Question

绿色植物为什么要进行光合作用？

Answer 1

所有绿色植物要进行光合作用，才能发育生长、开花结果，为人类提供丰富的食物。日光大棚是人为地，为蔬菜生物创建了一个特定的生态环境小气候，以高产出、高效益为目标。满足人们生活水平，不断提高对食品的需求。
大棚蔬菜进行光会作用，是以根系吸收水，肥为原料进行的，养分的运转也是以水为介质而进行的。平衡供水，各种养分平衡供给，养分首先要被水溶解，根系才能吸收利用。
二氧化碳是绿色植物，进行光合作用，最重要的原料之一，是任何物质所不可代替的，被称之为大棚蔬菜的粮食。日光大棚光照弱，湿度大，气流交换缓慢，二氧化碳不能从大气中任意补充，特别是数九寒天，大棚蔬菜对二氧化碳气肥的需求量得不到满足，又为突出，二氧化碳的浓度大小，决定着光合作用的多少。所以使植物产生各种病害以及菌害和虫害。
光合产物是水、肥料、二氧化碳气休、太阳光热能经叶绿素细胞化学反应而生成的，新的化合物叫碳水化合物，是植物生长的营养液，包含着多种成分如水分、脂肪、糖分、淀粉、各种氨基酸（蛋白质）、维生素等。
所以说：二氧化碳的不足，是大棚蔬菜增产的重要限制因素。据测定，大气中的二氧化碳浓度为300PPM-500PPM，并不是光合作用的最佳浓度，如果人为地能把大棚空气中的二氧化碳的浓度提高到800-1000PPM，蔬菜产量可提高20%?40%以上，菜苗抗逆能力大大提高，各种病害、虫害势必减轻。不但节省了农药，而且提高了产量，明显提高了品质，特别能提高前期产量，正好赶上两个年关，蔬菜缺档的高价期。
大棚二氧化碳的浓度，以日出前为最高，但也只有100?200PPM低于大气水平，日出后一小时内大棚空气中的二氧化碳农度声速下降到70?90PPM菜苗对CO2的需求，处于非常饥饿的状态，通风换气两小时后，才能回升到200?250PPM，但有时大棚内外温差太大，又不能通风换气（通风后降低了棚温，对菜苗生长不利）。
因此说：二氧化碳才长剂的施用，是实现日光大棚蔬菜优质、高产的关键所在。

Answer 2

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物，也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么，光合作用是怎样发现的呢？

光合作用的发现 直到18世纪中期，人们一直以为植物体内的全部营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年，英国科学家普利斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，他指出植物可以更新空气。但是，他并不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。下面介绍其中几个著名的实验。1864年，德国科学家萨克斯做了这样一个实验：把绿色叶片放在暗处几小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。

1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

光合作用的过程:

光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。

暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。

光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面；

第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。

第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。

第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t／s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。

第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。

Answer 3

叶绿素是绿色植物进行光合作用的场所。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料。绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。绿色植物通过光合作用在体内积累有机物。

Answer 4

光合作用可分为光反应和碳反应（旧称暗反应）两个阶段
卡尔文循环
光合作用的两个阶段

2.1
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）
光合作用的发现：
水(原料)+二氧化碳
（原料）
光（条件）&叶绿体（场所）=氧气（产物）+有机物（产物）
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）同样可以为碳反应提供能量。
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)。
2.2
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，暗反应的过程不一样，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。暗反应可分为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继续参与暗反应。
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
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Answer 5

叶绿素是绿色植物进行光合作用的场所。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料。绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用。绿色植物通过光合作用在体内积累有机物。