式所传达生物信息的能力；（2）在分析实例的过程中培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 　　3．情感目标。通过多媒体演示光合作用的发现使学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要，培养严肃认真的科学态度。 　　三、 教学过程 　　教师课前制作好Microsoft PowerPoint课件。教学过程如下： 　　1．明确学习任务。（1）光合作用的概念；（2）光合作用的发现；（3）叶绿体中的色素；（4）光合作用的总反应式；（5）光合作用的过程；（6）光合作用的实质；（7）光合作用的重要意义；（8）植物栽培与光能的合理利用。 　　2.边引导边学习，并积极创设问题情境，实施启发式、讨论式教学，完成学习任务。 　　（1）提问：光合作用的概念； 　　（2）多媒体演示光合作用的发现过程：①18世纪中期，荷兰赫尔蒙特的实验。②1771年，英国普里斯特利的实验。③1864年，德国萨克斯的实验。④ 1880年，美国恩格尔曼的实验。⑤20世纪30年代，美国鲁宾和卡门的实验。在学生观察每个实验之后,通过教师提问让学生描述实验现象,回答实验的原理、结论。 　　问题1：恩格尔曼的实验在设计上有何巧妙之处？ 　　(3)依次投影出示：①高等植物细胞的结构。②植物细胞中叶绿体立体结构模型图和电子显微镜下的结构图。③叶绿体中的色素系统示意图。④叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。让学生观察并回答叶绿体中色素的种类、含量、溶解度、扩散速度、各种色素的颜色、生理作用及在条形滤纸和圆形滤纸上的扩散图谱 。 　　问题2：为什么通常看到的叶片是绿色的？ 　　问题3：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，原因是什么？ 　　（4）投影光合作用的总反应式： 　　6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2 　　问题4：光合作用生成物C6H12O6、H2O、O2中氧分别来自何种反应物？ 　　（5）多媒体演示：光合作用的动态过程，以问题导学，解决光反应和暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、反应产物以及光反应和暗反应的联系。 　　讨论1：光照与CO2 的变化对C5、C3、NADPH、 ATP以及葡萄糖的合成量的影响。 　　（6）提问：光合作用的实质。（要求依据光合作用的动态过程回答） 　　（7）提问：光合 作用的重要意义。（依据光合作用的总反应式回答） 　　（8）演示植物栽培与光能的合理利用。 　　讨论2：影响光合作用速率的因素：①光的波长和光照强度（注意：光的补偿点和饱和点）。②温度。③CO2浓度（注意：CO2的补偿点和饱和点）。④ 必 需矿质元素的供应 。 　　讨论3：光合作用中CO2 的浓度是否越高越好？ 　　（9）课后思考题：图解说明下述因素对光合作用速率的影响，并指出每一个图解中关键点的含义及基本应用。①单因子影响：光照强度、叶面积、CO2 浓度、温度、叶龄。②多因子影响：当温度分别为10℃、20℃、30℃时，光合速率随光照强度变化的曲线；当光照强度分别为：高光强、中光强、低光强时，光合速率随温度变化的曲线；当CO2 浓度分别为：高CO2 浓度、中CO2 浓度、低CO2 浓度时，光合速率随光照强度变化的曲线。 　　编辑：张昀 　　 　　“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读” 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

ATP的主要来源——细胞呼吸*细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP过程细胞呼吸方式*有氧呼吸与无氧呼吸比较 场所 产物有氧呼吸 细胞质基质、线粒体（主要） CO2，H2O，能量无氧呼吸 细胞质基质 CO2，酒精（或乳酸）、能量 化学反应式有氧呼吸 C6H12O6→6CO2+12H2O能量无氧呼吸 C6H12O6→2C3H6O3+少量能量 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量过程有氧呼吸第一阶段：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸和少量[H]，释放少量能量（细胞质基质）第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量能量（ 线粒体基质）第三阶段：[H]和O2结合生成水，大量能量，线粒体内膜无氧呼吸第一阶段：同有氧呼吸第二阶段：丙酮酸在不同酶催化作用下，分解成酒精和CO2或转化成乳酸细胞呼吸原理应用：1包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌有氧呼吸2酵母菌酿酒：选通气，后密封。先让酵田菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精3花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，吸收无机盐等4稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡5提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸6破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸第四节 能量之源__光与光合作用一 捕获光能的色素*活细胞所需能量的最终源头是太阳能；流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能捕获光能的色素叶绿体的结构二 光合作用的原理和应用*光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。光合作用探究历程18C中期，人们认为只有土壤中水分构建植物，未考虑空气作用1771年，英国普利斯特利实验证实植物生长可以更新空气，未发现光的作用1779年，荷兰英格豪斯多次实验验证，只有阳光照射下，只有绿叶更新空气，但未知释放该气体的成分。1785年，明确放出气体为O2，吸收的是CO21845年，德国梅耶发现光能转化成化学能1864年，萨克斯证实光合作用产物除O2外，还有淀粉1939年，美国鲁宾卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水。光合作用的过程*光反应（一定需要光）场所：叶绿体类囊体薄膜，过程：（1）水的光解2H2O→ [H]+O2↑（2）ATP的形成ADP+Pi+能量→ATP*暗反应（有没有光都可以进行）场所：叶绿体基质产物：糖类等有机物和五碳化合物过程：（1）CO2的固定：C5+CO2→2C3（2）C3的还原：（3）C5的再生：*联系：光反应阶段与暗反应阶段既区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供[H]和ATP。光合作用原理的应用空气中CO2浓度，土壤中水分多少，光照长短与强弱，光的成分及温度高低等，都是影响光合作用强度的外界因素：可通过适当延长光照，增加CO2浓度等提高产量。化能合成作用*自养生物：可将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物，如绿色植物，硝化细菌（化能合成）*异养生物：不能将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物，只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动，如许多动物。以及CO2浓度和光照强度对C3、C5含量的影响，这块总考

绿色植物利用太阳光能将所吸收的二氧化碳和水合成有机物，并释放氧气的过程。

光合作用是指植物、藻类等生产者和某些细菌，利用光能，将二氧化碳、水或是硫化氢转化为碳水化合物。光合作用可分为产氧光合作用和不产氧光合作用。起源探究：光合作用不是起源于植物和海藻，而是起源于细菌。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。化学方程式：CO2+H2O→（CH2O)+O2（反应条件：光能和叶绿体）

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1、光合作用的实质:物质上,将无机物转换成有机物能量上,将活跃的化学能转化为稳定的化学能光合作用的原理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、光合作用的应用：农作物扣大棚，提高温度，增强光合作用，增强昼夜温差使作物糖分积累，如吐鲁番的葡萄。

1、光合作用的实质:物质上,将无机物转换成有机物能量上,将活跃的化学能转化为稳定的化学能光合作用的原理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、光合作用的应用：农作物扣大棚，提高温度，增强光合作用，增强昼夜温差使作物糖分积累，如吐鲁番的葡萄。1、光合作用的实质:物质上,将无机物转换成有机物能量上,将活跃的化学能转化为稳定的化学能光合作用的原理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、光合作用的应用：农作物扣大棚，提高温度，增强光合作用，增强昼夜温差使作物糖分积累，如吐鲁番的葡萄。

写教案的具体内容包括以下十项：一．课题（说明本课名称）二．教学目的（或称教学要求，或称教学目标，说明本课所要完成的教学任务）三．课型（说明属新授课，还是复习课）四．课时（说明属第几课时）五．教学重点（说明本课所必须解决的关键性问题）六．教学难点（说明本课的学习时易产生困难和障碍的知识点）七．教学过程（或称课堂结构，说明教学进行的内容、方法步骤）九．板书设计（说明上课时准备写在黑板上的内容）十．教具（或称教具准备，说明辅助教学手段使用的工具）在教案书写过程中，教学过程是关键，它包括以下几个步骤：（一）导入新课1．设计新颖活泼，精当概括。3．提问那些学生，需用多少时间等。（二）讲授新课1．针对不同教学内容，选择不同的教学方法．。（三）巩固练习1．练习设计精巧，有层次、有坡度、有密度。（四）归纳小结（五）作业安排布置那些内容，要考虑知识拓展性、能力性。

1.A2.C

光合作用的应用：农作物扣大棚 提高温度，增强光合作用。增强昼夜温差，使作物糖分积累，如吐鲁番的葡萄。 光合作用的实质 物质上，将无机物转换成有机物 能量上，将活跃的化学能转化为稳定的化学能 光合作用的原理：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 光合作用的意义 将太阳能变为化学能 植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说，光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是一个巨型的能量转换站。 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，植物每年可吸收CO2约合成约的有机物。地球上的自养植物同化的碳素，40%是由浮游植物同化的，余下60%是由陆生植物同化的。 [6] 人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，无不来自光合作用，没有光合作用，人类就没有食物和各种生活用品。换句话说，没有光合作用就没有人类的生存和发展。 维持大气的碳-氧平衡 大气之所以能经常保持21%的氧含量，主要依赖于光合作用（光合作用过程中放氧量约）。光合作用一方面为有氧呼吸提供了条件，另一方面，的积累，逐渐形成了大气表层的臭氧（O3）层。臭氧层能吸收太阳光中对生物体有害的强烈的紫外辐射。植物的光合作用虽然能清除大气中大量的CO2，但大气中CO2的浓度仍然在增加，这主要是由于城市化及工业化所致。

光合作用的公式如图：二氧化碳+水光叶绿体有机物（储存能量）+氧气，可见光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，条件是光，场所是叶绿体．影响植物光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度等．所以增加光照时间和合理密植都是充分利用光能，能够提高光合效率，从而达到提高产量的目的；故答案为：增加光照时间；合理密植

　　1、光合作用概念： 　　绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中合成了淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中，这个过程叫光合作用。 　　2、光合作用实质： 　　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能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。 　　3、光合作用意义： 　　绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源、氧气来源、能量来源。 　　4、绿色植物对有机物的利用： 　　用来构建之物体；为植物的生命活动提供能量。 　　5、呼吸作用的概念： 　　细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要，这个过程叫呼吸作用。 　　6、呼吸作用意义： 　　呼吸作用释放出来的能量，一部分是植物进行各项生命活动（如：细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等）不可缺少的"动力，一部分转变成热散发出去。 　　总结：光合作用给植物提供能量，让绿色植物生存下来。植物通过它制造呼吸，以供氧气来维持生命。 　　高一生物光合作用知识 　　光和光合作用 　　一、 捕获光能的色素 　　叶绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类： 　　叶绿素(约占3/4)：叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色) 　　类胡萝卜素(约占1/4)：胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色) 　　叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。 　　二、实验——绿叶中色素的提取和分离 　　1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液(有机溶剂如无水乙醇和丙酮)中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 　　2 方法步骤中需要注意的问题：(步骤要记准确) 　　(1)研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。(3)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?防止细线中的色素被层析液溶解。(4)滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。 　　三、捕获光能的结构——叶绿体 　　结构：外膜，内膜，基质，基粒(由类囊体构成)。与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。类囊体在基粒上。 　　叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。 　　四、光合作用的原理 　　1、光合作用的探究历程：光合作用是指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。 　　植物更新空气。 　　植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。 　　光合作用的产物除氧气外还有淀粉。 　　光合作用释放的氧气来自水。(同位素标记法) 　　CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。 　　暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能 　　联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi 　　五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 　　(1)光对光合作用的影响 　　①光的波长 　　叶绿体中色素的"吸收光波主要在红光和蓝紫光。 　　②光照强度 　　植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加 　　③光照时间 　　光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。 　　(2)温度 　　温度低，光合速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。 　　生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。 　　(3)CO2浓度 　　在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。 　　生产上使田间通风良好，供应充足的CO2 　　(4)水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。 　　生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。 　　六、化能合成作用 　　概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。 　　如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动. 　　举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌 　　自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌 　　异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌

　　光合作用的实质是在物质上将无机物转换成有机物；在能量上将活跃的化学能转化为稳定的化学能。简单地说，光合作用的实质就是一种能量转换，指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。这个过程中光能和热能的作用就是促使反应发生，也就是提供这些反应的所需能量，和提供给植物足够的动力来泵取土壤中和空气中的所需物质。　　光合作用主要包括光反应、暗反应两个阶段。光反应阶段的特征是，在光的驱动下水分子氧化释放电子，通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给电子受体NADP，使它还原为NADPH。　　暗反应阶段是利用光反应生成的NADPH和ATP进行碳的同化作用，使二氧化碳还原为糖。由于这个阶段不直接依赖于光，只是依赖于光反应的产物，把它们当反应物，故称为暗反应阶段。　　光合作用的原理：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。光合作用的应用：农作物扣大棚提高温度，增强光合作用增强昼夜温差使作物糖分积累，如吐鲁番的葡萄。

晚上不用烧吧，

1.水的光解 ATP和NADPH的产生2. ATP NADPH ADP Pi NADP+3. C5 还原性糖4. 类囊体薄膜 叶绿体基质5. 第五题没看明白你要干什么

1）光合作用 呼吸作（2）通风(或适当增加CO 2 浓度) 蔬菜进行光合作用需要充足的CO 2（3）抑制呼吸作用和蒸腾作用(或抑制呼吸作用和减少水分的散失)（1）光照是光合作用的强度，增强光照，可增加光合作用的强度，有机物合成的多，夜晚降低温度，减弱呼吸作用，减少有机物的消化，这样有机物积累的就多；（2）绿色植物的生长需要二氧化碳作为原料，所以为保证温室内蔬菜的正常生长，要进行通风处理；（3）用塑料袋密封菠菜，在袋内充入二氧化碳，是为了抑制呼吸作用和蒸腾作

蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的一个过程，植物的蒸腾作用在把体内的水以水蒸气的形式蒸发到大气当中去的时候，是一种“泵”的原理，它为根吸水提供了向上的拉力，同时溶解在水中的无机盐也一同被向上吸收和运输，动力都是来自于植物的蒸腾作用．其次，蒸腾作用还能提高大气的湿度，增加降水．并带走植物体内的热量，使植物不至于在炎热的夏天被烤死．同时促进了生物圈的水循环．俗话说“水往低处流”在植物体内却是“水往高处流”，其主要动力来自蒸腾作用，故B正确．故选：B

NADPH 还原氢 也就是高二时说的[H] 是一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ，学名烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，亦写作[H]，亦叫作还原氢。在很多生物体内的化学反应中起递氢体的作用，具有重要的意义。NADP+ 是还原氢失去电子的状态，也叫氧化型辅酶Ⅱ百度百科：NAD+和NADP+：即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ，是NADPH的氧化形式）。NAD+和NADP+主要作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用。 NADPH通常作为生物合成的还原剂，并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作用下，NADPH上的H被转移到NAD+上，然后以NADH的形式进入呼吸链。 NADPH是在光合作用光反应阶段形成的，与ATP一起进入暗反应，参与CO2的固定。NADPH的形成是在叶绿体基质中完成的。

原理是：因为头发上的鳞片遇碱会张开，染发的原理就是利用染发膏中的碱性成分把头发表层的毛鳞片打开，然后让人工色素进入到头发的皮质层，与天然色素中的一部分相结合，最终形成想要的颜色。化学染发改变的是头发的自身结构和腐蚀头皮的过程，氨腐蚀和侵害毛囊。植物染发是物理过程，滋养元素像一层膜一样附着在头发和头皮上，滋养和呵护头发，滋养毛囊。

因为光合作用分光反应和暗反应，葡萄糖和淀粉的生成是暗反应和暗反应之后的事了，不需要光照。具体如下：光反应　　条件：光照、光合色素、光反应酶。　　场所：叶绿体的类囊体薄膜。　　过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。　　影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。　　意义：①光解水，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，为暗反应提供还原剂NADPH。暗反应　　暗反应的实质是一系列的酶促反应。　　条件：暗反应酶。　　场所：叶绿体基质。　　影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。　　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。对于最常见的C3的反应类型，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NADPH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。　　光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。

光反应光反应只发生在光照下，是由光引起的反应。光反应发生在叶绿体的基粒片层（光合膜）。光反应从光合色素吸收光能激发开始，经过电子传递，水的光解，最后是光能转化成化学能，以ATP和NADPH的形式贮存。暗反应暗反应是由酶催化的化学反应。暗反应所用的能量是由光反应中合成的ATP和NADPH提供的，它不需要光，所以叫做暗反应。暗反应发生在叶绿体的基质，即叶绿体的可溶部分。因为它是酶促反应，所以对温度十分敏感。暗反应极复杂，主要是用二氧化碳制造有机物，使活跃的化学能转变成稳定的化学能，即把二氧化碳和水合成葡萄糖。光合作用是光反应和暗反应的综合过程。在这过程中，光能先转化为电能，再转化为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中，最后经过碳同化转变为稳定的化学能，贮存在光合产物中。光反应为暗反应作准备，两者密切联系，不可分割。光反应中能量转化：光能－电能－活跃化学能暗反应中能量转化：活跃化学能－稳定化学能

光合作用（Photosynthesis）是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，叶绿体在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为储存着能量的有机物，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。叶绿体对于绿色植物来说，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，同时释放氧气化学方程式CO2+H2O→（CH2O)+O2（反应条件：光能和叶绿体）6H2O + 6CO2+ 阳光 → C6H12O6（葡萄糖） + 6O2（与叶绿素产生化学作用）H2O→2H+ 2e- + 1/2O2（水的光解）NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢）ADP+Pi+能量→ATP （递能）CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）2C3化合物+4NADPH→C3糖（有机物的生成或称为C3的还原）C3（一部分）→C5化合物（C3再生C5）C3（一部分）→储能物质（如葡萄糖、蔗糖、淀粉，有的还生成脂肪）ATP→ADP+Pi+能量（耗能）能量转化过程：光能→电能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能注：因为反应中心吸收了特定波长的光后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上缺的。产生ATP与NADPH分子，这个过程称为电子传递链（Electron Transport Chain)电子传递链分为循环和非循环。非循环电子传递链从光系统2出发，会裂解水，释放出氧气，生产ATP与NADPH.循环电子传递链不会产生氧气，因为电子来源并非裂解水。最后会生成ATP.光合作用的简要过程可见，从叶绿素a吸收光能开始，就发生了电子的移动，形成了电子传递链，有了电子传递链，才能使得ATP合成酶将ADP和磷酸合成ATP. 因此，它的能量转化过程为：光能→电能→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（淀粉等糖类的合成）注意：光反应只有在光照条件下进行，而只要在满足碳反应条件的情况下碳反应都可以进行。也就是说碳反应不一定要在黑暗条件下进行。注意事项12H2O + 6CO2+ 阳光 → （与叶绿素产生化学作用） C6H12O6（葡萄糖） + 6O2+ 6H2O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。光合作用的两个阶段原因是左边的水，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。有时会在CO2和右边的H2O的氧原子上打星号，表示右边的水分子的氧原子来自二氧化碳。(是由同位素追踪法得来)反应阶段光合作用可分为光反应和碳反应（旧称暗反应）两个阶段。光反应条件：光照、光合色素、光反应酶。场所：叶绿体的类囊体薄膜。（色素所在地）光合作用的反应：（原料） 光 （产物）水-----------→ 氧气（光和叶绿体是条件）+能量（储存在ATP中）+还原氢（NADPH）叶绿体过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2（在光和叶绿体中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP（在酶的催化下）。影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等。意义：①光解水，产生氧气。②将光能转变成化学能，产生ATP，为碳反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），为碳反应提供还原剂NADPH（还原型辅酶Ⅱ）。详细过程如下:系统由多种色素组成，如叶绿素a(Chlorophyll a)、叶绿素b(Chlorophyll b）、类胡萝卜素(Carotenoids）等组成。光反应与卡尔文循环既拓宽了光合作用的作用光谱，其他的色素也能吸收过度的强光而产生所谓的光保护作用(Photoprotection）。在此系统里，当光子打到系统里的色素分子时，会如图片所示一般，电子会在分子之间移转，直到反应中心为止。反应中心有两种，光系统一吸收光谱于700nm达到高峰，系统二则是680nm为高峰。反应中心是由叶绿素a及特定蛋白质所组成（这边的叶绿素a是因为位置而非结构特殊），蛋白质的种类决定了反应中心吸收之波长。反应中心吸收了特定波长的光线后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上的缺。然后叶绿素a透过如图所示的过程，生产ATP与NADPH（还原型辅酶）分子，过程称之为电子传递链(Electron Transport Chain）。碳反应(暗反应)碳反应的实质是一系列的酶促反应。原称暗反应，后随着研究的深入，科学家发现这一概念并不准确。因为所谓的暗反应在暗中只能进行极短的时间，而在有光的条件下能连续不断进行，并受到光的调节。所以在20世纪90年代的一次光合作用会议上，从事植物生理学研究的科学家一致同意，将暗反应改称为碳反应。条件：碳反应酶。场所：叶绿体基质。影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。过程：不同的植物，碳反应的过程不一样，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。光照下的绿色植物碳反应可分为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。对于最常见的C3的反应类型，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（1,5-二磷酸核酮糖）。起到将CO2固定成为C3（3-磷酸甘油酸）的作用。C3（3-磷酸甘油酸）再与NADPH在ATP供能的条件下反应，生成糖类（CH2O）并还原出C5（1,5-二磷酸核酮糖）。被还原出的C5继续参与碳反应。光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质代谢）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量代谢）。CO2+H2O（光照、 叶绿体）==(CH2O)+O2（CH2O）表示糖类（叶绿体相当于催化剂[1]）阶段比较①联系：光反应和碳反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是碳反应的基础，光反应阶段为碳反应阶段提供能量（ATP、NADPH）和还原剂（NADPH），碳反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。②区别：（见下表）项目光反应碳反应（暗反应）实质光能→ 化学能，释放O2同化CO2形成（CH2O）（酶促反应）时间短促，以微秒计较缓慢条件需色素、光、ADP、和酶不需色素和光，需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在酶的催化下）CO2+C5→2C3（在酶的催化下）C3+【H】→（CH2O）+ C5（在ATP供能和酶的催化下）能量转化叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能

通过光合作用来合成有机物质并获取能量。柚子树的光合作用通过叶绿素分子吸收光能，并将其转化为化学能，最终将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，这个过程是植物生长和生存的重要基础，也为地球上的生物提供了氧气和能量来源。

光合作用是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在能量里的有机物,并释放出氧气的过程. 意义是制造有机物,一部分供自身利用,更多的则是提供给生物圈中的其他生物,所以绿色植物是生物圈中的生产者。

您想要问的是生物体内光合作用的过程和机理吗？物的叶绿素能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，光反应的过程。根据查询科学通识显示。1、光合作用的基本原理光合作用是指在光的作用下，植物的叶绿素能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。2、光反应的过程光反应是光合作用的第一个阶段，它主要发生在光合体中。光合体是由叶绿体的膜和特殊的蛋白质组成的结构，里面含有色素分子和光合色素分子。

过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，古希腊哲学家亚里士多德认为，植物生长所需的物质完全依靠于土壤。事情果真是这样吗？1648年，一位荷兰科学家范·赫尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。虽然他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成，但从此拉开了光合作用的研究史。赫尔蒙特把90千克的土壤放在花盆中，然后种上2千克重的柳树，并经常浇水，5年过去了，柳树长到76千克重，而花盆中的土壤只少了60克。根据这个实验，赫尔蒙特认为：植物是利用水来制造“食物”的。至于是怎样制造的，他并不知道。他的结论正确吗？由此引发研究光合作用的历史。是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关的呢？是一位英国科学家普利斯特利(Joseph Priestley)。他在1771年发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。 1779年,荷兰科学家英恩豪斯（Jan Ingenhousz）进一步证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。1872年，科学家塞尼比尔（J.Senebier）做实验证明光和CO2的必要性，1880年，德国科学家恩格尔曼（C.Engelmann）用水绵进行了也进行了光合作用的实验。德国的又一位科学家萨克斯在1864年用紫苏进行实验。紫苏的光暗面的对比证明了绿色叶产生了淀粉1930年，美国微生物学家范尼特（van Niet）第一次提出光在光合作用中的作用是将水光解。同时认为光合作用放出的O2不是来源于CO2，而是来源于H2O。以上逐渐发现了光合作用所需要的原料，最终伴随着化学的发展，产生了光合作用总反应的结果。20世纪30年代，物理学的重大突破极大地促了光合作用的研究，如同位素示踪(isotopic tracing)实验被应用于追踪光合作用中O2的来源。伴随着物理学和化学的发展，光合作用的机理也就慢慢被人们所掌握了。

光合作用吸收所有呼吸生物体产生的二氧化碳，并将氧气重新引入大气中。（KPG|u Payless| Shutterstock） 光合作用是植物、藻类和某些细菌利用太阳光能量并将其转化为化学能的过程。在这里，我们描述光合作用的一般原理，并强调科学家是如何研究这一自然过程，以帮助开发清洁燃料和可再生能源。 类型的光合作用 有两种类型的光合作用过程：氧化光合作用和非氧化光合作用。氧合和氧合光合作用的一般原理非常相似，但氧合光合作用是最常见的，见于植物、藻类和蓝藻中。“KdSPE”“KdSPs”在氧合光合作用期间，光能将电子从水（H2O）转移到二氧化碳（CO2），以产生碳水化合物。在这种转移过程中，CO2“被还原”，或接收电子，水变成“氧化”，或失去电子。最终，氧与碳水化合物一起产生。“KdSPE”“KdSPs”氧合光合作用通过吸收所有呼吸生物体产生的二氧化碳并将氧气重新引入大气而起到呼吸的平衡作用。另一方面，“KdSPE”“KDSPs”，无氧光合作用使用除水以外的电子供体。这一过程通常发生在紫色细菌和绿色硫细菌等细菌中，这些细菌主要存在于各种水生生境中。 “无氧光合作用不产生氧气-因此得名，”威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin Madison）植物学教授大卫u2022鲍姆（David Baum）说产生什么取决于电子供体。例如，许多细菌利用臭鸡蛋嗅到的硫化氢气体，产生固体硫作为副产品。 虽然这两种光合作用都是复杂的、多步骤的事情，整个过程可以概括为一个化学方程式。“KdSPE”“KdSPs”氧合光合作用的描述如下：“KdSPs”6CO2+12H2O+光能-C6H12O6+6O2+6H2O“KdSPE”“KdSPs”，这里六个分子的二氧化碳（CO2）与12个水分子（H2O）结合使用光能。最终的结果是形成一个碳水化合物分子（C6H12O6或葡萄糖）和六个可呼吸的氧和水分子。 类似，各种各样的无氧光合作用反应可以用一个单一的通用公式来表示： CO2+2H2A+光能→[CH2O]+2A+H2O 方程中的字母a是一个变量，H2A代表潜在的电子给体。例如，A可以代表电子供体硫化氢（H2S）中的硫，伊利诺伊大学香槟分校的植物生物学家Govindjee和John Whitmarsh在《光生物学的概念：光合作用和光形态发生》（Narosa出版社和Kluwer学术出版社，1999）一书中解释道太阳光产生光合作用的能量。光合作用装置 以下是光合作用所必需的细胞成分。 色素 色素是赋予植物、藻类和细菌颜色的分子，但它们也负责有效地捕捉阳光。不同颜色的颜料吸收不同波长的光。下面是三个主要的类群。 叶绿素：这些绿色颜料能够捕捉蓝光和红光。叶绿素有三个亚型，称为叶绿素a、叶绿素b和叶绿素c。根据尤金·拉比诺维奇和戈文吉在其著作《光合作用》（Wiley，1969）中的说法，叶绿素a存在于所有光合作用植物中。还有一种细菌变种被恰当地命名为细菌叶绿素，它能吸收红外光。这种色素主要存在于紫色和绿色细菌中，它们能进行无氧光合作用。类胡萝卜素：这些红色、橙色或黄色颜料吸收蓝绿色光线。类胡萝卜素的例子有叶黄素（黄色）和胡萝卜素（橙色），胡萝卜素从中获得颜色。藻胆素：这些红色或蓝色的色素吸收波长的光，而叶绿素和类胡萝卜素对波长的光吸收不好。它们见于蓝藻和红藻中。 质体 光合真核生物的细胞质中含有称为质体的细胞器。根据新泽西罗格斯大学研究人员Cheong Xin Chan和Debasish Bhattacharya在《自然教育》杂志上发表的一篇文章，植物和藻类中的双膜质体被称为原生质体，而浮游生物中发现的多膜质体被称为次生质体一般含有色素或能储存营养物质。无色和无色素的白质体储存脂肪和淀粉，而染色质体含有类胡萝卜素，叶绿体含有叶绿素，如杰弗里·库珀的书《细胞：分子方法》（Sinauer Associates，2000年）中所述。 光合作用发生在叶绿体中；特别是，在基粒和基质区。基粒是细胞器最里面的部分；一组圆盘状的膜，像盘子一样堆积成柱状。单个圆盘称为类囊体。电子的转移就是在这里发生的。基粒柱间的空隙构成基质。 叶绿体类似于线粒体，细胞的能量中心，因为它们有自己的基因组或基因 *** ，包含在环状DNA中。这些基因编码细胞器和光合作用所必需的蛋白质。与线粒体一样，叶绿体也被认为是通过内共生过程起源于原始细菌细胞。 “质体起源于被吞噬的光合细菌，这些细菌是在十亿多年前由单细胞真核细胞获得的，”鲍姆告诉《生活科学》。鲍姆解释说，叶绿体基因的分析表明，它曾经是蓝藻群的一员，蓝藻群是“能完成产氧光合作用的一类细菌”。在他们2010年的文章中， 指出，次生质体的形成不能很好地解释为蓝藻，这类质体的起源仍然是一个争论的问题。“KdSPE”“KdSPs”触角“KdSPE”“KdSPs”色素分子与蛋白质相关联，这使得它们能够向光和向彼此移动。亚利桑那州立大学教授Wim Vermaas的一篇文章称，一个由100到5000个色素分子组成的大 *** 构成了“触角”。这些结构有效地以光子的形式从太阳捕获光能。 最终，光能必须转移到一种色素-蛋白质复合物上，这种复合物能够以电子的形式将光能转化为化学能。例如，在植物中，光能被转化为叶绿素色素。当叶绿素色素排出一个电子，这个电子就可以转移到一个合适的接受者身上时，就完成了向化学能的转换。 反应中心 色素和蛋白质将光能转换成化学能并开始电子转移过程，被称为反应中心。 光合作用过程 植物光合作用的反应分为需要阳光和不需要阳光的反应。这两种反应都发生在叶绿体中：类囊体中的光依赖反应和基质中的光独立反应。 光依赖反应（也称为光反应）：当一个光子击中反应中心时，像叶绿素这样的色素分子释放出一个电子。 做有用工作的诀窍是阻止这个电子找到它的w“回到它原来的家，”鲍姆告诉现场科学这是不容易避免的，因为叶绿素现在有一个“电子空穴”倾向于吸引附近的电子。 释放的电子通过电子传输链设法逃逸，电子传输链产生产生产生ATP（细胞化学能源三磷酸腺苷）和NADPH所需的能量。原始叶绿素色素中的“电子孔”是通过从水中吸收一个电子来填充的。结果，氧被释放到大气中。 与光无关的反应（也称为暗反应，称为卡尔文循环）：光反应产生ATP和NADPH，这是驱动暗反应的丰富能源。卡尔文循环包括三个化学反应步骤：碳固定、还原和再生。这些反应使用水和催化剂。来自二氧化碳的碳原子是固定的，当它们被构建成最终形成三个碳糖的有机分子时。这些糖随后被用来制造葡萄糖或循环利用，再次启动卡尔文循环。 这张2010年6月的卫星照片显示，南加州的池塘正在生长藻类。（PNNL，QuickBird卫星）光合作用在未来 光合作用生物是一种可能的方式来产生清洁燃烧的燃料，如氢甚至甲烷。最近，芬兰图尔库大学的一个研究小组研究了绿藻产生氢气的能力。绿藻如果首先暴露在黑暗、厌氧（无氧）的环境中，然后暴露在光下，它们可以产生几秒钟的氢气。正如他们在2018年发表在《能源与环境科学》杂志上的研究报告所述，研究小组设计了一种将绿藻的氢气产生时间延长三天的方法在人工光合作用领域也取得了进展。例如，来自加利福尼亚大学的一组研究人员伯克利开发了一种人造系统，用纳米线或直径为几十亿分之一米的电线捕获二氧化碳。这些电线进入微生物系统，通过利用阳光的能量将二氧化碳还原成燃料或聚合物。该研究小组于2015在NealNo.No.No.KDSPE“KDSPs”杂志上发表了它的设计，该研究组成员在《科学》杂志上发表了一项研究，描述了另一种人工光合系统，其中专门设计的细菌被用来利用阳光、水和二氧化碳制造液体燃料。一般来说，植物只能利用大约1%的太阳能，并在光合作用期间利用太阳能生产有机化合物。相比之下，研究人员的人工系统能够利用10%的太阳能生产有机化合物。 继续研究光合作用等自然过程，帮助科学家开发利用各种可再生能源的新方法。在阳光的照耀下，植物和细菌无处不在，利用光合作用的能量是创造清洁燃烧和碳中性燃料的合理步骤。 附加资源： 加州大学，伯克利：光合色素亚利桑那州立大学：光合及其应用简介伊利诺伊大学香槟分校：什么是光合

这......高中应该没有接触过电能转化吧.....那应该是大学的知识咯,恕小弟无知

http://bk.baidu.com/view/8885.htm

是在叶绿体里完成的，光合作用分为光反应阶段和暗反反应阶段。光合作用的产物的有机物为植物的生命活动提供条件，而呼吸作用是消耗有机物为植物提供能量。

光合作用是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧的过程。 植物通过利用叶绿素等光合色素和某些细菌利用其细胞本身进行光合作用。 光合作用即光能合成作用，是指含有叶绿体绿色植物、动物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。同时也有将光能转变为有机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-氧平衡的重要媒介。

原理：淀粉遇碘变蓝色,叶片中的有机物主要是淀粉 步骤：1,将植物在黑暗下放一昼夜,消耗叶片内原有有机物； ,2,将一片叶子的一半遮光后,将植物重新放回光下放置4-5小时； ,3,摘下遮光的叶片,放在酒精中隔水加热到叶片变成淡黄色；（注意隔水加热,否则温度过高会溅出酒精） ,4,取出叶片滴上碘液,观察叶片颜色变化. 结果：遮光部分不变色,不遮光部分变蓝色. 结论：绿色叶片在光照下才能产生淀粉

作为地球上最重要的化学反应，光合作用对大多数人来说，好像并没有什么太大的秘密，它的过程无非就是吸收二氧化碳，放出氧气。然而，尽管光合作用的发现距今已有200多年的历史，并且已有多位科学家在光合作用前沿研究上频频摘取诺贝尔奖，但其内在复杂机理仍被重重谜团笼罩。科学家坦言，要真正揭开“绿色工厂”的全部谜底，仍有很长的一段路要走。为什么科学家们要对光合作用进行研究呢？这是因为人类所需要的各种生产生活资料都是由光合作用产生的，如果没有光合作用就不会有人类的生存与发展。所以，对光合作用的研究是一个重大的生物科学问题，同时又与人类现在面临的粮食、环境、材料、信息问题等密切相关。现在世界上每年通过光合作用产生2200亿吨生物质，相当于世界上所有能耗的10倍。要植物产生更多的生物质，就需要提高光合作用效率。通过高新技术转化，我们甚至可以让有些藻类在光合作用的调节与控制下直接产生氢。根据光合作用原理，还可以研制高效的太阳能转换器。光合作用与农业的关系同样密切，农作物干重的90%～95%来自光合作用。高产水稻与小麦的光合作用效率只有1%～1.5%，而甘蔗或者玉米的效率则可达到50%或者更高。如果人类可以人为地调控光能利用效率，农作物产量就会大幅度增加。近年来，空气里面二氧化碳不断增加，产生温室效应。光合作用能否优化空气成分，延缓地球变暖，也很值得探索。光合作用研究，还可以为仿真模拟、生物电子器件、研制生物芯片等提供理论基础或有效途径，对开辟21世纪新兴产业产生广泛而深远的影响。正是这些，使得光合作用研究在国际上成为一大热点难点。早在一个多世纪以前，科学家就已经知道了光合作用，但真正开始研究光合作用还是在量子力学建立之后，人们也越来越为它复杂的机制深深叹服。现在，科学家们已经知道，光合作用的吸能、传能和转化均是在具有一定分子排列及空间构象、镶嵌在光合膜中的捕光及反应中心色素蛋白复合体和有关的电子载体中进行的。但是让科学家们觉得不可思议的是，从光能吸收到原初电荷分离涉及的时间尺度仅仅为10-15～10-17秒。这么短的时间内却包含着一系列涉及光子、激子、电子、离子等传递和转化的复杂物理和化学过程。更让人惊奇的是，这种传递与转化不仅神速，而且高效。在光合膜系统中，在最适宜的条件下，传能的效率可高达94%～98%，在反应中心，只要光子能传到其中，能量转化的量子效率几乎为100%。这种高效机制是当今科学技术远远不能企及的。那么，光合系统这个高效传能和转能超快过程到底是如何进行的？其全部的分子机理及其调控原理究竟是怎样的？为什么这么高效？这些都是多年来一直困扰着众多科学家的谜团。有科学家说：要彻底揭开这一谜团，在很大程度上依赖于合适的、高度纯化和稳定的捕应中心复合物的获得，以及当代各种十分复杂的超快手段和物理及化学技术的应用与理论分析。事实上，当代所有的物理、化学最先进设备与技术都可以用到光合作用研究中。光合作用的另外一个谜团是：生化反应起源是自然界最重大的事件之一，光合作用的过程是一系列非常复杂的独立代谢反应，它究竟是如何演化而来？美国亚利桑那州立大学的生化学家罗伯特教授说：“我们知道这个反应演化来自细菌，大约在25亿年前，但光合作用发展史非常不好追踪。有多种光合微生物使用相同但又不太一样的反应。虽然有一些线索能把它们联系在一起，但还是不清楚它们之间的关系。”罗伯特教授等人还试图透过分析5种细菌的基因组来解决部分的问题。他们的研究结果显示，光合作用的演化并非是一条从简至繁的直线，而是不同的演化路线的合并，把独立演化的化学反应混合在一起，也许，他们的工作会给人类这样一些提示：人类也可能通过修补改造微生物产生新生化反应，甚至设计出物质的合成的反应。这样的工作对天文生物学家了解生命在外星的可能演化途径，也大有裨益。我国著名科学家匡廷云院士曾深有感触地说“要揭示光合作用的机理，就必须先搞清楚膜蛋白的分子排列、空间构象。这方面我们最新取得的原创性成果就是提取了膜蛋白，完成了LHC一Ⅱ三维结构的测定。由于分子膜蛋白是镶嵌在脂质双分子膜里面的，疏水性很强，因此难分离，难结晶。”现在，中国科学院植物所经过多年努力已经提取了这种膜蛋白，在膜蛋白研究上，我国已经可以与世界并驾齐驱。那么是否可能会有那么一天，人们可以模拟光合作用从工厂里直接获取食物，而不再一味依靠植物提供呢？科学家们认为，这在近期内不可能的，因为人类对光合作用的奥秘并不真正了解，还会很多问题需要进一步弄清楚，要实现人类的这一长远理想，可能还要付出更为艰辛的努力。

光合色素的光反应分解啊。高中知识就只能这么解释

光合作用只有两个阶段 光合作用可分为光反应和碳反应（旧称暗反应）两个阶段 光反应 　　条件：光照、光合色素、光反应酶。 　　场所：叶绿体的类囊体薄膜。(色素） 　　光合作用的反应： 　　（原料） 光 （产物） 　　水+二氧化碳-----------→有机物（主要是淀粉） + 氧气（ 光和叶绿体是条件） 　　叶绿体 　　过程：①水的光2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下）。 　　②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。 　　影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等。 　　意义：①光解水，产生氧气。 　　②将光能转变成化学能，产生ATP，为碳反应提供能量。 　　③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH（还原型辅酶Ⅱ），为碳反应提供还原剂NADPH（还原型辅酶Ⅱ），NADPH（还原型辅酶Ⅱ可以为碳反应提供原料。 碳反应 　　碳反应的实质是一系列的酶促反应。原称暗反应，后随着研究的深入，科学家发现这一概念并不准确。因为所谓的暗反应在暗中只能进行极短的时间，而在有光的条件下能连续不断进行，并受到光的调节。所以在20世纪90年代的一次光合作用会议上，从事植物生理学研究的科学家一致同意，将暗反应改称为碳反应。 　　条件：碳反应酶。 　　场所：叶绿体基质。 　　影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。 光照下的绿色植物 　　过程：不同的植物，碳反应的过程不一样，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。碳反应可分为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。对于最常见的C3的反应类型，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NADPH在ATP供能的条件下反应，生成糖类（CH2O）并还原出C5。被还原出的C5继续参与碳反应。 　　光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。 　　CO2+H2O（ 光照、酶、 叶绿体）==(CH2O)+O2 　　（CH2O）表示糖类（叶绿体相当于催化剂[1]）

光合作用的原理就是绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中，这个过程叫光合作用。植物的叶绿体既是生产有机物的"车间"，也是将光能转变为化学能的"能量转换器"。

植物光合作用原理1、光合作用的原理是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（在光照强度太强的时候植物的气孔会关闭，导致光合作用强度减弱），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。2、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物质，同时释放氧气。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

因为：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：12H2O+6CO2+光→C6H12O6(葡萄糖)+6O2↑+6H2O

有三个步骤。1、根据光合作用的原理：一、原初反应，二、光电子传递和光合磷酸化，三、碳同化。光合作用过程只分为暗反应和光反应。

1、光合作用的原理是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（在光照强度太强的时候植物的气孔会关闭，导致光合作用强度减弱），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。 2、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物质，同时释放氧气。

光合作用即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和暗反应，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。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。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。

光照在植物的色素分子上，其能量被吸收转化为叶绿体膜内外的氢离子浓度差（外高于内），然后作用于ATP合成酶，导致ATP的合成。植物吸收二氧化碳，并与糖结合，在酶的参与下，与水反应生成还原的糖（碳链增长）和氧气，这个过程消耗ATP，这个是暗反应。然后经过循环又可以重新生成用于结合二氧化碳的糖类，在循环当中二氧化碳中的碳转化为糖类中的碳，实现了碳的固定，经过循环糖的量增加了。总反应就是：6 CO2 + 6H2O—光，色素，酶—→C6H6O6（葡萄糖）+ 3 O2环境中影响光合作用的因素：(一) 光照　　光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光照因素中有光强，光质与光照时间，这些对光合作用都有深刻的影响。1、光强　　(1)黑暗中叶片不进行光合作用，只有呼吸作用释放CO2 。随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点(light compensation point)。在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段，直线A)；当超过一定光强，光合速率增加就会转慢(曲线B)；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点(light saturation point)，此点以后的阶段称饱和阶段。比例阶段中主要是光强制约着光合速率，而饱和阶段中CO2扩散和固定速率是主要限制因素。用比例阶段的光强ue011光合速率的斜率(表观光合速率/光强)可计算表观光合量子产额。不同植物的光强ue011光合曲线不同，光补偿点和光饱和点也有很大的差异。光补偿点高的植物一般光饱和点也高，草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物；阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物；C4植物的光饱和点要高于C3植物。光补偿点和光饱和点可以作为植物需光特性的主要指标，用来衡量需光量。光补偿点低的植物较耐阴，如大豆的光补偿点仅0.5klx，所以可与玉米间作，在玉米行中仍能正常生长。在光补偿点时，光合积累与呼吸消耗相抵消，如考虑到夜间的呼吸消耗，则光合产物还有亏空，因此从全天来看，植物所需的最低光强必须高于光补偿点。对群体来说，上层叶片往往接受到的光强会超过光饱和点以上，而中下层叶片的光强仍处在光饱和点以下，如水稻单株叶片光饱和点40～50klx，而群体内则为60～80lx，因此改善中下层叶片光照，力求让中下层叶片接受更多的光照是高产的重要条件。植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，它们会随外界条件的变化而变动，例如，当CO2浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；而当CO2浓度提高时，光饱和点则会升高。在封闭的温室中，温度较高，CO2较少，这会使光补偿点提高而对光合积累不利。在这种情况下应适当降低室温，通风换气，或增施CO2才能保证光合作用的顺利进行。ue004在一般光强下，C4植物不出现光饱和现象，其原因是：①C4植物同化CO2消耗的同化力要比C3植物高 ②PEPC对CO2的亲和力高，以及具有"CO2泵"，所以空气中CO2浓度通常不成为C4植物光合作用的限制因素。　　(2) 强光伤害-光抑制 光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩也会对光合作用产生不利的影响。当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，光会引起光合活性的降低，这个现象就叫光合作用的光抑制(photoinhibition of photosynthesis)。ue004晴天中午的光强常超过植物的光饱和点，很多C3植物，如水稻、小麦、棉花、大豆、毛竹、茶花等都会出现光抑制，轻者使植物光合速率暂时降低，重者叶片变黄，光合活性丧失。当强光与高温、低温、干旱等其他环境胁迫同时存在时，光抑制现象尤为严重。通常光饱和点低的阴生植物更易受到光抑制危害，若把人参苗移到露地栽培，在直射光下，叶片很快失绿，并出现红褐色灼伤斑，使参苗不能正常生长；大田作物由光抑制而降低的产量可达15%以上。因此光抑制产生的原因及其防御系统引起了人们的重视。2、光质 在太阳幅射中，只有可见光部分才能被光合作用利用。用不同波长的可见光照射植物叶片，测定到的光合速率(按量子产额比较)不一样。在600～680nm红光区，光合速率有一大的峰值，在435nm左右的蓝光区又有一小的峰值。可见，光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体吻合。ue004图4-28表示的是在比例阶段弱光下光质与光合速率的关系，在这种情况下光质对光合的影响实际上是通过光化学反应起作用的。近年来采用强的单色光研究光质对植物叶片光合速率的影响，发现蓝光下的光合速率要比红光下的高，这可能与蓝光促进气孔开启有关。也有报道蓝光下生长的植物，其PEPC的活性高。在自然条件下，植物或多或少会受到不同波长的光线照射。例如，阴天不仅光强减弱，而且蓝光和绿光所占的比例增高。树木的叶片吸收红光和蓝光较多，故透过树冠的光线中绿光较多，由于绿光是光合作用的低效光，因而会使树冠下生长的本来就光照不足的植物利用光能的效率更低，"大树底下无丰草"就是这个道理。 水层同样改变光强和光质。水层越深，光照越弱，例如，20米深处的光强是水面光强的二十分之一，如水质不好，深处的光强会更弱。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分，深水层的光线中短波长的光相对较多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层；而含有藻红蛋白、吸收绿、蓝光较多的红藻则分布在海水的深层，这是海藻对光适应的一种表现。3、光照时间 　对放置于暗中一段时间的材料(叶片或细胞)照光，起初光合速率很低或为负值，要光照一段时间后，光合速率才逐渐上升并趋与稳定。从照光开始至光合速率达到稳定值这段时间，称为"光合滞后期"(lag phase of photosynthesis)或称光合诱导期。一般整体叶片的光合滞后期约30～60min，而排除气孔影响的去表皮叶片，细胞、原生质体等光合组织的滞后期约10分钟。将植物从弱光下移至强光下，也有类似情况出现。另外，植物的光呼吸也有滞后现象，在光呼吸的滞后期中光呼吸速率与光合速率会按比例上升。产生滞后期的原因是光对酶活性的诱导以及光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程，而光诱导气孔开启所需时间则是叶片滞后期延长的主要因素。由于照光时间的长短对植物叶片的光合速率影响很大，因此在测定光合速率时要让叶片充分预照光。(二) CO2CO2光合曲线 CO2光合曲线与光强光合曲线相似，有比例阶段与饱和阶段。光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸释放CO2。图中的OA部分为光下叶片向无CO2气体中的CO2释放速率(实质上是光呼吸、暗呼吸、光合三者的平衡值)，通常用它来代表光呼吸速率。在比例阶段，光合速率随CO2浓度增高而增加，当光合速率与呼吸速率相等时，环境中的CO2浓度即为CO2补偿点(CO2 compensation point)；当达到某一浓度(S)时，光合速率便达最大值(Pm)，开始达到光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点(CO2 saturation point)。在CO2光合曲线的比例阶段，CO2浓度是光合作用的限制因素，直线的斜率(CE)受Rubisco活性及活化Rubisco量的限制，因而CE被称为羧化效率(carboxylation efficiency)。从CE的变化可以推测Rubisco的量和活性，CE大，即在较低的CO2浓度时就有较高的光合速率，也就是说Rubisco的羧化效率高。在饱和阶段，CO2已不是光合作用的限制因素，而CO2受体的量，即RuBP的再生速率则成为影响光合的因素。由于RuBP再生受ATP供应的影响，所以饱和阶段光合速率反映了光合电子传递和光合磷酸化活性，因而Pm被称为光合能力。　　比较C3植物与C4植物CO2光合曲线，可以看出：(1)C4植物的CO2补偿点低，在低CO2浓度下光合速率的增加比C3快，CO2的利用率高；(2) C4植物的CO2饱和点比C3植物低，在大气CO2浓度下就能达到饱和；而C3植物CO2饱和点不明显，光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而提高。C4植物CO2饱和点低的原因，可能与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关，即CO2浓度超过空气水平后，C4植物气孔开度就变小。另外，C4植物PEPC的Km低，对CO2亲和力高，有浓缩CO2机制，这些也是C4植物CO2饱和点低的原因。在正常生理情况下，植物CO2补偿点相对稳定，例如小麦100个品种的CO2补偿点为52±2μl·L-1，大麦125个品种为55±2μl·L-1，玉米125个品种为1.3±1.2μl·L-1，猪毛菜(CAM植物) CO2补偿点不超过10μl·L-1。有人测定了数千株燕麦和5万株小麦的幼苗，尚未发现一株具有类似C4植物低CO2补偿点的幼苗。在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下，CO2补偿点也随之上升。　　2.CO2供给 CO2是光合作用的碳源，陆生植物所需的CO2主要从大气中获得。CO2从大气到达羧化酶部位的途径和所遇的阻力。CO2从大气至叶肉细胞间隙为气相扩散，而从叶肉细胞间隙到叶绿体基质则为液相扩散，扩散的动力为. CO2浓度差；凡能提高浓度差和减少阻力的因素都可促进. CO2流通而提高光合速率。空气中的CO2浓度较低，约为350μl·L-1ue009(0.035%)，分压为3.5×10-5ue009MPa，而一般C3植物的CO2饱和点为1 000～1 500μl·L-1ue009左右，是空气中的3～5倍。在不通风的温室、大棚和光合作用旺盛的作物冠层内的. CO2浓度可降至200μl·L-1ue009左右。由于光合作用 对. CO2的消耗以及存在. CO2扩散阻力，因而叶绿体基质中的. CO2浓度很低，接近. CO2补偿点。因此，加强通风或设法增施. CO2能显著提高作物的光合速率，这对C3植物尤为明显。(三) 温度　　光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。在强光、高. CO2浓度时温度对光合速率的影响要比弱光、低. CO2浓度时影响大，这是由于在强光和高. CO2条件下，温度能成为光合作用的主要限制因素。　　光合作用有一定的温度范围和三基点。光合作用的最低温度(冷限)和最高温度(热限)是指该温度下表观光合速率为零，而能使光合速率达到最高的温度被称为光合最适温度。光合作用的温度三基点因植物种类不同而有很大的差异。如耐低温的莴苣在5℃就能明显地测出光合速率，而喜温的黄瓜则要到20℃时才能测到；耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近；而起源于热带的植物，如玉米、高粱、橡胶树等在温度降至10～5℃时，光合作用已受到抑制。低温抑制光合的原因主要是低温时膜脂呈凝胶相，叶绿体超微结构受到破坏。此外，低温时酶促反应缓慢，气孔开闭失调，这些是光合受抑的原因。　　C4植物的热限较高，可达50～60℃，而C3植物较低，一般在40～50℃。乳熟期小麦遇到持续高温，尽管外表上仍呈绿色，但光合功能已严重受损。产生光合作用热限的原因：一是由于膜脂与酶蛋白的热变性，使光合器官损伤，叶绿体中的酶钝化；二是由于高温刺激了光暗呼吸，使表观光合速率迅速下降。昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度高，日光充足，有利于光合作用的进行；夜间温度较低，降低了呼吸消耗，因此，在一定温度范围内，昼夜温差大有利于光合积累。在农业实践中要注意控制环境温度，避免高温与低温对光合作用的不利影响。玻璃温室与塑料大棚具有保温与增温效应，能提高光合生产力，这已被普遍应用于冬春季的蔬菜栽培。(四) 水分　　水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%，因此缺水影响光合作用主要是间接的原因。水分亏缺会使光合速率下降。在水分轻度亏缺时，供水后尚能使光合能力恢复，倘若水分亏缺严重，供水后叶片水势虽可恢复至原来水平，但光合速率却难以恢复至原有程度。因而在水稻烤田，棉花、花生蹲苗时，要控制烤田或蹲苗程度，不能过头。水分亏缺降低光合的主要原因有：(1) 气孔导度下降 叶片光合速率与气孔导度呈正相关，当水分亏缺时，叶片中脱落酸量增加，从而引起气孔关闭，导度下降，进入叶片的. CO2减少。开始引起气孔导度和光合速率下降的叶片水势值，因植物种类不同有较大差异：水稻为－0.2～－0.3MPa；玉米为－0.3～－0.4MPa；而大豆和向日葵则在－0.6～－1.2MPa间。(2) 光合产物输出变慢 水分亏缺会使光合产物输出变慢，加之缺水时，叶片中淀粉水解加强，糖类积累，结果会引起光合速率下降。(3) 光合机构受损 缺水时叶绿体的电子传递速率降低且与光合磷酸化解偶联，影响同化力的形成。严重缺水还会使叶绿体变形，片层结构破坏，这些不仅使光合速率下降，而且使光合能力不能恢复。(4) 光合面积扩展受抑　在缺水条件下，生长受抑，叶面积扩展受到限制。有的叶面被盐结晶 被绒毛或蜡质覆盖，这样虽然减少了水分的消耗，减少光抑制，但同时也因对光的吸收减少而使得光合速率降低。水分过多也会影响光合作用。土壤水分太多，通气不良妨碍根系活动，从而间接影响光合；雨水淋在叶片上，一方面遮挡气孔，影响气体交换，另一方面使叶肉细胞处于低渗状态，这些都会使光合速率降低。（五）矿质营养　　矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下几方面：1.叶绿体结构的组成成分 如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少.2.电子传递体的重要成分 如PC中含Cu，Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含Fe，放氧复合体不可缺少Mn2+ue009和Cl-。3.磷酸基团的重要作用 构成同化力的ATP和NADPH，光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG，以及合成蔗糖的前体UDPG，这些化合物中都含有磷酸基团。4.活化或调节因子 如Rubisco，FBPase等酶的活化需要Mg2+ue009；Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成；K+ue009和Ca2+ue009调节气孔开闭；K和P促进光合产物的转化与运输等。肥料三要素中以N对光合影响最为显著。在一定范围内，叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。叶片中含N量的80%在叶绿体中，施N既能增加叶绿素含量，加速光反应，又能增加光合酶的含量与活性，加快暗反应。从N素营养好的叶片中提取出的Rubisco不仅量多，而且活性高。然而也有试验指出当Rubisco含量超过一定值后，酶量就不与光合速率成比例。重金属铊、镉、镍和铅等都对光合作用有害，它们大都影响气孔功能。另外，镉对PSⅡ活性有抑制作用。(六)光合速率的日变化　　一天中，外界的光强、温度、土壤和大气的水分状况、空气中的. CO2浓度以及植物体的水分与光合中间产物含量、气孔开度等都在不断地变化，这些变化会使光合速率发生日变化，其中光强日变化对光合速率日变化的影响最大。在温暖、水分供应充足的条件下，光合速率变化随光强日变化呈单峰曲线，即日出后光合速率逐渐提高，中午前达到高峰，以后逐渐降低，日落后光合速率趋于负值(呼吸速率)。如果白天云量变化不定，则光合速率会随光强的变化而变化。　　另外，光合速率也同气孔导度的变化相对应。在相同光强时，通常下午的光合速率要低于上午的光合速率，这是由于经上午光合后，叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制的缘故。当光照强烈、气温过高时，光合速率日变化呈双峰曲线，大峰在上午，小峰在下午，中午前后，光合速率下降，呈现"午睡"现象(midday depression)，且这种现象随土壤含水量的降低而加剧。引起光合"午睡"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，那么植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使. CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低. CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。　　光合"午睡"是植物遇干旱时的普遍发生现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是"午睡"造成的损失可达光合生产的30%，甚至更多，所以在生产上应适时灌溉，或选用抗旱品种，增强光合能力，以缓和"午睡"程度。

合理密植，间作套种

【答案】D【答案解析】试题分析：植物的光合作用原理是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在制造的有机物里，呼吸作用的原理是在线粒体里在氧气的作用下把有机物分解成二氧化碳和水，同时释放能量，可见要想提高作物的产量就要想办法促进光合作用，并抑制呼吸作用，由其原理可知促进光合作用的措施有：增加光照、增加原料二氧化碳和水，同时我们知道适当提高温度可以促进生物的生命活动，因此适当增加白天的温度可以促进光合作用的进行，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用。考点：本题考查的是植物光合作用和呼吸作用的原理在农业生产上的应用。点评：此题为基础题，解答此题的关键是知道要想提高作物的产量就要想办法促进光合作用，并抑制呼吸作用。

绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳（CO2）和水（H2O）制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。

答案D绿色植物的光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存能量的有机物，并释放出氧气的过程，为了提高农作物的产量，就要充分的利用光能．合理密植、兼作套种充分的利用光能的重要措施．综上所述A、B、C选项错误，只有选项D正确．故选：D

树叶中进行光合作用是借助于叶肉细胞内的叶绿体进行的。光合作用，即光能合成作用，是指含有叶绿体绿色植物和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和碳反应（旧称暗反应），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有机物中化学能的能量转化过程。

　　光反应　　光合作用中光照强度直接影响光合作用的光反应过程;二氧化碳浓度直接影响光合作用的暗反应过程。

1、光合作用的过程是一个比较复杂的问题，从表面上看，光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。 2、根据现代的资料，整个光合作用大致可分为下列3大步骤： （1）原初反应，包括光能的吸收、传递和转换； （2）电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP和NADPH）； （3）碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定CO2，形成糖类）。 3、在介绍光合作用反应过程前，对光合作用过程中涉及的光合色素及光系统进行一定的了解是必要的。

利用太阳光在叶绿体中把二氧化碳和水转化成氧气和有机物的过程

光合作用可分为光反应和暗反应（又叫碳反应）两个阶段。　　 2.1 光反应　　条件：光照、光合色素、光反应酶。　　场所：叶绿体的类囊体薄膜。　　过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。　　影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。　　意义：①光解水，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，为暗反应提供还原剂NADPH。　　 2.2 暗反应　　暗反应的实质是一系列的酶促反应。　　 条件：暗反应酶。　　场所：叶绿体基质。　　影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。 　　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。对于最常见的C3的反应类型，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NADPH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。　　光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。 [编辑本段]3. 光合作用的详细机制　　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。　　3.1 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　　3.2 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。　　3.3 光反应和暗反应　　请参见本词条的“基本原理”栏目。　　3.4 吸收峰　　 叶绿素a,b的吸收峰叶绿素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（以蓝紫光为主，伴有少量红色光），作为能量，将从水分子光解过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 辅酶二 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,NADP +2e- +H+ =NADPH .还原性辅酶二 DANPH则在暗反应里面充当还原剂的作用。 　　3.5 有关化学方程式　　H20→2H+ 1/2O2（水的光解） 　　NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） 　　ADP+Pi→ATP （递能） 　　CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定） 　　2C3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，而只要在满足暗反应条件的情况下暗反应都可以进行。也就是说暗反应不一定要在黑暗条件下进行。　　3.6 光反应阶段和暗反应阶段的关系　　①联系：光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是暗反应的基础，光反应阶段为暗反应阶段提供能量（ATP）和还原剂（【H】），暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。　　②区别：（见下表）　　 项目光反应暗反应 实质光能→ 化学能，释放O2同化CO2形成（CH2O)（酶促反应）时间短促，以微秒计较缓慢 条件需色素、光和酶不需色素和光，需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）　　CO2+C5→2C3（在酶的催化下）　　C3+【H】→（CH2O）+ C5（在酶和ATP的催化下）　　能量转化叶绿素把光能转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能[编辑本段]4. 光合作用的要点解析　　 4.1 光合色素和电子传递链组分　　　 4.3 光合磷酸化　　一对电子从P680经P700传至NADP+，在类囊体腔中增加4个H+，2个来源于H2O光解，2个由PQ从基质转移而来，在基质外一个H+又被用于还原 NADP+，所以类囊体腔内有较高的H+（pH≈5，基质pH≈8），形成质子动力势，H+经ATP合酶，渗入基质、推动ADP和Pi结合形成ATP。 　　ATP合酶，即CF1-F0偶联因子，结构类似于线粒体ATP合酶。CF1同样由5种亚基组成α3β3γδε的结构。CF0嵌在膜中，由4种亚基构成，是质子通过类囊体膜的通道。 　　 4.4 卡尔文原理　　卡尔文循环（Calvin Cycle）是光合作用的暗反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上。此过程称为二氧化碳的固定。这一步反应的意义是，把原本并不活泼的二氧化碳分子活化，使之随后能被还原。但这种六碳化合物极不稳定，会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者被在光反应中生成的NADPH+H还原，此过程需要消耗ATP。产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应，一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一些列变化，最后在生成一个1，5-二磷酸核酮糖，循环重新开始。循环运行六次，生成一分子的葡萄糖。　　4.4.1 C3类植物 　　二战之后，美国加州大学贝克利分校的马尔文·卡尔文与他的同事们研究一种名叫Chlorella的藻，以确定植物在光合作用中如何固定CO2。此时C14示踪技术和双向纸层析法技术都已经成熟，卡尔文正好在实验中用上此两种技术。 　　他们将培养出来的藻放置在含有未标记CO2的密闭容器中，然后将C14标记的CO2注入容器，培养相当短的时间之后，将藻浸入热的乙醇中杀死细胞，使细胞中的酶变性而失效。接着他们提取到溶液里的分子。然后将提取物应用双向纸层析法分离各种化合物，再通过放射自显影分析放射性上面的斑点，并与已知化学成份进行比较。 　　卡尔文在实验中发现，标记有C14的CO2很快就能转变成有机物。在几秒钟之内,层析纸上就出现放射性的斑点,经与一直化学物比较，斑点中的化学成份是三磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate，PGA），是糖酵解的中间体。这第一个被提取到的产物是一个三碳分子， 所以将这种CO2固定途径称为C3途径,将通过这种途径固定CO2的植物称为C3植物。后来研究还发现，CO2固定的C3途径是一个循环过程,人们称之为C3循环。这一循环又称卡尔文循环。 　　C3类植物，如米和麦，二氧化碳经气孔进入叶片后，直接进入叶肉进行卡尔文循环。而C3植物的维管束鞘细胞很小，不含或含很少叶绿体，卡尔文循环不在这里发生。　　4.4.2 C4类植物 　　在20世纪60年代，澳大利亚科学家哈奇和斯莱克发现玉米、甘蔗等热带绿色植物，除了和其他绿色植物一样具有卡尔文循环外，CO2首先通过一条特别的途径被固定。这条途径也被称为哈奇-斯莱克途径。 　　C4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。在这种环境中，植物若长时间开放气孔吸收二氧化碳，会导致水分通过蒸腾作用过快的流失。所以，植物只能短时间开放气孔，二氧化碳的摄入量必然少。植物必须利用这少量的二氧化碳进行光合作用，合成自身生长所需的物质。 　　在C4植物叶片维管束的周围，有维管束鞘围绕，这些维管束鞘细胞含有叶绿体，但里面并无基粒或发育不良。在这里，主要进行卡尔文循环。 　　其叶肉细胞中，含有独特的酶，即磷酸烯醇式丙酮酸碳氧化酶，使得二氧化碳先被一种三碳化合物--磷酸烯醇式丙酮酸同化，形成四碳化合物草酰乙酸，这也是该暗反应类型名称的由来。这草酰乙酸在转变为苹果酸盐后,进入维管束鞘，就会分解释放二氧化碳和一分子丙酮酸。二氧化碳进入卡尔文循环，后同C3进程。而丙酮酸则会被再次合成磷酸烯醇式丙酮酸,此过程消耗ATP。 　　也就是说，C4植物可以在夜晚或气温较低时开放气孔吸收CO2并合成C4化合物，再在白天有阳光时借助C4化合物提供的CO2合成有机物。　　该类型的优点是，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，因为这是卡尔文循环的场所，而维管束鞘细胞则不含叶绿体。而C4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，因为C4植物的卡尔文循环是在此发生的。　　4.4.3 景天酸代谢植物 　　景天酸代谢（crassulacean acid metabolism, CAM）： 如果说C4植物是空间上错开二氧化碳的固定和卡尔文循环的话，那景天酸循环就是时间上错开这两者。行使这一途径的植物，是那些有着膨大肉质叶子的植物，如凤梨。这些植物晚上开放气孔，吸收二氧化碳，同样经哈奇-斯莱克途径将CO2固定。早上的时候气孔关闭，避免水分流失过快。同时在叶肉细胞中开尔文循环开始。这些植物二氧化碳的固定效率也很高。　　4.4.4 藻类和细菌的光合作用 　　 绿藻真核藻类，如红藻、绿藻、褐藻等，和植物一样具有叶绿体，也能够进行产氧光合作用。光被叶绿素吸收，而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素，赋予了它们不同的颜色。 　　进行光合作用的细菌不具有叶绿体，而直接由细胞本身进行。属于原核生物的蓝藻（或者称“蓝细菌”）同样含有叶绿素，和叶绿体一样进行产氧光合作用。事实上，目前普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的。其它光合细菌具有多种多样的色素，称作细菌叶绿素或菌绿素，但不氧化水生成氧气，而以其它物质（如硫化氢、硫或氢气）作为电子供体。不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。 [编辑本段]5. 影响光合作用的外界条件　　5.1 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。　　5.2 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。　　5.3 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年升而下降，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。　　5.4 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。　　5.5 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。 [编辑本段]6. 光合作用的进化过程　　 光合作用不是起源于植物和海藻，而是起源于细菌。　　从这些进程中能够很明显地看出，无论是宿主生物体，还是共生细胞，它们都在光合作用。此“半植半兽”微生物在宿主和共生体细胞之间的快速转变可能在光合作用演化过程中起过关键作用，推动了植物和海藻的进化。虽然目前科学家还不能培养野生Hatena来完全研究清楚他的生命周期，但是这一阶段的研究可能会为搞清楚什么使得叶绿体成为细胞永久的一部分提供了一些线索。科学家认为，此生命现象导致海藻进化出一种吞噬细菌的方法，最终使海藻进化出自己的叶绿体来进行光合作用。然而，这一过程到底是怎样发生的，目前还是一个不解之谜。从此研究发现可以看出，光合作用不是起源于植物和海藻，而是最先发生在细菌中。正是因为细菌的有氧光合作用演化造成地球大气层中氧气含量的增加，从而导致复杂生命的繁衍达十亿年之久。在其他的实验中，冈本和井上教授尝试了喂给Hatena其他的海藻，想看看它是否会有同样的反应。但是，尽管它也吞噬了海藻，却没有任何改变的过程。这说明在这两者之间存在着某种特殊的关系。判断出这种关系是否是基因决定的将是科学家需要解决的下一个难题。　　光合作用的基因可能同源，但演化并非是一条从简至繁的直线科学家罗伯持·布来肯细普曾在《科学》杂志上发表报告说，我们知道这个光合作用演化来自大约25亿年前的细菌，但光合作用发展史非常不好追踪，且光合微生物的多样性令人迷惑，虽然有一些线索可以将它们联系在一起，但还是不清楚它们之间的关系。为此，布来肯细普等人通过分析五种细菌的基因组来解决部分的问题。他们的结果显示，光合作用的演化并非是一条从简至繁的直线，而是不同的演化路线的合并，靠的是基因的水平转移，即从一个物种转移到另一个物种上。通过基因在不同物种间的“旅行”从而使光合作用从细菌传到了海藻，再到植物。布来肯细普写道：“我们发现这些生物的光合作用相关基因并没有相同的演化路径，这显然是水平基因转移的证据。”他们利用BLAST检验了五种细菌：蓝绿藻、绿丝菌、绿硫菌、古生菌和螺旋菌的基因，结果发现它们有188个基因相似，而且，其中还有约50个与光合作用有关。它们虽然是不同的细菌，但其光合作用系统相当雷同，他们猜测光合作用相关基因一定是同源的。但是否就是来自Hatena，还有待证实。然而，光合作用的演化过程如何？为找到此答案，布来肯细普领导的研究小组利用数学方法进行亲缘关系分析，来看看这5种细菌的共同基因的演化关系，以决定出最佳的演化树，结果他们测不同的基因就得出不同的结果，一共支持15种排列方式。显然，它们有不同的演化史。他们比较了光合作用细菌的共同基因和其它已知基因组的细菌，发现只有少数同源基因堪称独特。大多数的共同基因可能对大多数细菌而言是“日常”基因。它们可能参加非光合细菌的代谢反应，然后才被收纳成为光合系统的一部分。 [编辑本段]7. 光合作用的发现历程　　 7.1 发现年表　　公元前，古希腊哲学家亚里士多德认为：植物生长所需的物质全来源于土中。 　　1627年，荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验，得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。　　1771年，英国的普里斯特利发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验，他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死了。接着，他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里，他发现植物能够长时间地活着，蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着，于是，他得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。但他并没有发现光的重要性。　　1779年，荷兰的英恩豪斯证明只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用。 　　1804年，法国的索叙尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。 　　1845年，德国的迈尔发现植物把太阳能转化成了化学能。　　1864年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验：把绿色植物叶片放在暗处几个小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉，然后把这个叶片一半曝光，一半遮光。过一段时间后，用典蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。　　1880年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所，氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵（水绵的叶绿体是条 水绵状，螺旋盘绕在细胞内）和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里，然后用极细光束照射水绵通过显微镜观察发现，好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中：如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。　　1897年，首次在教科书中称它为光合作用。　　20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了“光合作用中释放出的氧到底来自水，还是来自二氧化碳”这个问题，得到了氧气全部来自于水的结论。　　20世纪40年代，美国的卡尔文等科学家用小球藻做实验：用C14标记的二氧化碳（其中碳为C14）供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径被成为卡尔文循环。　　　　直到18世纪中期，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年，英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空气。但是，他并不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年，德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 [编辑本段]8. 光合作用原理的研究与应用　　研究光合作用，对农业生产，环保等领域起着基础指导的作用。知道光反应暗反应的影响因素，可以趋利避害，如建造温室，加快空气流通，以使农作物增产。人们又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的两面性，即既催化光合作用，又会推动光呼吸，正在尝试对其进行改造，减少后者，避免有机物和能量的消耗，提高农作物的产量。 　　当了解到光合作用与植物呼吸的关系后，人们就可以更好的布置家居植物摆设。比如晚上就不应把植物放到室内，以避免因植物呼吸而引起室内氧气浓度降低。　　农业生产的目的是为了以较少的投入，获得较高的产量。根据光合作用的原理，改变光合作用的某些条件，提高光合作用强度（指植物在单位时间内通过光合作用制造糖的数量），是增加农作物产量的主要措施。这些条件主要是指光照强度、温度、CO2浓度等。如何调控环境因素来最大限度的增加光合作用强度，是现代农业的一个重大课题。 [编辑本段]9. 我国提高光合作用效率的实例　　</B>云南生态农业研究所所长那中元开发的作物基因表型诱导调控表达技术（GPIT），在世界上第一个成功地解决了提高光合作用效率的难题。　　提高农作物产量有多种途径，其中之一是提高作物光合作用效率，而如何提高则是一个世界难题，许多发达国家开展了多年研究，但至今未见成功的报道。　　那中元开发的GPIT技术率先解决了这一难题，据西藏、云南、山东、黑龙江、吉林等省、自治区试验结果，使用GPIT技术，不同作物的光合作用效率可分别提高50%至400%以上。　　云南省西北部的迪庆藏族自治州中甸高原坝区海拔3276米，玉米全生育期有效积温493℃，不到世界公认有效积温最低极限的一半；玉米苗期最低气温零下5.4℃，地表最低气温零下9.5℃。但使用GPIT技术试种的玉米仍生长良好，获得每亩499公斤的高产。　　1999年在海拔3658米的拉萨试种的玉米，单株最多长出八穗，全部成熟，且全是高赖氨酸优质玉米。全国高海拔地区和寒冷地区的试验示范表明，应用GPIT技术可使作物的生育期大为缩短，小麦平均缩短7至15天，水稻平均缩短10至20天，玉米平均缩短30至40天。　　GPIT技术还解决了农作物自身抗性表达，高抗根、茎、叶多种病害的世纪难题。1999年在昆明市官渡区进行了百亩小麦连片对照试验，未使用GPIT技术的小麦三次施用农药，白粉病仍很严重；而应用GPIT技术处理的百亩小麦，不用农药，基本不见病株。 [编辑本段]10. 光合作用的简单实验　　【设计】 光合作用是绿色植物在光下把二氧化碳和水合成有机物（淀粉等），同时放出氧气的过程。本实验应用对比的方法，使学生认识：（1）绿叶能制造淀粉；（2）绿叶必须在光的作用下才能制造出淀粉。　　火。　　光合作用是指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，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么，光合作用是怎样发现的呢？