光合作用的过程 光合作用的意义

光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

光合作用的过程

光反应阶段

‌光能的吸收与转换‌：在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿素等光合色素分子吸收光能，将光能转换为电能。

‌水的光解‌：在光照下，水分子被分解为氧气、质子和电子。质子用于形成ATP，而电子则通过电子传递链进一步传递。

‌ATP和NADPH的形成‌：通过光合磷酸化和NADP+的还原，形成ATP和NADPH，这些是高能化合物，用于暗反应阶段。

暗反应阶段

‌CO2的固定‌：在叶绿体基质中，二氧化碳被一种称为RuBP（核酮糖-1,5-二磷酸）的化合物固定，形成3-磷酸甘油酸。

‌C3化合物的还原‌：在ATP和NADPH的参与下，3-磷酸甘油酸经过一系列反应被还原成葡萄糖或其他糖类，同时再生RuBP，完成碳循环。

总体反应式

光合作用的总体化学方程式可以表示为：

[6CO_2+6H_2O\xrightarrow{光照，叶绿体}C_6H_{12}O_6+6O_2]

这个反应不仅转换了光能为化学能，还调节了大气中的碳和氧的平衡。

光合作用的意义

将太阳能变为化学能

植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。因此可以说，光合作用提供今天的主要能源。绿色植物是一个巨型的能量转换站。

把无机物变成有机物

植物通过光合作用制造有机物的规模是非常巨大的。据估计，植物每年可吸收CO2约7×1011吨，合成约5000亿吨的有机物。地球上的自养植物同化的碳素，40%是由浮游植物同化的，余下60%是由陆生植物同化的。人类所需的粮食、油料、纤维、木材、糖、水果等，无不来自光合作用，没有光合作用，人类就没有食物和各种生活用品。换句话说，没有光合作用就没有人类的生存和发展。

维持大气的碳-氧平衡

大气之所以能经常保持21%的氧含量，主要依赖于光合作用（光合作用过程中放氧量约）。光合作用一方面为有氧呼吸提供了条件，另一方面，氧气的积累，逐渐形成了大气表层的臭氧（O3）层。臭氧层能吸收太阳光中对生物体有害的强烈的紫外辐射。植物的光合作用虽然能清除大气中大量的CO2，但大气中CO2的浓度仍然在增加，这主要是由城市化及工业化所致。