光合作用的原料是水和二氧化碳。光合作用通常是指綠色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物,同時釋放氧的過程,光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段進(jìn)行。
二氧化碳和水。
二氧化碳:二氧化碳是空氣中常見的化合物,碳與氧反應(yīng)生成其化學(xué)式為CO?一個二氧化碳分子由兩個氧原子與一個碳原子通過共價鍵構(gòu)成,常溫下是一種無色無味氣體,密度比空氣大,能溶于水,與水反應(yīng)生成碳酸,不支持燃燒。固態(tài)二氧化碳壓縮后俗稱為干冰。二氧化碳被認(rèn)為是加劇溫室效應(yīng)的主要來源。工業(yè)上可由碳酸鈣強(qiáng)熱下分解制取。
水:水是由氫、氧兩種元素組成的無機(jī)物,無毒,可飲用。在常溫常壓下為無色無味的透明液體,被稱為人類生命的源泉。水可分為天然水,蒸餾,人工制水。
水是地球上最常見的物質(zhì)之一,是包括無機(jī)化合、人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一種狹義不可再生,廣義可再生資源。
光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)之一,它為生命提供了能量和氧氣,維持了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。諾貝爾基金會在1988年給一項光合作用研究成果頒發(fā)諾貝爾獎的頒獎評語中,稱光合作用是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。
18世紀(jì)70年代初,英國化學(xué)家約瑟夫·普里斯特利發(fā)現(xiàn)植物可以更新因蠟燭燃燒和小鼠呼吸而變“壞”了的空氣。人們普遍認(rèn)為,是他通過這個經(jīng)典的實驗發(fā)現(xiàn)了光合作用。葉子進(jìn)行光合作用時,要吸收二氧化碳并排出氧氣。
光合作用的過程極其復(fù)雜,包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)。
光反應(yīng)由光引起,需要在光的作用下才能進(jìn)行,反應(yīng)的場所是葉綠體片層膜。植物吸收光能后,受光激發(fā)的葉綠素分子釋放出高能電子,光能轉(zhuǎn)化為電能,水作為葉綠素的電子供體,在光的作用下分解,釋放出氧氣,將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能,產(chǎn)生生物代謝中的高能物質(zhì)。
暗反應(yīng)不需要光的作用,但需要催化作用,反應(yīng)的場所是葉綠體的基粒。它是光合作用的第二階段,借助光反應(yīng)生成的能量和還原物質(zhì),把吸收的二氧化碳合成為葡萄糖等有機(jī)物,就是將二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳水化合物。
如今,科學(xué)界對光合作用的研究進(jìn)入到了分子生物學(xué)時代。利用分子生物學(xué)方法,科學(xué)家能夠?qū)⒐夂献饔脵C(jī)制的研究深入到分子水平,探索其中的奧妙。通過研究光合作用相關(guān)基因的表達(dá)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,以及它們之間的相互作用,科學(xué)家可以更詳細(xì)地了解光合作用的過程。深入地研究光合作用的機(jī)制和應(yīng)用,對于應(yīng)對人類面臨的諸多挑戰(zhàn)(如糧食安全、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等)具有重要的意義。
1、將太陽能變?yōu)榛瘜W(xué)能:
植物在同化無機(jī)碳化物的同時,把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,儲存在所形成的有機(jī)化合物中。每年光合作用所同化的太陽能約為人類所需能量的10倍。有機(jī)物中所存儲的化學(xué)能,除了供植物本身和全部異養(yǎng)生物之用外,更重要的是可供人類營養(yǎng)和活動的能量來源。因此可以說,光合作用提供今天的主要能源。綠色植物是一個巨型的能量轉(zhuǎn)換站。
2、把無機(jī)物變成有機(jī)物:
植物通過光合作用制造有機(jī)物的規(guī)模是非常巨大的。據(jù)估計,植物每年可吸收CO?約合成約的有機(jī)物。地球上的自養(yǎng)植物同化的碳素,40%是由浮游植物同化的,余下60%是由陸生植物同化的。人類所需的糧食、油料、纖維、木材、糖、水果等,無不來自光合作用,沒有光合作用,人類就沒有食物和各種生活用品。換句話說,沒有光合作用就沒有人類的生存和發(fā)展。
3、維持大氣的碳氧平衡:
大氣之所以能經(jīng)常保持21%的氧含量,主要依賴于光合作用(光合作用過程中放氧量約)。光合作用一方面為有氧呼吸提供了條件,另一方面,的積累,逐漸形成了大氣表層的臭氧(O?)層。臭氧層能吸收太陽光中對生物體有害的強(qiáng)烈的紫外輻射。植物的光合作用雖然能清除大氣中大量的CO?,但大氣中CO?的濃度仍然在增加,這主要是由于城市化及工業(yè)化所致。
二氧化碳,一種碳氧化合物,化學(xué)式為CO2,化學(xué)式量為44.0095,常溫常壓下是一種無色無味或無色無臭而其水溶液略有酸味的氣體,也是一種常見...
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第一種方法是采用燃燒法,用熾熱的鐵絲放入瓶中,劇烈燃燒的是氧氣,沒有燃燒的是二氧化碳。第二種方法是冷凝法,將液氮瓶倒入氣體瓶內(nèi),變成顆粒狀的...
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二氧化碳不是空氣污染物質(zhì)。只要大氣中原本有的物質(zhì),并且大量存在的都不是污染物,這就是判斷依據(jù)??諝馕廴疚锒x:通常以氣態(tài)形式進(jìn)入近地面或低層...
一氧化碳和二氧化碳的區(qū)別:一氧化碳是由一個碳原子加上一個氧原子組成;而二氧化碳是由一個碳原子加上兩個氧原子組成。一氧化碳屬于一種無色、無刺激...
標(biāo)準(zhǔn)條件下二氧化碳密度比空氣密度大,二氧化碳?xì)鈶B(tài)時密度為1.977g/L,液態(tài)時密度為1.177kg/L。二氧化碳的相對分子質(zhì)量為44,空氣...
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