一些生物需要?jiǎng)?chuàng)造生存所需的能量。這些生物能夠吸收陽(yáng)光中的能量，并將其用于生產(chǎn)糖和其他有機(jī)化合物，例如脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。然后，這些糖用于為生物體提供能量。此過程稱為光合作用，被包括植物，藻類和藍(lán)細(xì)菌在內(nèi)的光合生物利用。

        光合作用方程

        在光合作用中，太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)換為化學(xué)能?；瘜W(xué)能以葡萄糖（糖）的形式存儲(chǔ)。二氧化碳，水和陽(yáng)光用于產(chǎn)生葡萄糖，氧氣和水。該過程的化學(xué)方程式為：6CO 2 + 12H 2 O +發(fā)光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

        該過程消耗了六分子二氧化碳（6CO 2）和十二分子水（12H 2 O），而葡萄糖（C 6 H 12 O 6），六分子氧（6O 2）和六分子水被消耗了產(chǎn)生（6H 2 O）。

        該方程式可以簡(jiǎn)化為：6CO 2 + 6H 2 O +光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2。

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        植物的光合作用

        在植物中，光合作用主要發(fā)生在葉片內(nèi)部。由于光合作用需要二氧化碳，水和陽(yáng)光，因此所有這些物質(zhì)必須從葉子中獲取或運(yùn)輸?shù)饺~子中。二氧化碳是通過稱為氣孔的植物葉片中的細(xì)孔獲得的。氧氣也通過氣孔釋放。植物從根部獲得水，然后通過維管植物組織系統(tǒng)輸送到葉子。陽(yáng)光被葉綠素吸收，葉綠素是一種位于植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的綠色色素，稱為葉綠體。葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。葉綠體包含幾個(gè)結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)構(gòu)都有特定的功能：

        外膜和內(nèi)膜 -保護(hù)性覆蓋物，使葉綠體結(jié)構(gòu)保持封閉狀態(tài)。

        基質(zhì)-葉綠體中的致密液體。二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖的位置。

        類囊體—扁平的囊狀膜結(jié)構(gòu)。光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的場(chǎng)所。

        格拉納 -類囊體囊的密集分層堆棧。光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的場(chǎng)所。

        葉綠素 -葉綠體中的綠色顏料。吸收光能。

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        光合作用的階段

        光合作用分為兩個(gè)階段。這些階段稱為亮反應(yīng)和暗反應(yīng)。光反應(yīng)在光的存在下發(fā)生。暗反應(yīng)不需要直接光照，但是大多數(shù)植物在白天都會(huì)發(fā)生暗反應(yīng)。

        光反應(yīng)主要發(fā)生在谷物的類囊體堆中。在這里，太陽(yáng)光以ATP（含自由能的分子）和NADPH（高能電子攜帶分子）的形式轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。葉綠素吸收光能并開始一系列步驟，從而導(dǎo)致ATP，NADPH和氧氣的產(chǎn)生（通過水的分解）。氧氣通過氣孔釋放。ATP和NADPH均用于黑暗反應(yīng)中以產(chǎn)生糖。

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        黑暗反應(yīng)發(fā)生在基質(zhì)中。使用ATP和NADPH將二氧化碳轉(zhuǎn)化為糖。此過程稱為碳固定或卡爾文循環(huán)?？栁难h(huán)具有三個(gè)主要階段：碳固定，還原和再生。在固碳過程中，二氧化碳與5碳糖[核糖1,5-磷酸二氫鹽（RuBP）]結(jié)合在一起，形成6碳糖。在還原階段，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH用于將6碳糖轉(zhuǎn)化為2分子的3碳碳水化合物，3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛用于制取葡萄糖和果糖。這兩個(gè)分子（葡萄糖和果糖）結(jié)合在一起形成蔗糖或糖。在再生階段，3-磷酸甘油醛的一些分子與ATP結(jié)合并轉(zhuǎn)化回5碳糖RuBP。循環(huán)完成后，RuBP可與二氧化碳混合以再次開始循環(huán)。

        光合作用總結(jié)

        總之，光合作用是將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能并用于生產(chǎn)有機(jī)化合物的過程。在植物中，光合作用通常發(fā)生在植物葉片中的葉綠體中。光合作用包括兩個(gè)階段，光反應(yīng)和暗反應(yīng)。光反應(yīng)將光轉(zhuǎn)化為能量（ATP和NADHP），而暗反應(yīng)則利用能量和二氧化碳產(chǎn)生糖。要查看光合作用，請(qǐng)參加“ 光合作用測(cè)驗(yàn)”。