
[photosynthesis] 借助于光、有時借助近紅外光或近紫外光來完成的化合物的合成作用;尤指當含葉綠素的細胞(如綠色植物的細胞)受到光照射時,其中所發生的由二氧化碳和氫源(如水)生成碳水化合物的過程
綠色植物的葉綠素在日光照射下把水和二氧化碳制成有機物質并排出氧氣的過程。
光合作用是綠色植物、藻類及某些細菌利用光能,将二氧化碳和水轉化為有機物(主要是葡萄糖),并釋放氧氣的過程。該過程是地球上生命賴以生存的能量和物質基礎,對維持生态平衡至關重要。
能量轉化
葉綠素吸收太陽光能,驅動化學反應,将光能轉化為化學能儲存在有機物中。
來源:《現代漢語詞典》(第7版),商務印書館;《中國大百科全書·生物學卷》
物質合成
以二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)為原料,生成碳水化合物(如葡萄糖)并釋放氧氣(O₂)。其化學方程式為:
$$
6CO_2 + 6H_2O xrightarrow{text{光能}} C6H{12}O_6 + 6O_2
$$
來源:《植物生理學》,高等教育出版社
光反應階段
發生在葉綠體類囊體膜上,光能分解水分子産生氧氣、ATP(能量載體)和NADPH(還原輔酶)。
來源:中國科學院植物研究所官網科普專欄
碳反應階段(卡爾文循環)
在葉綠體基質中,利用ATP和NADPH将CO₂固定為有機碳化合物,最終合成葡萄糖。
來源:《植物生物化學與分子生物學》,科學出版社
生态系統基石
為食物鍊提供能量和氧氣,維持大氣碳氧平衡,被譽為“地球之肺”。
來源:聯合國糧農組織(FAO)生态系統報告
農業文明關聯
中國古代農書《齊民要術》中“順天時,量地利”的耕作理念,暗合光合作用對光溫條件的依賴。
來源:《中國農業通史》,中國農業出版社
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光合作用是綠色植物、藻類及某些細菌利用光能将二氧化碳和水轉化為有機物(如葡萄糖)并釋放氧氣的過程。它是地球上生命存在的基礎,維持着生态系統的能量流動和碳氧平衡。
光反應(依賴光)
在葉綠體的類囊體膜上進行,色素分子(如葉綠素)吸收光能,将水分解為氧氣(O₂)、質子(H⁺)和電子(e⁻),同時生成高能分子ATP和NADPH。
反應式:
$$
2text{H}_2text{O} + text{光能} rightarrow text{O}_2 + 4text{H}^+ + 4text{e}^-
$$
暗反應(卡爾文循環,不依賴光)
在葉綠體基質中進行,利用光反應産生的ATP和NADPH将二氧化碳(CO₂)固定為葡萄糖(C₆H₁₂O₆)。
反應式:
$$
6text{CO}_2 + 18text{ATP} + 12text{NADPH} rightarrow text{C}6text{H}{12}text{O}_6 + 18text{ADP} + 12text{NADP}^+ + 6text{H}_2text{O}
$$
光照強度、CO₂濃度、溫度等均會影響光合速率。例如,強光和高CO₂濃度可促進反應,但過高溫度會破壞酶活性。
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