光合作用

光合作用（Photosynthesis）是植物利用葉綠素和某些細(xì)菌利用其細(xì)胞本身，在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細(xì)菌為硫化氫和水）轉(zhuǎn)化為有機物，并釋放出氧氣（細(xì)菌釋放氫氣）的生化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產(chǎn)有機物并且貯存能量。通過食用，食物鏈的消費者可以吸收到植物及細(xì)菌所貯存的能量，效率為10%～20%左右。對于生物界的幾乎所有生物來說，這個過程是它們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)，光合作用是必不可少的。 

光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)（又叫碳反應(yīng)）兩個階段。

    條件：光照、光合色素、光反應(yīng)酶。
　　場所：葉綠體的類囊體薄膜。(色素）
　　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→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、酸堿度等。
　　意義：①光解水，產(chǎn)生氧氣。②將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，產(chǎn)生ATP，為暗反應(yīng)提供能量。③利用水光解的產(chǎn)物氫離子，合成NADPH，為暗反應(yīng)提供還原劑NADPH。

    暗反應(yīng)的實質(zhì)是一系列的酶促反應(yīng)。
　　條件：暗反應(yīng)酶。
　　場所：葉綠體基質(zhì)。
　　影響因素：溫度、CO₂濃度、酸堿度等。
　　過程：不同的植物，暗反應(yīng)的過程不一樣，而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同。這是植物對環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果。暗反應(yīng)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。對于最常見的C₃的反應(yīng)類型，植物通過氣孔將CO₂由外界吸入細(xì)胞內(nèi)，通過自由擴散進入葉綠體。葉綠體中含有C₅。起到將CO₂固定成為C₃的作用。C₃再與NADPH及ATP提供的能量反應(yīng)，生成糖類（CH₂O）并還原出C₅。被還原出的C₅繼續(xù)參與暗反應(yīng)。
　　光合作用的實質(zhì)是把CO₂和H₂O轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物（物質(zhì)變化）和把光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能再轉(zhuǎn)變成有機物中的穩(wěn)定的化學(xué)能（能量變化）。
　　 CO₂+H₂O(葉綠體、酶、光照）=======O₂+（CH₂O)

    研究光合作用，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，環(huán)保等領(lǐng)域起著基礎(chǔ)指導(dǎo)的作用。知道光反應(yīng)暗反應(yīng)的影響因素，可以趨利避害，如建造溫室，加快空氣流通，以使農(nóng)作物增產(chǎn)。人們又了解到二磷酸核酮糖羧化酶的兩面性，即既催化光合作用，又會推動光呼吸，正在嘗試對其進行改造，減少后者，避免有機物和能量的消耗，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
　　當(dāng)了解到光合作用與植物呼吸的關(guān)系后，人們就可以更好的布置家居植物擺設(shè)。比如晚上就不應(yīng)把植物放到室內(nèi)，以避免因植物呼吸而引起室內(nèi)氧氣濃度降低。
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的是為了以較少的投入，獲得較高的產(chǎn)量。根據(jù)光合作用的原理，改變光合作用的某些條件，提高光合作用強度（指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖的數(shù)量），是增加農(nóng)作物產(chǎn)量的主要措施。這些條件主要是指光照強度、溫度、CO₂濃度等。如何調(diào)控環(huán)境因素來最大限度的增加光合作用強度，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重大課題。
　　農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的例子有：合理密植、立體種植、適當(dāng)增加二氧化碳濃度、適當(dāng)延長光照時間等。