光合作用化学方程式 光合作用的原理是什么

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光合作用化学方程式

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程，以下就是整理出来的关于光合作用的具体的反应和过程。光合作用化学方程式：12H2O 6CO2 阳光→（与叶绿素产生化学作用）C6H12O6（葡萄糖） 6O2 6H2O。

光合作用的化学式表达式

光合作用的化学式表达式：6CO2 6H2O →C6H12O6 6O2，箭头上面是光,箭头下面是叶绿素（记住绝对是叶绿素，化学主要是讲关于物质与物质的反应，生物中要求的是叶绿体这种细胞器的作用下完成，强调的是细胞中各个细胞器之间的联系关系。），C6H12O6是葡萄糖，数字都是下标。

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。

光合作用的原理是什么

光合作用是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程‌。这个过程主要发生在植物的叶绿体中，是植物利用太阳光能进行能量转换和物质合成的重要方式。‌

光合作用的具体步骤包括光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段，植物利用光能将水分解成氧气和[H]，同时形成ATP。暗反应阶段，二氧化碳被固定并转化为有机物，利用光反应阶段产生的[H]和ATP进行还原反应，最终形成葡萄糖等有机物。

光合作用的化学方程式为：6CO2 6H2O（光照、叶绿体）→ C6H12O6 6O2，这个反应式展示了光合作用中将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。

光合作用的意义在于它不仅为植物自身提供了生长发育所需的营养物质，还通过食物链为动物和人类提供了能量来源。此外，光合作用维持了大气中的氧气和二氧化碳的平衡，对地球的生态环境有着至关重要的作用。

叶绿素包括四种：叶绿素a，叶绿素b，叶黄素和胡萝卜素。其中一部分特殊叶绿素a可以进行光能和电能的转化。

首先，特殊的叶绿素a吸收光能，释放一个高能电子，此时表现为正电，电子e此时为游离态。接着，由于水分的运输，使得水分子进入叶绿体。这时，特殊的叶绿素a将H元素与O元素共价结合的电子夺走，使氧气变为游离态的氧气通过气孔释放出去，这是的H元素由于没有电子，成为[H]，也就是还原氢。

由于失去一个e又从H那里夺回一个e，此时特殊的叶绿素还原中性电性。而他借助光能释放的e，和[H]以及叶绿体中的NADP 结合成为NADPH。NADPH表现为还原性，而且具有很高的能量。（主要是由于高能电子的能量）

这样就完成了电能的转化。

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细讲光合作用

光合作用的基本原理

光合作用可分为光反应和碳反应（旧称暗反应）两个阶段 光合作用的两个阶段

2.1 光反应

条件：光照、光合色素、光反应酶。 场所：叶绿体的类囊体薄膜。(色素） 过程：①水的光解：2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下）。②ATP的合成：ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。 影响因素：光照强度、CO2浓度、水分供给、温度、酸碱度等。 意义：①光解水，产生氧气。②将光能转变成化学能，产生ATP，为碳反应提供能量。③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH，为碳反应提供还原剂NADPH，NADPH同样可以为碳反应提供能量。 详细过程如下: 系统由多种色素组成，如叶绿素a(Chlorophyll a)、叶绿素b(Chlorophyll b)、类胡萝卜素(Carotenoids)等组成。既拓宽了光合作用的作用光谱，其他的色素也能吸收过度的强光而产生所谓的光保护作用(Photoprotection)。在此系统里，当光子打到系统里的色素分子时，会如所示一般，电子会在分子之间移转，直到反应中心为止。反应中心有两种，光系统一吸收光谱于700nm达到高峰，系统二则是680nm为高峰。反应中心是由叶绿素a及特定蛋白质所组成(这边的叶绿素a是因为位置而非结构特殊)，蛋白质的种类决定了反应中心吸收之波长。反应中心吸收了特定波长的光线后，叶绿素a激发出了一个电子，而旁边的酵素使水裂解成氢离子和氧原子，多余的电子去补叶绿素a分子上的缺。然后叶绿素a透过如图所示的过程，生产ATP与NADPH（还原型辅酶）分子，过程称之为电子传递链(Electron Transport Chain)。

2.2 碳反应

碳反应的实质是一系列的酶促反应。原称暗反应，后随着研究的深入，科学家发现这一概念并不准确。因为所谓的暗反应在暗中只能进行极短的时间，而在有光的条件下能连续不断进行，并受到光的调节。所以在20世纪90年代的一次光合作用会议上，从事植物生理学研究的科学家一致同意，将暗反应改称为碳反应。

条件：碳反应酶。 场所：叶绿体基质。 影响因素：温度、CO2浓度、酸碱度等。 过程：不同的植物，暗反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3、C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。对于最常见的C3的反应类型，植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内，通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与NADPH在ATP供能的条件下反应，生成糖类（CH2O）并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。 光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。 CO2+H2O（ 光照、酶、 叶绿体）==(CH2O)+O2

编辑本段3. 光合作用的详细机制

植物利用阳光的能量，将二氧化碳转换成淀粉，以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方，因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。经过关于光合作用的实验，可得结论： 1.绿叶在光下可以制造淀粉，并释放氧气。 2.绿叶制造淀粉需要二氧化碳作为原料 3.绿叶制造淀粉只能在有绿色的部分进行 此外，根据科学家研究得知，水也是制造淀粉必须的原料 *淀粉遇碘液能变成蓝色 *氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳

3.1 原理

植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。就是所谓的自养生物。对于绿色植物来说，在阳光充足的白天，它们将利用阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。 这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为淀粉，同时释放氧气

3.2 注意事项

上式中等号两边的水不能抵消，虽然在化学上式子显得很特别。原因是左边的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。为了更清楚地表达这一原料产物起始过程，人们更习惯在等号左右两边都写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。

3.3 光反应和碳反应

请参见本词条的“基本原理”栏目。

3.4 吸收峰

叶绿素a,b的吸收峰

叶绿素a、b的吸收峰过程：叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二，（光合作用系统一比光合作用系统二要原始，但电子传递先在光合系统二开始）在光照的情况下，分别吸收680nm和700nm波长的光子（以蓝紫光为主，伴有少量红色光），作为能量，将从水分子光解过程中得到电子不断传递，（能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素a) 最后传递给 辅酶二 NADP+。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成ATP，以供暗反应所用。而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP+带走。一分子NADP+可携带两个氢离子，NADP +2e- +H+ =NADPH 。还原性辅酶二 DANPH则在暗反应里面充当还原剂的作用。

3.5 有关化学方程式

H2O→2H+ 1/2O2（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） ADP+Pi→ATP （递能） CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定） 2C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成或称为C3的还原） ATP→ADP+PI（耗能） 能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成） 注意：光反应只有在光照条件下进行，而只要在满足碳反应条件的情况下碳反应都可以进行。也就是说碳反应不一定要在黑暗条件下进行。

3.6 光反应阶段和碳反应阶段的关系

①联系：光反应和碳反应是一个整体，二者紧密联系。光反应是碳反应的基础，光反应阶段为碳反应阶段提供能量（ATP、NADPH）和还原剂（NADPH），碳反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料。 ②区别：（见下表） 项目 光反应 碳反应

实质 光能→ 化学能，释放O2 同化CO?形成（CH2O)（酶促反应）

时间 短促，以微秒计 较缓慢

条件 需色素、光、ADP、和酶 不需色素和光，需多种酶

场所 在叶绿体内囊状结构薄膜上进行 在叶绿体基质中进行

物质转化 2H2O→4[H]+O2↑(在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下） CO2+C5→2C3（在酶的催化下） C3+H→（CH2O）+ C5 （在酶和ATP的催化下）

能量转化 叶绿素把光能转化为活跃的化学能并储存在ATP中 ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能

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