光合作用-定义，方程式，步骤，过程，图表 - 微生物学笔记

光合作用-定义，方程式，步骤，过程，图表 · 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气 · 6CO2 + 6H2O +太阳能→C6H12O6 + 6O2 · 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气+水 ... 跳到内容 菜单 家»生物学»光合作用-定义，方程式，步骤，过程，图表 表的内容 光合作用的定义 光合作用方程/反应/配方 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气 6CO2+6H2O+太阳能→C6H12O6+6O2 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气+水 6CO2+12H2O+太阳能→C6H12O6+6O2+6H2O CO2+2H2S+光能→(CH2O)+H2O+2S 动画短片:光合作用(速成班) 光合色素 叶绿素 细菌视紫红质 藻胆色素 类胡萝卜素 影响光合作用的因素 光 二氧化碳 温度 光合作用的过程/步骤 光合作用的类型/阶段/部分 1.光依赖性的反应 视频动画：光合作用的光反应（RicochetScience） 2.光独立反应（Calvin循环） 视频动画:卡尔文循环(跳弹科学) 光合作用的产品 光合作用的例子 绿色植物或含氧细菌的光合作用 硫细菌的光合作用 光合作用的重要性 人造光合作用 视频动画：学习从叶子：走向绿色与人工光合作用 光合作用VS细胞呼吸 光合作用 细胞呼吸 视频动画:光合作用与细胞呼吸的比较(BOGObiology) 常见问题解答（修订问题） 参考文献 来源 光合作用的定义 光合作用是指绿色植物和光合细菌利用电磁辐射转化为化学能，利用光能将二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气的过程。

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从光合作用形成的碳水化合物提供的不仅是必要的能量形成的生态系统内的能量传递，而且碳分子作出广泛的生物分子的阵列。

光合作用是一个光驱动氧化还原反应，其中来自光的能量被用于氧化水，放出氧气和氢离子，其次是电子的转移为二氧化碳，它减少了有机分子。

光合生物称为自触发，因为它们可以通过利用阳光作为能量来合成来自二氧化碳和水的葡萄糖等化学燃料。

从其他生物获得能量的其他生物也最终取决于自养生物提供能量。

叶绿素是光合作用的基本要求之一，它存在于绿色植物和一些细菌的叶绿体中。

这种色素对“捕捉”阳光至关重要，然后驱动光合作用的整个过程。

光合作用方程/反应/配方 光合作用的过程中不同的绿色植物和硫细菌。

在植物中，水被用于沿着与二氧化碳释放葡萄糖和氧分子。

在硫细菌的情况下，硫化氢和二氧化碳一起被利用来释放碳水化合物、硫和水分子。

含氧的光合作用 植物光合作用的总体反应如下: 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气 6公司2+6h2O+太阳能→C6.H12.O.6.+6o2 或者 二氧化碳+水+太阳能→葡萄糖+氧气+水 6公司2+12h2O+太阳能→C6.H12.O.6.+6o2+6h2O. 存在光合作用 光合作用的硫细菌的总反应如下： CO.2+2h2S+光能→（CH2O)+H2O+2年代 动画短片:光合作用(速成班) 光合色素 光合色素是吸收电磁辐射的分子，将吸收的光子的能量转移到反应中心，导致能够光合作用的生物体中的光化学反应。

光合色素分子是相当普遍存在的，并且总是由叶绿素和类胡萝卜素。

除了叶绿素外，光合系统还含有另一种色素，即脱叶素(细菌中的细菌脱叶素)，它在光合系统的电子传递中起着至关重要的作用。

此外，还可以在特定的光合系统中发现其他色素，如植物中的叶黄素。

图像来源：简单的科学。

叶绿素 叶绿素是一种色素分子，是大多数绿色植物叶绿体中主要的光感受器。

叶绿素由卟啉环组成，卟啉环，其偏向于离子mg2＋，附着于植醇链。

叶绿素是非常有效的光感受器，因为它们含有交替的单键和双键网络。

在叶绿素，电子不局限于一个特定的原子核，并因此可以更容易地吸收光能。

此外，也叶绿素具有在光谱的可见光区域的固体吸收带。

叶绿素既存在于光合细菌的细胞质膜中，也存在于植物叶绿体的类囊体膜中。

细菌视紫红质 细菌视紫红质是仅存在于盐细菌中的另一类光合色素。

它是由附着到视网膜辅基的蛋白质。

该颜料负责光光子的吸收，导致蛋白质的构象变化，这导致从细胞中排出质子。

藻胆色素 蓝细菌和红藻类利用藻胆素，如藻红血红素和藻蓝藻胆素作为它们的取光色素。

这些开链四吡啶具有在叶绿素中发现的扩展多烯体系，但没有它们的环结构或中心Mg2＋。

藻胆素共价连接到特定的结合蛋白，藻胆蛋白形成，其在准高度有序的复合物称为构成在这些微生物的主要捕光结构藻胆体。

类胡萝卜素 除了叶绿素，类囊体膜还含有次级光吸收色素，或称为辅助色素，称为类胡萝卜素。

类胡萝卜素可能是黄色，红色或紫色。

最重要的是β胡萝卜素，它是一种橙红色的类异戊二烯和黄色类胡萝卜素叶黄素。

的类胡萝卜素色素在不被叶绿素吸收的波长吸收光，因此是补充光受体。

影响光合作用的因素 布莱克曼制定限制因素而影响学习光合速率的因素法。

此法规定，生理过程的速率将其在最短的供给的因素的限制。

以相同的方式，光合作用的速率还受许多因素，这是即; 光 随着光的强度增加，反过来光合作用和光依赖性反应的速率，光合作用速率增加。

随着光强度的增加，落在叶子上的光子数量也会增加。

结果，更多的叶绿素分子被电离，产生更多的atp和NADH。

然而，在一个点之后，随着光强的增加，光合作用的速率保持不变。

在这一点上，光合作用受到一些其他因素的限制。

此外，光的波长也影响光合作用的速率。

不同的光合系统在不同波长更有效地吸收光能。

二氧化碳 在二氧化碳的浓度的增加增大了碳被掺入碳水化合物在光合作用的暗反应的速率。

因此，在大气中增加二氧化碳的浓度迅速增加光合作用的速率到一个点后，它是由一些其它因素的限制。

温度 光合作用的光无关反应受温度变化的影响，因为它们被酶催化，而光依赖性反应不是。

当酶达到其最适温度时，反应速率增加，之后随着酶趋于变性，反应速率开始下降。

光合作用的过程/步骤 光合作用的整个过程，可以客观地分为四个步骤/过程： 1.光吸收 光合作用的第一步是叶绿素吸收光，叶绿素附着在叶绿体的类囊体中的蛋白质上。

然后使用吸收的光能从电子给体类似的供体中除去电子，形成氧气。

电子被进一步转移到主电子受体，奎宁（Q），这是在电子传递链类似的CoQ。

2.电子转移 电子被现在从主电子受体通过存在于类囊体膜的最终电子受体，这通常是NADP链电子传递分子的进一步传送+。

当电子通过膜传递时，质子被泵出膜，导致质子梯度横跨膜。

3.代的ATP 质子从类囊体腔的基质通过在F运动0.F1复杂导致ADP和PI的ATP产生。

该步骤是相同的​​ATP的产生在步骤电子传递链。

4.碳固定 在步骤2和3中产生的NADP和ATP提供能量，电子驱动碳还原成六碳糖分子的过程。

前三个步骤光合作用直接依赖于光能量，并且因此，被称为光反应，而在该步骤中的反应是独立的光，因此被称为暗反应。

光合作用的类型/阶段/部分 图:光合作用发生在两个阶段:依赖光的反应和卡尔文循环。

发生在类囊体膜上的依赖光的反应，利用光能产生ATP和NADPH。

发生在基质中的卡尔文循环，利用这些化合物的能量从CO中生成GA3P2。

图像来源：OpenStax(莱斯大学)。

光合作用基于光能的利用率分为两个阶段： 1.光依赖性的反应 光合作用的依赖光的反应只发生在植物/细菌被照亮的时候。

在依赖光的反应中，光合细胞的叶绿素等色素吸收光能并将其保存为ATP和NADPH，同时进化出O2气体。

在光合作用的光依赖性反应中，叶绿素吸收高能，短波长光，激发存在于类囊体膜内的电子。

电子的激发，现在启动的光能转化为化学能。

光反应采用两种照相，其存在于叶片上的叶状体上。

图：植物细胞囊膜膜中光合作用的光依赖反应。

图像来源：维基百科(Somepics)。

拍照II 光系统II是一组蛋白质和色素共同工作，吸收光能并通过分子链传递电子，直到最终到达电子受体。

光系统II有一对叶绿素分子，又称P680，因为分子最能吸收波长为680nm的光。

在P680吸收光能量，导致P680的氧化形式后捐赠一对电子。

最后，一种酶催化水分子分裂成两个电子、两个氢离子和氧分子。

这对电子随后转移到P680，使它回到初始阶段。

光系统I 光系统I是一个类似于光系统II的复杂系统，除了这个光系统I有一对叶绿素分子被称为P700，因为它们最好地吸收700nm的波长。

由于光系统I吸收光能，它也变得兴奋和电子转移。

P700的现在氧化形式然后接受来自光系统II的电子，restring回到其初始阶段。

然后通过蛋白质富勒沙昔林进入照相电力的电子。

电子最终到达NADP+，他们减少NADPH。

反应 2H2O+2NADP++3adp+3p一世+光→2NADPH+2H++3atp+o2 视频动画：光合作用的光反应（RicochetScience） 2.光独立反应（Calvin循环） 光合作用中不依赖光的反应是合成反应，它导致植物中一种性碳化合物——葡萄糖的形成。

这一阶段的反应也被称为暗反应，因为它们不直接依赖于光能，但确实需要由光反应形成的产物。

图：卡尔文循环途径的概述。

图像来源：维基百科（麦克·琼斯）。

这一阶段包括3个进一步的步骤，导致碳固定/同化。

步骤1：CO的固定2为3-磷酸甘油酸 在这一步，一个CO2分子共价附着到五碳化合物核酮糖通过酶催化的1,5-二磷酸核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，也称为加氧酶。

这种结合导致了一种不稳定的六碳化合物的形成，然后该化合物被裂解成两个3-磷酸甘油酸分子。

步骤2：3-磷酸甘油酸转化为甘油醛-3-磷酸 在步骤1中形成的3-磷酸糖，通过两个单独的反应转化为甘油醛3-磷酸酯。

首先，存在于基质酶3-磷酸甘油酸激酶催化磷酸基团从ATP转移到3-磷酸甘油酸，得到1,3-bisphosphoglycerate。

接下来，NADPH在由甘氨醛3-磷酸脱氢酶的叶绿体特异性同工酶催化的反应中捐赠电子，生产甘油醛3-磷酸盐和磷酸盐（PI）。

由此产生的甘油醛3-磷酸大部分用于再生1,5-二磷酸核酮糖。

其余的甘油醛要么在叶绿体中转化为淀粉储存起来供以后使用，要么出口到细胞质中转化为蔗糖，运输到植物的生长区域。

步骤3：从丙糖磷酸盐核酮糖1,5-二磷酸的再生 在前面的步骤中形成的三碳化合物通过与三碳、四碳、五碳、六碳和七碳糖的中间体进行一系列的转换，转化为五碳化合物1,5-二磷酸核酮糖。

作为该过程中的第一分子，如果再生，这种光合作用阶段导致循环（Calvin循环）。

反应 3公司2+9atp+6nadph+6h+→甘油醛-3-磷酸盐（G3P）+9ADP+8p一世+6NADP++3H.2O. 一个G3P分子包含三个固定的碳原子，所以需要两个G3P才能构建一个六碳葡萄糖分子。

需要六次循环才能产生一个葡萄糖分子。

视频动画:卡尔文循环(跳弹科学) 光合作用的产品 的光合作用的光依赖性反应的结果是： 三磷酸腺苷 NADPH O.2 H+离子 光合作用的光无关反应（Calvin循环）的产品是： 甘油醛-3-磷酸盐（G3P）/葡萄糖（碳水化合物） H+离子 光合作用的整体产品是： 葡萄糖(碳水化合物) 水 氧 硫(在光合硫细菌中) 光合作用的例子 绿色植物或含氧细菌的光合作用 在植物和细菌含氧像蓝藻光合作用发生在绿色素，叶绿素的存在。

它发生在叶绿体的类囊体到位，导致产品如氧气，葡萄糖和水分子。

大多数植物中葡萄糖单元的连接形成的淀粉或果糖甚至蔗糖。

硫细菌的光合作用 在紫色硫细菌中，光合作用是在氢硫的存在下进行的，而不是在水的存在下。

有些细菌如绿硫细菌有叶绿素，而其他紫硫细菌有类胡萝卜素作为光合色素。

这些细菌中光合作用的结果是碳水化合物（不一定是葡萄糖），硫气和水分子。

光合作用的重要性 光合作用是自养生物的主要能量来源，它们通过利用二氧化碳、阳光和光合色素来制造食物。

光合作用是异同样重要，因为它们从自养获得他们的能量。

植物的光合作用是维持大气中的氧气水平所必需的。

此外，光合作用产品有助于海洋，陆地，植物和动物中发生的碳循环。

同样，它也有助于维持植物、动物和人类之间的共生关系。

阳光或太阳能是地球上所有其他形式的能量的主要来源，通过光合作用的过程加以利用。

人造光合作用 人工光合作用是一个化学过程，模仿的太阳光，水和二氧化碳的利用率，以产生氧气和碳水化合物的生物过程。

图像来源：理论物理。

在人工光合作用中，光催化剂能够复制在自然光合作用中发生的氧化-还原反应。

人工光合作用的主要功能是利用阳光生产太阳能燃料，可以在没有阳光的条件下储存和使用。

随着太阳能燃料的制备，人工光合作用可以用来从水和阳光中产生氧气，从而产生清洁能源。

人工光合作用最重要的部分是光催化水分子分裂，产生氧气和大量氢气。

此外，还可以进行光驱动的碳还原以复制天然碳固定过程，导致碳水化合物分子。

因此，人造光合作用具有在太阳能燃料，光电化学，酶的生产的应用中的应用，以及用于生产微生物生物燃料和阳光的生物氢的光学营养性微生物。

视频动画：学习从叶子：走向绿色与人工光合作用 光合作用VS细胞呼吸 图像来源：可汗学院。

光合作用 细胞呼吸 光合作用发生在绿色植物、藻类和一些光合细菌中。

细胞呼吸作用发生在所有生物体内。

光合作用的过程发生在叶绿体的类囊体中。

细胞呼吸的过程发生在线粒体中。

光合作用的反应物的光能量，二氧化碳和水。

6公司2+6h2Ø→C6.H12.O.6.+6o2 细胞呼吸的反应物是葡萄糖和氧气。

6o2+C.6.H12.O.6.→6有限公司2+6h2O. 光合作用产品是二氧化碳，水和能量。

细胞呼吸的产品是葡萄糖，氧和水分子。

光合作用是合成代谢的过程，导致有机分子的产生。

细胞呼吸是分解代谢过程中，产生的有机分子氧化成释放能量。

光合作用是一种能吸收能量的反应。

细胞呼吸是一种能引起能量释放的外能反应 光合作用只能在阳光下发生。

细胞呼吸一直发生，因为它不需要阳光。

视频动画:光合作用与细胞呼吸的比较(BOGObiology) 常见问题解答（修订问题） 光合作用发生在哪里?光合作用发生在叶绿体的类囊体膜中。

什么是光合作用的产物？光合作用的产物是碳水化合物（葡萄糖），氧，和水分子。

光合作用的反应物是什么?光合作用的反应物是二氧化碳，水，光合色素，和太阳光。

如何光合作用和细胞呼吸有关？光合作用和细胞呼吸基本上彼此的逆转，其中光合作用是导致有机分子的形成合成代谢过程。

与此相反，细胞呼吸是导致有机分子的分解释放能量分解代谢过程。

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