徐煥煒 湖南省長沙市南雅中學
淺議葉綠體在植物光合作用當中的作用
徐煥煒 湖南省長沙市南雅中學
在我們日常的生活中,植物是十分常見的生物,其具有著美化環境和制造氧氣等相關的功能。而植物要進行發育以及生長,就必須要進行光合作用。在我們現在的高中生物學科中,有著關于綠葉體的教學章節。本文對葉綠體在植物光合作用當中的作用進行了深入的闡述。
綠葉體 光合作用
生物學科在高中學科中雖然比重不大,但是其內容是秉承著對科學知識進行科普的目的,以此提升我們對這個世界的了解程度,這樣才能夠幫助我們在后續的生活和學習中健康成長。在我們的生活中,最離不開的就是氧氣,而植物進行光合作用能夠釋放氧氣。進行光合作用時最離不開的就是葉綠體,因此對其作用進行分析,有助于我們在根源上更好地學習生物。
葉綠體是植物細胞中具有的能量轉換細胞,其能夠進行光合作用,也是植物細胞進行光合作用的場所。一般植物的葉綠體是球形、橢圓等,其為雙凹面,一些葉綠體還呈現棒狀,其中央區比較小而兩邊比較大,充滿了葉綠素以及淀粉。其大約是2到5微米寬,5到10微米長。葉綠體一般存在葉片的向光面比較多,其細胞內胞質是能夠流動的,經過胞質的流動實現葉綠體進行吸收光能的目的。葉綠體一般是由葉綠外被、類囊體以及基質三個部分促組成,其中葉綠體包含了外膜、內膜以及類囊體膜三種,這些結構的組成完善了葉綠體植物光合作用中的功能。
光合作用是綠色植物使用葉綠素等光合色素與一些細菌,使用細胞本身,在可見光的照射之下,把二氧化碳與水轉換成儲存能量的有機物,并放出氧氣的生化過程,同時也是把光能轉換成有機物中化學能的過程。作為生態環境中的生產者,植物能夠經過光合作用使用無機物產出有機物。在進行食用后,存在食物鏈中的消費者能夠吸收到其中的有用物質。
植物在進行光合作用的時候,在這個過程中的光反應階段通常是使用了色素對光進行吸收,讓部分處在特殊狀態中的葉綠素a分子得到了激發,在這個過程中就釋放出了高能電子,并且在水中獲得電子而恢復到原始狀態。在光照射的情況下,部分處在特殊狀態的葉綠a會逐漸的失去電子與獲取電子,這樣就形成了電子流,把光能夠轉換成電能,之后形成ATP與NADPH。把電能轉換成為活躍化學能??傊痪湓捑褪前压饽苻D換成電能,再轉換成活躍化學能,最后形成穩定化學能。
2.1 光反應階段
在其具體的轉換過程中,分成幾個階段,其一是光反應階段,其是在有光的情況下才能夠進行,是在葉綠體中的類囊體結構中實施的,其主要是進行兩個轉換,將水分子分解成為氧與氫。氧直接用分子的形式釋放出氫,然后傳輸到葉綠體中的基質中,達到了光能往活躍化學能的轉換,隨即產生了還原氫。在有關酶的作用下,促使ADP和Pi發生反應形成AT,之后達到了光能轉換的目的。而在這個類囊體膜中還存在了葉綠素,其是植物在進行光合作用時的主要色素,其吸收的光主要為藍色與紅色,其在光合作用的光吸收中起到核心的作用。電子傳輸是光反應中的第二步,其是經過電子傳遞,把光吸收產生的電子儲存起來,并且讓光反應中心的葉綠素分子獲取低能電子,以此對失去電子進行補充,從而恢復到靜息狀態中。綜上可以總結出,光反應主要是靠光反動,其中包含了原始反應以及電子傳遞等。在原始反應中,能夠對光能進行吸收與傳遞,并且將其轉化成為電能。而電子傳遞是經過兩個光系統進行反應的,其是將水光解,從而釋放出氧氣。在形成ATP與NADPH之后,葉綠體就可以在暗反應中同化二氧化碳了。
2.2 暗反應階段
在這個階段中,葉綠體使用光反應形成的NAPH以及ATP化能,把二氧化碳還原成為糖。其實際上是一系列的酶促反應,其中主要的影響因素是溫度和二氧化碳的濃度。在不同的植物中,其暗反應的過程是不同的,并且其葉片的解剖結構也不一樣,這是植物對環境進行適應下的結果,因為這個過程中不需要使用到光,所以也可以成為暗反應,暗反應主要是在葉綠體的基質中進行的。在這個過程中產的光合產物是一個簡單的糖分子,其是在消耗同化力的基礎上形成的,在這個環節中就完成了光合作用的存儲能量的過程。簡單點說就是把空氣中的CO2固定下來,并還原成葡萄糖的過程,是所有生物使用的葡萄糖的根本來源。暗反應可分為C3,C4和CAM三種類型。三種類型是因二氧化碳的固定這一過程的不同而劃分的。而我們常見的C3植物有水稻以及棉花等,其中在反應的時候分成了還原階段、羧化以及RuBP三個階段。因為這種情況下的二氧化碳固定最初產物PGA包含的碳原子數量是3,所以稱其為C3途徑。
綜上所述,在我們的日常生活中,植物的作用十分關鍵,其在產生氧氣的同時,還能夠為我們人體需要的能量進行轉換。當我們在食用過后就會在身體中留下相關的能量和物質,其中最關鍵的就是碳水化合物。高中生在進行學習的時候要先將綠葉體的具體構成了解清楚,從而對光合作用的過程進行掌握,這樣才能更好地學習好生物知識。
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