绿色植物利用太阳的光能,同化二氧化碳(CO2)和水(H2O)制造有机物质并释放氧气的过程,称为光合作用。光合作用主要包括光反应、暗反应两个阶段。光合作用是高中生物知识的重点之一,植物的光合作用有两个反应过程,光反应和暗反应,光反应需要光才能进行,而暗反应不需要光,在黑暗处也可以进行。那么二者有什么区别和联系呢?一起来看看吧。
一、光反应和暗反应的联系
暗反应的正常进行除其自身(如多种酶)及外界条件(二氧化碳和适宜的温度)外,需要光反应提供的[H]和ATP。
暗反应有光无光都能进行。若光反应停止,暗反应可持续行一段时间,但时间不长。
如果暗反应受阻,光反应因产物积累也会使其不能正常进行。因此光反应和暗反应是相互制约,密切联系的两个生理过程。
二、光反应和暗反应的区别
1、发生场所不同
光反应发生在叶绿体的类囊体膜(光合膜);暗反应开始于叶绿体基质,结束于细胞质基质。
2、反应过程不同
光反应:是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能,并将光能转化为化学能,形成ATP和NADPH的过程。
暗反应:是由光量子为生物色素吸收的时间极短的光反应过程和为光所激发的色素在暗处引起的一系列暗反应过程所组成的。
3、能量变化不同
光反应的能量变化是光能—电能—活跃化学能;暗反应的能量变化是活跃化学能—稳定化学能。
4、反应时间不同
光反应发生的时间短促,以微秒计;暗反应发生的实际较缓慢。
三、光合作用光反应和暗反应阶段
1、光反应
光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+,使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中,形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。
反应式:H2O+ADP+Pi+NADP^+→O2+ATP+NADPH+H^+
2、暗反应
暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和NADPH的提供,故称为暗反应阶段。
反应式:CO2+ATP+NADPH+H^+→(CH2O)+ADP+Pi+NADP^+
总反应:CO2+H2O→(CH2O)+O2
其中(CH2O)表示糖类。
四、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。
