高中生物光合作用的过程(生物必修一光合作用的过程)

新东方网整理高三生物第一轮复习资料，按考纲要求的生物考点顺序整理解析及同步练习，本系列为细胞代谢单元，内容包括酶与ATP、呼吸作用和光合作用的相关考点及同步训练题.

光反应

条件：光照、光合色素、光反应酶。

场所：叶绿体的类囊体薄膜。(色素)

光合作用的反应：

(原料) 光 (产物)

水+二氧化碳-----------→有机物(主要是淀粉) + 氧气(光和叶绿体是条件)

叶绿体

过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下)。

②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP(在光、酶和叶绿体中的色素的催化下)。

影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度、矿质元素等。

意义：①光解水，产生氧气。

②将光能转变成化学能，产生ATP，为碳反应提供能量。

③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，为碳反应提供还原剂NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，NADPH(还原型辅酶Ⅱ可以为碳反应提供原料。

详细过程如下:

系统由多种色素组成，如叶绿素a(Chlorophyll a)、叶绿素b(Chlorophyll b)、类胡萝卜素(Carotenoids)等组成。既拓宽了光合作用的作用光谱，其他的色素也能吸收过度的强光而产生所谓的光保护作用(Photoprotection)。在此系统里，当光子打到系统里的色素分子时，会如图片所示一般，电子会在分子之间移转，直到反应中心为止。反应中心有两种，光系统一吸收光谱于700nm达到高峰，系统二则是680nm为高峰。反应中心是由叶绿素a及特定蛋白质所组成(这边的叶绿素a是因为位置而非结构特殊)，蛋白质的种类决定了反应中心吸收之波长。反应中心吸收了特定波长的光线后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上的缺。然后叶绿素a透过如图所示的过程，生产ATP与NADPH(还原型辅酶)分子，过程称之为电子传递链(Electron Transport Chain)。

碳反应

碳反应的实质是一系列的酶促反应。原称暗反应，后随着研究的深入，科学家发现这一概念并不准确。因为所谓的暗反应在暗中只能进行极短的时间，而在有光的条件下能连续不断进行，并受到光的调节。所以在20世纪90年代的一次光合作用会议上，从事植物生理学研究的科学家一致同意，将暗反应改称为碳反应。

条件：碳反应酶。

场所：叶绿体基质。

影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。

过程：不同的植物，碳反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。碳反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型，植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内，通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH在ATP供能的条件下反应，生成糖类(CH2O)并还原出C5。被还原出的C5继续参与碳反应。

光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物(物质变化)和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能(能量变化)。

CO2+H2O(光照、酶、 叶绿体)==(CH2O)+O2

(CH2O)表示糖类(叶绿体相当于催化剂[1])

阶段比较

①联系：光反应和碳反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是碳反应的基础，光反应阶段为碳反应阶段提供能量(ATP、NADPH)和还原剂(NADPH)，碳反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。

②区别：(见下表)

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