光合作用的概念
光合作用,即光能合成,是植物、藻類和一些細菌在可見光照射下,利用光合色素將二氧化碳和水轉化為有機物并釋放氧氣的生化過程。同時,班里還有一個把光能轉化為化學能的能量轉化過程。光合作用是一系列復雜代謝反應的總和,是生物世界生存的基礎,也是地球碳氧循環(huán)的重要介質(zhì)。
光合作用|作用原理
與動物不同,植物沒有消化系統(tǒng),所以必須依靠其他途徑吸收營養(yǎng)。植物是所謂的自養(yǎng)生物。
對于綠色植物來說,在陽光充足的日子里,它們利用太陽能進行光合作用,從而獲得生長發(fā)育所必需的養(yǎng)分。
這個過程的關鍵參與者是內(nèi)部葉綠體。葉綠體在陽光的作用下,將通過氣孔進入葉片的二氧化碳和根系吸收的水分轉化為淀粉等能量物質(zhì),同時釋放氧氣。
光合作用是將太陽能轉化為ATP中的活性化學能,再轉化為有機物中的穩(wěn)定化學能的過程!
光合作用|影響條件
光線
光合作用是光生物化學反應,所以光合速率隨著光強的增加而增加。但超過一定范圍后,光合速率的增加減緩,直至停止增加。光合速率可以用CO2吸收量來表示,CO2吸收量越大,光合速率越快。
二氧化碳
CO2是綠色植物光合作用的原料,其濃度影響光合作用的暗反應。在一定范圍內(nèi)增加CO2濃度可以提高光合作用速率,CO2濃度達到一定值后,光合作用速率不會增加,因為光反應的產(chǎn)物是有限的。
溫度
溫度對光合作用的影響是復雜的。因為光合作用包括光反應和暗反應兩部分,光反應主要涉及光物理和光化學反應過程,尤其是與光直接相關的步驟,不包括酶促反應,所以光反應部分受溫度影響很小,甚至不受溫度影響;暗反應是一系列酶促反應,明顯受溫度變化的影響和制約。
當溫度高于光合作用的最適溫度時,光合速率隨著溫度的升高而明顯降低,這是由于高溫導致催化暗反應的酶失活、變性甚至破壞,同時高溫會改變和破壞葉綠體結構,高溫加劇植物的呼吸作用,使二氧化碳溶解度的降低超過氧溶解度的降低,有利于光呼吸而不利于光合作用;高溫下,葉片蒸騰速率增加,葉片失水嚴重,導致氣孔關閉,二氧化碳供應不足。這些因素的共同作用必然導致光合速率急劇下降。當溫度上升到熱極限溫度時,凈光合速率會降至零。如果溫度繼續(xù)上升,葉子會因為嚴重失水而枯萎甚至死亡。
礦物元素
礦物元素直接或間接影響光合作用。例如,n是構成葉綠素、酶和ATP的化合物的元素,p是構成ATP的元素,Mg是構成葉綠素的元素。
水分
水不僅是光合作用的原料之一,而且影響葉片氣孔的開閉,間接影響CO2的吸收。缺水會降低光合速率。
大氣電場
大氣電場作為一種新發(fā)現(xiàn)的光合作用調(diào)節(jié)因子,正在生產(chǎn)中得到應用。
大氣正電場促進植物光合作用,降低光飽和點;而負大氣電場促進呼吸??罩g的電場,人工模擬大氣電場的變化,用于控制植物的光合作用,也用于高甜度水蘿卜的生產(chǎn)過程。空之間的電場與補充二氧化碳相結合,可以促進植物生長,增加根菜的甜度??罩g電場對植物生長的調(diào)節(jié)是空之間電場生物效應的一個重要方面。
光合作用的意義
1、無機物轉化為有機物。每年合成的有機物約有噸,在人類或動物界可直接或間接用作食物。據(jù)估計,地球上自養(yǎng)植物一年內(nèi)通過光合作用同化了噸碳,其中40%被浮游植物同化,其余60%被陸生植物同化;
2.把光能轉化成化學能。在吸收二氧化碳的過程中,綠色植物將太陽能轉化為化學能,并將其積累在形成的有機化合物中。人類使用的能源,如煤、天然氣、木材等。,都是現(xiàn)在或過去植物光合作用形成的;
3.保持大氣O2和c O2的相對平衡。在地球上,由于生物的呼吸和燃燒,每年大約消耗3.15×1011噸O2。照這樣下去,大氣中所含的O2將在大約3000年后耗盡。而綠色植物每年吸收CO2并釋放5.35×1011噸O2,因此大氣中O2含量保持在21%。
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