光合作用通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有機物,同時釋放氧的過程。
光合作用反應階段:
1,光反應:
光反應階段的特徵是在光碟機動下水分子氧化釋放的電子透過類似於線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統傳遞給
,使它還原為
。
電子傳遞的另一結果是基質中質子被泵送到類囊體腔中,形成的跨膜質子梯度驅動
磷酸化生成
反應式:
2,暗反應:
暗反應階段是利用光反應生成
和
進行碳的同化作用,使氣體二氧化碳還原為糖。
由於這階段基本上不直接依賴於光,而只是依賴於
的提供,故稱為暗反應階段。
總反應式:
其中
表示糖類。
擴充套件資料:
光合作用植物:
1,C3類植物
二戰之後,美國加州大學伯利克分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻,以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時C示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟,卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO2的密閉容器中,然後將C標記的CO2注入容器,培養相當短的時間之後,將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞,使細胞中的酶變性而失效。
接著他們提取到溶液裡的分子。然後將提取物應用雙向紙層析法分離各種化合物,再透過放射自顯影分析放射性上面的斑點,並與已知化學成分進行比較。
卡爾文在實驗中發現,標記有C的CO2很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內,層析紙上就出現放射性的斑點,經與已知化學物比較,斑點中的化學成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中間體。
這第一個被提取到的產物是一個三碳分子,所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將透過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。
後來研究還發現,CO2固定的C3途徑是一個迴圈過程,人們稱之為C3迴圈。這一迴圈又稱卡爾文迴圈。
C3類植物(碳三植物),如米和麥,二氧化碳經氣孔進入葉片後,直接進入葉肉進行卡爾文迴圈。而C3植物的維管束鞘細胞很小,不含或含很少葉綠體,卡爾文迴圈不在這裡發生。
2,C4類植物
在20世紀60年代,澳洲科學家哈奇和斯萊克發現玉米、甘蔗等熱帶綠色植物,除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文迴圈外,CO2首先透過一條特別的途徑被固定。
這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑(Hatch-Slack途徑),又稱四碳二羧酸途徑C4植
光合作用通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成富能有機物,同時釋放氧的過程。
光合作用反應階段:
1,光反應:
光反應階段的特徵是在光碟機動下水分子氧化釋放的電子透過類似於線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統傳遞給
,使它還原為
。
電子傳遞的另一結果是基質中質子被泵送到類囊體腔中,形成的跨膜質子梯度驅動
磷酸化生成
。
反應式:
2,暗反應:
暗反應階段是利用光反應生成
和
進行碳的同化作用,使氣體二氧化碳還原為糖。
由於這階段基本上不直接依賴於光,而只是依賴於
和
的提供,故稱為暗反應階段。
反應式:
總反應式:
其中
表示糖類。
擴充套件資料:
光合作用植物:
1,C3類植物
二戰之後,美國加州大學伯利克分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻,以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時C示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟,卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO2的密閉容器中,然後將C標記的CO2注入容器,培養相當短的時間之後,將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞,使細胞中的酶變性而失效。
接著他們提取到溶液裡的分子。然後將提取物應用雙向紙層析法分離各種化合物,再透過放射自顯影分析放射性上面的斑點,並與已知化學成分進行比較。
卡爾文在實驗中發現,標記有C的CO2很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內,層析紙上就出現放射性的斑點,經與已知化學物比較,斑點中的化學成分是3-磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中間體。
這第一個被提取到的產物是一個三碳分子,所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將透過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。
後來研究還發現,CO2固定的C3途徑是一個迴圈過程,人們稱之為C3迴圈。這一迴圈又稱卡爾文迴圈。
C3類植物(碳三植物),如米和麥,二氧化碳經氣孔進入葉片後,直接進入葉肉進行卡爾文迴圈。而C3植物的維管束鞘細胞很小,不含或含很少葉綠體,卡爾文迴圈不在這裡發生。
2,C4類植物
在20世紀60年代,澳洲科學家哈奇和斯萊克發現玉米、甘蔗等熱帶綠色植物,除了和其他綠色植物一樣具有卡爾文迴圈外,CO2首先透過一條特別的途徑被固定。
這條途徑也被稱為哈奇-斯萊克途徑(Hatch-Slack途徑),又稱四碳二羧酸途徑C4植