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、藻類和某些細菌,，在可見光的照射下,，經(jīng)過光反應(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)化為有機物,，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過程。同時也有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榧壩镏谢瘜W(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過程,。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

植物與動物不同,，它們沒有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來進行對營養(yǎng)的攝取,，植物就是所謂的自養(yǎng)生物的一種,。

對于綠色植物來說，在陽光充足的白天,，它們利用太陽光能來進行,，以獲得生長發(fā)育必需的養(yǎng)分。

這個過程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體,。葉綠體在陽光的作用下,，把經(jīng)由氣孔進入葉子內(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)，同時釋放氧氣,。

是將太陽能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能再轉(zhuǎn)化為有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能的過程,！

|影響條件

光照

是一個光生物化學(xué)反應(yīng)，所以光合速率隨著光照強度的增加而加快。但超過一定范圍之后,，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)的進行,。在一定范圍內(nèi)提高CO2的濃度能提高的速率，CO2濃度達到一定值之后速率不再增加,，這是因為光反應(yīng)的產(chǎn)物有限,。

溫度

溫度對的影響較為復(fù)雜。由于包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個部分,，光反應(yīng)主要涉及光物理和光化學(xué)反應(yīng)過程,，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,。

當溫度高于的zui適溫度時，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，同時高溫還會導(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，葉片會因嚴重失水而萎蔫，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,。缺乏水時會使光合速率下降。

大氣電場

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

正向的大氣電場促進植物的,，降低光飽和點；而負向的大氣電場則促進呼吸作用,。人工模擬大氣電場變化的空間電場用于植物的調(diào)控,，也用于高甜度水果化蘿卜的生產(chǎn)工藝中?？臻g電場與二氧化碳增補相結(jié)合能促進植物生長和根菜類蔬菜甜度的增加,。空間電場調(diào)控植物生長是空間電場生物效應(yīng)的一個重要方面,。

|意義

1,、把無機物轉(zhuǎn)變成有機物。每年約合成（5*10的11次方）噸有機物,，可直接或間接作為人類或動物界的食物,，據(jù)估計地球上的自養(yǎng)植物一年中通過約同化（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程中,，把太陽光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，并蓄積在形成的有機化合物中,。人類所利用的能源,，如煤炭、天然氣,、木材等都是如今或過去的植物通過形成的,；

3、維持大氣O2和CO2的相對平衡。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%