植物光合作用：光反应与暗反应的过程与方式

植物的光合作用

能进行光合作用，是植物最显著的特征。植物每天都要吸收太阳光能，借此制造各种养料，为地球上的人类和所有动物直接或间接地提供生存所必需的食物，以及一种最重要的物质——氧气。

太阳光

当太阳的光到达我们居住的地球时，我们的眼睛就会看到周围各种颜色的物体，如果没有光，我们周围的一切都是漆黑一团。太阳是个巨大发光发热的球体，并以电磁波的形式把它的光和热毫不吝惜地向宇宙各处抛洒，到达地球表面的电磁波其波长从几纳米到上千米不等。我们感觉到的“光”，实际上就是我们眼睛能够看到的所谓的“可见光”，它是太阳光谱中的一小部分。太阳的光和热以辐射的形式到达地球，植物就是吸收了这些光，才能够进行光合作用的。

什么是光合作用

绿色植物细胞中的叶绿体或者是叶绿素利用太阳光的能量，利用周围环境中的水分和空气中的二氧化碳，制造合成碳水化合物，同时释放氧气，这个过程叫做光合作用。光合作用的实质，是把太阳光中的能量转化成化学能，贮存在碳水化合物的分子中。

光合作用的意义

在地球上，所有的生物在进行生命活动的时候，都必须消耗能量，或者说都必须有能量的供应。这些能量是从哪里来的呢?我们人类当然是靠吃饭(主要由粮食、蔬菜和肉组成)。动物要靠吃草或吃其他的小动物，当然小动物也是靠吃草，归根结底，它们是以吃草为生的。这些草、粮食以及蔬菜中蕴藏着的能量，都是由绿色植物通过光合作用制造的。如果没有光合作用，地球上所有的动物都要因为缺少食物而饿死，或者因为缺少新鲜氧气而闷死。植物在进行光合作用的时候，还要释放出氧气，只有大气中有了足够的氧气，需要有氧呼吸的真核生物出现，也才能使在大气层的上空形成臭氧层，挡住紫外线等有害射线的伤害，各种生物才能最终走上地球这个大舞台，上演出生物进化的精彩历程。

叶绿素

冬去春来，和煦的春风吹拂大地，蒙蒙的小雨浙浙沥沥，灿烂的阳光一片明媚，整个世界一派葱茏，郁郁葱葱之间透出勃勃生机。绿色的山峦、青青的原野，处处显露出青翠欲滴，整个世界弥漫着绿色的气息。这都是植物的装扮，是叶绿素的功绩。叶绿素分子有两个吸收高峰，一个是在红色区，另外一个是在蓝色区，而对绿色光的吸收则很少，所以反射出一派盎然绿意，才使得春天成为绿色的主旋律。(www.xing528.com)

叶绿素分子

叶绿素分子不光是绿色使者，更是阳光捕获者。它有着一种怪异的长相，大大的四方脑袋，拖着一条长长的尾巴，大脑袋便于捕获阳光，长尾巴利于给自己定位。叶绿素分子有3种，即叶绿素A、叶绿素B和叶绿素C，叶绿素A存在于所有的光合生物中，叶绿素B存在于绿色植物中，叶绿素C存在于杂色藻类中。在所有这些色素中，叶绿素A是不可缺少的，所以除了叶绿素A外，其他色素都是辅助色素。

光反应与暗反应

植物的光合作用是个非常复杂的过程，可以简单地分成两个反应，一个是光反应，另外一个是暗反应。顾名思义，光反应只有光存在的条件下才能进行，发生在叶绿体的类囊体上，包括光的捕获、水的电离、电子传递、光合磷酸化等内容；暗反应是光合作用的第二个阶段，没有光照也能进行，发生在叶绿体的基质中，暗反应是一个二氧化碳固定过程。

二氧化碳的固定

光合作用中的暗反应实际上是一个二氧化碳固定的过程。暗反应的过程发生在叶绿体的基质里，这个过程是不需要光的。但既然是个合成的过程，就需要能量的供应，这个能量的供应者就是ATP。ATP是“三磷酸腺苷”的英文缩写，它是一种可以在光合作用过程中形成的能量物质。ATP形成后，进入到基质中，为暗反应提供能量。暗反应通过一系列复杂的化学反应过程，将二氧化碳固定下来。

三碳植物与四碳植物

植物光合作用的暗反应过程中，二氧化碳的固定有不同的方式。根据二氧化碳固定方式的不同，植物有三碳植物与四碳植物之分。四碳植物光合作用的效率大于三碳植物，在二氧化碳浓度较低的情况下，这种差别尤其明显。玉米和甘蔗是典型的四碳植物。