高一生物能量之源光與光合作用知識點

定義

光合作用（Photosynthesis）是綠色植物利用葉綠素等光合色素和某些細菌（如帶紫膜的嗜鹽古菌）利用其細胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細菌為硫化氫和水）轉化為儲存着能量的有機物，並釋放出氧氣（細菌釋放氫氣[1] ）的生化過程。同時也有將光能轉變為有機物中化學能的能量轉化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產者，是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產有機物並且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費者可以吸收到植物及細菌所貯存的能量，效率為10%~20%左右。對於生物界的幾乎所有生物來説，這個過程是它們賴以生存的.關鍵。而地球上的碳氧循環，光合作用是必不可少的。

作用機制

作用原理

植物與動物不同，它們沒有消化系統，因此它們必須依靠其他的方式來進行對營養的攝取，植物就是所謂的自養生物的一種。對於綠色植物來説，在陽光充足的白天（在光照強度太強的時候植物的氣孔會關閉，導致光合作用強度減弱），它們利用太陽光能來進行光合作用，以獲得生長髮育必需的養分。

這個過程的關鍵參與者是內部的葉綠體。葉綠體在陽光的作用下，把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成為澱粉等物質，同時釋放氧氣。

光合作用是將太陽能轉化為ATP中活躍的化學能再轉化為有機物中穩定的化學能的過程！

化學方程式

CO2+H2O→（CH2O）+O2（反應條件：光能和葉綠體）

12H2O + 6CO2+ 陽光 → C6H12O6（葡萄糖）+ 6O2+ 6H2O（與葉綠素產生化學作用）

（化學反應式12H2O + 6CO2→ C6H12O6（葡萄糖） + 6O2+ 6H2O 箭頭上標的條件是：酶 和 光照，下面是葉綠體）

H2O→2H++ 2e— + 1/2O2（水的光解）

NADP+ + 2e— + H+ → NADPH（遞氫）

ADP+Pi+能量→ATP （遞能）

CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）

2C3化合物+4NADPH→C5糖（有機物的生成或稱為C3的還原）

C3（一部分）→C5化合物（C3再生C5）

C3（一部分）→儲能物質（如葡萄糖、蔗糖、澱粉，有的還生成脂肪）

ATP→ADP+Pi+能量（耗能）

C3：某些3碳化合物

C5：某些5碳化合物

能量轉化過程：光能→電能→ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能→ATP中活躍的化學能

注：因為反應中心吸收了特定波長的光後，葉綠素a激發出了一個電子，而旁邊的酵素使水裂解成氫離子和氧原子，多餘的電子去補葉綠素a分子上缺的。產生ATP與NADPH分子，這個過程稱為電子傳遞鏈（Electron Transport Chain）電子傳遞鏈分為循環和非循環。

非循環電子傳遞鏈從光系統2出發，會裂解水，釋放出氧氣，生產ATP與NADPH。

循環電子傳遞鏈不會產生氧氣，因為電子來源並非裂解水。最後會生成ATP。