光合作用的概念及意义

光合作用的有关概念

自养生物吸收二氧化碳转变成有机物的过程叫碳素同化作用。

不能进行碳素同化作用的生物称为异养生物，如动物、某些微生物和极少数高等植物。

碳素同化作用包括三种类型：

• 细菌光合作用（不放氧）
• 绿色植物光合作用（放氧）
• 化能合成作用

绿色植物光合作用：

吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。

Elysia chlorotica：一种能进行光合作用的动物。它具有生成叶绿素所必需的基因，还可以“窃取”藻类叶绿体，利用其进行光合作用。

叶绿素在其上的转变

光合作用的最简式：

S. Ruben和M.D. Kamen（1941，美国）通过H218O和C18O2同位素标记实验，证明光合作用中释放的O2来自于H2O。

光合作用本质上是一个氧化还原反应

H2O是电子供体（还原剂），被氧化到O2的水平；

CO2是电子受体（氧化剂），被还原到糖的水平；

氧化还原反应所需的能量来自光能。

光合作用的意义——光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”

• （1）将无机物转变成有机物。自养植物一年同化的碳素约为2×1011吨，60％由陆生植物同化，40％由浮游植物同化；
• （2）维持大气O2和CO2的相对平衡。绿色植物每年释放O2量约5.35×1011吨，维持大气中[O2] ≈ 21％。
• （3）将光能转变成化学能。绿色植物每年同化碳的总能量约为全球能源消耗总量的10倍；光合作用是一个巨型能量转换站。

藻类培养

光合作用的应用设计