植物是如何把太阳能转化为活跃的化学能的

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/02 01:05:58
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一、原初反应

光合作用机理是复杂的,迄今仍然未完全查清楚。已有研究表明,光合作用的总反应,包括一系列复杂的光化学反应和酶促反应过程。

光合作用分为两个反应:光反应(light reaction)和暗反应(dark reaction)。光反应是必须在光下才能进行的、由光推动的光化学反应,在类囊体膜(光合膜)上进行;暗反应是在暗处(也可以在光下)进行的、由一系列酶催化的化学反应,在叶绿体基质中进行。近年来的研究表明,光反应的过程并不都需要光,而暗反应过程中的一些关键酶活性也受光的调节。 图示

光合作用是能量转化和形成有机物的过程。在这个过程中首先是吸收光能并把光能转变为电能,进一步形成活跃的化学能,最后转变为稳定的化学能,贮藏于碳水化合物中。

整个光合作用可大致分为三个步骤:①原初反应;②电子传递(含水的光解、放氧)和光合磷酸化;③碳同化过程。第一、二两个步骤基本属于光反应,第三个步骤属于暗反应。从能量转变的角度来看,光合作用可以做如下划分:

光能———→电能—————→ 活跃化学能————→稳定化学能

原初反应是指光合色素分子对光能的吸收、传递与转换过程。它是光合作用的第一步,速度非常快,可在皮秒(ps,10-12秒)与纳秒(ns,10-9秒)内完成,且与温度无关,可在-196℃(液氮温度)或-271℃(液氦温度)下进行。

根据功能来区分,类囊体膜上的光合色素可为二类:

(1)反应中心色素(reaction centre pigments),少数特殊状态的叶绿素a分子属于此类,它具有光化学活性,既能捕获光能,又能将光能转换为电能(称为“陷阱”)。 图示

(2)捕光色素(light-harvesting pigments),又称天线色素(antenna pigments),它没有光化学活性,能吸收光能,并把吸收的光能传递到反应中心色素,绝大多数色素,包括绝大部分叶绿素a和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等都属于此类。

捕光色素位于光合膜上的色素蛋白复合体上(图示),反应中心色素存在于反应中心(reaction center)。但二者是协同作