光合作用

光合作用|概念

光合作用（Photosynthesis），即光能合成作用，是植物、藻類和某些細(xì)菌，在可見(jiàn)光的照射下，經(jīng)過(guò)光反應(yīng)和碳反應(yīng)，利用光合色素，將二氧化碳（或硫化氫）和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過(guò)程。同時(shí)也有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榧?jí)物中化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。是一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)的總和，是生物界賴以生存的基礎(chǔ)，也是地球碳-氧循環(huán)的重要媒介。

|作用原理

植物與動(dòng)物不同，它們沒(méi)有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取，植物就是所謂的自養(yǎng)生物的一種。

對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，在陽(yáng)光充足的白天，它們利用太陽(yáng)光能來(lái)進(jìn)行，以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分。

這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體。葉綠體在陽(yáng)光的作用下，把經(jīng)由氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為淀粉等能源物質(zhì)，同時(shí)釋放氧氣。

是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能再轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能的過(guò)程！

|影響條件

光照

是一個(gè)光生物化學(xué)反應(yīng)，所以光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快。但超過(guò)一定范圍之后，光合速率的增加變慢，直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量來(lái)表示，CO2的吸收量越大，表示光合速率越快。

二氧化碳

CO2是綠色植物的原料，它的濃度高低影響了暗反應(yīng)的進(jìn)行。在一定范圍內(nèi)提高CO2的濃度能提高的速率，CO2濃度達(dá)到一定值之后速率不再增加，這是因?yàn)楣夥磻?yīng)的產(chǎn)物有限。

溫度

溫度對(duì)的影響較為復(fù)雜。由于包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)部分，光反應(yīng)主要涉及光物理和光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，尤其是與光有直接關(guān)系的步驟，不包括酶促反應(yīng)，因此光反應(yīng)部分受溫度的影響小，甚至不受溫度影響；而暗反應(yīng)是一系列酶促反應(yīng)，明顯地受溫度變化影響和制約。

當(dāng)溫度高于的zui適溫度時(shí)，光合速率明顯地表現(xiàn)出隨溫度上升而下降，這是由于高溫引起催化暗反應(yīng)的有關(guān)酶鈍化、變性甚至遭到破壞，同時(shí)高溫還會(huì)導(dǎo)致葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和受損；高溫加劇植物的呼吸作用，而且使二氧化碳溶解度的下降超過(guò)氧溶解度的下降，結(jié)果利于光呼吸而不利于；在高溫下，葉子的蒸騰速率增高，葉子失水嚴(yán)重，造成氣孔關(guān)閉，使二氧化碳供應(yīng)不足，這些因素的共同作用，必然導(dǎo)致光合速率急劇下降。當(dāng)溫度上升到熱限溫度，凈光合速率便降為零，如果溫度繼續(xù)上升，葉片會(huì)因嚴(yán)重失水而萎蔫，甚至干枯死亡。

礦質(zhì)元素

礦質(zhì)元素直接或間接影響。例如，N是構(gòu)成葉綠素、酶、ATP的化合物的元素，P是構(gòu)成ATP的元素，Mg是構(gòu)成葉綠素的元素。

水分

水分既是的原料之一，又可影響葉片氣孔的開閉，間接影響CO2的吸收。缺乏水時(shí)會(huì)使光合速率下降。

大氣電場(chǎng)

大氣電場(chǎng)作為一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)因子正在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

正向的大氣電場(chǎng)促進(jìn)植物的，降低光飽和點(diǎn)；而負(fù)向的大氣電場(chǎng)則促進(jìn)呼吸作用。人工模擬大氣電場(chǎng)變化的空間電場(chǎng)用于植物的調(diào)控，也用于高甜度水果化蘿卜的生產(chǎn)工藝中。空間電場(chǎng)與二氧化碳增補(bǔ)相結(jié)合能促進(jìn)植物生長(zhǎng)和根菜類蔬菜甜度的增加。空間電場(chǎng)調(diào)控植物生長(zhǎng)是空間電場(chǎng)生物效應(yīng)的一個(gè)重要方面。

|意義

1、把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物。每年約合成（5*10的11次方）噸有機(jī)物，可直接或間接作為人類或動(dòng)物界的食物，據(jù)估計(jì)地球上的自養(yǎng)植物一年中通過(guò)約同化（2*10的11次方）噸碳素，其中40%是由浮游植物同化的，余下的60%是由陸生植物同化的；

2、將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，綠色植物在同化二氧化碳的過(guò)程中，把太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，并蓄積在形成的有機(jī)化合物中。人類所利用的能源，如煤炭、天然氣、木材等都是如今或過(guò)去的植物通過(guò)形成的；

3、維持大氣O2和CO2的相對(duì)平衡。在地球上，由于生物呼吸和燃燒，每年約消耗3.15×1011噸O2，以這樣的速度計(jì)算，大氣層中所含的O2將在3000年左右耗盡。然而，綠色植物在吸收CO2的同時(shí)每年也釋放出5.35×1011噸O2，所以大氣中含的O2含量仍然維持在21%