探究植物的光合作用

蔣涵羽

【摘 要】植物是大自然的重要組成部分，在美化環境，促進生態平衡方面發揮著重要的作用。植物的光合作用是綠色植物賴以生存的一個生化反應，也是促進自然界碳、氧平衡的一個重要功能。本文主要對植物的光合作用進行研究和分析，介紹了光合作用的總體內容、作用原理和固碳作用，為同學們生物課中光合作用內容的學習提供參考。

【關鍵詞】探究；植物；光合作用；生物

只要一提起植物的光合作用，我們就很容易聯想到“植物——存在葉綠素——光合作用”這樣的模式。在高中生物的課本當中，光合作用是很重要的一個學習內容，在光合作用的學習當中，綠葉中的色素種類和作用是學習的重點。對于植物的光合作用來說，光的強度、空氣中二氧化碳的濃度、自然界的溫度和光的成分對光合作用都是有影響的。對于光合作用的強度來說，在一定的時間內，可以用原料的消耗或者產物的生成數量來進行表示，常見的表示方式是用氧氣的釋放量來表示。

一、光合作用的簡介

光合作用指的是在可見光的照射之下，含有葉綠體的綠色植物動物，或者一些細菌經過光反應和碳反應，把二氧化碳和水轉化成有機物，同時釋放出氧氣的過程。簡單來說，光合作用就是光能的合成作用，而碳反應也叫做暗反應。光合作用是你系列比較復雜的代謝反應的總和，也是生物界賴以生存的一個基礎，對于地球來說，在碳和氧的平衡方面發揮著重要的作用。光合作用可以分為產生氧氣的光合作用和不產生氧氣的光合作用，植物的光合作用一般都是產生氧氣的光合作用。

二、作用原理

植物和動物是不一樣的，它們沒有消化系統，必須要依靠其他的方式來對營養進行攝取，簡單點來說，植物本身就是一種自養型的生物。對于綠色的植物來說，如果陽光比較充足，那么植物就可以利用太陽光能來進行光合作用，從而獲取自己在生長發育過程中必要的一些養分。如果光照強度比較強，那么植物的氣孔就會關閉，導致植物的光合作用強度在不斷的減弱。在植物進行光合作用的過程中，葉綠體是非常關鍵的參與者，葉綠體會在陽光的作用下，把通過氣孔進入到葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉換成淀粉一類的物質，并且釋放出氧氣。從專業的角度來說，光合作用就是把太陽能轉換成ATP中比較活躍的化學能然后再轉換成有機物里面穩定的化學能的過程。

三、固碳作用

對于綠色植物的光合作用來說，固碳作用是它的一個典型的功能。實質上，固碳作用是一系列的酶促反應。在生物界當中，存在著幾種主要的固碳方式，最重要的一種固碳方式就是卡爾文循環。但是對于綠色植物來說，不是所有光合作用的細胞都是使用這種卡爾文循環的方式來進行碳的固定的，例如綠硫細菌就是使用具有還原性的三羧酸來進行碳的循環。綠曲撓菌則使用3-羥基丙酸的途徑來實現碳的循環。此外，還有一些生物是使用核酮糖-單磷酸的途徑和絲氨酸的途徑來進行碳的固定。在綠色植物當中，固碳作用一般發生在葉綠體的基質當中，固碳作用的情況會受到外界溫度和二氧化碳濃度的影響。由于不同的植物，它的固碳作用和過程是不一樣的，同時葉片的解剖結構也是不相同的。這種情況的出現，體現的是植物對環境的使用結果。在綠色植物當中，它的固態作用會有三種類型，分別是C3、C4和CAM，CAM也被稱為景天酸代謝。這三種類型的劃分是根據二氧化碳的固定，這個過程的不同來進行的。

卡爾文循環也被稱為還原磷酸戊糖循環。它的反應場所是葉綠體內的基光合作用，也就是光能的合成作用。是植物、藻類和某些細菌在可見光的照射之下，利用自身的光合色素，把二氧化碳或者是硫化氫和水轉化成有機物的一個過程。在這個過程中，還會有氧氣或氫氣的產生，屬于生化過程。

對于碳循環來說，它主要分成三個階段，分別是羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生。對于大部分的植物來說，他們會把所吸收到的一分子二氧化碳，在二磷酸核酮糖羧化酶的作用下，整合到一個五碳糖的分子的第二位碳原子上。這個過程也就是二氧化碳的固定，在這一步的反應當中，它的存在意義是把本來不怎么活潑的二氧化碳分子進行活化，從而使這個二氧化碳分子在后面能夠被還原。這種合成的六碳化合物是不怎么穩定的，會馬上分解成兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。3-磷酸甘油酸會被光反應中所生成的NADP+H還原，這個還原的過程是需要消耗ATP的，還原之后產生的物質是3-磷酸丙糖。在經過一些列復雜的生化反應之后，一個碳原子會被用來進行葡萄糖的合成，從而離開這個循環的過程，剩下的五個碳原子經過一系列的變化之后，最后會生成一個1，5-二磷酸核酮糖，使得整個循環進行重新的開始。這個循環經過六次的運行之后，就會生成一個分子的葡萄糖。

四、結語

綜上所述，光合作用是綠色植物賴以生存的關鍵，也是生物界中所有生物賴以生存的條件。對于地球的碳氧循環來說，植物的光合作用是必不可少的，在這樣的情況下，對于植物的光合作用進行探究，可以為高中生物課程的學習提供參考和幫助。

參考文獻：

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