光与光合作用

光合作用：
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。

光与光合作用:
一、大地上光线来源于太阳，太阳是世界上一切生物赖以生存的最重要条件。

太阳光穿过大气层投射到地面上产生两种效应：一种是热效应，一种是光效应。

太阳的热效应常以日射来表示，温带地区冬季日射量约在1.0卡/平方厘米左右，而夏季的日射量约为1.4卡/平方厘米。

太阳的光线应称为照度，常以勒克斯来表示。

照度的强弱随季节的不同、太阳入射角的变化而变化。

1、在北京地区4~5月以后自然光照的最大强度为12~14万勒克斯，12~2月这个季节里自然光照的最大强度只有4万勒克斯。

因此冬季的阳光对于植物生长是非常宝贵的，必须最大限度地把阳光收集和利用起来。

太阳光分为直射光和散射光，晴天的光照由直射光和散射光组成，阴天时只有散射光。

太阳光是由各种波长不同的光和一些射线组成，人们视觉感到的可见光中包括红、橙、黄、绿、青、兰、紫等七种不同波长的光，此外尚有紫外光和红外光等不可见光。

2、绿色植物的光合作用是绿色植物特有的一种生化现象。

光合作用即植物吸收光能，由于绿色植物中叶绿素的作用，使二氧化碳还
原形成氧，同时由二氧化碳和水形成碳水化合物。

因此太阳光、叶绿素、二氧化碳和水是光合作用不可缺少的因素。

光是光合作用的能量来源，叶绿素是光合作用进行的场所，二氧化碳和水则是光合作用的原料。

一切生理活动必须在一定的温度条件下行，因此适宜的温度也是光合作用中一个重要条件。

二、、光合作用发生的部位。

光合作用只能在植物中含有叶绿素的绿色部位进行，植物的绿叶就是进行光合作用的主要器官。

植物的叶是由表皮组织，叶肉组织和输导组织三部分构成。

表皮组织可以透过阳光有利于光合作用。

在叶的上、下表皮上布满了小孔称为“气孔”，气孔是植物水分蒸腾和气体交换的器官。

光合作用的原料二氧化碳就是通过气孔进入细胞的。

1、输导组织象人的血管一样布满植物全身，植物的根从土壤中吸收水分，通过输导组织送到叶子里参加光合作用。

叶肉细胞是一群薄壁细胞，这些细胞内含有大量的叶绿体，这些叶绿体是植物进行光合作用的场所，细胞内的叶绿体呈椭圆碟状，它可以随着细胞原生质的运动而独立地、主动地移动，其移动的方向与光照条件有关。

在弱光下叶绿体将扁平的一面对着阳光，并沿着和光源垂直的细胞壁分布着以接受最大的光量：在强光下叶绿体便将自己的狭面对着阳光同时向细胞的侧壁移动以避免由于光强而过度发热在电子显微镜下可以看到叶绿体中有极细小的颗粒称为基粒。

基粒埋藏在间质中，间质不含色素，色素都集中在基粒之中。

2、叶绿体中的色素有四种：叶绿素a、叶绿素b、胡罗卜素、
叶黄素。

在光合作用中起主要作用的是前二种。

在一般情况下叶绿素占叶绿体色素的2/3，因此叶子呈绿色。

但当气温变低叶绿素形成受到抑制，含量减少，而胡罗卜素和叶黄素相对多了，叶子便呈现黄色。

此外植物体如果缺少某些元素，如铁、镁等，叶绿素则会减少，叶片呈黄色称为缺绿病。

叶绿素形成的最重要条件是光照，在黑暗处不但没有新叶绿素的形成，同时已有的叶绿素也会消失。

强光对叶绿素的积累不利，因为过强光线会形成高温，从而破坏了叶绿素；而长时间照射弱光则对叶绿素积累有利。

叶绿素的一个重要特点是吸收光能，叶绿素对光能的吸收有两个最大部分：一个是红光，一个是蓝紫光。

叶绿素不吸收绿光而胡罗卜素只吸收蓝紫光。

三、光合作用。

光合作用的整个反应过程。

分为两个步骤：一个是光反应（必须在有光的条件下进行），一个是暗反应（可以在暗处，也可以在光下进行）。

光合作用的过程即太阳光照射到叶子上使叶绿素活化，太阳能通过活化了的叶绿素传给水使水分解放出氧，而水中的氢离子则在暗反应中经过一系列的变化最后转移到二氧化碳分子上，形成碳水化合物。

1、影响光合作用的因素。

有二类因素：一类是外部因素，有光、二氧化碳、温度和水分状况；另一类是内部因素包括叶绿素及细胞的各种酶。

光照条件对光合作用的影响有二方面：一是光的强度，一是光的波长。

光是光合作用的能量来源，在光线较弱的范围内光合作用的速度随光照强度的增加而加快，但是当光照强度增高到一定程度后，光合作用就不再增强了，即达到了光饱和；反之当光照强度减到一定
程度时就测不到光合作用强度了，这时光合作用的强度和呼吸作用的强度相等，即积累和消耗相等，这时的光强度称为光合作用的光补偿点，掌握这个数值对栽培植物很重要。

2、不同植物对光照强度的适应性不同：喜光的阳性植物，在光照较强的条件下才能进行光合作用；一些耐阴的植物，在光照强度很弱的情况下也能进行光合作用；有些阴性植物在光照强度不到1万勒克斯时就达到了光合作用的饱和点；而一些强阳性植物当光照强度为10万勒克斯时还没有达到光饱和。

一般阻性植物的光饱和点约为3~5万勒克斯。

能引起光合作用的光的波长大致在可见光范围内，其中红光对光合作用效应最强，其次是蓝紫光。

这是因为红光是太阳光中带有最大能量的部分，而蓝紫光又是散射光中比较多的光，绿色植物对光波的这种反应是植物长期适应自然的结果。

3、温度对光合作用的影响：影响光合作用的温度范围与植物的遗传性有很大关系，耐低温的植物在温度较低的条件下即能进行光合作用；喜温的植物则在较高的气温下才能发生光合作用般来讲植物可在10~35度的温度条件下进行光合作用，其中光合作用的最适温度约为20~28度。

一般植物当温度升至35度以上，光合作用便开始下降。

但一些喜温植物则在40~50度的温度条件下也能进行光合作用。

4、空气中二氧化碳的含量对光合作用的影响：二氧化碳是光合作用的主要原料之一。

因此二氧化碳的供应情况直接影响光合作用的效率。

空气中二氧化碳的一般含量约在0.02~0.03%，这个浓度对光
合作用来说是不够的，因此必须增加空气中二氧化碳的含量，才能提高光合效率。

在二氧化碳的含量增加10~20倍的范围内，光合效率则有规律的增加，但如果二氧化碳超过了允许范围，光合作用也要受到抑制。