借助此快速學(xué)習(xí)指南，逐步了解光合作用。從基礎(chǔ)開始：快速回顧光合作用的關(guān)鍵概念。

        *在植物中，光合作用用于將來自太陽光的光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能（葡萄糖）。二氧化碳，水和光用于制造葡萄糖和氧氣。

        *光合作用不是單個化學(xué)反應(yīng)，而是一組化學(xué)反應(yīng)。總體反應(yīng)為：6CO 2 + 6H 2 O +光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2

        *光合作用的反應(yīng)可分為光依賴性反應(yīng)和黑暗反應(yīng)。

        *葉綠素是光合作用的關(guān)鍵分子，盡管其他類胡蘿卜素色素也參與其中。葉綠素有四（4）種類型：a，b，c和d。盡管我們通常認(rèn)為植物具有葉綠素并能進(jìn)行光合作用，但許多微生物仍使用這種分子，包括一些原核細(xì)胞。在植物中，葉綠素存在于一種特殊的結(jié)構(gòu)中，稱為葉綠體。

        *光合作用的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的不同區(qū)域。葉綠體具有三個膜（內(nèi)部，外部，類囊體），并分為三個隔室（基質(zhì)，類囊體空間，膜間空間）。黑暗反應(yīng)發(fā)生在基質(zhì)中。光反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上。

        *光合作用的形式不止一種。此外，其他生物也通過非光合作用反應(yīng)將能量轉(zhuǎn)化為食物（例如，碎石和產(chǎn)甲烷菌）。

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        光合作用的步驟

        這是植物和其他生物利用太陽能產(chǎn)生化學(xué)能的步驟的摘要：

        *在植物中，光合作用通常發(fā)生在葉片中。在這里，植物可以在一個方便的位置上獲得光合作用的原材料。二氧化碳和氧氣通過稱為氣孔的氣孔進(jìn)入/離開葉片。水通過血管系統(tǒng)從根部輸送到葉片。葉細(xì)胞內(nèi)葉綠體中的葉綠素 吸收陽光。

        *光合作用的過程  分為兩個主要部分：光依賴反應(yīng)和光立或暗反應(yīng)。當(dāng)捕獲太陽能以形成稱為ATP（三磷酸腺苷）的分子時，就會發(fā)生與光有關(guān)的反應(yīng)。當(dāng)使用ATP生成葡萄糖時，就會發(fā)生暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）。

        *葉綠素和其他類胡蘿卜素形成所謂的天線復(fù)合物。天線復(fù)合體將光能轉(zhuǎn)移到兩種類型的光化學(xué)反應(yīng)中心之一：P700（屬于Photosystem I）或P680（屬于Photosystem II）。光化學(xué)反應(yīng)中心位于葉綠體的類囊體膜上。激發(fā)的電子被轉(zhuǎn)移到電子受體，使反應(yīng)中心處于氧化狀態(tài)。

        *不依賴光的反應(yīng)通過使用由依賴光的反應(yīng)形成的ATP和NADPH產(chǎn)生碳水化合物。

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        光合作用的光反應(yīng)

        在光合作用過程中，并非所有波長的光都被吸收。綠色，大多數(shù)植物的顏色，實(shí)際上是被反射的顏色。被吸收的光將水分解為氫和氧：H2O +光能→?O2 + 2H + + 2個電子。

        *來自光電系統(tǒng)I的激發(fā)電子可以使用電子傳輸鏈來還原氧化的P700。這將建立一個質(zhì)子梯度，可以生成ATP。這種循環(huán)電子流的終結(jié)果稱為環(huán)狀磷酸化，是ATP和P700的生成。

        *來自光系統(tǒng)I的激發(fā)電子可以沿著另一條電子傳輸鏈向下流動，產(chǎn)生NADPH，該NADPH用于合成碳水化合物。這是一個非循環(huán)途徑，其中P700被來自Photosystem II的激發(fā)電子還原。

        *來自Photosystem II的激發(fā)電子沿著電子傳輸鏈從激發(fā)的P680向下流到P700的氧化形式，從而在基質(zhì)和類囊體之間產(chǎn)生質(zhì)子梯度，從而產(chǎn)生ATP。該反應(yīng)的終結(jié)果稱為非環(huán)狀光磷酸化。

        *水貢獻(xiàn)了再生還原的P680所需的電子。將NADP +的每個分子還原為NADPH都 需要兩個電子，并且需要四個光子。 形成兩個分子的ATP。

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        光合作用暗反應(yīng)

        黑暗反應(yīng)不需要光，但也不受光的抑制。對于大多數(shù)植物，黑暗的反應(yīng)在白天發(fā)生。黑暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。這種反應(yīng)稱為碳固定或  加爾文循環(huán)。在該反應(yīng)中，使用ATP和NADPH將二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖。二氧化碳與5-碳糖結(jié)合形成6-碳糖。6碳糖分為兩個糖分子，葡萄糖和果糖，可用于制取蔗糖。該反應(yīng)需要72個光子。

        光合作用的效率受到環(huán)境因素的限制，包括光，水和二氧化碳。在yan熱或干燥的天氣中，植物可能會關(guān)閉其氣孔以節(jié)省水。當(dāng)氣孔關(guān)閉時，植物可能會開始光呼吸。稱為C4植物的植物會在細(xì)胞內(nèi)保持高水平的二氧化碳生成葡萄糖，以幫助避免光呼吸。C4植物比普通C3植物有效地產(chǎn)生碳水化合物，條件是二氧化碳受到限制并且有足夠的光來支持反應(yīng)。在適中的溫度下，植物會承受過多的能量負(fù)擔(dān)，因此不值得采用C4策略（由于中間反應(yīng)中的碳數(shù)，因此分別命名為3和4）。C4植物在炎熱干燥的氣候下壯成長。

        您可以問自己一些問題，以幫助您確定自己是否真正了解光合作用的基礎(chǔ)知識。

        *定義光合作用。

        *光合作用需要哪些材料？生產(chǎn)什么？

        *寫下光合作用的總體反應(yīng)。

        *描述光系統(tǒng)I的循環(huán)磷酸化過程中發(fā)生的情況。電子的轉(zhuǎn)移如何導(dǎo)致ATP的合成？

        *描述碳固定或加爾文循環(huán)的反應(yīng)  。哪種酶催化反應(yīng)？反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？

        您準(zhǔn)備好要測試自己了嗎？