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植物光合作用( 二 )

生活百科光合作用


產物是3-磷酸丙糖 。后來經過一系列復雜的生化反應，一個碳原子將會被用于合成葡萄糖而離開循環 。
剩下的五個碳原子經一些列變化，最后在生成一個1,5-二磷酸核酮糖，循環重新開始 。循環運行六次，生成一分子的葡萄糖 。
C3類植物 二戰之后，美國加州大學貝克利分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻，以確定植物在光合作用中如何固定CO2 。此時C14示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟，卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術 。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO2的密閉容器中，然后將C14標記的CO2注入容器，培養相當短的時間之后，將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞，使細胞中的酶變性而失效 。接著他們提取到溶液里的分子 。
然后將提取物應用雙向紙層析法分離各種化合物，再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點，并與已知化學成份進行比較 ?？栁脑趯嶒炛邪l現，標記有C14的CO2很快就能轉變成有 。
二、植物的光合作用是什么性質
植物的光合作用 自養生物吸收二氧化碳轉變成有機物的過程叫碳素同化作用（carbon assimilation）.生物的碳素同化作用包括細菌光合作用、綠色植物光合作用和化能合成作用三種類型，其中以綠色植物光合作用最為廣泛，合成有機物最多，與人類的關系也最密切，因此，本章重點介紹綠色植物的光合作用.光合作用（photosynthesis）是指綠色植物吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有機物質并釋放氧氣的過程.光合作用對整個生物界產生巨大作用：一是把無機物轉變成有機物.每年約合成5*1011噸有機物，可直接或間接作為人類或動物界的食物，據估計地球上的自養植物一年中通過光合作用約同化2*1011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；二是將光能轉變成化學能，綠色植物在同化二氧化碳的過程中，把太陽光能轉變為化學能，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、木材等都是現在或過去的植物通過光合作用形成的；三是維持大氣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%.由此可見，光合作用是地球上規模最大的把太陽能轉變為可貯存的化學能的過程，也是規模最大的將無機物合成有機物和釋放氧氣的過程.目前人類面臨著食物、能源、資源、環境和人口五大問題，這些問題的解決都和光合作用有著密切的關系，因此，深入探討光合作用的規律，弄清光合作用的機理，研究同化物的運輸和分配規律，對于有效利用太陽能、使之更好地服務于人類，具有重大的理論和實際意義. 。
三、植物光合作用原理是什么
光合作用可分為光反應和碳反應（舊稱暗反應）兩個階段
2.1 光反應
條件：光照、光合色素、光反應酶 。
場所：葉綠體的類囊體薄膜 。（色素）
光合作用的發現：
水（原料）+二氧化碳 （原料） 光（條件）&；葉綠體（場所）=氧氣（產物）+有機物（產物）
過程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2（在光和葉綠體中的色素的催化下） 。②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP（在光、酶和葉綠體中的色素的催化下） 。
影響因素：光照強度、CO2濃度、水分供給、溫度、酸堿度、礦質元素等 。
意義：①光解水，產生氧氣 。②將光能轉變成化學能，產生ATP，為碳反應提供能量 。③利用水光解的產物氫離子，合成NADPH（還原型輔酶Ⅱ），為碳反應提供還原劑NADPH（還原型輔酶Ⅱ），NADPH（還原型輔酶Ⅱ）同樣可以為碳反應提供能量 。
詳細過程如下：
系統由多種色素組成，如葉綠素a(Chlorophyll a)、葉綠素b(Chlorophyll b)、類胡蘿卜素（Carotenoids）等組成 。既拓寬了光合作用的作用光譜，其他的色素也能吸收過度的強光而產生所謂的光保護作用（Photoprotection） 。在此系統里，當光子打到系統里的色素分子時，會如圖片所示一般，電子會在分子之間移轉，直到反應中心為止 。反應中心有兩種，光系統一吸收光譜于700nm達到高峰，系統二則是680nm為高峰 。反應中心是由葉綠素a及特定蛋白質所組成（這邊的葉綠素a是因為位置而非結構特殊），蛋白質的種類決定了反應中心吸收之波長 。反應中心吸收了特定波長的光線后，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，多余的電子去補葉綠素a分子上的缺 。然后葉綠素a透過如圖所示的過程，生產ATP與NADPH（還原型輔酶）分子，過程稱之為電子傳遞鏈（Electron Transport Chain） 。

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